1 #include <../src/mat/impls/baij/seq/baij.h>
2 #include <petsc/private/kernels/blockinvert.h>
3 
4 /* Block operations are done by accessing one column at at time */
5 /* Default MatSolve for block size 14 */
6 
MatSolve_SeqBAIJ_14_NaturalOrdering(Mat A,Vec bb,Vec xx)7 PetscErrorCode MatSolve_SeqBAIJ_14_NaturalOrdering(Mat A,Vec bb,Vec xx)
8 {
9   Mat_SeqBAIJ       *a=(Mat_SeqBAIJ*)A->data;
10   PetscErrorCode    ierr;
11   const PetscInt    n=a->mbs,*ai=a->i,*aj=a->j,*adiag=a->diag,*vi,bs=A->rmap->bs,bs2=a->bs2;
12   PetscInt          i,k,nz,idx,idt,m;
13   const MatScalar   *aa=a->a,*v;
14   PetscScalar       s[14];
15   PetscScalar       *x,xv;
16   const PetscScalar *b;
17 
18   PetscFunctionBegin;
19   ierr = VecGetArrayRead(bb,&b);CHKERRQ(ierr);
20   ierr = VecGetArray(xx,&x);CHKERRQ(ierr);
21 
22   /* forward solve the lower triangular */
23   for (i=0; i<n; i++) {
24     v         = aa + bs2*ai[i];
25     vi        = aj + ai[i];
26     nz        = ai[i+1] - ai[i];
27     idt       = bs*i;
28     x[idt]    = b[idt];    x[1+idt]  = b[1+idt];  x[2+idt]  = b[2+idt];  x[3+idt]  = b[3+idt];  x[4+idt]  = b[4+idt];
29     x[5+idt]  = b[5+idt];  x[6+idt]  = b[6+idt];  x[7+idt]  = b[7+idt];  x[8+idt]  = b[8+idt];  x[9+idt] = b[9+idt];
30     x[10+idt] = b[10+idt]; x[11+idt] = b[11+idt]; x[12+idt] = b[12+idt]; x[13+idt] = b[13+idt];
31     for (m=0; m<nz; m++) {
32       idx = bs*vi[m];
33       for (k=0; k<bs; k++) {
34         xv         = x[k + idx];
35         x[idt]    -= v[0]*xv;
36         x[1+idt]  -= v[1]*xv;
37         x[2+idt]  -= v[2]*xv;
38         x[3+idt]  -= v[3]*xv;
39         x[4+idt]  -= v[4]*xv;
40         x[5+idt]  -= v[5]*xv;
41         x[6+idt]  -= v[6]*xv;
42         x[7+idt]  -= v[7]*xv;
43         x[8+idt]  -= v[8]*xv;
44         x[9+idt]  -= v[9]*xv;
45         x[10+idt] -= v[10]*xv;
46         x[11+idt] -= v[11]*xv;
47         x[12+idt] -= v[12]*xv;
48         x[13+idt] -= v[13]*xv;
49         v         += 14;
50       }
51     }
52   }
53   /* backward solve the upper triangular */
54   for (i=n-1; i>=0; i--) {
55     v     = aa + bs2*(adiag[i+1]+1);
56     vi    = aj + adiag[i+1]+1;
57     nz    = adiag[i] - adiag[i+1] - 1;
58     idt   = bs*i;
59     s[0]  = x[idt];    s[1]  = x[1+idt];  s[2]  = x[2+idt];  s[3]  = x[3+idt];  s[4]  = x[4+idt];
60     s[5]  = x[5+idt];  s[6]  = x[6+idt];  s[7]  = x[7+idt];  s[8]  = x[8+idt];  s[9]  = x[9+idt];
61     s[10] = x[10+idt]; s[11] = x[11+idt]; s[12] = x[12+idt]; s[13] = x[13+idt];
62 
63     for (m=0; m<nz; m++) {
64       idx = bs*vi[m];
65       for (k=0; k<bs; k++) {
66         xv     = x[k + idx];
67         s[0]  -= v[0]*xv;
68         s[1]  -= v[1]*xv;
69         s[2]  -= v[2]*xv;
70         s[3]  -= v[3]*xv;
71         s[4]  -= v[4]*xv;
72         s[5]  -= v[5]*xv;
73         s[6]  -= v[6]*xv;
74         s[7]  -= v[7]*xv;
75         s[8]  -= v[8]*xv;
76         s[9]  -= v[9]*xv;
77         s[10] -= v[10]*xv;
78         s[11] -= v[11]*xv;
79         s[12] -= v[12]*xv;
80         s[13] -= v[13]*xv;
81         v     += 14;
82       }
83     }
84     ierr = PetscArrayzero(x+idt,bs);CHKERRQ(ierr);
85     for (k=0; k<bs; k++) {
86       x[idt]    += v[0]*s[k];
87       x[1+idt]  += v[1]*s[k];
88       x[2+idt]  += v[2]*s[k];
89       x[3+idt]  += v[3]*s[k];
90       x[4+idt]  += v[4]*s[k];
91       x[5+idt]  += v[5]*s[k];
92       x[6+idt]  += v[6]*s[k];
93       x[7+idt]  += v[7]*s[k];
94       x[8+idt]  += v[8]*s[k];
95       x[9+idt]  += v[9]*s[k];
96       x[10+idt] += v[10]*s[k];
97       x[11+idt] += v[11]*s[k];
98       x[12+idt] += v[12]*s[k];
99       x[13+idt] += v[13]*s[k];
100       v         += 14;
101     }
102   }
103   ierr = VecRestoreArrayRead(bb,&b);CHKERRQ(ierr);
104   ierr = VecRestoreArray(xx,&x);CHKERRQ(ierr);
105   ierr = PetscLogFlops(2.0*bs2*(a->nz) - bs*A->cmap->n);CHKERRQ(ierr);
106   PetscFunctionReturn(0);
107 }
108 
109 /* Block operations are done by accessing one column at at time */
110 /* Default MatSolve for block size 13 */
111 
MatSolve_SeqBAIJ_13_NaturalOrdering(Mat A,Vec bb,Vec xx)112 PetscErrorCode MatSolve_SeqBAIJ_13_NaturalOrdering(Mat A,Vec bb,Vec xx)
113 {
114   Mat_SeqBAIJ       *a=(Mat_SeqBAIJ*)A->data;
115   PetscErrorCode    ierr;
116   const PetscInt    n=a->mbs,*ai=a->i,*aj=a->j,*adiag=a->diag,*vi,bs=A->rmap->bs,bs2=a->bs2;
117   PetscInt          i,k,nz,idx,idt,m;
118   const MatScalar   *aa=a->a,*v;
119   PetscScalar       s[13];
120   PetscScalar       *x,xv;
121   const PetscScalar *b;
122 
123   PetscFunctionBegin;
124   ierr = VecGetArrayRead(bb,&b);CHKERRQ(ierr);
125   ierr = VecGetArray(xx,&x);CHKERRQ(ierr);
126 
127   /* forward solve the lower triangular */
128   for (i=0; i<n; i++) {
129     v         = aa + bs2*ai[i];
130     vi        = aj + ai[i];
131     nz        = ai[i+1] - ai[i];
132     idt       = bs*i;
133     x[idt]    = b[idt];    x[1+idt]  = b[1+idt];  x[2+idt]  = b[2+idt];  x[3+idt]  = b[3+idt];  x[4+idt]  = b[4+idt];
134     x[5+idt]  = b[5+idt];  x[6+idt]  = b[6+idt];  x[7+idt]  = b[7+idt];  x[8+idt]  = b[8+idt];  x[9+idt] = b[9+idt];
135     x[10+idt] = b[10+idt]; x[11+idt] = b[11+idt]; x[12+idt] = b[12+idt];
136     for (m=0; m<nz; m++) {
137       idx = bs*vi[m];
138       for (k=0; k<bs; k++) {
139         xv         = x[k + idx];
140         x[idt]    -= v[0]*xv;
141         x[1+idt]  -= v[1]*xv;
142         x[2+idt]  -= v[2]*xv;
143         x[3+idt]  -= v[3]*xv;
144         x[4+idt]  -= v[4]*xv;
145         x[5+idt]  -= v[5]*xv;
146         x[6+idt]  -= v[6]*xv;
147         x[7+idt]  -= v[7]*xv;
148         x[8+idt]  -= v[8]*xv;
149         x[9+idt]  -= v[9]*xv;
150         x[10+idt] -= v[10]*xv;
151         x[11+idt] -= v[11]*xv;
152         x[12+idt] -= v[12]*xv;
153         v         += 13;
154       }
155     }
156   }
157   /* backward solve the upper triangular */
158   for (i=n-1; i>=0; i--) {
159     v     = aa + bs2*(adiag[i+1]+1);
160     vi    = aj + adiag[i+1]+1;
161     nz    = adiag[i] - adiag[i+1] - 1;
162     idt   = bs*i;
163     s[0]  = x[idt];    s[1]  = x[1+idt];  s[2]  = x[2+idt];  s[3]  = x[3+idt];  s[4]  = x[4+idt];
164     s[5]  = x[5+idt];  s[6]  = x[6+idt];  s[7]  = x[7+idt];  s[8]  = x[8+idt];  s[9]  = x[9+idt];
165     s[10] = x[10+idt]; s[11] = x[11+idt]; s[12] = x[12+idt];
166 
167     for (m=0; m<nz; m++) {
168       idx = bs*vi[m];
169       for (k=0; k<bs; k++) {
170         xv     = x[k + idx];
171         s[0]  -= v[0]*xv;
172         s[1]  -= v[1]*xv;
173         s[2]  -= v[2]*xv;
174         s[3]  -= v[3]*xv;
175         s[4]  -= v[4]*xv;
176         s[5]  -= v[5]*xv;
177         s[6]  -= v[6]*xv;
178         s[7]  -= v[7]*xv;
179         s[8]  -= v[8]*xv;
180         s[9]  -= v[9]*xv;
181         s[10] -= v[10]*xv;
182         s[11] -= v[11]*xv;
183         s[12] -= v[12]*xv;
184         v     += 13;
185       }
186     }
187     ierr = PetscArrayzero(x+idt,bs);CHKERRQ(ierr);
188     for (k=0; k<bs; k++) {
189       x[idt]    += v[0]*s[k];
190       x[1+idt]  += v[1]*s[k];
191       x[2+idt]  += v[2]*s[k];
192       x[3+idt]  += v[3]*s[k];
193       x[4+idt]  += v[4]*s[k];
194       x[5+idt]  += v[5]*s[k];
195       x[6+idt]  += v[6]*s[k];
196       x[7+idt]  += v[7]*s[k];
197       x[8+idt]  += v[8]*s[k];
198       x[9+idt]  += v[9]*s[k];
199       x[10+idt] += v[10]*s[k];
200       x[11+idt] += v[11]*s[k];
201       x[12+idt] += v[12]*s[k];
202       v         += 13;
203     }
204   }
205   ierr = VecRestoreArrayRead(bb,&b);CHKERRQ(ierr);
206   ierr = VecRestoreArray(xx,&x);CHKERRQ(ierr);
207   ierr = PetscLogFlops(2.0*bs2*(a->nz) - bs*A->cmap->n);CHKERRQ(ierr);
208   PetscFunctionReturn(0);
209 }
210 
211 /* Block operations are done by accessing one column at at time */
212 /* Default MatSolve for block size 12 */
213 
MatSolve_SeqBAIJ_12_NaturalOrdering(Mat A,Vec bb,Vec xx)214 PetscErrorCode MatSolve_SeqBAIJ_12_NaturalOrdering(Mat A,Vec bb,Vec xx)
215 {
216   Mat_SeqBAIJ       *a=(Mat_SeqBAIJ*)A->data;
217   PetscErrorCode    ierr;
218   const PetscInt    n=a->mbs,*ai=a->i,*aj=a->j,*adiag=a->diag,*vi,bs=A->rmap->bs,bs2=a->bs2;
219   PetscInt          i,k,nz,idx,idt,m;
220   const MatScalar   *aa=a->a,*v;
221   PetscScalar       s[12];
222   PetscScalar       *x,xv;
223   const PetscScalar *b;
224 
225   PetscFunctionBegin;
226   ierr = VecGetArrayRead(bb,&b);CHKERRQ(ierr);
227   ierr = VecGetArray(xx,&x);CHKERRQ(ierr);
228 
229   /* forward solve the lower triangular */
230   for (i=0; i<n; i++) {
231     v         = aa + bs2*ai[i];
232     vi        = aj + ai[i];
233     nz        = ai[i+1] - ai[i];
234     idt       = bs*i;
235     x[idt]    = b[idt];    x[1+idt]  = b[1+idt];  x[2+idt]  = b[2+idt];  x[3+idt]  = b[3+idt];  x[4+idt]  = b[4+idt];
236     x[5+idt]  = b[5+idt];  x[6+idt]  = b[6+idt];  x[7+idt]  = b[7+idt];  x[8+idt]  = b[8+idt];  x[9+idt] = b[9+idt];
237     x[10+idt] = b[10+idt]; x[11+idt] = b[11+idt];
238     for (m=0; m<nz; m++) {
239       idx = bs*vi[m];
240       for (k=0; k<bs; k++) {
241         xv         = x[k + idx];
242         x[idt]    -= v[0]*xv;
243         x[1+idt]  -= v[1]*xv;
244         x[2+idt]  -= v[2]*xv;
245         x[3+idt]  -= v[3]*xv;
246         x[4+idt]  -= v[4]*xv;
247         x[5+idt]  -= v[5]*xv;
248         x[6+idt]  -= v[6]*xv;
249         x[7+idt]  -= v[7]*xv;
250         x[8+idt]  -= v[8]*xv;
251         x[9+idt]  -= v[9]*xv;
252         x[10+idt] -= v[10]*xv;
253         x[11+idt] -= v[11]*xv;
254         v         += 12;
255       }
256     }
257   }
258   /* backward solve the upper triangular */
259   for (i=n-1; i>=0; i--) {
260     v     = aa + bs2*(adiag[i+1]+1);
261     vi    = aj + adiag[i+1]+1;
262     nz    = adiag[i] - adiag[i+1] - 1;
263     idt   = bs*i;
264     s[0]  = x[idt];    s[1]  = x[1+idt];  s[2]  = x[2+idt];  s[3]  = x[3+idt];  s[4]  = x[4+idt];
265     s[5]  = x[5+idt];  s[6]  = x[6+idt];  s[7]  = x[7+idt];  s[8]  = x[8+idt];  s[9]  = x[9+idt];
266     s[10] = x[10+idt]; s[11] = x[11+idt];
267 
268     for (m=0; m<nz; m++) {
269       idx = bs*vi[m];
270       for (k=0; k<bs; k++) {
271         xv     = x[k + idx];
272         s[0]  -= v[0]*xv;
273         s[1]  -= v[1]*xv;
274         s[2]  -= v[2]*xv;
275         s[3]  -= v[3]*xv;
276         s[4]  -= v[4]*xv;
277         s[5]  -= v[5]*xv;
278         s[6]  -= v[6]*xv;
279         s[7]  -= v[7]*xv;
280         s[8]  -= v[8]*xv;
281         s[9]  -= v[9]*xv;
282         s[10] -= v[10]*xv;
283         s[11] -= v[11]*xv;
284         v     += 12;
285       }
286     }
287     ierr = PetscArrayzero(x+idt,bs);CHKERRQ(ierr);
288     for (k=0; k<bs; k++) {
289       x[idt]    += v[0]*s[k];
290       x[1+idt]  += v[1]*s[k];
291       x[2+idt]  += v[2]*s[k];
292       x[3+idt]  += v[3]*s[k];
293       x[4+idt]  += v[4]*s[k];
294       x[5+idt]  += v[5]*s[k];
295       x[6+idt]  += v[6]*s[k];
296       x[7+idt]  += v[7]*s[k];
297       x[8+idt]  += v[8]*s[k];
298       x[9+idt]  += v[9]*s[k];
299       x[10+idt] += v[10]*s[k];
300       x[11+idt] += v[11]*s[k];
301       v         += 12;
302     }
303   }
304   ierr = VecRestoreArrayRead(bb,&b);CHKERRQ(ierr);
305   ierr = VecRestoreArray(xx,&x);CHKERRQ(ierr);
306   ierr = PetscLogFlops(2.0*bs2*(a->nz) - bs*A->cmap->n);CHKERRQ(ierr);
307   PetscFunctionReturn(0);
308 }
309