xref: /petsc/src/tao/matrix/adamat.c (revision db7814771ca77b190574494e87b584e981451db0)
1367daffbSBarry Smith #include <petscmat.h>              /*I  "mat.h"  I*/
2e0877f53SBarry Smith 
30ebee16dSLisandro Dalcin PETSC_INTERN PetscErrorCode MatCreateADA(Mat,Vec, Vec, Mat*);
40ebee16dSLisandro Dalcin 
5e0877f53SBarry Smith typedef struct {
6e0877f53SBarry Smith   Mat      A;
7e0877f53SBarry Smith   Vec      D1;
8e0877f53SBarry Smith   Vec      D2;
9e0877f53SBarry Smith   Vec      W;
10e0877f53SBarry Smith   Vec      W2;
11e0877f53SBarry Smith   Vec      ADADiag;
12e0877f53SBarry Smith   PetscInt GotDiag;
13e0877f53SBarry Smith } _p_TaoMatADACtx;
14e0877f53SBarry Smith typedef  _p_TaoMatADACtx* TaoMatADACtx;
15e0877f53SBarry Smith 
16e0877f53SBarry Smith static PetscErrorCode MatMult_ADA(Mat mat,Vec a,Vec y)
17e0877f53SBarry Smith {
18e0877f53SBarry Smith   TaoMatADACtx   ctx;
19e0877f53SBarry Smith   PetscReal      one = 1.0;
20e0877f53SBarry Smith 
21e0877f53SBarry Smith   PetscFunctionBegin;
229566063dSJacob Faibussowitsch   PetscCall(MatShellGetContext(mat,&ctx));
239566063dSJacob Faibussowitsch   PetscCall(MatMult(ctx->A,a,ctx->W));
24e0877f53SBarry Smith   if (ctx->D1) {
259566063dSJacob Faibussowitsch     PetscCall(VecPointwiseMult(ctx->W,ctx->D1,ctx->W));
26e0877f53SBarry Smith   }
279566063dSJacob Faibussowitsch   PetscCall(MatMultTranspose(ctx->A,ctx->W,y));
28e0877f53SBarry Smith   if (ctx->D2) {
299566063dSJacob Faibussowitsch     PetscCall(VecPointwiseMult(ctx->W2, ctx->D2, a));
309566063dSJacob Faibussowitsch     PetscCall(VecAXPY(y, one, ctx->W2));
31e0877f53SBarry Smith   }
32e0877f53SBarry Smith   PetscFunctionReturn(0);
33e0877f53SBarry Smith }
34e0877f53SBarry Smith 
35e0877f53SBarry Smith static PetscErrorCode MatMultTranspose_ADA(Mat mat,Vec a,Vec y)
36e0877f53SBarry Smith {
37e0877f53SBarry Smith   PetscFunctionBegin;
389566063dSJacob Faibussowitsch   PetscCall(MatMult_ADA(mat,a,y));
39e0877f53SBarry Smith   PetscFunctionReturn(0);
40e0877f53SBarry Smith }
41e0877f53SBarry Smith 
420c0fd78eSBarry Smith static PetscErrorCode MatDiagonalSet_ADA(Mat M,Vec D, InsertMode mode)
43e0877f53SBarry Smith {
44e0877f53SBarry Smith   TaoMatADACtx   ctx;
45e0877f53SBarry Smith   PetscReal      zero=0.0,one = 1.0;
46e0877f53SBarry Smith 
47e0877f53SBarry Smith   PetscFunctionBegin;
483c859ba3SBarry Smith   PetscCheck(mode != INSERT_VALUES,PetscObjectComm((PetscObject)M),PETSC_ERR_SUP,"Cannot insert diagonal entries of this matrix type, can only add");
499566063dSJacob Faibussowitsch   PetscCall(MatShellGetContext(M,&ctx));
50e0877f53SBarry Smith   if (!ctx->D2) {
519566063dSJacob Faibussowitsch     PetscCall(VecDuplicate(D,&ctx->D2));
529566063dSJacob Faibussowitsch     PetscCall(VecSet(ctx->D2, zero));
53e0877f53SBarry Smith   }
549566063dSJacob Faibussowitsch   PetscCall(VecAXPY(ctx->D2, one, D));
55e0877f53SBarry Smith   PetscFunctionReturn(0);
56e0877f53SBarry Smith }
57e0877f53SBarry Smith 
58e0877f53SBarry Smith static PetscErrorCode MatDestroy_ADA(Mat mat)
59e0877f53SBarry Smith {
60e0877f53SBarry Smith   TaoMatADACtx   ctx;
61e0877f53SBarry Smith 
62e0877f53SBarry Smith   PetscFunctionBegin;
639566063dSJacob Faibussowitsch   PetscCall(MatShellGetContext(mat,&ctx));
649566063dSJacob Faibussowitsch   PetscCall(VecDestroy(&ctx->W));
659566063dSJacob Faibussowitsch   PetscCall(VecDestroy(&ctx->W2));
669566063dSJacob Faibussowitsch   PetscCall(VecDestroy(&ctx->ADADiag));
679566063dSJacob Faibussowitsch   PetscCall(MatDestroy(&ctx->A));
689566063dSJacob Faibussowitsch   PetscCall(VecDestroy(&ctx->D1));
699566063dSJacob Faibussowitsch   PetscCall(VecDestroy(&ctx->D2));
709566063dSJacob Faibussowitsch   PetscCall(PetscFree(ctx));
71e0877f53SBarry Smith   PetscFunctionReturn(0);
72e0877f53SBarry Smith }
73e0877f53SBarry Smith 
74e0877f53SBarry Smith static PetscErrorCode MatView_ADA(Mat mat,PetscViewer viewer)
75e0877f53SBarry Smith {
76e0877f53SBarry Smith   PetscFunctionBegin;
77e0877f53SBarry Smith   PetscFunctionReturn(0);
78e0877f53SBarry Smith }
79e0877f53SBarry Smith 
80e0877f53SBarry Smith static PetscErrorCode MatShift_ADA(Mat Y, PetscReal a)
81e0877f53SBarry Smith {
82e0877f53SBarry Smith   TaoMatADACtx   ctx;
83e0877f53SBarry Smith 
84e0877f53SBarry Smith   PetscFunctionBegin;
859566063dSJacob Faibussowitsch   PetscCall(MatShellGetContext(Y,&ctx));
869566063dSJacob Faibussowitsch   PetscCall(VecShift(ctx->D2,a));
87e0877f53SBarry Smith   PetscFunctionReturn(0);
88e0877f53SBarry Smith }
89e0877f53SBarry Smith 
90e0877f53SBarry Smith static PetscErrorCode MatDuplicate_ADA(Mat mat,MatDuplicateOption op,Mat *M)
91e0877f53SBarry Smith {
92e0877f53SBarry Smith   TaoMatADACtx      ctx;
93e0877f53SBarry Smith   Mat               A2;
94e0877f53SBarry Smith   Vec               D1b=NULL,D2b;
95e0877f53SBarry Smith 
96e0877f53SBarry Smith   PetscFunctionBegin;
979566063dSJacob Faibussowitsch   PetscCall(MatShellGetContext(mat,&ctx));
989566063dSJacob Faibussowitsch   PetscCall(MatDuplicate(ctx->A,op,&A2));
99e0877f53SBarry Smith   if (ctx->D1) {
1009566063dSJacob Faibussowitsch     PetscCall(VecDuplicate(ctx->D1,&D1b));
1019566063dSJacob Faibussowitsch     PetscCall(VecCopy(ctx->D1,D1b));
102e0877f53SBarry Smith   }
1039566063dSJacob Faibussowitsch   PetscCall(VecDuplicate(ctx->D2,&D2b));
1049566063dSJacob Faibussowitsch   PetscCall(VecCopy(ctx->D2,D2b));
1059566063dSJacob Faibussowitsch   PetscCall(MatCreateADA(A2,D1b,D2b,M));
106e0877f53SBarry Smith   if (ctx->D1) {
1079566063dSJacob Faibussowitsch     PetscCall(PetscObjectDereference((PetscObject)D1b));
108e0877f53SBarry Smith   }
1099566063dSJacob Faibussowitsch   PetscCall(PetscObjectDereference((PetscObject)D2b));
1109566063dSJacob Faibussowitsch   PetscCall(PetscObjectDereference((PetscObject)A2));
111e0877f53SBarry Smith   PetscFunctionReturn(0);
112e0877f53SBarry Smith }
113e0877f53SBarry Smith 
114e0877f53SBarry Smith static PetscErrorCode MatEqual_ADA(Mat A,Mat B,PetscBool *flg)
115e0877f53SBarry Smith {
116e0877f53SBarry Smith   TaoMatADACtx   ctx1,ctx2;
117e0877f53SBarry Smith 
118e0877f53SBarry Smith   PetscFunctionBegin;
1199566063dSJacob Faibussowitsch   PetscCall(MatShellGetContext(A,&ctx1));
1209566063dSJacob Faibussowitsch   PetscCall(MatShellGetContext(B,&ctx2));
1219566063dSJacob Faibussowitsch   PetscCall(VecEqual(ctx1->D2,ctx2->D2,flg));
122e0877f53SBarry Smith   if (*flg==PETSC_TRUE) {
1239566063dSJacob Faibussowitsch     PetscCall(VecEqual(ctx1->D1,ctx2->D1,flg));
124e0877f53SBarry Smith   }
125e0877f53SBarry Smith   if (*flg==PETSC_TRUE) {
1269566063dSJacob Faibussowitsch     PetscCall(MatEqual(ctx1->A,ctx2->A,flg));
127e0877f53SBarry Smith   }
128e0877f53SBarry Smith   PetscFunctionReturn(0);
129e0877f53SBarry Smith }
130e0877f53SBarry Smith 
131e0877f53SBarry Smith static PetscErrorCode MatScale_ADA(Mat mat, PetscReal a)
132e0877f53SBarry Smith {
133e0877f53SBarry Smith   TaoMatADACtx   ctx;
134e0877f53SBarry Smith 
135e0877f53SBarry Smith   PetscFunctionBegin;
1369566063dSJacob Faibussowitsch   PetscCall(MatShellGetContext(mat,&ctx));
1379566063dSJacob Faibussowitsch   PetscCall(VecScale(ctx->D1,a));
138e0877f53SBarry Smith   if (ctx->D2) {
1399566063dSJacob Faibussowitsch     PetscCall(VecScale(ctx->D2,a));
140e0877f53SBarry Smith   }
141e0877f53SBarry Smith   PetscFunctionReturn(0);
142e0877f53SBarry Smith }
143e0877f53SBarry Smith 
144cf37664fSBarry Smith static PetscErrorCode MatTranspose_ADA(Mat mat,MatReuse reuse,Mat *B)
145e0877f53SBarry Smith {
146e0877f53SBarry Smith   TaoMatADACtx   ctx;
147e0877f53SBarry Smith 
148e0877f53SBarry Smith   PetscFunctionBegin;
1499566063dSJacob Faibussowitsch   PetscCall(MatShellGetContext(mat,&ctx));
150cf37664fSBarry Smith   if (reuse == MAT_INITIAL_MATRIX) {
1519566063dSJacob Faibussowitsch     PetscCall(MatDuplicate(mat,MAT_COPY_VALUES,B));
152cf37664fSBarry Smith   } else if (reuse == MAT_REUSE_MATRIX) {
1539566063dSJacob Faibussowitsch     PetscCall(MatCopy(mat,*B,SAME_NONZERO_PATTERN));
154cf37664fSBarry Smith   } else SETERRQ(PetscObjectComm((PetscObject)mat),PETSC_ERR_SUP,"Does not support inplace transpose");
155e0877f53SBarry Smith   PetscFunctionReturn(0);
156e0877f53SBarry Smith }
157e0877f53SBarry Smith 
1580c0fd78eSBarry Smith static PetscErrorCode MatADAComputeDiagonal(Mat mat)
159e0877f53SBarry Smith {
160e0877f53SBarry Smith   PetscInt       i,m,n,low,high;
161e0877f53SBarry Smith   PetscScalar    *dtemp,*dptr;
162e0877f53SBarry Smith   TaoMatADACtx   ctx;
163e0877f53SBarry Smith 
164e0877f53SBarry Smith   PetscFunctionBegin;
1659566063dSJacob Faibussowitsch   PetscCall(MatShellGetContext(mat,&ctx));
1669566063dSJacob Faibussowitsch   PetscCall(MatGetOwnershipRange(mat, &low, &high));
1679566063dSJacob Faibussowitsch   PetscCall(MatGetSize(mat,&m,&n));
168e0877f53SBarry Smith 
1699566063dSJacob Faibussowitsch   PetscCall(PetscMalloc1(n,&dtemp));
170e0877f53SBarry Smith   for (i=0; i<n; i++) {
1719566063dSJacob Faibussowitsch     PetscCall(MatGetColumnVector(ctx->A, ctx->W, i));
1729566063dSJacob Faibussowitsch     PetscCall(VecPointwiseMult(ctx->W,ctx->W,ctx->W));
1739566063dSJacob Faibussowitsch     PetscCall(VecDotBegin(ctx->D1, ctx->W,dtemp+i));
174e0877f53SBarry Smith   }
175e0877f53SBarry Smith   for (i=0; i<n; i++) {
1769566063dSJacob Faibussowitsch     PetscCall(VecDotEnd(ctx->D1, ctx->W,dtemp+i));
177e0877f53SBarry Smith   }
178e0877f53SBarry Smith 
1799566063dSJacob Faibussowitsch   PetscCall(VecGetArray(ctx->ADADiag,&dptr));
180e0877f53SBarry Smith   for (i=low; i<high; i++) {
181e0877f53SBarry Smith     dptr[i-low]= dtemp[i];
182e0877f53SBarry Smith   }
1839566063dSJacob Faibussowitsch   PetscCall(VecRestoreArray(ctx->ADADiag,&dptr));
1849566063dSJacob Faibussowitsch   PetscCall(PetscFree(dtemp));
185e0877f53SBarry Smith   PetscFunctionReturn(0);
186e0877f53SBarry Smith }
187e0877f53SBarry Smith 
188e0877f53SBarry Smith static PetscErrorCode MatGetDiagonal_ADA(Mat mat,Vec v)
189e0877f53SBarry Smith {
190e0877f53SBarry Smith   PetscReal       one=1.0;
191e0877f53SBarry Smith   TaoMatADACtx    ctx;
192e0877f53SBarry Smith 
193e0877f53SBarry Smith   PetscFunctionBegin;
1949566063dSJacob Faibussowitsch   PetscCall(MatShellGetContext(mat,&ctx));
1959566063dSJacob Faibussowitsch   PetscCall(MatADAComputeDiagonal(mat));
1969566063dSJacob Faibussowitsch   PetscCall(VecCopy(ctx->ADADiag,v));
197e0877f53SBarry Smith   if (ctx->D2) {
1989566063dSJacob Faibussowitsch     PetscCall(VecAXPY(v, one, ctx->D2));
199e0877f53SBarry Smith   }
200e0877f53SBarry Smith   PetscFunctionReturn(0);
201e0877f53SBarry Smith }
202e0877f53SBarry Smith 
2037dae84e0SHong Zhang static PetscErrorCode MatCreateSubMatrix_ADA(Mat mat,IS isrow,IS iscol,MatReuse cll, Mat *newmat)
204e0877f53SBarry Smith {
205e0877f53SBarry Smith   PetscInt          low,high;
206e0877f53SBarry Smith   IS                ISrow;
207e0877f53SBarry Smith   Vec               D1,D2;
208e0877f53SBarry Smith   Mat               Atemp;
209e0877f53SBarry Smith   TaoMatADACtx      ctx;
210e0877f53SBarry Smith   PetscBool         isequal;
211e0877f53SBarry Smith 
212e0877f53SBarry Smith   PetscFunctionBegin;
2139566063dSJacob Faibussowitsch   PetscCall(ISEqual(isrow,iscol,&isequal));
2143c859ba3SBarry Smith   PetscCheck(isequal,PETSC_COMM_SELF,PETSC_ERR_SUP,"Only for identical column and row indices");
2159566063dSJacob Faibussowitsch   PetscCall(MatShellGetContext(mat,&ctx));
216e0877f53SBarry Smith 
2179566063dSJacob Faibussowitsch   PetscCall(MatGetOwnershipRange(ctx->A,&low,&high));
2189566063dSJacob Faibussowitsch   PetscCall(ISCreateStride(PetscObjectComm((PetscObject)mat),high-low,low,1,&ISrow));
2199566063dSJacob Faibussowitsch   PetscCall(MatCreateSubMatrix(ctx->A,ISrow,iscol,cll,&Atemp));
2209566063dSJacob Faibussowitsch   PetscCall(ISDestroy(&ISrow));
221e0877f53SBarry Smith 
222e0877f53SBarry Smith   if (ctx->D1) {
2239566063dSJacob Faibussowitsch     PetscCall(VecDuplicate(ctx->D1,&D1));
2249566063dSJacob Faibussowitsch     PetscCall(VecCopy(ctx->D1,D1));
225e0877f53SBarry Smith   } else {
226e0877f53SBarry Smith     D1 = NULL;
227e0877f53SBarry Smith   }
228e0877f53SBarry Smith 
229e0877f53SBarry Smith   if (ctx->D2) {
230e0877f53SBarry Smith     Vec D2sub;
231e0877f53SBarry Smith 
2329566063dSJacob Faibussowitsch     PetscCall(VecGetSubVector(ctx->D2,isrow,&D2sub));
2339566063dSJacob Faibussowitsch     PetscCall(VecDuplicate(D2sub,&D2));
2349566063dSJacob Faibussowitsch     PetscCall(VecCopy(D2sub,D2));
2359566063dSJacob Faibussowitsch     PetscCall(VecRestoreSubVector(ctx->D2,isrow,&D2sub));
236e0877f53SBarry Smith   } else {
237e0877f53SBarry Smith     D2 = NULL;
238e0877f53SBarry Smith   }
239e0877f53SBarry Smith 
2409566063dSJacob Faibussowitsch   PetscCall(MatCreateADA(Atemp,D1,D2,newmat));
2419566063dSJacob Faibussowitsch   PetscCall(MatShellGetContext(*newmat,&ctx));
2429566063dSJacob Faibussowitsch   PetscCall(PetscObjectDereference((PetscObject)Atemp));
243e0877f53SBarry Smith   if (ctx->D1) {
2449566063dSJacob Faibussowitsch     PetscCall(PetscObjectDereference((PetscObject)D1));
245e0877f53SBarry Smith   }
246e0877f53SBarry Smith   if (ctx->D2) {
2479566063dSJacob Faibussowitsch     PetscCall(PetscObjectDereference((PetscObject)D2));
248e0877f53SBarry Smith   }
249e0877f53SBarry Smith   PetscFunctionReturn(0);
250e0877f53SBarry Smith }
251e0877f53SBarry Smith 
2527dae84e0SHong Zhang static PetscErrorCode MatCreateSubMatrices_ADA(Mat A,PetscInt n, IS *irow,IS *icol,MatReuse scall,Mat **B)
253e0877f53SBarry Smith {
254e0877f53SBarry Smith   PetscInt       i;
255e0877f53SBarry Smith 
256e0877f53SBarry Smith   PetscFunctionBegin;
257e0877f53SBarry Smith   if (scall == MAT_INITIAL_MATRIX) {
2589566063dSJacob Faibussowitsch     PetscCall(PetscCalloc1(n+1,B));
259e0877f53SBarry Smith   }
260e0877f53SBarry Smith   for (i=0; i<n; i++) {
2619566063dSJacob Faibussowitsch     PetscCall(MatCreateSubMatrix_ADA(A,irow[i],icol[i],scall,&(*B)[i]));
262e0877f53SBarry Smith   }
263e0877f53SBarry Smith   PetscFunctionReturn(0);
264e0877f53SBarry Smith }
265e0877f53SBarry Smith 
266e0877f53SBarry Smith static PetscErrorCode MatGetColumnVector_ADA(Mat mat,Vec Y, PetscInt col)
267e0877f53SBarry Smith {
268e0877f53SBarry Smith   PetscInt       low,high;
269e0877f53SBarry Smith   PetscScalar    zero=0.0,one=1.0;
270e0877f53SBarry Smith 
271e0877f53SBarry Smith   PetscFunctionBegin;
2729566063dSJacob Faibussowitsch   PetscCall(VecSet(Y, zero));
2739566063dSJacob Faibussowitsch   PetscCall(VecGetOwnershipRange(Y,&low,&high));
274e0877f53SBarry Smith   if (col>=low && col<high) {
2759566063dSJacob Faibussowitsch     PetscCall(VecSetValue(Y,col,one,INSERT_VALUES));
276e0877f53SBarry Smith   }
2779566063dSJacob Faibussowitsch   PetscCall(VecAssemblyBegin(Y));
2789566063dSJacob Faibussowitsch   PetscCall(VecAssemblyEnd(Y));
2799566063dSJacob Faibussowitsch   PetscCall(MatMult_ADA(mat,Y,Y));
280e0877f53SBarry Smith   PetscFunctionReturn(0);
281e0877f53SBarry Smith }
282e0877f53SBarry Smith 
283cc2e6a90SBarry Smith PETSC_INTERN PetscErrorCode MatConvert_ADA(Mat mat,MatType newtype,Mat *NewMat)
284e0877f53SBarry Smith {
285e0877f53SBarry Smith   PetscMPIInt    size;
286e0877f53SBarry Smith   PetscBool      sametype, issame, isdense, isseqdense;
287e0877f53SBarry Smith   TaoMatADACtx   ctx;
288e0877f53SBarry Smith 
289e0877f53SBarry Smith   PetscFunctionBegin;
2909566063dSJacob Faibussowitsch   PetscCall(MatShellGetContext(mat,&ctx));
2919566063dSJacob Faibussowitsch   PetscCallMPI(MPI_Comm_size(PetscObjectComm((PetscObject)mat),&size));
292e0877f53SBarry Smith 
2939566063dSJacob Faibussowitsch   PetscCall(PetscObjectTypeCompare((PetscObject)mat,newtype,&sametype));
2949566063dSJacob Faibussowitsch   PetscCall(PetscObjectTypeCompare((PetscObject)mat,MATSAME,&issame));
2959566063dSJacob Faibussowitsch   PetscCall(PetscObjectTypeCompare((PetscObject)mat,MATMPIDENSE,&isdense));
2969566063dSJacob Faibussowitsch   PetscCall(PetscObjectTypeCompare((PetscObject)mat,MATSEQDENSE,&isseqdense));
297e0877f53SBarry Smith 
298e0877f53SBarry Smith   if (sametype || issame) {
2999566063dSJacob Faibussowitsch     PetscCall(MatDuplicate(mat,MAT_COPY_VALUES,NewMat));
300e0877f53SBarry Smith   } else if (isdense) {
301e0877f53SBarry Smith     PetscInt          i,j,low,high,m,n,M,N;
302e0877f53SBarry Smith     const PetscScalar *dptr;
303e0877f53SBarry Smith     Vec               X;
304e0877f53SBarry Smith 
3059566063dSJacob Faibussowitsch     PetscCall(VecDuplicate(ctx->D2,&X));
3069566063dSJacob Faibussowitsch     PetscCall(MatGetSize(mat,&M,&N));
3079566063dSJacob Faibussowitsch     PetscCall(MatGetLocalSize(mat,&m,&n));
3089566063dSJacob Faibussowitsch     PetscCall(MatCreateDense(PetscObjectComm((PetscObject)mat),m,m,N,N,NULL,NewMat));
3099566063dSJacob Faibussowitsch     PetscCall(MatGetOwnershipRange(*NewMat,&low,&high));
310e0877f53SBarry Smith     for (i=0;i<M;i++) {
3119566063dSJacob Faibussowitsch       PetscCall(MatGetColumnVector_ADA(mat,X,i));
3129566063dSJacob Faibussowitsch       PetscCall(VecGetArrayRead(X,&dptr));
313e0877f53SBarry Smith       for (j=0; j<high-low; j++) {
3149566063dSJacob Faibussowitsch         PetscCall(MatSetValue(*NewMat,low+j,i,dptr[j],INSERT_VALUES));
315e0877f53SBarry Smith       }
3169566063dSJacob Faibussowitsch       PetscCall(VecRestoreArrayRead(X,&dptr));
317e0877f53SBarry Smith     }
3189566063dSJacob Faibussowitsch     PetscCall(MatAssemblyBegin(*NewMat,MAT_FINAL_ASSEMBLY));
3199566063dSJacob Faibussowitsch     PetscCall(MatAssemblyEnd(*NewMat,MAT_FINAL_ASSEMBLY));
3209566063dSJacob Faibussowitsch     PetscCall(VecDestroy(&X));
321e0877f53SBarry Smith   } else if (isseqdense && size==1) {
322e0877f53SBarry Smith     PetscInt          i,j,low,high,m,n,M,N;
323e0877f53SBarry Smith     const PetscScalar *dptr;
324e0877f53SBarry Smith     Vec               X;
325e0877f53SBarry Smith 
3269566063dSJacob Faibussowitsch     PetscCall(VecDuplicate(ctx->D2,&X));
3279566063dSJacob Faibussowitsch     PetscCall(MatGetSize(mat,&M,&N));
3289566063dSJacob Faibussowitsch     PetscCall(MatGetLocalSize(mat,&m,&n));
3299566063dSJacob Faibussowitsch     PetscCall(MatCreateSeqDense(PetscObjectComm((PetscObject)mat),N,N,NULL,NewMat));
3309566063dSJacob Faibussowitsch     PetscCall(MatGetOwnershipRange(*NewMat,&low,&high));
331e0877f53SBarry Smith     for (i=0;i<M;i++) {
3329566063dSJacob Faibussowitsch       PetscCall(MatGetColumnVector_ADA(mat,X,i));
3339566063dSJacob Faibussowitsch       PetscCall(VecGetArrayRead(X,&dptr));
334e0877f53SBarry Smith       for (j=0; j<high-low; j++) {
3359566063dSJacob Faibussowitsch         PetscCall(MatSetValue(*NewMat,low+j,i,dptr[j],INSERT_VALUES));
336e0877f53SBarry Smith       }
3379566063dSJacob Faibussowitsch       PetscCall(VecRestoreArrayRead(X,&dptr));
338e0877f53SBarry Smith     }
3399566063dSJacob Faibussowitsch     PetscCall(MatAssemblyBegin(*NewMat,MAT_FINAL_ASSEMBLY));
3409566063dSJacob Faibussowitsch     PetscCall(MatAssemblyEnd(*NewMat,MAT_FINAL_ASSEMBLY));
3419566063dSJacob Faibussowitsch     PetscCall(VecDestroy(&X));
342691b26d3SBarry Smith   } else SETERRQ(PETSC_COMM_SELF,PETSC_ERR_PLIB,"No support to convert objects to that type");
343e0877f53SBarry Smith   PetscFunctionReturn(0);
344e0877f53SBarry Smith }
345e0877f53SBarry Smith 
346e0877f53SBarry Smith static PetscErrorCode MatNorm_ADA(Mat mat,NormType type,PetscReal *norm)
347e0877f53SBarry Smith {
348e0877f53SBarry Smith   TaoMatADACtx   ctx;
349e0877f53SBarry Smith 
350e0877f53SBarry Smith   PetscFunctionBegin;
3519566063dSJacob Faibussowitsch   PetscCall(MatShellGetContext(mat,&ctx));
352e0877f53SBarry Smith   if (type == NORM_FROBENIUS) {
353e0877f53SBarry Smith     *norm = 1.0;
354e0877f53SBarry Smith   } else if (type == NORM_1 || type == NORM_INFINITY) {
355e0877f53SBarry Smith     *norm = 1.0;
356e0877f53SBarry Smith   } else SETERRQ(PETSC_COMM_SELF,PETSC_ERR_SUP,"No two norm");
357e0877f53SBarry Smith   PetscFunctionReturn(0);
358e0877f53SBarry Smith }
359a7e14dcfSSatish Balay 
360a7e14dcfSSatish Balay /*@C
361a7e14dcfSSatish Balay    MatCreateADA - Creates a matrix M=A^T D1 A + D2 where D1, D2 are diagonal
362a7e14dcfSSatish Balay 
363a7e14dcfSSatish Balay    Collective on matrix
364a7e14dcfSSatish Balay 
365a7e14dcfSSatish Balay    Input Parameters:
366a7e14dcfSSatish Balay +  mat - matrix of arbitrary type
3670c0fd78eSBarry Smith .  d1 - A vector defining a diagonal matrix
3680c0fd78eSBarry Smith -  d2 - A vector defining a diagonal matrix
369a7e14dcfSSatish Balay 
370a7e14dcfSSatish Balay    Output Parameters:
371a7e14dcfSSatish Balay .  J - New matrix whose operations are defined in terms of mat, D1, and D2.
372a7e14dcfSSatish Balay 
373a7e14dcfSSatish Balay    Notes:
374a7e14dcfSSatish Balay    The user provides the input data and is responsible for destroying
375a7e14dcfSSatish Balay    this data after matrix J has been destroyed.
376a7e14dcfSSatish Balay 
377a7e14dcfSSatish Balay    Level: developer
378a7e14dcfSSatish Balay 
379*db781477SPatrick Sanan .seealso: `MatCreate()`
380a7e14dcfSSatish Balay @*/
381a7e14dcfSSatish Balay PetscErrorCode MatCreateADA(Mat mat,Vec d1, Vec d2, Mat *J)
382a7e14dcfSSatish Balay {
383367daffbSBarry Smith   MPI_Comm       comm = PetscObjectComm((PetscObject)mat);
384a7e14dcfSSatish Balay   TaoMatADACtx   ctx;
385a7e14dcfSSatish Balay   PetscInt       nloc,n;
386a7e14dcfSSatish Balay 
387a7e14dcfSSatish Balay   PetscFunctionBegin;
3889566063dSJacob Faibussowitsch   PetscCall(PetscNew(&ctx));
389a7e14dcfSSatish Balay   ctx->A=mat;
390a7e14dcfSSatish Balay   ctx->D1=d1;
391a7e14dcfSSatish Balay   ctx->D2=d2;
392a7e14dcfSSatish Balay   if (d1) {
3939566063dSJacob Faibussowitsch     PetscCall(VecDuplicate(d1,&ctx->W));
3949566063dSJacob Faibussowitsch     PetscCall(PetscObjectReference((PetscObject)d1));
395a7e14dcfSSatish Balay   } else {
3960e660641SBarry Smith     ctx->W = NULL;
397a7e14dcfSSatish Balay   }
398a7e14dcfSSatish Balay   if (d2) {
3999566063dSJacob Faibussowitsch     PetscCall(VecDuplicate(d2,&ctx->W2));
4009566063dSJacob Faibussowitsch     PetscCall(VecDuplicate(d2,&ctx->ADADiag));
4019566063dSJacob Faibussowitsch     PetscCall(PetscObjectReference((PetscObject)d2));
402a7e14dcfSSatish Balay   } else {
4030e660641SBarry Smith     ctx->W2      = NULL;
4040e660641SBarry Smith     ctx->ADADiag = NULL;
405a7e14dcfSSatish Balay   }
406a7e14dcfSSatish Balay 
407a7e14dcfSSatish Balay   ctx->GotDiag = 0;
4089566063dSJacob Faibussowitsch   PetscCall(PetscObjectReference((PetscObject)mat));
409a7e14dcfSSatish Balay 
4109566063dSJacob Faibussowitsch   PetscCall(VecGetLocalSize(d2,&nloc));
4119566063dSJacob Faibussowitsch   PetscCall(VecGetSize(d2,&n));
412a7e14dcfSSatish Balay 
4139566063dSJacob Faibussowitsch   PetscCall(MatCreateShell(comm,nloc,nloc,n,n,ctx,J));
4149566063dSJacob Faibussowitsch   PetscCall(MatShellSetManageScalingShifts(*J));
4159566063dSJacob Faibussowitsch   PetscCall(MatShellSetOperation(*J,MATOP_MULT,(void(*)(void))MatMult_ADA));
4169566063dSJacob Faibussowitsch   PetscCall(MatShellSetOperation(*J,MATOP_DESTROY,(void(*)(void))MatDestroy_ADA));
4179566063dSJacob Faibussowitsch   PetscCall(MatShellSetOperation(*J,MATOP_VIEW,(void(*)(void))MatView_ADA));
4189566063dSJacob Faibussowitsch   PetscCall(MatShellSetOperation(*J,MATOP_MULT_TRANSPOSE,(void(*)(void))MatMultTranspose_ADA));
4199566063dSJacob Faibussowitsch   PetscCall(MatShellSetOperation(*J,MATOP_DIAGONAL_SET,(void(*)(void))MatDiagonalSet_ADA));
4209566063dSJacob Faibussowitsch   PetscCall(MatShellSetOperation(*J,MATOP_SHIFT,(void(*)(void))MatShift_ADA));
4219566063dSJacob Faibussowitsch   PetscCall(MatShellSetOperation(*J,MATOP_EQUAL,(void(*)(void))MatEqual_ADA));
4229566063dSJacob Faibussowitsch   PetscCall(MatShellSetOperation(*J,MATOP_SCALE,(void(*)(void))MatScale_ADA));
4239566063dSJacob Faibussowitsch   PetscCall(MatShellSetOperation(*J,MATOP_TRANSPOSE,(void(*)(void))MatTranspose_ADA));
4249566063dSJacob Faibussowitsch   PetscCall(MatShellSetOperation(*J,MATOP_GET_DIAGONAL,(void(*)(void))MatGetDiagonal_ADA));
4259566063dSJacob Faibussowitsch   PetscCall(MatShellSetOperation(*J,MATOP_CREATE_SUBMATRICES,(void(*)(void))MatCreateSubMatrices_ADA));
4269566063dSJacob Faibussowitsch   PetscCall(MatShellSetOperation(*J,MATOP_NORM,(void(*)(void))MatNorm_ADA));
4279566063dSJacob Faibussowitsch   PetscCall(MatShellSetOperation(*J,MATOP_DUPLICATE,(void(*)(void))MatDuplicate_ADA));
4289566063dSJacob Faibussowitsch   PetscCall(MatShellSetOperation(*J,MATOP_CREATE_SUBMATRIX,(void(*)(void))MatCreateSubMatrix_ADA));
429a7e14dcfSSatish Balay 
4309566063dSJacob Faibussowitsch   PetscCall(PetscLogObjectParent((PetscObject)(*J),(PetscObject)ctx->W));
4319566063dSJacob Faibussowitsch   PetscCall(PetscLogObjectParent((PetscObject)mat,(PetscObject)(*J)));
432a7e14dcfSSatish Balay 
4339566063dSJacob Faibussowitsch   PetscCall(MatSetOption(*J,MAT_SYMMETRIC,PETSC_TRUE));
434a7e14dcfSSatish Balay   PetscFunctionReturn(0);
435a7e14dcfSSatish Balay }
436