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   1 : C CG        SOURCE    CHAT      05/01/12    21:53:25     5004           
   2 :       SUBROUTINE CG(N,NNZ,ROWPTR,COLIND,VAL,
   3 :      $     B,X,
   4 :      $     LRES,
   5 :      $     R,P,Q,Z,
   6 :      $     ITER,RESID,IMPR,IRET)
   7 :       IMPLICIT INTEGER(I-N)
   8 :       IMPLICIT REAL*8 (A-H,O-Z)
   9 : C***********************************************************************
  10 : C NOM         : CG
  11 : C DESCRIPTION :
  12 : C     Résolution d'un système linéaire Ax=b
  13 : C     par la méthode du gradient conjugué 
  14 : C     non préconditionné.
  15 : C
  16 : C LANGAGE     : FORTRAN 77 + chouilla ESOPE (pour les E/S)
  17 : C AUTEUR      : Stéphane GOUNAND (CEA/DRN/DMT/SEMT/TTMF)
  18 : C               mél : gounand@semt2.smts.cea.fr
  19 : C REFERENCE (bibtex-like) :
  20 : C  @BOOK{templates,
  21 : C        AUTHOR={R.Barrett, M.Berry, T.F.Chan, J.Demmel, J.Donato,
  22 : C                J.Dongarra, V.Eijkhout, R.Pozo, C.Romine,
  23 : C                H. Van der Vorst},
  24 : C        TITLE={Templates for the Solution of Linear Systems :
  25 : C               Building Blocks for Iterative Methods},
  26 : C        PUBLISHER={SIAM}, YEAR={1994}, ADDRESS={Philadelphia,PA} }
  27 : C  -> URL : http://www.netlib.org/templates/Templates.html
  28 : C***********************************************************************
  29 : C APPELES (BLAS 1) : DCOPY, DAXPY (subroutines)
  30 : C                    DNRM2, DDOT  (functions)
  31 : C APPELES (Calcul) : DMOMV : produit Matrice Morse - Vecteur
  32 : C***********************************************************************
  33 : C ENTREES            : N, NNZ, 
  34 : C                      ROWPTR, COLIND, VAL, 
  35 : C                      B, IMPR
  36 : C ENTREES/SORTIES    : X, R, P, Q, Z, ITER, RESID
  37 : C SORTIES            : LRES, IRET
  38 : C CODE RETOUR (IRET) : 0 si ok
  39 : C                     <0 si problème (non utilisé !)
  40 : C                     >0 si l'algorithme n'a pas convergé
  41 : C     N      : nombre de degrés de liberté
  42 : C     NNZ    : nombre de valeurs non nulles de la matrice Morse
  43 : C     ROWPTR, COLIND, VAL : pointeur de ligne, index de colonne
  44 : C                           et valeurs de la matrice Morse
  45 : C     B      : vecteur second membre
  46 : C     IMPR   : niveau d'impression (0..4)
  47 : C     X      : vecteur des inconnues.
  48 : C              En entrée, contient l'estimation x(0).
  49 : C              En sortie, la solution trouvée (si la méthode
  50 : C              a convergé).
  51 : C     R,P,Q,Z: vecteurs de travail initialisés et détruits
  52 : C              dans prcg (on peut en utiliser moins ?).
  53 : C     ITER   : type INTEGER.
  54 : C              En entrée, contient le nombre maximum 
  55 : C                d'itérations à effectuer. 
  56 : C              En sortie, contient le nombre d'itérations 
  57 : C                réellement effectuées.
  58 : C     RESID  : type REAL*8.
  59 : C              En entrée, la valeur maximale du résidu à
  60 : C                convergence de l'algorithme mesurée comme suit :
  61 : C                    norme[L2](b - A*x) / norme[L2]( b )
  62 : C              En sortie, la valeur effective de cette mesure.
  63 : C     LRES   : pointeur sur segment MLREEL (include SMLREEL)
  64 : C              contient l'historique de la valeur de RESID en
  65 : C              fonction du nombre d'itérations effectuées.
  66 : C
  67 : C***********************************************************************
  68 : C VERSION    : v1, 02/04/98, version initiale
  69 : C HISTORIQUE : v1, 02/04/98, création
  70 : C HISTORIQUE :
  71 : C HISTORIQUE :
  72 : C***********************************************************************
  73 : C Prière de PRENDRE LE TEMPS de compléter les commentaires
  74 : C en cas de modification de ce sous-programme afin de faciliter
  75 : C la maintenance !
  76 : C***********************************************************************
  77 : *
  78 : *     .. Includes .. a commenter si mise au point ok
  79 : -INC CCOPTIO
  80 :       INTEGER IMPR
  81 : *     .. Scalar Arguments ..
  82 :       INTEGER  N,NNZ
  83 :       INTEGER  ITER,IRET
  84 :       REAL*8   RESID
  85 : *     ..
  86 : *     .. Array Arguments ..
  87 : *     .. Matrices stockées en Morse
  88 :       INTEGER ROWPTR(N+1)
  89 :       INTEGER COLIND(NNZ)
  90 :       REAL*8  VAL(NNZ)
  91 : *     .. Vecteurs
  92 :       REAL*8  B(N)
  93 :       REAL*8  X(N)
  94 :       REAL*8  LRES(ITER)
  95 :       REAL*8  R(N),P(N),Q(N),Z(N)
  96 : *
  97 : *
  98 : *     .. Variables locales
  99 : *     .. Parameters
 100 :       REAL*8 ZERO,ONE
 101 :       PARAMETER (ZERO=0.0D0, ONE=1.0D0)
 102 : *     ..
 103 :       INTEGER MAXIT
 104 :       REAL*8 ALPHA,BETA,RHO,RHO1,TOL,BNRM2
 105 :       REAL*8 DDOT,DNRM2
 106 : *     ..
 107 : *     .. External subroutines and functions..
 108 :       EXTERNAL DAXPY,DCOPY,DDOT,DNRM2
 109 : *      EXTERNAL STOPTEST2
 110 : *     ..
 111 : *     .. Executable Statements ..
 112 : *
 113 : 
 114 :       IRET  = 0
 115 :       MAXIT = ITER
 116 :       TOL   = RESID
 117 :       IF(IMPR.GT.5) WRITE(IOIMP,*) 'Entrée dans cg.eso'
 118 : *
 119 : *     Calcul du résidu initial
 120 : *
 121 : C                    r(0)=b
 121 :       CALL DCOPY(N,B,1,R,1)
 122 :       IF(IMPR.GT.6) THEN
 123 :          WRITE(IOIMP,*) 'r(0)=b'
 124 :       ENDIF
 125 :       IF (DNRM2(N,X,1).NE.ZERO) THEN
 126 : C                    r(0)=b-Ax
 126 :          CALL DMOMV ('No transpose',N,-ONE, 
 127 :      $        NNZ,ROWPTR,COLIND,VAL,
 128 :      $        X,ONE,R)
 129 :          IF(IMPR.GT.6) THEN
 130 :             WRITE(IOIMP,*) 'r(0)=b-Ax'
 131 :          ENDIF
 132 : * Je ne comprends pas cette ligne de code qui 
 133 : * vient de CGREVCOM.f
 134 : *         IF (DNRM2(N,R,1).LT.TOL) GOTO 30
 135 :       ENDIF
 136 : *
 137 :       ITER = 0
 138 : 
 139 :       BNRM2 = DNRM2(N,B,1)
 140 :       IF(IMPR.GT.5) THEN
 141 :          WRITE(IOIMP,*) '||B||=',BNRM2
 142 :       ENDIF
 143 : 
 144 :       IF (BNRM2.EQ.ZERO) BNRM2 = ONE
 145 :       RESID = DNRM2(N,R,1) / BNRM2
 146 : *      RESID = DNRM2(N,R,1)
 147 :       IF(IMPR.GT.5) THEN
 148 :          WRITE(IOIMP,*) 'Résidu initial=',RESID
 149 :       ENDIF
 150 : 
 151 :       IF (RESID.LE.TOL) THEN
 152 :          IRET = 0
 153 :          GOTO 30
 154 :       ENDIF
 155 : 
 156 : *
 157 :  10   CONTINUE
 158 : *
 159 : *     Perform Conjugate Gradient Iteration.
 160 : *
 161 :       ITER = ITER + 1
 162 :       IF(IMPR.GT.6) THEN
 163 :          WRITE(IOIMP,*) 'ITER=',ITER
 164 :       ENDIF
 165 : 
 166 : *
 167 : *     Preconditioner Solve
 168 : *
 169 : C                    Mz(i-1)=r(i-1)
 170 :       
 170 :       CALL DCOPY(N,R,1,Z,1)
 171 : *
 172 : C                   rho(i-1)=r(i-1)'z(i-1)
 173 :       RHO = DDOT(N,R,1,Z,1)
 174 : *
 175 : *     Compute direction vector P
 176 : *
 177 :       IF (ITER.GT.1) THEN
 178 : C                   beta(i-1)=rho(i-1)/rho(i-2)
 179 :          BETA = RHO / RHO1
 180 : C                   p(i)=z(i-1)+beta(i-1)p(i-1)
 180 :          CALL DAXPY(N,BETA,P,1,Z,1)
 180 :          CALL DCOPY(N,Z,1,P,1)
 181 :       ELSE
 182 : C                   p(1)=z(0)
 182 :          CALL DCOPY(N,Z,1,P,1)
 183 :       ENDIF
 184 : *
 185 : *     Compute scalar ALPHA (save A*p to q)
 186 : *
 187 : C                   q(i)=Ap(i)
 187 :       CALL DMOMV ('No transpose',N,ONE, 
 188 :      $     NNZ,ROWPTR,COLIND,VAL,
 189 :      $     P,ZERO,Q)
 190 : C                   alpha(i)=rho(i-1)/(p(i)'q(i))
 191 :       ALPHA = RHO / DDOT(N,P,1,Q,1)
 192 : *
 193 : *     Compute current solution vector x
 194 : *
 195 : C                   x(i)=x(i-1)+alpha(i)p(i)
 195 :       CALL DAXPY(N,ALPHA,P,1,X,1)
 196 :       IF(IMPR.GT.7) THEN
 197 :          WRITE(IOIMP,*) 'X=',(X(III),III=1,N)
 198 :       ENDIF
 199 : 
 200 : *
 201 : *     Compute residual vector R, find norm,
 202 : *     then check for tolerance
 203 : *
 204 : C                   r(i)=r(i-1)-alpha(i)r(i)
 204 :       CALL DAXPY(N,-ALPHA,Q,1,R,1)
 205 : *
 206 :       RESID = DNRM2(N,R,1) / BNRM2
 207 : *      RESID = DNRM2(N,R,1)
 208 :       IF(IMPR.GT.6) THEN
 209 :          WRITE(IOIMP,*) 'Résidu=',RESID
 210 :       ENDIF
 211 :       LRES(ITER)=RESID
 212 : *
 213 : *     Iteration successful
 214 : *
 215 :       IF (RESID.LE.TOL) THEN
 216 :          IRET = 0
 217 : *
 218 : *     Iteration fails
 219 : *
 220 :       ELSE IF (ITER.EQ.MAXIT) THEN
 221 :          IRET = 1
 222 : *
 223 : *     Do some more
 224 : *
 225 :       ELSE
 226 :          RHO1 = RHO
 227 :          GOTO 10
 228 :       ENDIF
 229 : *
 230 : *     Normal termination
 231 : *
 232 :  30   CONTINUE
 233 :       RETURN
 234 : *     
 235 : *     End of CG.
 236 : *     
 237 :       END
 238 : 
 239 :  
 240 :  
 241 :  

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