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   1 : C PRBCG2    SOURCE    GOUNAND   11/07/21    21:15:31     7046           
   2 :       SUBROUTINE PRBCG2(KMORS,KISA,KS2B,MATRIK,MAPREC,LRES,LNMV,
   3 :      $     INCX,ITER,INMV,
   4 :      $     RESID,KPREC,
   5 :      $     BRTOL,ICALRS,IMPR,IRET)
   6 :       IMPLICIT REAL*8 (A-H,O-Z)
   7 :       IMPLICIT INTEGER (I-N)
   8 : C***********************************************************************
   9 : C NOM         : PRBCG2
  10 : C DESCRIPTION :
  11 : C     Préparation de la résolution d'un système linéaire Ax=b
  12 : C     par une méthode de bi-gradient conjugué stabilisé
  13 : C     (Bi-CGSTAB <~> Bi-CG + GMRES(1))
  14 : C     préconditionnée ou non.
  15 : C     
  16 : C     A peut etre symétrique (mais mieux vaut utiliser
  17 : C                             le gradient conjugué)
  18 : C          ou non symétrique (mais la méthode peut ne pas converger
  19 : C                             voir paramètre BRTOL en particulier).
  20 : C     
  21 : C     Les 4 préconditionnements disponibles pour cette méthode
  22 : C     sont :
  23 : C       * Jacobi (diagonal)
  24 : C       * D-ILU (Diagonal Incomplete LU factorization)
  25 : C       * ILU(0) (Incomplete LU factorization
  26 : C                 of level zero ie Choleski incomplet)
  27 : C       * MILU(0) (Modified ILU(0)) relaxé
  28 : C       5 : préconditionnement ILUT (dual truncation)
  29 : C       6 : préconditionnement ILUT2 (une variante du
  30 : C           précédent qui remplit mieux la mémoire et
  31 : C           fonctionne mieux quelquefois)
  32 : C     
  33 : C     Ces préconditionneurs sont supposés déjà construits (ie
  34 : C     factorisés), voir les subroutines MEIDIA, PRDILU, PRILU0,
  35 : C     PRMILU et PRILUT.
  36 : C     
  37 : C     Ce sous-programme est en fait une interface aux sous-programmes :
  38 : C       bcgs, bcgsd, bcgsdi, bcgsi0
  39 : C     qui sont en Fortran presque pur (pour raison de rapidité)
  40 : C     et effectuent la résolution du système linéaire
  41 : C     proprement dite.
  42 : C     
  43 : C LANGAGE     : ESOPE
  44 : C AUTEUR      : Stéphane GOUNAND (CEA/DRN/DMT/SEMT/TTMF)
  45 : C               mél : gounand@semt2.smts.cea.fr
  46 : C REFERENCE (bibtex-like) :
  47 : C  @BOOK{templates,
  48 : C        AUTHOR={R.Barrett, M.Berry, T.F.Chan, J.Demmel, J.Donato,
  49 : C                J.Dongarra, V.Eijkhout, R.Pozo, C.Romine,
  50 : C                H. Van der Vorst},
  51 : C        TITLE={Templates for the Solution of Linear Systems :
  52 : C               Building Blocks for Iterative Methods},
  53 : C        PUBLISHER={SIAM}, YEAR={1994}, ADDRESS={Philadelphia,PA} }
  54 : C  -> URL : http://www.netlib.org/templates/Templates.html
  55 : C***********************************************************************
  56 : C APPELES (Calcul) : BCGS, BCGSD, BCGSDI, BCGSI0
  57 : C***********************************************************************
  58 : C ENTREES            : MATRIK, MAPREC, KPREC, BRTOL, IMPR
  59 : C ENTREES/SORTIES    : INCX, ITER, RESID
  60 : C SORTIES            : LRES, IRET
  61 : C CODE RETOUR (IRET) : 0 si ok
  62 : C                     <0 si problème
  63 : C                     >0 si l'algorithme appelé n'a pas convergé
  64 : C     MATRIK : pointeur sur segment MATRIK de l'include SMMATRIK
  65 : C              on pioche dedans les informations nécessaires
  66 : C              (différents pointeurs, nb. de ddl...)
  67 : C     MAPREC : pointeur sur segment MATRIK de l'include SMMATRIK
  68 : C              on va l'utiliser comme préconditionneur.
  69 : C     KPREC  : type de préconditionnement à effectuer
  70 : C              0 : pas de préconditionnement
  71 : C              1 : préconditionnement Jacobi (diagonal)
  72 : C              2 : préconditionnement D-ILU
  73 : C              3 : préconditionnement ILU(0) (Choleski incomplet)
  74 : C              4 : préconditionnement MILU(0)
  75 : C                     (Choleski incomplet modifié)
  76 : C              5 : préconditionnement ILUT (dual truncation)
  77 : C              6 : préconditionnement ILUT2 (une variante du
  78 : C                  précédent qui remplit mieux la mémoire et
  79 : C                  fonctionne mieux quelquefois)
  80 : C     BRTOL  : REAL*8
  81 : C             'Breakdown tolerance' pour les méthodes de type
  82 : C              BiCGSTAB. Si un certain produit scalaire de vecteurs
  83 : C              "direction" est inférieur à cette tolérance, la
  84 : C              méthode ne peut pas continuer.
  85 : C     IMPR   : niveau d'impression (0..4)
  86 : C     INCX   : pointeur sur segment IZA de l'include SMMATRIK
  87 : C              C'est le vecteur des inconnues.
  88 : C              En entrée, contient l'estimation x(0).
  89 : C              En sortie, la solution trouvée (si la méthode
  90 : C              a convergé).
  91 : C     ITER   : type INTEGER.
  92 : C              En entrée, contient le nombre maximum
  93 : C                d'itérations à effectuer.
  94 : C              En sortie, contient le nombre d'itérations
  95 : C                réellement effectuées.
  96 : C     RESID  : type REAL*8.
  97 : C              En entrée, la valeur maximale du résidu à
  98 : C                convergence de l'algorithme mesurée comme suit :
  99 : C                    norme[L2](b - A*x) / norme[L2]( b )
 100 : C              En sortie, la valeur effective de cette mesure.
 101 : C     LRES   : pointeur sur segment MLREEL (include SMLREEL)
 102 : C              contient l'historique de la valeur de RESID en
 103 : C              fonction du nombre d'itérations effectuées.
 104 : C     
 105 : C***********************************************************************
 106 : C VERSION    : v1, 02/04/98, version initiale
 107 : C HISTORIQUE : v1, 02/04/98, création
 108 : C HISTORIQUE : 09/02/99 : ajout préconditionneur <> MATRIK
 109 : C HISTORIQUE : 20/12/99 : interfaçage avec le nouveau bcgsi0
 110 : C (factorisations incomplètes stockées au format MSR (Modified Sparse
 111 : C Row) (voir la doc de Sparskit version 2+)
 112 : C http://www.cs.umn.edu/Research/arpa/SPARSKIT/sparskit.html
 113 : C HISTORIQUE : 22/03/00 : ajout des préconditionneurs ILUT
 114 : C HISTORIQUE : 09/04/04 : ajout des préconditionneurs ILUTP
 115 : C HISTORIQUE : 10/02/06 : Nettoyage
 116 : C HISTORIQUE :
 117 : C***********************************************************************
 118 : C Prière de PRENDRE LE TEMPS de compléter les commentaires
 119 : C en cas de modification de ce sous-programme afin de faciliter
 120 : C la maintenance !
 121 : C***********************************************************************
 122 : *     
 123 : *     .. Includes et pointeurs associés ..
 124 : -INC CCOPTIO
 125 : -INC SMLREEL
 126 :       INTEGER JG
 127 :       POINTEUR LRES.MLREEL
 128 : -INC SMLENTI
 129 :       POINTEUR LNMV.MLENTI
 130 : -INC SMMATRIK
 131 :       POINTEUR MAPREC.MATRIK
 132 :       POINTEUR KMORS.PMORS
 133 :       POINTEUR KISA.IZA
 134 :       POINTEUR KS2B.IZA
 135 :       POINTEUR INCX.IZA
 136 :       POINTEUR INVDIA.IZA
 137 :       POINTEUR ILUM.PMORS
 138 :       POINTEUR ILUI.IZA
 139 : *     .. Parameters
 140 : *     This is a breakdown tolerance for BiCGSTAB-type method
 141 :       REAL*8     BRTOL
 142 : *     .. Work Vectors for BCGS..
 143 :       POINTEUR IR.IZA,IRTLD.IZA,IP.IZA,IPHAT.IZA
 144 :       POINTEUR IV.IZA,IS.IZA,ISHAT.IZA,IT.IZA
 145 : *STAT-INC SMSTAT
 146 : *     .. Scalar Arguments ..
 147 :       INTEGER ITER, KPREC, IMPR, IRET
 148 :       REAL*8  RESID
 149 : *     ..
 150 : *     Vars reqd for STOPTEST2
 151 : *      REAL*8   TOL, BNRM2
 152 : *     ..
 153 : *     .. External subroutines ..
 154 : *      EXTERNAL STOPTEST2
 155 :       INTEGER NBVA,NJA,NTT,NTTPRE
 156 : *     ..
 157 : *     .. Executable Statements ..
 158 : *     
 159 :       IRET = 0
 160 : *     
 161 : * On récupère les paramètres
 162 : *     
 163 :       
 164 :       SEGACT MATRIK
 165 :       SEGACT MAPREC
 166 :       IF (KSYM.EQ.0) THEN
 167 :          IF (IMPR.GT.0) THEN
 168 :             WRITE(IOIMP,*) 'MATRIK',MATRIK,'symétrique : ',
 169 :      $           'Use a Conjugate Gradient instead !'
 170 : C         IRET=-2
 171 : C         GOTO 9999
 172 :          ENDIF
 173 :       ENDIF
 174 : *     Pour le préconditionneur
 175 :       ILUM =MAPREC.KIDMAT(6)
 176 :       ILUI =MAPREC.KIDMAT(7)
 177 :       IDMAT=MAPREC.KIDMAT(1)
 178 :       SEGACT IDMAT
 179 :       INVDIA=IDIAG
 180 :       SEGDES IDMAT
 181 :       SEGACT KMORS
 182 :       NTT =KMORS.IA(/1)-1
 183 : *      NJA =KMORS.JA(/1)
 184 :       SEGACT KISA
 185 :       SEGACT KS2B
 186 :       SEGACT INCX*MOD
 187 :       IF (KPREC.NE.0) THEN
 188 : C Paramètres des préconditionnements diagonaux et D-ILU
 189 :          IF (KPREC.EQ.1.OR.KPREC.EQ.2) THEN         
 190 : C     Est-il compatible avec la matrice ?
 191 :             SEGACT INVDIA
 192 :             NTTPRE=INVDIA.A(/1)
 193 :             IF (NTTPRE.NE.NTT) THEN
 194 :                WRITE(IOIMP,*) 'La matrice et son préconditionnement'
 195 :                WRITE(IOIMP,*) 'ne sont pas compatibles...'
 196 :                WRITE(IOIMP,*) 'NTT=',NTT
 197 :                WRITE(IOIMP,*) 'NTTPRE=',NTTPRE
 198 :                IRET=-2
 199 :                GOTO 9999
 200 :             ENDIF
 201 : C Paramètres des préconditionnements ILU(0), MILU(0), ILUT, ILUT2
 202 : C ,ilutp, ilutpg, ilutpg2
 203 :          ELSEIF (KPREC.GE.3.AND.KPREC.LE.10) THEN
 204 :             SEGACT ILUM
 205 :             SEGACT ILUI
 206 : *         SEGPRT,ILUM
 207 : *         SEGPRT,ILUI
 208 :             NTTPRE=ILUM.IA(/1)
 209 :             IF (NTTPRE.NE.NTT) THEN
 210 :                WRITE(IOIMP,*) 'La matrice et son préconditionnement',
 211 :      $              'ne sont pas compatibles...'
 212 :                WRITE(IOIMP,*) 'NTT=',NTT,' NTTPRE=',NTTPRE
 213 :                IRET=-2
 214 :                GOTO 9999
 215 :             ENDIF
 216 :          ELSE
 217 :             INVDIA=0
 218 :             WRITE(IOIMP,*) 'Erreur de programmation'
 219 :             GOTO 9999
 220 :          ENDIF
 221 :       ENDIF
 222 : C     
 223 : C     Initialisation de l'historique de convergence
 224 : C     
 225 :       JG=ITER+1
 226 :       SEGINI LNMV
 227 :       SEGINI LRES
 228 : C     
 229 : C     
 230 : C     Initialisation des vecteurs de travail pour BiCGSTAB
 231 : C     
 231 : *STAT      CALL INMSTA(MSTAT,0)
 232 :       NBVA=NTT
 233 :       SEGINI IR,IRTLD,IP,IPHAT
 234 :       SEGINI IV,IS,ISHAT,IT
 234 : *STAT      CALL PRMSTA('    PRBCG2 : objets temporaires',MSTAT,1)
 234 : *STAT      CALL SUMSTA(MSTAT,0)
 235 : C     
 236 : C   Appel du BiCGSTAB
 237 : C     
 237 :       CALL BCG2(KMORS,KISA,KS2B,INCX,
 238 :      $     KPREC,INVDIA,ILUM,ILUI,
 239 :      $     LRES,LNMV,
 240 :      $     IR,IRTLD,IP,IPHAT,
 241 :      $     IV,IS,ISHAT,IT,
 242 :      $     ITER,INMV,BRTOL,RESID,ICALRS,IMPR,IRET)
 243 : C     
 244 : C     Désactivation
 245 : C     
 246 :       SEGSUP IR,IRTLD,IP,IPHAT
 247 :       SEGSUP IV,IS,ISHAT,IT
 248 :       JG=ITER+1
 249 :       SEGADJ LRES
 250 :       SEGDES LRES
 251 :       SEGADJ LNMV
 252 :       SEGDES LNMV
 253 :       IF (KPREC.EQ.1.OR.KPREC.EQ.2) THEN
 254 :          SEGDES INVDIA
 255 :       ELSEIF (KPREC.GE.3.AND.KPREC.LE.9) THEN
 256 :          SEGDES ILUI
 257 :          SEGDES ILUM
 258 :       ENDIF
 259 :       SEGDES INCX
 260 :       SEGDES KS2B
 261 :       SEGDES KISA
 262 :       SEGDES KMORS
 263 :       SEGDES MAPREC
 264 :       SEGDES MATRIK
 265 : C     
 266 : C     A breakdown has occured in the BiCGSTAB method
 267 : C     
 268 :       IF (IRET.LT.0) GOTO 9999
 269 : *     
 270 : *     Normal termination
 271 : *     
 272 :       RETURN
 273 : *     
 274 : * Format handling
 275 : *     
 276 : * 1002 FORMAT(10(1X,1PE11.4))
 277 : *     
 278 : * Error handling
 279 : *     
 280 :  9999 CONTINUE
 281 :       WRITE(IOIMP,*) 'An error was detected in prbcg2.eso'
 282 :       RETURN
 283 : *     
 284 : *     End of PRBCG2
 285 : *     
 286 :       END
 287 : 
 288 :  
 289 :  
 290 :  
 291 :  
 292 :  
 293 :  
 294 :  
 295 :  
 296 :  
 297 :  

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