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

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Revision 57 - (view) (download) (as text)

1 : bates 10 #include "ssclme.h"
2 :    
3 :     /**
4 :     * Check for a nested series of grouping factors in the sparse,
5 :     * symmetric representation of the pairwise cross-tabulations.
6 :     *
7 :     * @param n size of pairwise cross-tabulation matrix
8 :     * @param nf number of groups of columns in pairwise cross-tabulation
9 :     * @param upper non-zero if the upper triangle is stored
10 :     * @param Ap array of pointers to columns
11 :     * @param Ai row indices
12 :     * @param Gp array of pointers to groups
13 :     *
14 :     * @return 0 for non-nested groups, 1 for nested groups
15 :     */
16 :     static
17 :     int ctab_isNested(int n, int nf, int upper,
18 :     const int Ap[], const int Ai[], const int Gp[])
19 :     {
20 :     if (nf > 1) { /* single factor always nested */
21 :     int i;
22 :     if (upper) {
23 :     int *nnz = (int *) R_alloc(n, sizeof(int)), nz = Ap[n];
24 :     /* count number of nonzeros in each row */
25 :     for (i = 0; i < n; i++) nnz[i] = 0;
26 :     for (i = 0; i < nz; i++) nnz[Ai[i]]++;
27 :     for (i = 0; i < nf; i++) {
28 :     int j, p2 = Gp[i+1], target = nf - i;
29 :     for (j = Gp[i]; j < p2; j++) {
30 :     if (nnz[j] != target) return 0;
31 :     }
32 :     }
33 :     } else { /* lower triangle - the easy case */
34 :     for (i = 0; i < nf; i++) {
35 :     int j, p2 = Gp[i+1], target = nf - i;
36 :     for (j = Gp[i]; j < p2; j++) {
37 :     if ((Ap[j+1] - Ap[j]) != target)
38 :     return 0;
39 :     }
40 :     }
41 :     }
42 :     }
43 :     return 1;
44 :     }
45 :    
46 :     /**
47 :     * Determine if a fill-reducing permutation is needed for the pairwise
48 :     * cross-tabulation matrix. If so, determine such a permutation
49 :     * (using Metis) then separate the groups.
50 :     *
51 :     * @param ctab pointer to a pairwise cross-tabulation object
52 :     *
53 :     * @return pointer to an integer R vector.
54 :     */
55 :     static
56 :     SEXP ctab_permute(SEXP ctab)
57 :     {
58 :     SEXP val, GpSl = GET_SLOT(ctab, Matrix_GpSym);
59 :     int *Ai = INTEGER(GET_SLOT(ctab, Matrix_iSym)),
60 :     *Ap = INTEGER(GET_SLOT(ctab, Matrix_pSym)),
61 :     *Gp = INTEGER(GpSl),
62 :     *perm,
63 :     *work,
64 :     i,
65 :     j,
66 :     n = INTEGER(GET_SLOT(ctab, Matrix_DimSym))[1],
67 :     nf = length(GpSl) - 1,
68 :     nz = Ap[n], /* number of non-zeros */
69 :     pos;
70 :    
71 :     if (ctab_isNested(n, nf, 1, Ap, Ai, Gp))
72 :     return allocVector(INTSXP, 0);
73 :     val = allocVector(INTSXP, n);
74 :     perm = INTEGER(val);
75 :     work = (int *) R_alloc(n, sizeof(int));
76 :     ssc_metis_order(n, nz, Ap, Ai, work, perm); /* perm gets inverse perm */
77 :     /* work now contains desired permutation but with groups scrambled */
78 :    
79 :     /* copy work into perm preserving the order of the groups */
80 :     pos = 0; /* position in new permutation */
81 :     for (i = 0; i < nf; i++) {
82 :     for (j = 0; j < n; j++) {
83 :     int jj = work[j];
84 :     if (Gp[i] <= jj && jj < Gp[i+1]) {
85 :     perm[pos] = jj;
86 :     pos++;
87 :     }
88 :     }
89 :     }
90 :     return val;
91 :     }
92 :    
93 :     static
94 :     void ssclme_copy_ctab(int nf, const int nc[], SEXP ctab, SEXP ssc)
95 :     {
96 :     int *snc, i, copyonly = 1;
97 :    
98 :     for (i = 0; i < nf; i++) {
99 :     if (nc[i] > 1) copyonly = 0;
100 :     }
101 :     if (copyonly) {
102 :     SET_SLOT(ssc, Matrix_pSym, duplicate(GET_SLOT(ctab, Matrix_pSym)));
103 :     SET_SLOT(ssc, Matrix_iSym, duplicate(GET_SLOT(ctab, Matrix_iSym)));
104 :     SET_SLOT(ssc, Matrix_xSym, duplicate(GET_SLOT(ctab, Matrix_xSym)));
105 :     SET_SLOT(ssc, Matrix_DimSym,
106 :     duplicate(GET_SLOT(ctab, Matrix_DimSym)));
107 :     SET_SLOT(ssc, Matrix_GpSym, duplicate(GET_SLOT(ctab, Matrix_GpSym)));
108 :     } else {
109 :     int
110 :     *GpIn = INTEGER(GET_SLOT(ctab, Matrix_GpSym)),
111 :     *GpOut,
112 :     *AiIn = INTEGER(GET_SLOT(ctab, Matrix_iSym)),
113 :     *AiOut,
114 :     *ApIn = INTEGER(GET_SLOT(ctab, Matrix_pSym)),
115 :     *ApOut,
116 :     nIn = GpIn[nf], nOut, nzOut,
117 :     *dims,
118 :     *map = Calloc(nIn + 1, int), /* column number map */
119 :     *ncc = Calloc(nIn, int); /* number of columns out for this
120 :     * col in */
121 :    
122 :     SET_SLOT(ssc, Matrix_GpSym, allocVector(INTSXP, nf + 1));
123 :     GpOut = INTEGER(GET_SLOT(ssc, Matrix_GpSym));
124 :     map[0] = GpOut[0] = 0;
125 :     for (i = 0; i < nf; i++) {
126 :     int j, GpIni = GpIn[i], GpInip1 = GpIn[i+1], nci = nc[i];
127 :     GpOut[i+1] = GpOut[i] + (GpInip1 - GpIni) * nci;
128 :     for (j = GpIni; j < GpInip1; j++) {
129 :     ncc[j] = nci;
130 :     map[j+1] = map[j] + nci;
131 :     }
132 :     }
133 :     nOut = GpOut[nf]; /* size of output matrix */
134 :     SET_SLOT(ssc, Matrix_DimSym,
135 :     duplicate(GET_SLOT(ctab, Matrix_DimSym)));
136 :     dims = INTEGER(GET_SLOT(ssc, Matrix_DimSym));
137 :     dims[0] = dims[1] = nOut;
138 :     SET_SLOT(ssc, Matrix_pSym, allocVector(INTSXP, nOut + 1));
139 :     ApOut = INTEGER(GET_SLOT(ssc, Matrix_pSym));
140 :     ApOut[0] = 0;
141 :     for (i = 0; i < nf; i++) { /* determine the column pointers */
142 :     int j, jout = GpOut[i], nci = nc[i], p2 = GpIn[i+1];
143 :     for (j = GpIn[i]; j < p2; j++) {
144 :     int k, nj = 0, p3 = ApIn[j+1];
145 :     for (k = ApIn[j]; k < p3; k++) {
146 :     nj += ncc[AiIn[k]];
147 :     }
148 :     nj -= nci - 1;
149 :     ApOut[jout+1] = ApOut[jout] + nj;
150 :     jout++;
151 :     for (k = 1; k < nci; k++) {
152 :     ApOut[jout+1] = ApOut[jout] + nj + k;
153 :     jout++;
154 :     }
155 :     }
156 :     }
157 :     nzOut = ApOut[nOut]; /* number of non-zeros in output */
158 :     SET_SLOT(ssc, Matrix_xSym, allocVector(REALSXP, nzOut));
159 :     memset(REAL(GET_SLOT(ssc, Matrix_xSym)), 0,
160 :     sizeof(double) * nzOut);
161 :     SET_SLOT(ssc, Matrix_iSym, allocVector(INTSXP, nzOut));
162 :     AiOut = INTEGER(GET_SLOT(ssc, Matrix_iSym));
163 :     for (i = 0; i < nf; i++) { /* fill in the rows */
164 :     int j, jj, nci = nc[i], p2 = GpIn[i+1];
165 :     for (j = GpIn[i]; j < p2; j++) { /* first col for input col */
166 :     int ii = AiIn[j], mj = map[j], ncci = ncc[ii],
167 :     pos = ApOut[mj];
168 :     AiOut[pos++] = map[ii];
169 :     if (ii < j) { /* above the diagonal */
170 :     for (jj = 1; jj < ncci; jj++) {
171 :     AiOut[pos+1] = AiOut[pos] + 1;
172 :     pos++;
173 :     }
174 :     }
175 :     for (jj = 1; jj < nci; jj++) { /* repeat the column adding
176 :     * another diagonal element */
177 :     int mjj = mj + jj, pj = ApOut[mjj], pjm1 = ApOut[mjj-1];
178 :     Memcpy(AiOut + pj, AiOut + pjm1, pj - pjm1);
179 :     AiOut[ApOut[mjj + 1] - 1] = mjj; /* maybe mjj-1? */
180 :     }
181 :     }
182 :     }
183 :     Free(map); Free(ncc);
184 :     }
185 :     SET_SLOT(ssc, Matrix_ncSym, allocVector(INTSXP, nf + 2));
186 :     snc = INTEGER(GET_SLOT(ssc, Matrix_ncSym));
187 :     for (i = 0; i <= nf; i++) {
188 :     snc[i] = nc[i];
189 :     }
190 :     }
191 :    
192 :     static
193 :     void ssclme_fill_LIp(int n, const int Parent[], int LIp[])
194 :     {
195 :     int *sz = Calloc(n, int), i;
196 :     for (i = n - 1; i >= 0; i--) {
197 :     sz[i] = (Parent[i] < 0) ? 0 : 1 + sz[Parent[i]];
198 :     }
199 :     LIp[0] = 0;
200 :     for (i = 0; i < n; i++) LIp[i+1] = LIp[i] + sz[i];
201 :     Free(sz);
202 :     }
203 :    
204 :     static
205 :     void ssclme_fill_LIi(int n, const int Parent[], const int LIp[], int LIi[])
206 :     {
207 :     int i;
208 :     for (i = n; i > 0; i--) {
209 :     int im1 = i - 1, Par = Parent[im1];
210 :     if (Par >= 0) {
211 :     LIi[LIp[im1]] = Par;
212 :     Memcpy(LIi + LIp[im1] + 1, LIi + LIp[Par],
213 :     LIp[Par + 1] - LIp[Par]);
214 :     }
215 :     }
216 :     }
217 :    
218 :     SEXP
219 :     ssclme_create(SEXP facs, SEXP ncv, SEXP threshold)
220 :     {
221 :     SEXP ctab, nms, ssc, tmp,
222 : bates 21 val = PROTECT(allocVector(VECSXP, 2)),
223 :     dd = PROTECT(allocVector(INTSXP, 3)); /* dimensions of 3-D arrays */
224 : bates 10 int *Ai, *Ap, *Gp, *LIp, *Lp, *Parent,
225 : bates 21 *nc, Lnz, i, nf = length(facs), nzcol, pp1,
226 :     *dims = INTEGER(dd);
227 : bates 10
228 :     if (length(ncv) != (nf + 1))
229 :     error("length of nc (%d) should be length of facs (%d) + 1",
230 :     length(ncv), nf);
231 :     SET_VECTOR_ELT(val, 0, NEW_OBJECT(MAKE_CLASS("ssclme")));
232 :     ssc = VECTOR_ELT(val, 0);
233 :     /* Pairwise cross-tabulation */
234 :     ctab = PROTECT(sscCrosstab(facs, ScalarLogical(1)));
235 :     SET_VECTOR_ELT(val, 1, ctab_permute(ctab));
236 :     if (length(VECTOR_ELT(val, 1)) > 0) {/* Fill-reducing permutation */
237 :     ssc_symbolic_permute(INTEGER(GET_SLOT(ctab, Matrix_DimSym))[1],
238 :     1, INTEGER(VECTOR_ELT(val, 1)),
239 :     INTEGER(GET_SLOT(ctab, Matrix_pSym)),
240 :     INTEGER(GET_SLOT(ctab, Matrix_iSym)));
241 :     }
242 :     ssclme_copy_ctab(nf, INTEGER(ncv), ctab, ssc);
243 :     UNPROTECT(1); /* ctab */
244 :    
245 :     nzcol = INTEGER(GET_SLOT(ssc, Matrix_DimSym))[1];
246 :     Gp = INTEGER(GET_SLOT(ssc, Matrix_GpSym));
247 :     Ap = INTEGER(GET_SLOT(ssc, Matrix_pSym));
248 :     Ai = INTEGER(GET_SLOT(ssc, Matrix_iSym));
249 :     nc = INTEGER(GET_SLOT(ssc, Matrix_ncSym));
250 :     nc[nf + 1] = length(VECTOR_ELT(facs, 0)); /* number of observations */
251 :     /* Create slots */
252 :     pp1 = nc[nf];
253 :     SET_SLOT(ssc, Matrix_XtXSym, allocMatrix(REALSXP, pp1, pp1));
254 :     SET_SLOT(ssc, Matrix_RXXSym, allocMatrix(REALSXP, pp1, pp1));
255 :     SET_SLOT(ssc, Matrix_ZtXSym, allocMatrix(REALSXP, nzcol, pp1));
256 :     SET_SLOT(ssc, Matrix_RZXSym, allocMatrix(REALSXP, nzcol, pp1));
257 :     /* Zero the symmetric matrices (for cosmetic reasons only). */
258 :     memset(REAL(GET_SLOT(ssc, Matrix_XtXSym)), 0,
259 :     sizeof(double) * pp1 * pp1);
260 :     memset(REAL(GET_SLOT(ssc, Matrix_RXXSym)), 0,
261 :     sizeof(double) * pp1 * pp1);
262 :     SET_SLOT(ssc, Matrix_LpSym, allocVector(INTSXP, nzcol + 1));
263 :     Lp = INTEGER(GET_SLOT(ssc, Matrix_LpSym));
264 :     SET_SLOT(ssc, Matrix_ParentSym, allocVector(INTSXP, nzcol));
265 :     Parent = INTEGER(GET_SLOT(ssc, Matrix_ParentSym));
266 :     SET_SLOT(ssc, Matrix_DSym, allocVector(REALSXP, nzcol));
267 :     SET_SLOT(ssc, Matrix_DIsqrtSym, allocVector(REALSXP, nzcol));
268 :     ldl_symbolic(nzcol, Ap, Ai, Lp, Parent,
269 :     (int *) R_alloc(nzcol, sizeof(int)), /* Lnz */
270 :     (int *) R_alloc(nzcol, sizeof(int)), /* Flag */
271 :     (int *) NULL, (int *) NULL); /* P & Pinv */
272 :     Lnz = Lp[nzcol];
273 :     SET_SLOT(ssc, Matrix_LiSym, allocVector(INTSXP, Lnz));
274 :     SET_SLOT(ssc, Matrix_LxSym, allocVector(REALSXP, Lnz));
275 :     SET_SLOT(ssc, Matrix_OmegaSym, allocVector(VECSXP, nf));
276 :     tmp = GET_SLOT(ssc, Matrix_OmegaSym);
277 :     setAttrib(tmp, R_NamesSymbol, getAttrib(facs, R_NamesSymbol));
278 :     for (i = 0; i < nf; i++) {
279 :     SET_VECTOR_ELT(tmp, i, allocMatrix(REALSXP, nc[i], nc[i]));
280 :     memset(REAL(VECTOR_ELT(tmp, i)), 0,
281 :     sizeof(double) * nc[i] * nc[i]);
282 :     }
283 :     SET_SLOT(ssc, Matrix_devianceSym, allocVector(REALSXP, 2));
284 :     tmp = GET_SLOT(ssc, Matrix_devianceSym);
285 :     setAttrib(tmp, R_NamesSymbol, allocVector(STRSXP, 2));
286 :     nms = getAttrib(tmp, R_NamesSymbol);
287 :     SET_STRING_ELT(nms, 0, mkChar("ML"));
288 :     SET_STRING_ELT(nms, 1, mkChar("REML"));
289 :     SET_SLOT(ssc, Matrix_devCompSym, allocVector(REALSXP, 4));
290 :     SET_SLOT(ssc, Matrix_statusSym, allocVector(LGLSXP, 2));
291 :     tmp = GET_SLOT(ssc, Matrix_statusSym);
292 :     LOGICAL(tmp)[0] = LOGICAL(tmp)[1] = 0;
293 :     setAttrib(tmp, R_NamesSymbol, allocVector(STRSXP, 2));
294 :     nms = getAttrib(tmp, R_NamesSymbol);
295 :     SET_STRING_ELT(nms, 0, mkChar("factored"));
296 :     SET_STRING_ELT(nms, 1, mkChar("inverted"));
297 :     SET_SLOT(ssc, Matrix_bVarSym, allocVector(VECSXP, nf));
298 :     tmp = GET_SLOT(ssc, Matrix_bVarSym);
299 :     setAttrib(tmp, R_NamesSymbol, getAttrib(facs, R_NamesSymbol));
300 :     for (i = 0; i < nf; i++) {
301 : bates 21 int nci = nc[i], mi = (Gp[i+1] - Gp[i])/nc[i];
302 : bates 10
303 : bates 21 dims[0] = dims[1] = nci;
304 :     dims[2] = mi;
305 :     SET_VECTOR_ELT(tmp, i, allocArray(REALSXP, dd));
306 : bates 10 memset(REAL(VECTOR_ELT(tmp, i)), 0,
307 : bates 21 sizeof(double) * nci * nci * mi);
308 : bates 10 }
309 :     SET_SLOT(ssc, Matrix_LIpSym, allocVector(INTSXP, nzcol + 1));
310 :     LIp = INTEGER(GET_SLOT(ssc, Matrix_LIpSym));
311 :     ssclme_fill_LIp(nzcol, Parent, LIp);
312 :     if (asInteger(threshold) > (Lnz = LIp[nzcol])) {
313 :     SET_SLOT(ssc, Matrix_LIiSym, allocVector(INTSXP, Lnz));
314 :     ssclme_fill_LIi(nzcol, Parent, LIp,
315 :     INTEGER(GET_SLOT(ssc, Matrix_LIiSym)));
316 :     SET_SLOT(ssc, Matrix_LIxSym, allocVector(REALSXP, Lnz));
317 :     memset(REAL(GET_SLOT(ssc, Matrix_LIxSym)), 0,
318 :     sizeof(double) * Lnz);
319 :     }
320 : bates 21 UNPROTECT(2);
321 : bates 10 return val;
322 :     }
323 :    
324 :     static
325 :     void bVj_to_A(int ncj, int Gpj, int Gpjp, const double bVj[],
326 :     const int Ap[], const int Ai[], double Ax[])
327 :     {
328 :     int i, diag, k;
329 :     for (i = Gpj; i < Gpjp; i += ncj) {
330 :     for (k = 0; k < ncj; k++) {
331 :     diag = Ap[i + k + 1] - 1;
332 :     if (Ai[diag] != i+k)
333 :     error("Expected Ai[%d] to be %d (i.e on diagonal) not %d",
334 :     diag, i+k, Ai[diag]);
335 :     Memcpy(Ax + diag - k, bVj + (i+k-Gpj)*ncj, k + 1);
336 :     }
337 :     }
338 :     }
339 :    
340 :     SEXP
341 : bates 22 ssclme_transfer_dimnames(SEXP x, SEXP facs, SEXP mmats)
342 :     {
343 :     SEXP bVar = GET_SLOT(x, Matrix_bVarSym),
344 :     nms2 = PROTECT(allocVector(VECSXP, 2)),
345 :     nms3 = PROTECT(allocVector(VECSXP, 3));
346 :     int i, nf = length(mmats) - 1;
347 :     SEXP xcols = VECTOR_ELT(GetArrayDimnames(VECTOR_ELT(mmats, nf)), 1);
348 :    
349 :     for (i = 0; i < nf; i++) {
350 :     SEXP cnms = VECTOR_ELT(GetArrayDimnames(VECTOR_ELT(mmats, i)), 1);
351 :     SET_VECTOR_ELT(nms3, 0, cnms);
352 :     SET_VECTOR_ELT(nms3, 1, cnms);
353 :     SET_VECTOR_ELT(nms3, 2,
354 :     getAttrib(VECTOR_ELT(facs, i), R_LevelsSymbol));
355 :     dimnamesgets(VECTOR_ELT(bVar, i), duplicate(nms3));
356 :     }
357 :     SET_VECTOR_ELT(nms2, 0, xcols);
358 :     SET_VECTOR_ELT(nms2, 1, xcols);
359 :     dimnamesgets(GET_SLOT(x, Matrix_XtXSym), nms2);
360 :     dimnamesgets(GET_SLOT(x, Matrix_RXXSym), nms2);
361 :     UNPROTECT(2);
362 :     return R_NilValue;
363 :     }
364 :    
365 :     SEXP
366 : bates 10 ssclme_update_mm(SEXP x, SEXP facs, SEXP mmats)
367 :     {
368 : bates 22 SEXP bVar = GET_SLOT(x, Matrix_bVarSym);
369 : bates 10 int
370 :     *Ai = INTEGER(GET_SLOT(x, Matrix_iSym)),
371 :     *Ap = INTEGER(GET_SLOT(x, Matrix_pSym)),
372 :     *Gp = INTEGER(GET_SLOT(x, Matrix_GpSym)),
373 :     *nc = INTEGER(GET_SLOT(x, Matrix_ncSym)),
374 :     i, j, k,
375 :     ione = 1,
376 :     nf = length(mmats) - 1,
377 :     nobs = nc[nf + 1],
378 :     nzcol = Gp[nf],
379 :     nz = Ap[nzcol],
380 :     pp1 = nc[nf];
381 :     double
382 :     **Z = Calloc(nf + 1, double *),
383 :     *Ax = REAL(GET_SLOT(x, Matrix_xSym)),
384 :     *XtX = REAL(GET_SLOT(x, Matrix_XtXSym)),
385 :     *ZtX = REAL(GET_SLOT(x, Matrix_ZtXSym)),
386 :     one = 1.0,
387 :     zero = 0.0;
388 :    
389 :     for (i = 0; i <= nf; i++) {
390 :     int *dims = INTEGER(getAttrib(VECTOR_ELT(mmats, i), R_DimSymbol)),
391 :     nci = nc[i];
392 :     if (nobs != dims[0])
393 :     error("Expected %d rows in the %d'th model matrix. Got %d",
394 :     nobs, i+1, dims[0]);
395 :     if (nci != dims[1])
396 :     error("Expected %d columns in the %d'th model matrix. Got %d",
397 :     nci, i+1, dims[1]);
398 :     Z[i] = REAL(VECTOR_ELT(mmats, i));
399 :     }
400 :     /* Create XtX - X is Z[nf] */
401 :     F77_CALL(dsyrk)("U", "T", nc+nf, &nobs, &one,
402 :     Z[nf], &nobs, &zero, XtX, nc + nf);
403 :     /* Zero the accumulators */
404 :     memset((void *) ZtX, 0, sizeof(double) * nzcol * pp1);
405 :     memset((void *) Ax, 0, sizeof(double) * nz);
406 :     for (j = 0; j < nf; j++) { /* Create ZtX */
407 :     int *fpj = INTEGER(VECTOR_ELT(facs, j)), ncj = nc[j],
408 :     Ncj = ncj > 1;
409 :     double
410 :     *bVj = REAL(VECTOR_ELT(bVar, j)),
411 :     *Zj = Z[j],
412 :     *zxj = ZtX + Gp[j];
413 :    
414 :     if (Ncj) { /* bVj will accumulate Z'Z blocks */
415 :     memset(bVj, 0, sizeof(double) * ncj * (Gp[j+1]-Gp[j]));
416 :     }
417 :     for (i = 0; i < nobs; i++) { /* accumulate diagonal of ZtZ */
418 :     int fpji = fpj[i] - 1, /* factor indices are 1-based */
419 :     dind = Ap[Gp[j] + fpji * ncj + 1] - 1;
420 :     if (Ai[dind] != (Gp[j] + fpji * ncj))
421 :     error("logic error in ssclme_update_mm");
422 :     if (Ncj) { /* use bVar to accumulate */
423 :     F77_CALL(dsyrk)("U", "T", &ncj, &ione, &one, Zj+i,
424 :     &nobs, &one, bVj + fpji*ncj*ncj, &ncj);
425 :     } else { /* update scalars directly */
426 :     Ax[dind] += Zj[i] * Zj[i];
427 :     }
428 :     /* update rows of Z'X */
429 :     F77_CALL(dgemm)("T", "N", &ncj, &pp1, &ione, &one,
430 :     Zj + i, &nobs, Z[nf] + i, &nobs,
431 :     &one, zxj + fpji * ncj, &nzcol);
432 :     }
433 :     if (Ncj) bVj_to_A(ncj, Gp[j], Gp[j+1], bVj, Ap, Ai, Ax);
434 :     for (k = j+1; k < nf; k++) { /* off-diagonals */
435 :     int *fpk = INTEGER(VECTOR_ELT(facs, k)),
436 :     *Apk = Ap + Gp[k],
437 :     nck = nc[k];
438 :     double
439 :     *Zk = Z[k];
440 :    
441 :     for (i = 0; i < nobs; i++) {
442 :     int ii, ind = -1, fpji = fpj[i] - 1,
443 :     row = Gp[j] + fpji * ncj,
444 :     fpki = fpk[i] - 1,
445 :     lastind = Apk[fpki + 1];
446 :     for (ii = Apk[fpki]; ii < lastind; ii++) {
447 :     if (Ai[ii] == row) {
448 :     ind = ii;
449 :     break;
450 :     }
451 :     }
452 :     if (ind < 0) error("logic error in ssclme_update_mm");
453 :     if (Ncj || nck > 1) {
454 :     /* FIXME: run a loop to update */
455 : bates 22 error("code not yet written");
456 : bates 10 } else { /* update scalars directly */
457 :     Ax[ind] += Zj[fpji] * Zk[fpki];
458 :     }
459 :     }
460 :     }
461 :     }
462 :     Free(Z);
463 : bates 22 ssclme_transfer_dimnames(x, facs, mmats);
464 : bates 10 return R_NilValue;
465 :     }
466 :    
467 :     SEXP ssclme_inflate_and_factor(SEXP lme)
468 :     {
469 :     SEXP
470 :     GpSlot = GET_SLOT(lme, Matrix_GpSym),
471 :     Omega = GET_SLOT(lme, Matrix_OmegaSym);
472 :     int n = INTEGER(GET_SLOT(lme, Matrix_DimSym))[1];
473 :     int
474 :     *Ai = INTEGER(GET_SLOT(lme, Matrix_iSym)),
475 :     *Ap = INTEGER(GET_SLOT(lme, Matrix_pSym)),
476 :     *Flag = Calloc(n, int),
477 :     *Gp = INTEGER(GpSlot),
478 :     *Lnz = Calloc(n, int),
479 :     *Pattern = Calloc(n, int),
480 :     *nc = INTEGER(GET_SLOT(lme, Matrix_ncSym)),
481 :     j,
482 :     nf = length(GpSlot) - 1;
483 :     double
484 :     *D = REAL(GET_SLOT(lme, Matrix_DSym)),
485 :     *DIsqrt = REAL(GET_SLOT(lme, Matrix_DIsqrtSym)),
486 :     *Y = Calloc(n, double),
487 :     *xcp = Calloc(Ap[n], double);
488 :    
489 :     Memcpy(xcp, REAL(GET_SLOT(lme, Matrix_xSym)), Ap[n]);
490 :     for (j = 0; j < nf; j++) {
491 :     int diag, i, ii, k, G2 = Gp[j + 1], ncj = nc[j];
492 :     double *omgj = REAL(VECTOR_ELT(Omega, j));
493 :    
494 :     for (i = Gp[j]; i < G2; i += ncj) {
495 :     for (k = 0; k < ncj; k++) {
496 :     diag = Ap[i + k + 1] - 1;
497 :     if (Ai[diag] != i+k)
498 :     error("Expected Ai[%d] to be %d (i.e on diagonal) not %d",
499 :     diag, i+k, Ai[diag]);
500 :     for (ii = 0; ii <= k; ii++) {
501 :     xcp[diag + ii - k] += omgj[k*ncj + ii];
502 :     }
503 :     }
504 :     }
505 :     }
506 :     j = ldl_numeric(n, Ap, Ai, xcp,
507 :     INTEGER(GET_SLOT(lme, Matrix_LpSym)),
508 :     INTEGER(GET_SLOT(lme, Matrix_ParentSym)),
509 :     Lnz, INTEGER(GET_SLOT(lme, Matrix_LiSym)),
510 :     REAL(GET_SLOT(lme, Matrix_LxSym)),
511 :     D, Y, Pattern, Flag,
512 :     (int *) NULL, (int *) NULL); /* P & Pinv */
513 :     if (j != n)
514 :     error("rank deficiency of ZtZ+W detected at column %d",
515 :     j + 1);
516 :     for (j = 0; j < n; j++) DIsqrt[j] = 1./sqrt(D[j]);
517 :     Free(Lnz); Free(Flag); Free(Pattern); Free(Y); Free(xcp);
518 :     return R_NilValue;
519 :     }
520 :    
521 :     SEXP ssclme_factor(SEXP lme)
522 :     {
523 :     int *status = LOGICAL(GET_SLOT(lme, Matrix_statusSym));
524 :    
525 :     if (!status[0]) {
526 :     SEXP
527 :     GpSlot = GET_SLOT(lme, Matrix_GpSym),
528 :     Omega = GET_SLOT(lme, Matrix_OmegaSym);
529 :     int
530 :     *Gp = INTEGER(GpSlot),
531 :     *Li = INTEGER(GET_SLOT(lme, Matrix_LiSym)),
532 :     *Lp = INTEGER(GET_SLOT(lme, Matrix_LpSym)),
533 :     *nc = INTEGER(GET_SLOT(lme, Matrix_ncSym)),
534 :     i,
535 :     n = INTEGER(GET_SLOT(lme, Matrix_DimSym))[1],
536 :     nf = length(GpSlot) - 1,
537 :     nobs = nc[nf + 1],
538 :     nreml = nobs + 1 - nc[nf],
539 :     pp1 = nc[nf],
540 :     pp2 = pp1 + 1;
541 :     double
542 :     *D = REAL(GET_SLOT(lme, Matrix_DSym)),
543 :     *DIsqrt = REAL(GET_SLOT(lme, Matrix_DIsqrtSym)),
544 :     *Lx = REAL(GET_SLOT(lme, Matrix_LxSym)),
545 :     *RXX = REAL(GET_SLOT(lme, Matrix_RXXSym)),
546 :     *RZX = REAL(GET_SLOT(lme, Matrix_RZXSym)),
547 :     *dcmp = REAL(getAttrib(lme, Matrix_devCompSym)),
548 :     *deviance = REAL(getAttrib(lme, Matrix_devianceSym)),
549 :     minus1 = -1.,
550 :     one = 1.;
551 :    
552 :     ssclme_inflate_and_factor(lme);
553 :     /* Accumulate logdet of ZtZ+W */
554 :     dcmp[0] = dcmp[1] = dcmp[2] = dcmp[3] = 0.;
555 :     for (i = 0; i < n; i++) dcmp[0] += log(D[i]);
556 :     /* Accumulate logdet of W */
557 :     for (i = 0; i < nf; i++) {
558 :     int nci = nc[i],
559 :     mi = (Gp[i+1] - Gp[i])/nci;
560 :    
561 :     if (nci < 2) {
562 :     dcmp[1] += mi * log(REAL(VECTOR_ELT(Omega, i))[0]);
563 :     } else {
564 :     int j;
565 :     double
566 :     *tmp = Calloc(nci * nci, double),
567 :     accum = 0.;
568 :     F77_CALL(dpotrf)("U", &nci,
569 :     Memcpy(tmp, REAL(VECTOR_ELT(Omega, i)),
570 :     nci * nci),
571 :     &nci, &j);
572 :     if (j)
573 :     error("Omega[%d] is not positive definite", i + 1);
574 :     for (j = 0; j < nci; j++) {
575 :     accum += 2 * log(tmp[j * (nci + 1)]);
576 :     }
577 :     dcmp[1] += mi * accum;
578 :     Free(tmp);
579 :     }
580 :     }
581 :     /* ldl_lsolve on Z'X */
582 :     Memcpy(RZX, REAL(GET_SLOT(lme, Matrix_ZtXSym)), n * pp1);
583 :     for (i = 0; i < pp1; i++) {
584 :     int j;
585 :     double *RZXi = RZX + i * n;
586 :     ldl_lsolve(n, RZXi, Lp, Li, Lx);
587 :     for (j = 0; j < n; j++) RZXi[j] *= DIsqrt[j];
588 :     }
589 :     /* downdate and factor X'X */
590 :     Memcpy(RXX, REAL(GET_SLOT(lme, Matrix_XtXSym)), pp1 * pp1);
591 :     F77_CALL(dsyrk)("U", "T", &pp1, &n, &minus1,
592 :     RZX, &n, &one, RXX, &pp1);
593 :     F77_CALL(dpotrf)("U", &pp1, RXX, &pp1, &i);
594 :     if (i)
595 :     error("DPOTRF returned error code %d", i);
596 :     /* logdet of RXX */
597 :     for (i = 0; i < (pp1 - 1); i++)
598 :     dcmp[2] += 2 * log(RXX[i*pp2]);
599 :     /* logdet of Ryy */
600 :     dcmp[3] = 2. * log(RXX[pp1 * pp1 - 1]);
601 :     deviance[0] = /* ML criterion */
602 :     dcmp[0] - dcmp[1] + nobs*(1+dcmp[3]+log(2*PI/nobs));
603 :     deviance[1] = dcmp[0] - dcmp[1] + /* REML */
604 :     dcmp[2] + nreml * (1. + dcmp[3] + log(2. * PI/nreml));
605 :     status[0] = 1;
606 :     status[1] = 0;
607 :     }
608 :     return R_NilValue;
609 :     }
610 :    
611 :     static
612 :     int ldl_update_ind(int probe, int start, const int ind[])
613 :     {
614 :     while (ind[start] < probe) start++;
615 :     if (ind[start] > probe) error("logic error in ldl_inverse");
616 :     return start;
617 :     }
618 :    
619 :     /**
620 :     * Create the inverse of L and update the diagonal blocks of the inverse
621 :     * of LDL' (=Z'Z+W)
622 :     *
623 :     * @param x pointer to an ssclme object
624 :     *
625 :     * @return R_NilValue (x is updated in place)
626 :    
627 :     */
628 :     SEXP ldl_inverse(SEXP x)
629 :     {
630 :     SEXP
631 :     Gpsl = GET_SLOT(x, Matrix_GpSym),
632 :     LIisl = GET_SLOT(x, Matrix_LIiSym),
633 :     LIpsl = GET_SLOT(x, Matrix_LIpSym),
634 :     bVar = GET_SLOT(x, Matrix_bVarSym);
635 :     int *Gp = INTEGER(Gpsl),
636 :     *Li,
637 :     *LIp = INTEGER(LIpsl), *Lp,
638 :     i,
639 :     nf = length(Gpsl) - 1,
640 :     nzc = length(LIpsl) - 1;
641 :     double
642 :     *DIsqrt = REAL(GET_SLOT(x, Matrix_DIsqrtSym)),
643 :     *Lx;
644 :    
645 :     ssclme_factor(x);
646 :     if (LIp[nzc] == 0) { /* L and LI are the identity */
647 :     for (i = 0; i < nf; i++) {
648 :     Memcpy(REAL(VECTOR_ELT(bVar, i)), DIsqrt + Gp[i],
649 :     Gp[i+1] - Gp[i]);
650 :     }
651 :     return R_NilValue;
652 :     }
653 :     Lp = INTEGER(GET_SLOT(x, Matrix_LpSym));
654 :     Li = INTEGER(GET_SLOT(x, Matrix_LiSym));
655 :     Lx = REAL(GET_SLOT(x, Matrix_LxSym));
656 :     if (length(LIisl) == LIp[nzc]) { /* LIi is filled */
657 :     int *LIi = INTEGER(LIisl),
658 :     *nc = INTEGER(GET_SLOT(x, Matrix_ncSym)),
659 :     j, jj, k, kk, p1, p2, pi1, pi2;
660 :    
661 :     double *LIx = REAL(GET_SLOT(x, Matrix_LIxSym)),
662 :     one = 1., zero = 0.;
663 :    
664 :     memset(LIx, 0, sizeof(double) * LIp[nzc]);
665 :     /* calculate inverse */
666 :     for (i = 0; i < nzc; i++) {
667 :     p1 = Lp[i]; p2 = Lp[i+1]; pi1 = LIp[i]; pi2 = LIp[i+1];
668 :     /* initialize from unit diagonal term */
669 :     kk = pi1;
670 :     for (j = p1; j < p2; j++) {
671 :     k = Li[j];
672 :     while (LIi[kk] < k && kk < pi2) kk++;
673 :     if (LIi[kk] != k) error("logic error in ldl_inverse");
674 :     LIx[kk] = -Lx[j];
675 :     }
676 :     for (j = pi1; j < pi2; j++) {
677 :     jj = LIi[j];
678 :     p1 = Lp[jj]; p2 = Lp[jj+1];
679 :     kk = j;
680 :     for (jj = p1; jj < p2; jj++) {
681 :     k = Li[jj];
682 :     while (LIi[kk] < k && kk < pi2) kk++;
683 :     if (LIi[kk] != k) error("logic error in ldl_inverse");
684 :     LIx[kk] -= Lx[jj]*LIx[j];
685 :     }
686 :     }
687 :     }
688 :     for (i = 0; i < nf; i++) { /* accumulate bVar */
689 :     int G1 = Gp[i], G2 = Gp[i+1], j, k, kk,
690 :     nci = nc[i], nr, nr1, rr;
691 :     double *bVi = REAL(VECTOR_ELT(bVar, i)), *tmp;
692 :    
693 :     nr = -1;
694 :     for (j = G1; j < G2; j += nci) {
695 :     rr = 1 + LIp[j + 1] - LIp[j];
696 :     if (rr > nr) nr = rr;
697 :     }
698 :     tmp = Calloc(nr * nci, double); /* scratch storage */
699 :     nr1 = nr + 1;
700 :     /* initialize bVi to zero (cosmetic) */
701 :     memset(bVi, 0, sizeof(double) * (G2 - G1) * nci);
702 :     for (j = G1; j < G2; j += nci) {
703 :     memset(tmp, 0, sizeof(double) * nr * nci);
704 :     rr = 1 + LIp[j + 1] - LIp[j];
705 :     for (k = 0; k < nci; k++) { /* copy columns */
706 :     tmp[k * nr1] = 1.; /* (unstored) diagonal elt */
707 :     Memcpy(tmp + k*nr1 + 1, LIx + LIp[j + k], rr - k - 1);
708 :     }
709 :     /* scale the rows */
710 :     tmp[0] = DIsqrt[j]; /* first row only has one non-zero */
711 :     for (kk = 1; kk < rr; kk++) {
712 :     for (k = 0; k < nci; k++) {
713 :     tmp[k * nr + kk] *= DIsqrt[LIi[LIp[j] + kk - 1]];
714 :     }
715 :     }
716 :     F77_CALL(dsyrk)("U", "T", &nci, &rr, &one, tmp, &nr,
717 :     &zero, bVi + (j - G1) * nci, &nci);
718 :     F77_CALL(dpotrf)("U", &nci, bVi + (j - G1) * nci,
719 :     &nci, &kk);
720 :     if (kk) /* should never happen */
721 :     error(
722 :     "Rank deficient variance matrix at group %d, level %d",
723 :     i + 1, j + 1);
724 :     }
725 :     }
726 :     return R_NilValue;
727 :     }
728 :     if (length(LIisl)) error("logic error in ssclme_ldl_inverse");
729 :     else { /* LIi and LIx are too big and not used */
730 :     int *counts = Calloc(nzc, int), info, maxod = -1;
731 :     int *Parent = INTEGER(GET_SLOT(x, Matrix_ParentSym));
732 :     int *nc = INTEGER(GET_SLOT(x, Matrix_ncSym));
733 :     double one = 1.0, zero = 0.;
734 :     /* determine maximum # of off-diagonals */
735 :     for (i = nzc - 1; i >= 0; i--) { /* in a column of L^{-1} */
736 :     counts[i] = (Parent[i] < 0) ? 0 : 1 + counts[Parent[i]];
737 :     if (counts[i] > maxod) maxod = counts[i];
738 :     }
739 :     Free(counts);
740 :    
741 :     for (i = 0; i < nf; i++) {
742 :     int j, jj, k, kk, nci = nc[i], nr, p, p2, pp,
743 :     m = maxod + nci,
744 :     *ind = Calloc(m, int);
745 :     double
746 :     *tmp = Calloc(m * nci, double),
747 :     *mpt = REAL(VECTOR_ELT(bVar, i));
748 :    
749 :     for (j = Gp[i]; j < Gp[i+1]; j += nci) {
750 :     memset((void *) tmp, 0, sizeof(double) * m * nci);
751 :    
752 :     kk = 0; /* ind holds indices of non-zeros */
753 :     jj = j; /* in this block of columns */
754 :     while (jj >= 0) {
755 :     ind[kk++] = jj;
756 :     jj = Parent[jj];
757 :     }
758 :     nr = kk; /* number of non-zeros in this block */
759 :     while (kk < m) ind[kk++] = nzc; /* placeholders */
760 :    
761 :     for (k = 0; k < nci; k++) {
762 :     double *ccol = tmp + k * nr;
763 :    
764 :     ccol[k] = 1.;
765 :     kk = k;
766 :     for (jj = j + k; jj >= 0; jj = Parent[jj]) {
767 :     p2 = Lp[jj+1];
768 :     pp = kk;
769 :     for (p = Lp[jj]; p < p2; p++) {
770 :     pp = ldl_update_ind(Li[p], pp, ind);
771 :     ccol[pp] -= Lx[p] * ccol[kk];
772 :     }
773 :     }
774 :     }
775 :     /* scale rows */
776 :     for (kk = 0; kk < nr; kk++) {
777 :     for (k = 0; k < nci; k++) {
778 :     tmp[k * nr + kk] *= DIsqrt[ind[kk]];
779 :     }
780 :     }
781 :     F77_CALL(dsyrk)("U", "T", &nci, &nr, &one, tmp, &nr,
782 :     &zero, mpt + (j - Gp[i])*nci, &nci);
783 :     F77_CALL(dpotrf)("U", &nci, mpt + (j - Gp[i])*nci,
784 :     &nci, &info);
785 :     if (info) /* should never happen */
786 :     error(
787 :     "Rank deficient variance matrix at group %d, level %d",
788 :     i + 1, j + 1);
789 :     }
790 :     Free(tmp); Free(ind);
791 :     }
792 :     }
793 :     return R_NilValue;
794 :     }
795 :    
796 :     SEXP ssclme_invert(SEXP lme)
797 :     {
798 :     int *status = LOGICAL(GET_SLOT(lme, Matrix_statusSym));
799 :     if (!status[0]) ssclme_factor(lme);
800 :     if (!status[1]) {
801 :     SEXP
802 :     RZXsl = GET_SLOT(lme, Matrix_RZXSym);
803 :     int
804 :     *dims = INTEGER(getAttrib(RZXsl, R_DimSymbol)),
805 :     *Li = INTEGER(GET_SLOT(lme, Matrix_LiSym)),
806 :     *Lp = INTEGER(GET_SLOT(lme, Matrix_LpSym)),
807 :     i,
808 :     n = dims[0],
809 :     pp1 = dims[1];
810 :     double
811 :     *DIsqrt = REAL(GET_SLOT(lme, Matrix_DIsqrtSym)),
812 :     *Lx = REAL(GET_SLOT(lme, Matrix_LxSym)),
813 :     *RXX = REAL(GET_SLOT(lme, Matrix_RXXSym)),
814 :     *RZX = REAL(RZXsl),
815 :     one = 1.;
816 :    
817 :     F77_CALL(dtrtri)("U", "N", &pp1, RXX, &pp1, &i);
818 :     if (i)
819 :     error("DTRTRI returned error code %d", i);
820 :     F77_CALL(dtrmm)("R", "U", "N", "N", &n, &pp1, &one,
821 :     RXX, &pp1, RZX, &n);
822 :     for (i = 0; i < pp1; i++) {
823 :     int j; double *RZXi = RZX + i * n;
824 :     for (j = 0; j < n; j++) RZXi[j] *= DIsqrt[j];
825 :     ldl_ltsolve(n, RZXi, Lp, Li, Lx);
826 :     }
827 :     ldl_inverse(lme);
828 :     status[1] = 1;
829 :     }
830 :     return R_NilValue;
831 :     }
832 :    
833 :     SEXP ssclme_initial(SEXP x)
834 :     {
835 :     SEXP Gpsl = GET_SLOT(x, Matrix_GpSym),
836 :     Omg = GET_SLOT(x, Matrix_OmegaSym);
837 :     int *Ai = INTEGER(GET_SLOT(x, Matrix_iSym)),
838 :     *Ap = INTEGER(GET_SLOT(x, Matrix_pSym)),
839 :     *Gp = INTEGER(Gpsl),
840 :     *nc = INTEGER(GET_SLOT(x, Matrix_ncSym)),
841 :     *status = LOGICAL(GET_SLOT(x, Matrix_statusSym)),
842 :     i, nf = length(Gpsl) - 1;
843 :    
844 :     double *Ax = REAL(GET_SLOT(x, Matrix_xSym));
845 :    
846 :     for (i = 0; i < nf; i++) {
847 :     int
848 :     Gpi = Gp[i],
849 :     j, k,
850 :     nci = nc[i],
851 :     ncip1 = nci + 1,
852 :     p2 = Gp[i+1];
853 :     double
854 :     mi = 0.375 * ((double) nci)/((double) (p2 - Gpi)),
855 :     *mm = REAL(VECTOR_ELT(Omg, i));
856 :    
857 :     memset((void *) mm, 0, sizeof(double) * nci * nci);
858 :     for (j = Gpi; j < p2; j += nci) {
859 :     for (k = 0; k < nci; k++) {
860 :     int jk = j+k, jj = Ap[jk+1] - 1;
861 :     if (Ai[jj] != jk) error("malformed ZtZ structure");
862 :     mm[k * ncip1] += Ax[jj] * mi;
863 :     }
864 :     }
865 :     }
866 :     status[0] = status[1] = 0;
867 :     return R_NilValue;
868 :     }
869 :    
870 :     /**
871 :     * Extract the conditional estimates of the fixed effects
872 :     * FIXME: Add names
873 :     *
874 :     * @param x Pointer to an ssclme object
875 :     *
876 :     * @return a numeric vector containing the conditional estimates of
877 :     * the fixed effects
878 :     */
879 :     SEXP ssclme_fixef(SEXP x)
880 :     {
881 :     SEXP RXXsl = GET_SLOT(x, Matrix_RXXSym);
882 :     int pp1 = INTEGER(getAttrib(RXXsl, R_DimSymbol))[1];
883 :     int j, p = pp1 - 1;
884 :     SEXP val = PROTECT(allocVector(REALSXP, p));
885 :     double
886 :     *RXX = REAL(RXXsl),
887 :     *beta = REAL(val),
888 :     nryyinv; /* negative ryy-inverse */
889 :    
890 :     ssclme_invert(x);
891 :     Memcpy(beta, RXX + p * pp1, p);
892 :     nryyinv = -RXX[pp1*pp1 - 1];
893 :     for (j = 0; j < p; j++) beta[j] /= nryyinv;
894 :     UNPROTECT(1);
895 :     return val;
896 :     }
897 :    
898 :     /**
899 :     * Extract the conditional modes of the random effects.
900 :     * FIXME: Change the returned value to be a named list of matrices
901 :     * with dimnames.
902 :     *
903 :     * @param x Pointer to an ssclme object
904 :     *
905 :     * @return a vector containing the conditional modes of the random effects
906 :     */
907 :     SEXP ssclme_ranef(SEXP x)
908 :     {
909 : bates 21 SEXP RZXsl = GET_SLOT(x, Matrix_RZXSym),
910 :     GpSl = GET_SLOT(x, Matrix_GpSym);
911 : bates 10 int *dims = INTEGER(getAttrib(RZXsl, R_DimSymbol)),
912 : bates 21 *Gp = INTEGER(GpSl),
913 :     *nc = INTEGER(GET_SLOT(x, Matrix_ncSym)),
914 :     i, j,
915 : bates 10 n = dims[0],
916 : bates 21 nf = length(GpSl) - 1,
917 : bates 10 pp1 = dims[1],
918 :     p = pp1 - 1;
919 : bates 21 SEXP val = PROTECT(allocVector(VECSXP, nf));
920 : bates 10 double
921 : bates 21 *b = REAL(RZXsl) + n * p,
922 : bates 10 ryyinv; /* ryy-inverse */
923 :    
924 :     ssclme_invert(x);
925 :     ryyinv = REAL(GET_SLOT(x, Matrix_RXXSym))[pp1*pp1 - 1];
926 : bates 21 for (i = 0; i < nf; i++) {
927 : bates 34 int nci = nc[i], Mi = Gp[i+1] - Gp[i];
928 : bates 21 double *mm;
929 :    
930 : bates 34 SET_VECTOR_ELT(val, i, allocMatrix(REALSXP, nci, Mi/nci));
931 : bates 21 mm = Memcpy(REAL(VECTOR_ELT(val, i)), b, Mi);
932 : bates 34 b += Mi;
933 : bates 21 for (j = 0; j < Mi; j++) mm[j] /= ryyinv;
934 :     }
935 : bates 10 UNPROTECT(1);
936 :     return val;
937 :     }
938 : bates 34
939 : bates 10 /**
940 :     * Extract the ML or REML conditional estimate of sigma
941 :     *
942 :     * @param x pointer to an ssclme object
943 :     * @param REML logical scalar - TRUE if REML estimates are requested
944 :     *
945 :     * @return numeric scalar
946 :     */
947 :     SEXP ssclme_sigma(SEXP x, SEXP REML)
948 :     {
949 :     SEXP RXXsl = GET_SLOT(x, Matrix_RXXSym);
950 :     int pp1 = INTEGER(getAttrib(RXXsl, R_DimSymbol))[1],
951 :     nobs = INTEGER(GET_SLOT(x, Matrix_ncSym))
952 :     [length(GET_SLOT(x, Matrix_GpSym))];
953 :    
954 :     ssclme_invert(x);
955 :     return ScalarReal(1./(REAL(RXXsl)[pp1*pp1 - 1] *
956 :     sqrt((double)(asLogical(REML) ?
957 :     nobs + 1 - pp1 : nobs))));
958 :     }
959 :    
960 :     static
961 :     int coef_length(int nf, const int nc[])
962 :     {
963 :     int i, ans = 0;
964 :     for (i = 0; i < nf; i++) ans += (nc[i] * (nc[i] + 1))/2;
965 :     return ans;
966 :     }
967 :    
968 :     /**
969 :     * Extract the upper triangles of the Omega matrices.
970 :     * (These are not in any sense "coefficients" but the extractor is
971 :     * called coef for historical reasons.)
972 :     *
973 :     * @param x pointer to an ssclme object
974 :     *
975 :     * @return numeric vector of the values in the upper triangles of the
976 :     * Omega matrices
977 :     */
978 :     SEXP ssclme_coef(SEXP x)
979 :     {
980 :     SEXP Omega = GET_SLOT(x, Matrix_OmegaSym);
981 :     int *nc = INTEGER(GET_SLOT(x, Matrix_ncSym)),
982 :     i, nf = length(Omega), vind;
983 :     SEXP val = PROTECT(allocVector(REALSXP, coef_length(nf, nc)));
984 :     double *vv = REAL(val);
985 :    
986 :     vind = 0;
987 :     for (i = 0; i < nf; i++) {
988 :     int j, k, nci = nc[i];
989 :     double *omgi = REAL(VECTOR_ELT(Omega, i));
990 :     for (j = 0; j < nci; j++) {
991 :     for (k = 0; k <= j; k++) {
992 :     vv[vind++] = omgi[j*nci + k];
993 :     }
994 :     }
995 :     }
996 :     UNPROTECT(1);
997 :     return val;
998 :     }
999 :    
1000 :     /**
1001 : bates 19 * Extract the upper triangles of the Omega matrices in the unconstrained
1002 :     * parameterization.
1003 :     * (These are not in any sense "coefficients" but the extractor is
1004 :     * called coef for historical reasons.)
1005 :     *
1006 :     * @param x pointer to an ssclme object
1007 :     *
1008 :     * @return numeric vector of the values in the upper triangles of the
1009 :     * Omega matrices
1010 :     */
1011 :     SEXP ssclme_coefUnc(SEXP x)
1012 :     {
1013 :     SEXP Omega = GET_SLOT(x, Matrix_OmegaSym);
1014 :     int *nc = INTEGER(GET_SLOT(x, Matrix_ncSym)),
1015 :     i, nf = length(Omega), vind;
1016 :     SEXP val = PROTECT(allocVector(REALSXP, coef_length(nf, nc)));
1017 :     double *vv = REAL(val);
1018 :    
1019 :     vind = 0;
1020 :     for (i = 0; i < nf; i++) {
1021 :     int nci = nc[i];
1022 :     if (nci == 1) {
1023 :     vv[vind++] = log(REAL(VECTOR_ELT(Omega, i))[0]);
1024 :     } else {
1025 :     int j, k, ncip1 = nci + 1, ncisq = nci * nci;
1026 :     double *tmp = Memcpy(Calloc(ncisq, double),
1027 :     REAL(VECTOR_ELT(Omega, i)), ncisq);
1028 :     F77_CALL(dpotrf)("U", &nci, tmp, &nci, &j);
1029 :     if (j) /* should never happen */
1030 :     error("DPOTRF returned error code %d", j);
1031 :     for (j = 0; j < nci; j++) {
1032 :     double diagj = tmp[j * ncip1];
1033 :     vv[vind++] = 2. * log(diagj);
1034 :     for (k = j + 1; k < nci; k++) {
1035 :     tmp[j + k * nci] /= diagj;
1036 :     }
1037 :     }
1038 :     for (j = 0; j < nci; j++) {
1039 :     for (k = j + 1; k < nci; k++) {
1040 :     vv[vind++] = tmp[j + k * nci];
1041 :     }
1042 :     }
1043 :     Free(tmp);
1044 :     }
1045 :     }
1046 :     UNPROTECT(1);
1047 :     return val;
1048 :     }
1049 :    
1050 :     /**
1051 :     * Assign the upper triangles of the Omega matrices in the unconstrained
1052 :     * parameterization.
1053 :     *
1054 :     * @param x pointer to an ssclme object
1055 :     * @param coef pointer to an numeric vector of appropriate length
1056 :     *
1057 :     * @return R_NilValue
1058 :     */
1059 :     SEXP ssclme_coefGetsUnc(SEXP x, SEXP coef)
1060 :     {
1061 :     SEXP Omega = GET_SLOT(x, Matrix_OmegaSym);
1062 :     int *nc = INTEGER(GET_SLOT(x, Matrix_ncSym)),
1063 :     cind, i, nf = length(Omega),
1064 :     *status = LOGICAL(GET_SLOT(x, Matrix_statusSym));
1065 :     double *cc = REAL(coef);
1066 :    
1067 :     if (length(coef) != coef_length(nf, nc) || !isReal(coef))
1068 :     error("coef must be a numeric vector of length %d",
1069 :     coef_length(nf, nc));
1070 :     cind = 0;
1071 :     for (i = 0; i < nf; i++) {
1072 :     int nci = nc[i];
1073 :     if (nci == 1) {
1074 :     REAL(VECTOR_ELT(Omega, i))[0] = exp(cc[cind++]);
1075 :     } else {
1076 :     int odind = cind + nci, /* off-diagonal index */
1077 :     j, k,
1078 :     ncip1 = nci + 1,
1079 :     ncisq = nci * nci;
1080 :     double
1081 :     *omgi = REAL(VECTOR_ELT(Omega, i)),
1082 :     *tmp = Calloc(ncisq, double),
1083 :     diagj, one = 1.;
1084 : bates 28 /* FIXEME: Change this to use a factor and dsyrk */
1085 : bates 19 /* LD in omgi and L' in tmp */
1086 :     memset(omgi, 0, sizeof(double) * ncisq);
1087 :     for (j = 0; j < nci; j++) {
1088 :     omgi[j * ncip1] = diagj = exp(cc[cind++]);
1089 :     for (k = j + 1; k < nci; k++) {
1090 :     omgi[j*nci + k] = diagj * (tmp[k*nci + j] = cc[odind++]);
1091 :     }
1092 :     }
1093 :     F77_CALL(dtrmm)("R", "U", "N", "U", &nci, &nci, &one,
1094 :     tmp, &nci, omgi, &nci);
1095 :     Free(tmp);
1096 :     cind = odind;
1097 :     }
1098 :     }
1099 :     status[0] = status[1] = 0;
1100 :     return x;
1101 :     }
1102 :    
1103 :     /**
1104 : bates 10 * Assign the upper triangles of the Omega matrices.
1105 :     * (These are not in any sense "coefficients" but are
1106 :     * called coef for historical reasons.)
1107 :     *
1108 :     * @param x pointer to an ssclme object
1109 :     * @param coef pointer to an numeric vector of appropriate length
1110 :     *
1111 :     * @return R_NilValue
1112 :     */
1113 :     SEXP ssclme_coefGets(SEXP x, SEXP coef)
1114 :     {
1115 :     SEXP Omega = GET_SLOT(x, Matrix_OmegaSym);
1116 :     int *nc = INTEGER(GET_SLOT(x, Matrix_ncSym)),
1117 :     cind, i, nf = length(Omega),
1118 :     *status = LOGICAL(GET_SLOT(x, Matrix_statusSym));
1119 :     double *cc = REAL(coef);
1120 :    
1121 :     if (length(coef) != coef_length(nf, nc) || !isReal(coef))
1122 :     error("coef must be a numeric vector of length %d",
1123 :     coef_length(nf, nc));
1124 :     cind = 0;
1125 :     for (i = 0; i < nf; i++) {
1126 :     int j, k, nci = nc[i];
1127 :     double *omgi = REAL(VECTOR_ELT(Omega, i));
1128 :     for (j = 0; j < nci; j++) {
1129 :     for (k = 0; k <= j; k++) {
1130 :     omgi[j*nci + k] = cc[cind++];
1131 :     }
1132 :     }
1133 :     }
1134 :     status[0] = status[1] = 0;
1135 : bates 11 return x;
1136 : bates 10 }
1137 :    
1138 : bates 11 SEXP ssclme_EMsteps(SEXP x, SEXP nsteps, SEXP REMLp, SEXP verb)
1139 : bates 10 {
1140 :     SEXP
1141 :     Omega = GET_SLOT(x, Matrix_OmegaSym),
1142 :     RZXsl = GET_SLOT(x, Matrix_RZXSym),
1143 :     ncsl = GET_SLOT(x, Matrix_ncSym),
1144 :     bVar = GET_SLOT(x, Matrix_bVarSym);
1145 :     int
1146 :     *Gp = INTEGER(GET_SLOT(x, Matrix_GpSym)),
1147 :     *dims = INTEGER(getAttrib(RZXsl, R_DimSymbol)),
1148 :     *nc = INTEGER(ncsl),
1149 :     *status = LOGICAL(GET_SLOT(x, Matrix_statusSym)),
1150 :     REML = asLogical(REMLp),
1151 :     i, info, iter,
1152 :     n = dims[0],
1153 :     nEM = asInteger(nsteps),
1154 :     nf = length(ncsl) - 2,
1155 :     nobs = nc[nf + 1],
1156 :     p,
1157 :     pp1 = dims[1],
1158 :     verbose = asLogical(verb);
1159 :     double
1160 :     *RZX = REAL(RZXsl),
1161 :     *dev = REAL(GET_SLOT(x, Matrix_devianceSym)),
1162 :     *b,
1163 :     alpha,
1164 :     one = 1.,
1165 :     zero = 0.;
1166 :    
1167 :     p = pp1 - 1;
1168 :     b = RZX + p * n;
1169 :     if (verbose) Rprintf(" EM iterations\n");
1170 :     for (iter = 0; iter <= nEM; iter++) {
1171 :     ssclme_invert(x);
1172 :     if (verbose) {
1173 :     SEXP coef = PROTECT(ssclme_coef(x));
1174 :     int lc = length(coef); double *cc = REAL(coef);
1175 :     Rprintf("%3d %.3f", iter, dev[REML ? 1 : 0]);
1176 :     for (i = 0; i < lc; i++) Rprintf(" %#8g", cc[i]);
1177 :     Rprintf("\n");
1178 :     UNPROTECT(1);
1179 :     }
1180 :     for (i = 0; i < nf; i++) {
1181 :     int ki = Gp[i+1] - Gp[i],
1182 :     nci = nc[i],
1183 :     mi = ki/nci;
1184 :     double
1185 :     *vali = REAL(VECTOR_ELT(Omega, i));
1186 :    
1187 :     alpha = ((double)(REML?(nobs-p):nobs))/((double)mi);
1188 :     F77_CALL(dsyrk)("U", "N", &nci, &mi,
1189 :     &alpha, b + Gp[i], &nci,
1190 :     &zero, vali, &nci);
1191 :     alpha = 1./((double) mi);
1192 :     F77_CALL(dsyrk)("U", "N", &nci, &ki,
1193 :     &alpha, REAL(VECTOR_ELT(bVar, i)), &nci,
1194 :     &one, vali, &nci);
1195 :     if (REML) {
1196 :     int mp = mi * p;
1197 :     F77_CALL(dsyrk)("U", "N", &nci, &mp,
1198 :     &alpha, RZX + Gp[i], &nci,
1199 :     &one, vali, &nci);
1200 :     }
1201 :     F77_CALL(dpotrf)("U", &nci, vali, &nci, &info);
1202 :     if (info) error("DPOTRF returned error code %d", info);
1203 :     F77_CALL(dpotri)("U", &nci, vali, &nci, &info);
1204 :     if (info) error("DPOTRF returned error code %d", info);
1205 :     }
1206 :     status[0] = status[1] = 0;
1207 :     }
1208 :     ssclme_factor(x);
1209 :     return R_NilValue;
1210 :     }
1211 : bates 11
1212 : bates 28 SEXP ssclme_fitted(SEXP x, SEXP facs, SEXP mmats)
1213 :     {
1214 :     SEXP val, b;
1215 :     int *nc = INTEGER(GET_SLOT(x, Matrix_ncSym)),
1216 :     i, ione = 1, nf = length(facs), nobs, p;
1217 :     double *vv, one = 1.0, zero = 0.0;
1218 :    
1219 :     if (nf < 1)
1220 :     error("null factor list passed to ssclme_fitted");
1221 :     nobs = length(VECTOR_ELT(facs, 0));
1222 :     val = PROTECT(allocVector(REALSXP, nobs));
1223 :     vv = REAL(val);
1224 :     p = nc[nf] - 1;
1225 :     if (p > 0) {
1226 :     F77_CALL(dgemm)("N", "N", &nobs, &ione, &p, &one,
1227 :     REAL(VECTOR_ELT(mmats, nf)), &nobs,
1228 :     REAL(PROTECT(ssclme_fixef(x))), &p,
1229 :     &zero, vv, &nobs);
1230 :     UNPROTECT(1);
1231 :     } else {
1232 :     memset(vv, 0, sizeof(double) * nobs);
1233 :     }
1234 :     b = PROTECT(ssclme_ranef(x));
1235 :     for (i = 0; i < nf; i++) {
1236 :     int *ff = INTEGER(VECTOR_ELT(facs, i)), j, nci = nc[i];
1237 :     double *bb = REAL(VECTOR_ELT(b, i)),
1238 :     *mm = REAL(VECTOR_ELT(mmats, i));
1239 :     for (j = 0; j < nobs; ) {
1240 :     int nn = 1, lev = ff[j];
1241 :     /* check for adjacent rows with same factor level */
1242 :     while (ff[j + nn] == lev) nn++;
1243 :     F77_CALL(dgemm)("N", "N", &nn, &ione, &nci,
1244 :     &one, mm + j, &nobs,
1245 : bates 34 bb + (lev - 1) * nci, &nci,
1246 : bates 28 &one, vv + j, &nobs);
1247 :     j += nn;
1248 :     }
1249 :     }
1250 :     UNPROTECT(2);
1251 :     return val;
1252 :     }
1253 : bates 45
1254 :     SEXP ssclme_variances(SEXP x, SEXP REML)
1255 :     {
1256 : bates 57 SEXP Omg = PROTECT(duplicate(GET_SLOT(x, Matrix_OmegaSym))),
1257 :     val = PROTECT(allocVector(VECSXP, 2));
1258 : bates 45 int *nc = INTEGER(GET_SLOT(x, Matrix_ncSym)),
1259 : bates 57 i, nf = length(Omg);
1260 :     double sigmasq;
1261 : bates 45
1262 : bates 57
1263 :     SET_VECTOR_ELT(val, 0, Omg);
1264 :     SET_VECTOR_ELT(val, 1, ssclme_sigma(x, REML));
1265 :     sigmasq = REAL(VECTOR_ELT(val, 1))[0];
1266 :     sigmasq = (sigmasq) * (sigmasq);
1267 : bates 45 for (i = 0; i < nf; i++) {
1268 : bates 57 double *mm = REAL(VECTOR_ELT(Omg, i));
1269 : bates 45 int j, k, nci = nc[i], ncip1 = nci+1;
1270 :    
1271 :     F77_CALL(dpotrf)("U", &nci, mm, &nci, &j);
1272 :     if (j) /* shouldn't happen */
1273 :     error("DPOTRF returned error code %d on Omega[%d]",
1274 :     j, i + 1);
1275 :     F77_CALL(dpotri)("U", &nci, mm, &nci, &j);
1276 :     if (j) /* shouldn't happen */
1277 :     error("DTRTRI returned error code %d on Omega[%d]",
1278 :     j, i + 1);
1279 :     for (j = 0; j < nci; j++) {
1280 :     mm[j * ncip1] *= sigmasq;
1281 :     for (k = 0; k < j; k++) {
1282 :     mm[j + k * nci] = (mm[k + j * nci] *= sigmasq);
1283 :     }
1284 :     }
1285 :     }
1286 : bates 57 UNPROTECT(2);
1287 : bates 45 return val;
1288 :     }

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