00001
00002
00003
00004
00005
00006
00007
00008
00009
00010
00011
00012
00013
00014
00015
00016
00017
00018
00019
00020
00021
00022
00023
00024
00025
00026
00027
00028
00029
00030
00031
00032
00033
00034
00035
00036
00037
00038 #include "csparse.h"
00039
00040 #include <stdio.h>
00041
00042 using namespace Eigen;
00043
00044 #include <iostream>
00045 #include <iomanip>
00046 #include <fstream>
00047 #include <sys/time.h>
00048 #include <algorithm>
00049
00050 using namespace std;
00051
00052
00053
00054
00055
00056
00057
00058
00059
00060
00061
00062
00063
00064
00065
00066
00067
00068
00069
00070
00071
00072 CSparse2d::CSparse2d()
00073 {
00074 A = NULL;
00075 AF = NULL;
00076 #ifdef SBA_CHOLMOD
00077 chA = NULL;
00078 chInited = false;
00079 Common.print=0;
00080 #endif
00081 asize = 0;
00082 csize = 0;
00083 nnz = 0;
00084 Bprev.resize(0);
00085 }
00086
00087 CSparse2d::~CSparse2d()
00088 {
00089 if (A) cs_spfree(A);
00090 if (AF) cs_spfree(AF);
00091 }
00092
00093
00094
00095 void CSparse2d::setupBlockStructure(int n, bool eraseit)
00096 {
00097
00098 diag.resize(n);
00099 cols.resize(n);
00100 if (eraseit)
00101 {
00102 for (int i=0; i<(int)cols.size(); i++)
00103 {
00104 map<int,Matrix<double,3,3>, less<int>,
00105 aligned_allocator< Matrix <double,3,3> > > &col = cols[i];
00106 col.clear();
00107 }
00108 }
00109 asize = n;
00110 csize = 3*n;
00111
00112 if (eraseit)
00113 {
00114
00115 B.setZero(csize);
00116 for (int i=0; i<(int)diag.size(); i++)
00117 {
00118 diag[i].setZero();
00119 }
00120 for (int i=0; i<(int)cols.size(); i++)
00121 {
00122 map<int,Matrix<double,3,3>, less<int>,
00123 aligned_allocator<Matrix<double,3,3> > > &col = cols[i];
00124 if (col.size() > 0)
00125 {
00126 map<int,Matrix<double,3,3>, less<int>,
00127 aligned_allocator<Matrix<double,3,3> > >::iterator it;
00128 for (it = col.begin(); it != col.end(); it++)
00129 {
00130 it->second.setZero();
00131 }
00132 }
00133 }
00134 }else
00135 {
00136 B.setZero(csize);
00137 if (Bprev.size() > 0)
00138 {
00139 B.head(Bprev.size()) = Bprev;
00140 }
00141 }
00142 }
00143
00144
00145
00146 void CSparse2d::addOffdiagBlock(Matrix<double,3,3> &m, int ii, int jj)
00147 {
00148
00149 map<int,Matrix<double,3,3>, less<int>,
00150 aligned_allocator<Matrix<double,3,3> > > &col = cols[jj];
00151
00152 map<int,Matrix<double,3,3>, less<int>,
00153 aligned_allocator<Matrix<double,3,3> > >::iterator it;
00154 it = col.find(ii);
00155 if (it == col.end())
00156 col.insert(pair<int,Matrix<double,3,3> >(ii,m));
00157 else
00158 it->second += m;
00159 }
00160
00161
00162 void CSparse2d::incDiagBlocks(double lam)
00163 {
00164 for (int i=0; i<(int)diag.size(); i++)
00165 diag[i].diagonal() *= lam;
00166 }
00167
00168
00169
00170
00171
00172
00173
00174
00175 void CSparse2d::setupCSstructure(double diaginc, bool init)
00176 {
00177 #ifdef SBA_CHOLMOD
00178 if (useCholmod) {
00179 cholmod_start(&Common);
00180 Common.print = 0;
00181 }
00182 #endif
00183
00184
00185 if (init || useCholmod)
00186 {
00187 if (A) cs_spfree(A);
00188
00189
00190 nnz = 6*asize;
00191 for (int i=0; i<(int)cols.size(); i++)
00192 {
00193 map<int,Matrix<double,3,3>, less<int>,
00194 aligned_allocator<Matrix<double,3,3> > > &col = cols[i];
00195 nnz += 9 * col.size();
00196 }
00197 #ifdef SBA_CHOLMOD
00198 if (useCholmod)
00199 {
00200
00201
00202
00203 chA = cholmod_allocate_sparse(csize,csize,nnz,true,true,1,CHOLMOD_REAL,&Common);
00204 }
00205 else
00206 #endif
00207 {
00208 A = cs_spalloc(csize,csize,nnz,1,0);
00209 }
00210
00211
00212 int colp = 0;
00213 int *Ap, *Ai;
00214 #ifdef SBA_CHOLMOD
00215 if (useCholmod)
00216 {
00217 Ap = (int *)chA->p;
00218 Ai = (int *)chA->i;
00219 }
00220 else
00221 #endif
00222 {
00223 Ap = A->p;
00224 Ai = A->i;
00225 }
00226
00227 for (int i=0; i<(int)cols.size(); i++)
00228 {
00229
00230 map<int,Matrix<double,3,3>, less<int>,
00231 aligned_allocator<Matrix<double,3,3> > > &col = cols[i];
00232
00233
00234 for (int k=0; k<3; k++)
00235 {
00236 *Ap++ = colp;
00237 int row;
00238
00239
00240 if (col.size() > 0)
00241 {
00242
00243 map<int,Matrix<double,3,3>, less<int>,
00244 aligned_allocator<Matrix<double,3,3> > >::iterator it;
00245
00246
00247 for (it = col.begin(); it != col.end(); it++)
00248 {
00249 row = 3*it->first;
00250 for (int j=0; j<3; j++)
00251 Ai[colp++] = row++;
00252 }
00253 }
00254
00255
00256 row = 3*i;
00257 for (int kk=0; kk<k+1; kk++)
00258 Ai[colp++] = row++;
00259 }
00260 }
00261 *Ap = nnz;
00262 }
00263
00264
00265 int colp = 0;
00266 double *Ax;
00267 #ifdef SBA_CHOLMOD
00268 if (useCholmod)
00269 Ax = (double *)chA->x;
00270 else
00271 #endif
00272 Ax = A->x;
00273
00274 for (int i=0; i<(int)cols.size(); i++)
00275 {
00276
00277 map<int,Matrix<double,3,3>, less<int>,
00278 aligned_allocator<Matrix<double,3,3> > > &col = cols[i];
00279
00280
00281 for (int k=0; k<3; k++)
00282 {
00283
00284 if (col.size() > 0)
00285 {
00286
00287 map<int,Matrix<double,3,3>, less<int>,
00288 aligned_allocator<Matrix<double,3,3> > >::iterator it;
00289
00290
00291 for (it = col.begin(); it != col.end(); it++)
00292 {
00293 Matrix<double,3,3> &m = it->second;
00294 for (int j=0; j<3; j++)
00295 Ax[colp++] = m(j,k);
00296 }
00297 }
00298
00299
00300 Matrix<double,3,3> &m = diag[i];
00301 for (int kk=0; kk<k+1; kk++)
00302 Ax[colp++] = m(kk,k);
00303 Ax[colp-1] *= diaginc;
00304 }
00305 }
00306
00307
00308
00309
00310 }
00311
00312
00313
00314 void CSparse2d::uncompress(MatrixXd &m)
00315 {
00316 if (!A) return;
00317 m.setZero(csize,csize);
00318
00319 int *Ap = A->p;
00320 int *Ai = A->i;
00321 double *Ax = A->x;
00322
00323 for (int i=0; i<csize; i++)
00324 {
00325 int rbeg = Ap[i];
00326 int rend = Ap[i+1];
00327 if (rend > rbeg)
00328 for (int j=rbeg; j<rend; j++)
00329 m(Ai[j],i) = Ax[j];
00330 }
00331 }
00332
00333
00334 bool CSparse2d::doChol()
00335 {
00336 #ifdef SBA_CHOLMOD
00337 if (useCholmod)
00338 {
00339 cholmod_dense *x, b, *R, *R2;
00340 cholmod_factor *L ;
00341 double *Xx, *Rx, *bb;
00342 double one [2], minusone [2];
00343 one [0] = 1 ;
00344 one [1] = 0 ;
00345 minusone [0] = -1 ;
00346 minusone [1] = 0 ;
00347
00348
00349 cholmod_print_sparse (chA, (char *)"A", &Common) ;
00350 b.nrow = csize;
00351 b.ncol = 1;
00352 b.d = csize;
00353 b.nzmax = csize;
00354 b.xtype = CHOLMOD_REAL;
00355 b.dtype = CHOLMOD_DOUBLE;
00356 b.x = B.data();
00357
00358 L = cholmod_analyze (chA, &Common) ;
00359
00360 cholmod_factorize (chA, L, &Common) ;
00361
00362 x = cholmod_solve (CHOLMOD_A, L, &b, &Common) ;
00363
00364
00365
00366
00367
00368 R = cholmod_copy_dense (&b, &Common) ;
00369 cholmod_sdmult(chA, 0, minusone, one, x, R, &Common) ;
00370
00371 R2 = cholmod_solve (CHOLMOD_A, L, R, &Common) ;
00372
00373 Xx = (double *)x->x ;
00374 Rx = (double *)R2->x ;
00375 for (int i=0 ; i<csize ; i++)
00376 {
00377 Xx[i] = Xx[i] + Rx[i] ;
00378 }
00379 cholmod_free_dense (&R2, &Common) ;
00380 cholmod_free_dense (&R, &Common) ;
00381
00382 bb = B.data();
00383 for (int i=0; i<csize; i++)
00384 *bb++ = *Xx++;
00385 cholmod_free_factor (&L, &Common) ;
00386 cholmod_free_dense (&x, &Common) ;
00387 cholmod_free_sparse(&chA, &Common);
00388 cholmod_finish (&Common) ;
00389
00390 return true;
00391 }
00392 else
00393 #endif
00394 {
00395
00396
00397
00398 int order = 0;
00399 if (csize > 100) order = 1;
00400 bool ok = (bool)cs_cholsol(order,A,B.data());
00401 return ok;
00402 }
00403 }
00404
00405
00406
00407
00408
00409
00410
00411
00412
00413
00414
00415
00416
00417
00418
00419
00420
00421
00422
00423
00424
00425
00426 #ifdef SBA_DSIF
00427
00428
00429 int CSparse2d::doPCG(int iters)
00430 {
00431
00432
00433
00434
00435 cs *AT;
00436 AT = cs_transpose(A,1);
00437 cs_fkeep (AT, &dropdiag, NULL);
00438 if (AF) cs_spfree(AF);
00439 AF = cs_add (A, AT, 1, 1);
00440 cs_spfree (AT);
00441
00442
00443 CompCol_Mat_double Ap(csize, csize, AF->nzmax, AF->x, AF->i, AF->p);
00444 VECTOR_double b(B.data(),csize);
00445 VECTOR_double x(csize, 0.0);
00446
00447
00448 int res;
00449 double tol = 1e-6;
00450 ICPreconditioner_double D(Ap);
00451 res = CG(Ap,x,b,D,iters,tol);
00452
00453 for (int i=0; i<csize; i++)
00454 B[i] = x[i];
00455
00456
00457
00458
00459
00460
00461 return res;
00462 }
00463 #endif