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   1 : C PRBCG     SOURCE    GOUNAND   11/10/07    21:16:04     7149           
   2 :       SUBROUTINE PRBCG(KMORS,KISA,KS2B,MATRIK,MAPREC,
   3 :      $     LRES,LNMV,INCX,ITER,INMV,RESID,KPREC,BRTOL,ICALRS,IDDOT,
   4 :      $     IMVEC,
   5 :      $     IMPR,IRET)
   6 :       IMPLICIT INTEGER(I-N)
   7 :       IMPLICIT REAL*8 (A-H,O-Z)
   8 : C***********************************************************************
   9 : C NOM         : PRBCG
  10 : C DESCRIPTION :
  11 : C     Préparation de la résolution d'un système linéaire Ax=b
  12 : C     par la méthode du gradient conjugué (préconditionnée ou non)
  13 : C
  14 : C     A doit etre symétrique.
  15 : C
  16 : C     Les 4 préconditionnements disponibles pour cette méthode
  17 : C     sont :
  18 : C       * Jacobi (diagonal)
  19 : C       * D-ILU (Diagonal Incomplete LU factorization)
  20 : C       * ILU(0) (Incomplete LU factorization
  21 : C                 of level zero ie Choleski incomplet)
  22 : C       * MILU(0) (Modified ILU(0)) relaxé
  23 : C       5 : préconditionnement ILUT (dual truncation)
  24 : C       6 : préconditionnement ILUT2 (une variante du
  25 : C           précédent qui remplit mieux la mémoire et
  26 : C           fonctionne mieux quelquefois)
  27 : C
  28 : C     Ces préconditionneurs sont supposés déjà construits (ie
  29 : C     factorisés), voir les subroutines MEIDIA, PRDILU, PRILU0,
  30 : C     PRMILU et PRILUT.
  31 : C
  32 : C     Ce sous-programme est en fait une interface aux sous-programmes :
  33 : C       cg, cgd, cgdilu, cgilu0
  34 : C     qui sont en Fortran presque pur (pour raison de rapidité) 
  35 : C     et effectuent la résolution du système linéaire
  36 : C     proprement dite.
  37 : C
  38 : C LANGAGE     : ESOPE
  39 : C AUTEUR      : Stéphane GOUNAND (CEA/DRN/DMT/SEMT/TTMF)
  40 : C               mél : gounand@semt2.smts.cea.fr
  41 : C REFERENCE (bibtex-like) :
  42 : C  @BOOK{templates,
  43 : C        AUTHOR={R.Barrett, M.Berry, T.F.Chan, J.Demmel, J.Donato,
  44 : C                J.Dongarra, V.Eijkhout, R.Pozo, C.Romine,
  45 : C                H. Van der Vorst},
  46 : C        TITLE={Templates for the Solution of Linear Systems :
  47 : C               Building Blocks for Iterative Methods},
  48 : C        PUBLISHER={SIAM}, YEAR={1994}, ADDRESS={Philadelphia,PA} }
  49 : C  -> URL : http://www.netlib.org/templates/Templates.html
  50 : C***********************************************************************
  51 : C APPELES (Calcul) : CG, CGD, CGDILU, CGILU0
  52 : C***********************************************************************
  53 : C ENTREES            : MATRIK, MAPREC, KPREC, IMPR
  54 : C ENTREES/SORTIES    : INCX, ITER, RESID
  55 : C SORTIES            : LRES, IRET
  56 : C CODE RETOUR (IRET) : 0 si ok
  57 : C                     <0 si problème
  58 : C                     >0 si l'algorithme appelé n'a pas convergé
  59 : C     MATRIK : pointeur sur segment MATRIK de l'include SMMATRIK
  60 : C              on pioche dedans les informations nécessaires
  61 : C              (différents pointeurs, nb. de ddl...)
  62 : C     MAPREC : pointeur sur segment MATRIK de l'include SMMATRIK
  63 : C              on va l'utiliser comme préconditionneur
  64 : C     KPREC  : type de préconditionnement à effectuer
  65 : C              0 : pas de préconditionnement
  66 : C              1 : préconditionnement Jacobi (diagonal)
  67 : C              2 : préconditionnement D-ILU
  68 : C              3 : préconditionnement ILU(0) (Choleski incomplet)
  69 : C              4 : préconditionnement MILU(0) 
  70 : C                     (Choleski incomplet modifié)
  71 : C              5 : préconditionnement ILUT (dual truncation)
  72 : C              6 : préconditionnement ILUT2 (une variante du
  73 : C                  précédent qui remplit mieux la mémoire et
  74 : C                  fonctionne mieux quelquefois)
  75 : C     IMPR   : niveau d'impression (0..4)
  76 : C     INCX   : pointeur sur segment IZA de l'include SMMATRIK
  77 : C              C'est le vecteur des inconnues.
  78 : C              En entrée, contient l'estimation x(0).
  79 : C              En sortie, la solution trouvée (si la méthode
  80 : C              a convergé).
  81 : C     ITER   : type INTEGER.
  82 : C              En entrée, contient le nombre maximum 
  83 : C                d'itérations à effectuer. 
  84 : C              En sortie, contient le nombre d'itérations 
  85 : C                réellement effectuées.
  86 : C     RESID  : type REAL*8.
  87 : C              En entrée, la valeur maximale du résidu à
  88 : C                convergence de l'algorithme mesurée comme suit :
  89 : C                    norme[L2](b - A*x) / norme[L2]( b )
  90 : C              En sortie, la valeur effective de cette mesure.
  91 : C     LRES   : pointeur sur segment MLREEL (include SMLREEL)
  92 : C              contient l'historique de la valeur de RESID en
  93 : C              fonction du nombre d'itérations effectuées.
  94 : C
  95 : C***********************************************************************
  96 : C VERSION    : v1, 02/04/98, version initiale
  97 : C HISTORIQUE : v1, 02/04/98, création
  98 : C HISTORIQUE : 09/02/99 : ajout préconditionneur <> MATRIK
  99 : C HISTORIQUE : 20/12/99 : interfaçage avec le nouveau cgilu0
 100 : C (factorisations incomplètes stockées au format MSR (Modified Sparse
 101 : C Row) (voir la doc de Sparskit version 2+)
 102 : C http://www.cs.umn.edu/Research/arpa/SPARSKIT/sparskit.html 
 103 : C HISTORIQUE : 22/03/00 : ajout des préconditionneurs ILUT
 104 : C HISTORIQUE : 10/02/06 : Nettoyage
 105 : C HISTORIQUE :
 106 : C***********************************************************************
 107 : C Prière de PRENDRE LE TEMPS de compléter les commentaires
 108 : C en cas de modification de ce sous-programme afin de faciliter
 109 : C la maintenance !
 110 : C***********************************************************************
 111 : *
 112 : *     .. Includes et pointeurs associés ..
 113 : -INC CCOPTIO
 114 : -INC SMLREEL
 115 :       INTEGER JG
 116 :       POINTEUR LRES.MLREEL
 117 : -INC SMLENTI
 118 :       POINTEUR LNMV.MLENTI
 119 : -INC SMMATRIK
 120 :       POINTEUR MAPREC.MATRIK
 121 :       POINTEUR KMORS.PMORS
 122 :       POINTEUR KISA.IZA
 123 :       POINTEUR KS2B.IZA
 124 :       POINTEUR INCX.IZA
 125 :       POINTEUR INVDIA.IZA
 126 :       POINTEUR ILUM.PMORS
 127 :       POINTEUR ILUI.IZA
 128 : *     .. Work Vectors for CG
 129 :       POINTEUR IR.IZA,IP.IZA,IQ.IZA,IZ.IZA
 130 :       POINTEUR IRTLD.IZA,IPTLD.IZA,IQTLD.IZA,IZTLD.IZA
 131 : *     .. Scalar Arguments ..
 132 :       INTEGER ITER, KPREC, IMPR, IRET
 133 :       REAL*8  RESID
 134 :       INTEGER NBVA,NJA,NTT,NTTPRE
 135 : *     .. Executable Statements ..
 136 : *
 137 :       IRET = 0
 138 : *
 139 : * On récupère les paramètres
 140 : *
 141 :       SEGACT MATRIK
 142 :       SEGACT MAPREC
 143 :       IF (KSYM.NE.0) THEN
 144 :          IF (IMPR.GT.0) THEN
 145 :             WRITE(IOIMP,*) 'MATRIK',MATRIK,'non symétrique : ',
 146 :      $           'use Bi-CGSTAB instead !'
 147 : *         ENDIF
 148 : *         IRET=-1
 149 : *         GOTO 9999
 150 :          ENDIF
 151 :       ENDIF
 152 : *     Pour le préconditionneur
 153 :       ILUM =MAPREC.KIDMAT(6)
 154 :       ILUI =MAPREC.KIDMAT(7)
 155 :       IDMAT=MAPREC.KIDMAT(1)
 156 :       SEGACT IDMAT
 157 :       INVDIA=IDIAG
 158 :       SEGDES IDMAT
 159 :       SEGACT KMORS
 160 :       NTT =KMORS.IA(/1)-1
 161 : *      NJA =KMORS.JA(/1)
 162 :       SEGACT KISA
 163 :       SEGACT KS2B
 164 :       SEGACT INCX*MOD
 165 : C Paramètres des préconditionnements diagonaux et D-ILU
 166 :       IF (KPREC.NE.0) THEN
 167 :          IF (KPREC.EQ.1.OR.KPREC.EQ.2) THEN         
 168 : C     Est-il compatible avec la matrice ?
 169 :             SEGACT INVDIA
 170 :             NTTPRE=INVDIA.A(/1)
 171 :             IF (NTTPRE.NE.NTT) THEN
 172 :                WRITE(IOIMP,*) 'La matrice et son préconditionnement'
 173 :                WRITE(IOIMP,*) 'ne sont pas compatibles...'
 174 :                WRITE(IOIMP,*) 'NTT=',NTT
 175 :                WRITE(IOIMP,*) 'NTTPRE=',NTTPRE
 176 :                IRET=-2
 177 :                GOTO 9999
 178 :             ENDIF
 179 : C Paramètres des préconditionnements ILU(0), MILU(0), ILUT et ILUT2
 180 :          ELSEIF (KPREC.GE.3.AND.KPREC.LE.10) THEN
 181 :             SEGACT ILUM
 182 :             SEGACT ILUI
 183 :             NTTPRE=ILUM.IA(/1)
 184 :             IF (NTTPRE.NE.NTT) THEN
 185 :                WRITE(IOIMP,*) 'La matrice et son préconditionnement',
 186 :      $              'ne sont pas compatibles...'
 187 :                WRITE(IOIMP,*) 'NTT=',NTT,' NTTPRE=',NTTPRE
 188 :                IRET=-2
 189 :                GOTO 9999
 190 :             ENDIF
 191 :          ELSE
 192 :             WRITE(IOIMP,*) 'Erreur de programmation'
 193 :             GOTO 9999
 194 :          ENDIF
 195 :       ENDIF
 196 : C
 197 : C     Initialisation de l'historique de convergence
 198 : C
 199 :       JG=ITER+1
 200 :       SEGINI LNMV
 201 :       SEGINI LRES
 202 : C
 203 : C
 204 : C     Initialisation des vecteurs de travail pour le gradient conjugué
 205 : C
 206 :       NBVA=NTT
 207 :       SEGINI IR,IRTLD,IZ,IZTLD,IP,IPTLD
 208 :       IQ=IZ
 209 :       IQTLD=IZTLD
 210 : C
 211 : C  Appel du gradient conjugué
 212 : C
 212 :       CALL BICG(KMORS,KISA,KS2B,INCX,
 213 :      $     KPREC,INVDIA,ILUM,ILUI,
 214 :      $     LRES,LNMV,
 215 :      $     IR,IRTLD,IZ,IZTLD,IP,IPTLD,IQ,IQTLD,
 216 :      $     ITER,INMV,RESID,BRTOL,ICALRS,IDDOT,IMVEC,IMPR,IRET)
 217 : C
 218 : C     Désactivation
 219 : C
 220 :       SEGSUP IR,IRTLD,IZ,IZTLD,IP,IPTLD
 221 :       JG=ITER+1
 222 :       SEGADJ LRES
 223 :       SEGDES LRES
 224 :       SEGADJ LNMV
 225 :       SEGDES LNMV
 226 :       IF (KPREC.EQ.1.OR.KPREC.EQ.2) THEN
 227 :          SEGDES INVDIA
 228 :       ELSEIF (KPREC.GE.3.AND.KPREC.LE.9) THEN
 229 :          SEGDES ILUI
 230 :          SEGDES ILUM
 231 :       ENDIF
 232 :       SEGDES INCX
 233 :       SEGDES KS2B
 234 :       SEGDES KISA
 235 :       SEGDES KMORS
 236 :       SEGDES MAPREC
 237 :       SEGDES MATRIK
 238 : *
 239 : *     Normal termination
 240 : *
 241 :       RETURN
 242 : *
 243 : * Format handling
 244 : *
 245 : *
 246 : * Error handling
 247 : *
 248 :  9999 CONTINUE
 249 :       WRITE(IOIMP,*) 'An error was detected in prbcg.eso'
 250 :       RETURN
 251 : *
 252 : *     End of PRBCG.
 253 : *
 254 :       END
 255 : 
 256 : 
 257 : 
 258 : 
 259 : 
 260 :  
 261 :  
 262 :  
 263 :  
 264 :  
 265 :  
 266 :  
 267 :  
 268 :  
 269 :  
 270 :  

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