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[matrix] Annotation of /pkg/src/dsCMatrix.c
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Annotation of /pkg/src/dsCMatrix.c

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Revision 366 - (view) (download) (as text)
Original Path: pkg/src/sscMatrix.c

1 : bates 10 #include "sscMatrix.h"
2 :    
3 :     SEXP sscMatrix_validate(SEXP obj)
4 :     {
5 :     SEXP uplo = GET_SLOT(obj, Matrix_uploSym);
6 :     int *Dim = INTEGER(GET_SLOT(obj, Matrix_DimSym));
7 :     char *val;
8 :    
9 :     if (length(uplo) != 1)
10 :     return ScalarString(mkChar("uplo slot must have length 1"));
11 :     val = CHAR(STRING_ELT(uplo, 0));
12 :     if (strlen(val) != 1)
13 :     return ScalarString(mkChar("uplo[1] must have string length 1"));
14 :     if (toupper(*val) != 'U' && toupper(*val) != 'L')
15 :     return ScalarString(mkChar("uplo[1] must be \"U\" or \"L\""));
16 :     if (Dim[0] != Dim[1])
17 :     return ScalarString(mkChar("Symmetric matrix must be square"));
18 :     csc_check_column_sorting(obj);
19 :     return ScalarLogical(1);
20 :     }
21 :    
22 :     SEXP sscMatrix_chol(SEXP x, SEXP pivot)
23 :     {
24 : bates 257 SEXP pSlot = GET_SLOT(x, Matrix_pSym), xorig = x;
25 :     int *Ai = INTEGER(GET_SLOT(x, Matrix_iSym)),
26 :     *Ap = INTEGER(pSlot),
27 :     *Lp, *Parent, info,
28 :     lo = toupper(CHAR(asChar(GET_SLOT(x, Matrix_uploSym)))[0]) == 'L',
29 :     n = length(pSlot)-1,
30 :     nnz, piv = asLogical(pivot);
31 : bates 10 SEXP val = PROTECT(NEW_OBJECT(MAKE_CLASS("sscChol")));
32 : bates 366 int *P = (int *) NULL, *Pinv = (int *) NULL;
33 : bates 257 double *Ax;
34 : bates 10
35 : bates 257 if (lo) {
36 :     x = PROTECT(ssc_transpose(x));
37 :     Ai = INTEGER(GET_SLOT(x, Matrix_iSym));
38 :     Ap = INTEGER(GET_SLOT(x, Matrix_pSym));
39 :     }
40 :     SET_SLOT(val, Matrix_uploSym, ScalarString(mkChar("L")));
41 :     SET_SLOT(val, Matrix_diagSym, ScalarString(mkChar("N")));
42 :     SET_SLOT(val, Matrix_DimSym, duplicate(GET_SLOT(x, Matrix_DimSym)));
43 :     SET_SLOT(val, Matrix_ParentSym, allocVector(INTSXP, n));
44 :     Parent = INTEGER(GET_SLOT(val, Matrix_ParentSym));
45 :     SET_SLOT(val, Matrix_pSym, allocVector(INTSXP, n + 1));
46 :     Lp = INTEGER(GET_SLOT(val, Matrix_pSym));
47 :     Ax = REAL(GET_SLOT(x, Matrix_xSym));
48 : bates 10 if (piv) {
49 : bates 257 SEXP trip = PROTECT(sscMatrix_to_triplet(x));
50 :     SEXP Ti = GET_SLOT(trip, Matrix_iSym);
51 : bates 10
52 : bates 257 /* determine the permutation with Metis */
53 :     Pinv = Calloc(n, int);
54 :     SET_SLOT(val, Matrix_permSym, allocVector(INTSXP, n));
55 :     P = INTEGER(GET_SLOT(val, Matrix_permSym));
56 :     ssc_metis_order(n, Ap, Ai, P, Pinv);
57 :     /* create a symmetrized form of x */
58 :     nnz = length(Ti);
59 :     Ai = Calloc(nnz, int);
60 :     Ax = Calloc(nnz, double);
61 :     Ap = Calloc(n + 1, int);
62 :     triplet_to_col(n, n, nnz, INTEGER(Ti),
63 :     INTEGER(GET_SLOT(trip, Matrix_jSym)),
64 :     REAL(GET_SLOT(trip, Matrix_xSym)),
65 :     Ap, Ai, Ax);
66 :     }
67 : bates 366 R_ldl_symbolic(n, Ap, Ai, Lp, Parent, P, Pinv);
68 : bates 257 nnz = Lp[n];
69 : bates 10 SET_SLOT(val, Matrix_iSym, allocVector(INTSXP, nnz));
70 :     SET_SLOT(val, Matrix_xSym, allocVector(REALSXP, nnz));
71 : bates 257 SET_SLOT(val, Matrix_DSym, allocVector(REALSXP, n));
72 : bates 366 info = R_ldl_numeric(n, Ap, Ai, Ax,
73 :     Lp, Parent,
74 : bates 257 INTEGER(GET_SLOT(val, Matrix_iSym)),
75 :     REAL(GET_SLOT(val, Matrix_xSym)),
76 :     REAL(GET_SLOT(val, Matrix_DSym)),
77 : bates 366 P, Pinv);
78 : bates 257 if (info != n)
79 :     error("Leading minor of size %d (possibly after permutation) is indefinite",
80 :     info + 1);
81 :     if (piv) {
82 :     UNPROTECT(1);
83 :     Free(Pinv); Free(Ax); Free(Ai); Free(Ap);
84 :     }
85 :     UNPROTECT(lo ? 2 : 1);
86 :     return set_factorization(xorig, val, "Cholesky");
87 : bates 10 }
88 :    
89 :     SEXP sscMatrix_matrix_solve(SEXP a, SEXP b)
90 :     {
91 : bates 257 SEXP Chol = get_factorization(a, "Cholesky"), perm,
92 : bates 10 val = PROTECT(duplicate(b));
93 :     int *adims = INTEGER(GET_SLOT(a, Matrix_DimSym)),
94 :     *bdims = INTEGER(getAttrib(b, R_DimSymbol)),
95 : bates 257 *Li, *Lp, j, n = adims[1], ncol = bdims[1], piv;
96 :     double *Lx, *D, *in = REAL(b), *out = REAL(val), *tmp = (double *) NULL;
97 : bates 10
98 :     if (!(isReal(b) && isMatrix(b)))
99 :     error("Argument b must be a numeric matrix");
100 :     if (*adims != *bdims || bdims[1] < 1 || *adims < 1)
101 :     error("Dimensions of system to be solved are inconsistent");
102 : bates 296 if (Chol == R_NilValue) Chol = sscMatrix_chol(a, ScalarLogical(1));
103 : bates 257 perm = GET_SLOT(Chol, Matrix_permSym);
104 :     piv = length(perm);
105 :     if (piv) tmp = Calloc(n, double);
106 :     Li = INTEGER(GET_SLOT(Chol, Matrix_iSym));
107 :     Lp = INTEGER(GET_SLOT(Chol, Matrix_pSym));
108 :     Lx = REAL(GET_SLOT(Chol, Matrix_xSym));
109 :     D = REAL(GET_SLOT(Chol, Matrix_DSym));
110 : bates 308 for (j = 0; j < ncol; j++, in += n, out += n) {
111 : bates 366 if (piv) R_ldl_perm(n, out, in, INTEGER(perm));
112 : bates 257 else Memcpy(out, in, n);
113 : bates 366 R_ldl_lsolve(n, out, Lp, Li, Lx);
114 :     R_ldl_dsolve(n, out, D);
115 :     R_ldl_ltsolve(n, out, Lp, Li, Lx);
116 :     if (piv) R_ldl_permt(n, out, Memcpy(tmp, out, n), INTEGER(perm));
117 : bates 10 }
118 : bates 257 if (piv) Free(tmp);
119 : bates 10 UNPROTECT(1);
120 :     return val;
121 :     }
122 :    
123 :     SEXP sscMatrix_inverse_factor(SEXP A)
124 :     {
125 : bates 257 return R_NilValue; /* FIXME: Write this function. */
126 : bates 10 }
127 :    
128 :     SEXP ssc_transpose(SEXP x)
129 :     {
130 :     SEXP
131 :     ans = PROTECT(NEW_OBJECT(MAKE_CLASS("sscMatrix"))),
132 :     islot = GET_SLOT(x, Matrix_iSym);
133 :     int nnz = length(islot),
134 :     *adims = INTEGER(GET_SLOT(ans, Matrix_DimSym)),
135 :     *xdims = INTEGER(GET_SLOT(x, Matrix_DimSym));
136 :    
137 :     adims[0] = xdims[1]; adims[1] = xdims[0];
138 :     if (toupper(CHAR(asChar(GET_SLOT(x, Matrix_uploSym)))[0]) == 'U')
139 :     SET_SLOT(ans, Matrix_uploSym, ScalarString(mkChar("L")));
140 :     SET_SLOT(ans, Matrix_pSym, allocVector(INTSXP, xdims[0] + 1));
141 :     SET_SLOT(ans, Matrix_iSym, allocVector(INTSXP, nnz));
142 :     SET_SLOT(ans, Matrix_xSym, allocVector(REALSXP, nnz));
143 :     csc_components_transpose(xdims[0], xdims[1], nnz,
144 :     INTEGER(GET_SLOT(x, Matrix_pSym)),
145 :     INTEGER(islot),
146 :     REAL(GET_SLOT(x, Matrix_xSym)),
147 :     INTEGER(GET_SLOT(ans, Matrix_pSym)),
148 :     INTEGER(GET_SLOT(ans, Matrix_iSym)),
149 :     REAL(GET_SLOT(ans, Matrix_xSym)));
150 :     UNPROTECT(1);
151 :     return ans;
152 :     }
153 : bates 70
154 :     SEXP sscMatrix_to_triplet(SEXP x)
155 :     {
156 :     SEXP
157 :     ans = PROTECT(NEW_OBJECT(MAKE_CLASS("tripletMatrix"))),
158 :     islot = GET_SLOT(x, Matrix_iSym),
159 :     pslot = GET_SLOT(x, Matrix_pSym);
160 :     int *ai, *aj, *iv = INTEGER(islot),
161 :     j, jj, nnz = length(islot), nout,
162 :     n = length(pslot) - 1,
163 :     *p = INTEGER(pslot), pos;
164 :     double *ax, *xv = REAL(GET_SLOT(x, Matrix_xSym));
165 :    
166 :     /* increment output count by number of off-diagonals */
167 :     nout = nnz;
168 :     for (j = 0; j < n; j++) {
169 :     int p2 = p[j+1];
170 :     for (jj = p[j]; jj < p2; jj++) {
171 :     if (iv[jj] != j) nout++;
172 :     }
173 :     }
174 :     SET_SLOT(ans, Matrix_DimSym, duplicate(GET_SLOT(x, Matrix_DimSym)));
175 :     SET_SLOT(ans, Matrix_iSym, allocVector(INTSXP, nout));
176 :     ai = INTEGER(GET_SLOT(ans, Matrix_iSym));
177 :     SET_SLOT(ans, Matrix_jSym, allocVector(INTSXP, nout));
178 :     aj = INTEGER(GET_SLOT(ans, Matrix_jSym));
179 :     SET_SLOT(ans, Matrix_xSym, allocVector(REALSXP, nout));
180 :     ax = REAL(GET_SLOT(ans, Matrix_xSym));
181 :     pos = 0;
182 :     for (j = 0; j < n; j++) {
183 :     int p2 = p[j+1];
184 :     for (jj = p[j]; jj < p2; jj++) {
185 :     int ii = iv[jj];
186 :     double xx = xv[jj];
187 :    
188 :     ai[pos] = ii; aj[pos] = j; ax[pos] = xx; pos++;
189 :     if (ii != j) {
190 :     aj[pos] = ii; ai[pos] = j; ax[pos] = xx; pos++;
191 :     }
192 :     }
193 :     }
194 :     UNPROTECT(1);
195 :     return ans;
196 :     }
197 : bates 153
198 : bates 209 SEXP sscMatrix_ldl_symbolic(SEXP x, SEXP doPerm)
199 : bates 153 {
200 : bates 209 SEXP Ax, Dims = GET_SLOT(x, Matrix_DimSym),
201 :     ans = PROTECT(allocVector(VECSXP, 3)), tsc;
202 :     int i, n = INTEGER(Dims)[0], nz, nza,
203 :     *Ap, *Ai, *Lp, *Li, *Parent,
204 :     doperm = asLogical(doPerm),
205 :     *P = (int *) NULL, *Pinv = (int *) NULL;
206 : bates 153
207 : bates 209
208 :     if (toupper(CHAR(asChar(GET_SLOT(x, Matrix_uploSym)))[0]) == 'L') {
209 :     x = PROTECT(ssc_transpose(x));
210 :     } else {
211 :     x = PROTECT(duplicate(x));
212 :     }
213 :     Ax = GET_SLOT(x, Matrix_xSym);
214 :     nza = length(Ax);
215 :     Ap = INTEGER(GET_SLOT(x, Matrix_pSym));
216 :     Ai = INTEGER(GET_SLOT(x, Matrix_iSym));
217 :     if (doperm) {
218 : bates 366 int *perm, *iperm = Calloc(n, int);
219 :    
220 : bates 209 SET_VECTOR_ELT(ans, 2, allocVector(INTSXP, n));
221 :     perm = INTEGER(VECTOR_ELT(ans, 2));
222 : bates 366 ssc_metis_order(n, Ap, Ai, perm, iperm);
223 :     ssc_symbolic_permute(n, 1, iperm, Ap, Ai);
224 :     Free(iperm);
225 : bates 209 }
226 : bates 153 SET_VECTOR_ELT(ans, 0, allocVector(INTSXP, n));
227 : bates 209 Parent = INTEGER(VECTOR_ELT(ans, 0));
228 :     SET_VECTOR_ELT(ans, 1, NEW_OBJECT(MAKE_CLASS("tscMatrix")));
229 :     tsc = VECTOR_ELT(ans, 1);
230 :     SET_SLOT(tsc, Matrix_uploSym, ScalarString(mkChar("L")));
231 :     SET_SLOT(tsc, Matrix_diagSym, ScalarString(mkChar("U")));
232 :     SET_SLOT(tsc, Matrix_DimSym, Dims);
233 :     SET_SLOT(tsc, Matrix_pSym, allocVector(INTSXP, n + 1));
234 :     Lp = INTEGER(GET_SLOT(tsc, Matrix_pSym));
235 : bates 366 R_ldl_symbolic(n, Ap, Ai, Lp, Parent, P, Pinv);
236 : bates 209 nz = Lp[n];
237 :     SET_SLOT(tsc, Matrix_iSym, allocVector(INTSXP, nz));
238 :     Li = INTEGER(GET_SLOT(tsc, Matrix_iSym));
239 :     SET_SLOT(tsc, Matrix_xSym, allocVector(REALSXP, nz));
240 :     for (i = 0; i < nza; i++) REAL(Ax)[i] = 0.00001;
241 :     for (i = 0; i < n; i++) REAL(Ax)[Ap[i+1]-1] = 10000.;
242 : bates 366 i = R_ldl_numeric(n, Ap, Ai, REAL(Ax), Lp, Parent, Li,
243 : bates 209 REAL(GET_SLOT(tsc, Matrix_xSym)),
244 :     (double *) R_alloc(n, sizeof(double)), /* D */
245 : bates 366 P, Pinv);
246 : bates 209 UNPROTECT(2);
247 : bates 153 return ans;
248 :     }
249 : bates 184
250 :     SEXP sscMatrix_metis_perm(SEXP x)
251 :     {
252 :     SEXP pSlot = GET_SLOT(x, Matrix_pSym),
253 :     ans = PROTECT(allocVector(VECSXP, 2));
254 :     int n = length(pSlot) - 1;
255 :    
256 :     SET_VECTOR_ELT(ans, 0, allocVector(INTSXP, n));
257 :     SET_VECTOR_ELT(ans, 1, allocVector(INTSXP, n));
258 :     ssc_metis_order(n,
259 :     INTEGER(pSlot),
260 :     INTEGER(GET_SLOT(x, Matrix_iSym)),
261 :     INTEGER(VECTOR_ELT(ans, 0)),
262 :     INTEGER(VECTOR_ELT(ans, 1)));
263 :     UNPROTECT(1);
264 :     return ans;
265 :     }
266 :    

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