mirror of
				https://github.com/paboyle/Grid.git
				synced 2025-11-04 05:54:32 +00:00 
			
		
		
		
	Compare commits
	
		
			73 Commits
		
	
	
		
			7f9d06f339
			...
			feature/La
		
	
	| Author | SHA1 | Date | |
|---|---|---|---|
| 
						 | 
					dc5b909f99 | ||
| 
						 | 
					855b249f57 | ||
| 
						 | 
					8bb11e5039 | ||
| 
						 | 
					3686827df5 | ||
| 
						 | 
					60589a93a3 | ||
| 
						 | 
					bc1f5be265 | ||
| 
						 | 
					1c430ec71c | ||
| 
						 | 
					0b63e2e9cd | ||
| 
						 | 
					386b4fcb04 | ||
| 
						 | 
					11219a8f7a | ||
| 
						 | 
					3caf0e8b09 | ||
| 
						 | 
					bc5ba39278 | ||
| 
						 | 
					fbe1209f7e | ||
| 
						 | 
					ebb1bebf24 | ||
| 
						 | 
					53a9260a94 | ||
| 
						 | 
					dc6f637e70 | ||
| 
						 | 
					44b218a595 | ||
| 
						 | 
					bfc0306a43 | ||
| 
						 | 
					4c0ae75ac5 | ||
| 
						 | 
					3cb8cb7282 | ||
| 
						 | 
					89c4e9b168 | ||
| 
						 | 
					fe406e230d | ||
| 
						 | 
					3dbc8586fa | ||
| 
						 | 
					7305910c95 | ||
| 
						 | 
					5139eaf491 | ||
| 
						 | 
					2c35c89b92 | ||
| 
						 | 
					91cc33e907 | ||
| 
						 | 
					5d44346be3 | ||
| 
						 | 
					3a754fcd51 | ||
| 
						 | 
					137886c316 | ||
| 
						 | 
					ef61b549e6 | ||
| 
						 | 
					3006663b9c | ||
| 
						 | 
					0145685f96 | ||
| 
						 | 
					e73e4b4002 | ||
| 
						 | 
					caa6605b43 | ||
| 
						 | 
					522c9248ae | ||
| 
						 | 
					191fbf85fc | ||
| 
						 | 
					93650f3a61 | ||
| 
						 | 
					cab4b4d063 | ||
| 
						 | 
					cf4b30b2dd | ||
| 
						 | 
					c51d0b4078 | ||
| 
						 | 
					2f4cbeb4d5 | ||
| 
						 | 
					fb7c4fb815 | ||
| 
						 | 
					00bb71e5af | ||
| 
						 | 
					cfed2c1ea0 | ||
| 
						 | 
					b1b15f0b70 | ||
| 
						 | 
					927c7ae3ed | ||
| 
						 | 
					05d04ceff8 | ||
| 
						 | 
					8313367a50 | ||
| 
						 | 
					5c479ce663 | ||
| 
						 | 
					4bf9d65bf8 | ||
| 
						 | 
					3a056c4dff | ||
| 
						 | 
					b0ba651654 | ||
| 
						 | 
					25d4c175c3 | ||
| 
						 | 
					a8d7986e1c | ||
| 
						 | 
					92ec509bfa | ||
| 
						 | 
					e80a87ff7f | ||
| 
						 | 
					867fe93018 | ||
| 
						 | 
					09651c3326 | ||
| 
						 | 
					f87f2a3f8b | ||
| 
						 | 
					a07556dd5f | ||
| 
						 | 
					f80a847aef | ||
| 
						 | 
					93cb5d4e97 | ||
| 
						 | 
					9e48b7dfda | ||
| 
						 | 
					d0c2c9c71f | ||
| 
						 | 
					c8cafa77ca | ||
| 
						 | 
					a3bcad3804 | ||
| 
						 | 
					5a5b66292b | ||
| 
						 | 
					e63be32ad2 | ||
| 
						 | 
					6aa106d906 | ||
| 
						 | 
					33d59c8869 | ||
| 
						 | 
					a833fd8dbf | ||
| 
						 | 
					e9712bc7fb | 
							
								
								
									
										6
									
								
								.gitignore
									
									
									
									
										vendored
									
									
								
							
							
						
						
									
										6
									
								
								.gitignore
									
									
									
									
										vendored
									
									
								
							@@ -88,12 +88,18 @@ Thumbs.db
 | 
				
			|||||||
###################
 | 
					###################
 | 
				
			||||||
build*/*
 | 
					build*/*
 | 
				
			||||||
 | 
					
 | 
				
			||||||
 | 
					# bootstrap #
 | 
				
			||||||
 | 
					#############
 | 
				
			||||||
 | 
					*.tar.bz2*
 | 
				
			||||||
 | 
					
 | 
				
			||||||
# IDE related files #
 | 
					# IDE related files #
 | 
				
			||||||
#####################
 | 
					#####################
 | 
				
			||||||
*.xcodeproj/*
 | 
					*.xcodeproj/*
 | 
				
			||||||
build.sh
 | 
					build.sh
 | 
				
			||||||
.vscode
 | 
					.vscode
 | 
				
			||||||
*.code-workspace
 | 
					*.code-workspace
 | 
				
			||||||
 | 
					.ctags
 | 
				
			||||||
 | 
					tags
 | 
				
			||||||
 | 
					
 | 
				
			||||||
# Eigen source #
 | 
					# Eigen source #
 | 
				
			||||||
################
 | 
					################
 | 
				
			||||||
 
 | 
				
			|||||||
							
								
								
									
										11
									
								
								bootstrap.sh
									
									
									
									
									
								
							
							
						
						
									
										11
									
								
								bootstrap.sh
									
									
									
									
									
								
							@@ -1,9 +1,16 @@
 | 
				
			|||||||
#!/usr/bin/env bash
 | 
					#!/usr/bin/env bash
 | 
				
			||||||
 | 
					
 | 
				
			||||||
EIGEN_URL='http://bitbucket.org/eigen/eigen/get/3.3.3.tar.bz2'
 | 
					EIGEN_SRC='3.3.3.tar.bz2'
 | 
				
			||||||
 | 
					EIGEN_URL="http://bitbucket.org/eigen/eigen/get/${EIGEN_SRC}"
 | 
				
			||||||
 | 
					
 | 
				
			||||||
 | 
					if [ -f ${EIGEN_SRC} ]; then
 | 
				
			||||||
 | 
					  echo "-- skip deploying Eigen source..."
 | 
				
			||||||
 | 
					else
 | 
				
			||||||
  echo "-- deploying Eigen source..."
 | 
					  echo "-- deploying Eigen source..."
 | 
				
			||||||
wget ${EIGEN_URL} --no-check-certificate && ./scripts/update_eigen.sh `basename ${EIGEN_URL}` && rm `basename ${EIGEN_URL}`
 | 
					  wget ${EIGEN_URL} --no-check-certificate
 | 
				
			||||||
 | 
					  ./scripts/update_eigen.sh `basename ${EIGEN_URL}`
 | 
				
			||||||
 | 
					  #rm `basename ${EIGEN_URL}`
 | 
				
			||||||
 | 
					fi
 | 
				
			||||||
 | 
					
 | 
				
			||||||
echo '-- generating Make.inc files...'
 | 
					echo '-- generating Make.inc files...'
 | 
				
			||||||
./scripts/filelist
 | 
					./scripts/filelist
 | 
				
			||||||
 
 | 
				
			|||||||
@@ -49,6 +49,8 @@ Author: Peter Boyle <paboyle@ph.ed.ac.uk>
 | 
				
			|||||||
#include <Grid/algorithms/iterative/BlockConjugateGradient.h>
 | 
					#include <Grid/algorithms/iterative/BlockConjugateGradient.h>
 | 
				
			||||||
#include <Grid/algorithms/iterative/ConjugateGradientReliableUpdate.h>
 | 
					#include <Grid/algorithms/iterative/ConjugateGradientReliableUpdate.h>
 | 
				
			||||||
#include <Grid/algorithms/iterative/ImplicitlyRestartedLanczos.h>
 | 
					#include <Grid/algorithms/iterative/ImplicitlyRestartedLanczos.h>
 | 
				
			||||||
 | 
					#include <Grid/algorithms/iterative/ImplicitlyRestartedLanczosCJ.h>
 | 
				
			||||||
 | 
					#include <Grid/algorithms/iterative/ImplicitlyRestartedBlockLanczos.h>
 | 
				
			||||||
#include <Grid/algorithms/CoarsenedMatrix.h>
 | 
					#include <Grid/algorithms/CoarsenedMatrix.h>
 | 
				
			||||||
#include <Grid/algorithms/FFT.h>
 | 
					#include <Grid/algorithms/FFT.h>
 | 
				
			||||||
 | 
					
 | 
				
			||||||
 
 | 
				
			|||||||
@@ -373,6 +373,75 @@ namespace Grid {
 | 
				
			|||||||
    };
 | 
					    };
 | 
				
			||||||
    template<class Matrix,class Field> using SchurStagOperator = SchurStaggeredOperator<Matrix,Field>;
 | 
					    template<class Matrix,class Field> using SchurStagOperator = SchurStaggeredOperator<Matrix,Field>;
 | 
				
			||||||
 | 
					
 | 
				
			||||||
 | 
					#if 0
 | 
				
			||||||
 | 
					  // This is specific to (Z)mobius fermions
 | 
				
			||||||
 | 
					  template<class Matrix, class Field>
 | 
				
			||||||
 | 
					    class KappaSimilarityTransform {
 | 
				
			||||||
 | 
					  public:
 | 
				
			||||||
 | 
					//    INHERIT_IMPL_TYPES(Matrix);
 | 
				
			||||||
 | 
					    typedef typename Matrix::Coeff_t                     Coeff_t;
 | 
				
			||||||
 | 
					    std::vector<Coeff_t> kappa, kappaDag, kappaInv, kappaInvDag;
 | 
				
			||||||
 | 
					
 | 
				
			||||||
 | 
					    KappaSimilarityTransform (Matrix &zmob) {
 | 
				
			||||||
 | 
					      for (int i=0;i<(int)zmob.bs.size();i++) {
 | 
				
			||||||
 | 
						Coeff_t k = 1.0 / ( 2.0 * (zmob.bs[i] *(4 - zmob.M5) + 1.0) );
 | 
				
			||||||
 | 
						kappa.push_back( k );
 | 
				
			||||||
 | 
						kappaDag.push_back( conj(k) );
 | 
				
			||||||
 | 
						kappaInv.push_back( 1.0 / k );
 | 
				
			||||||
 | 
						kappaInvDag.push_back( 1.0 / conj(k) );
 | 
				
			||||||
 | 
					      }
 | 
				
			||||||
 | 
					    }
 | 
				
			||||||
 | 
					
 | 
				
			||||||
 | 
					  template<typename vobj>
 | 
				
			||||||
 | 
					    void sscale(const Lattice<vobj>& in, Lattice<vobj>& out, Coeff_t* s) {
 | 
				
			||||||
 | 
					    GridBase *grid=out._grid;
 | 
				
			||||||
 | 
					    out.checkerboard = in.checkerboard;
 | 
				
			||||||
 | 
					    assert(grid->_simd_layout[0] == 1); // should be fine for ZMobius for now
 | 
				
			||||||
 | 
					    int Ls = grid->_rdimensions[0];
 | 
				
			||||||
 | 
					    parallel_for(int ss=0;ss<grid->oSites();ss++){
 | 
				
			||||||
 | 
					      vobj tmp = s[ss % Ls]*in._odata[ss];
 | 
				
			||||||
 | 
					      vstream(out._odata[ss],tmp);
 | 
				
			||||||
 | 
					    }
 | 
				
			||||||
 | 
					  }
 | 
				
			||||||
 | 
					
 | 
				
			||||||
 | 
					  RealD sscale_norm(const Field& in, Field& out, Coeff_t* s) {
 | 
				
			||||||
 | 
					    sscale(in,out,s);
 | 
				
			||||||
 | 
					    return norm2(out);
 | 
				
			||||||
 | 
					  }
 | 
				
			||||||
 | 
					
 | 
				
			||||||
 | 
					  virtual RealD M       (const Field& in, Field& out) { return sscale_norm(in,out,&kappa[0]);   }
 | 
				
			||||||
 | 
					  virtual RealD MDag    (const Field& in, Field& out) { return sscale_norm(in,out,&kappaDag[0]);}
 | 
				
			||||||
 | 
					  virtual RealD MInv    (const Field& in, Field& out) { return sscale_norm(in,out,&kappaInv[0]);}
 | 
				
			||||||
 | 
					  virtual RealD MInvDag (const Field& in, Field& out) { return sscale_norm(in,out,&kappaInvDag[0]);}
 | 
				
			||||||
 | 
					
 | 
				
			||||||
 | 
					  };
 | 
				
			||||||
 | 
					
 | 
				
			||||||
 | 
					  template<class Matrix,class Field>
 | 
				
			||||||
 | 
					    class SchurDiagTwoKappaOperator :  public SchurOperatorBase<Field> {
 | 
				
			||||||
 | 
					  public:
 | 
				
			||||||
 | 
					    KappaSimilarityTransform<Matrix, Field> _S;
 | 
				
			||||||
 | 
					    SchurDiagTwoOperator<Matrix, Field> _Mat;
 | 
				
			||||||
 | 
					
 | 
				
			||||||
 | 
					    SchurDiagTwoKappaOperator (Matrix &Mat): _S(Mat), _Mat(Mat) {};
 | 
				
			||||||
 | 
					
 | 
				
			||||||
 | 
					    virtual  RealD Mpc      (const Field &in, Field &out) {
 | 
				
			||||||
 | 
					      Field tmp(in._grid);
 | 
				
			||||||
 | 
					
 | 
				
			||||||
 | 
					      _S.MInv(in,out);
 | 
				
			||||||
 | 
					      _Mat.Mpc(out,tmp);
 | 
				
			||||||
 | 
					      return _S.M(tmp,out);
 | 
				
			||||||
 | 
					
 | 
				
			||||||
 | 
					    }
 | 
				
			||||||
 | 
					    virtual  RealD MpcDag   (const Field &in, Field &out){
 | 
				
			||||||
 | 
					      Field tmp(in._grid);
 | 
				
			||||||
 | 
					
 | 
				
			||||||
 | 
					      _S.MDag(in,out);
 | 
				
			||||||
 | 
					      _Mat.MpcDag(out,tmp);
 | 
				
			||||||
 | 
					      return _S.MInvDag(tmp,out);
 | 
				
			||||||
 | 
					    }
 | 
				
			||||||
 | 
					  };
 | 
				
			||||||
 | 
					#endif
 | 
				
			||||||
 | 
					
 | 
				
			||||||
 | 
					
 | 
				
			||||||
    /////////////////////////////////////////////////////////////
 | 
					    /////////////////////////////////////////////////////////////
 | 
				
			||||||
    // Base classes for functions of operators
 | 
					    // Base classes for functions of operators
 | 
				
			||||||
 
 | 
				
			|||||||
@@ -54,10 +54,16 @@ struct ChebyParams : Serializable {
 | 
				
			|||||||
 | 
					
 | 
				
			||||||
  public:
 | 
					  public:
 | 
				
			||||||
    void csv(std::ostream &out){
 | 
					    void csv(std::ostream &out){
 | 
				
			||||||
      RealD diff = hi-lo;
 | 
					
 | 
				
			||||||
 | 
					#if 0
 | 
				
			||||||
      RealD delta = (hi-lo)*1.0e-9;
 | 
					      RealD delta = (hi-lo)*1.0e-9;
 | 
				
			||||||
      for (RealD x=lo; x<hi; x+=delta) {
 | 
					      for (RealD x=lo; x<hi; x+=delta) {
 | 
				
			||||||
	delta*=1.1;
 | 
						delta*=1.1;
 | 
				
			||||||
 | 
					#else
 | 
				
			||||||
 | 
						RealD diff = hi-lo;
 | 
				
			||||||
 | 
					      //for (RealD x=lo-0.2*diff; x<hi+0.2*diff; x+=(hi-lo)/1000) {
 | 
				
			||||||
 | 
					      for (RealD x=lo-0.2*diff; x<hi+0.2*diff; x+=diff/1000.0) { // ypj [note] divide by float
 | 
				
			||||||
 | 
					#endif
 | 
				
			||||||
	RealD f = approx(x);
 | 
						RealD f = approx(x);
 | 
				
			||||||
	out<< x<<" "<<f<<std::endl;
 | 
						out<< x<<" "<<f<<std::endl;
 | 
				
			||||||
      }
 | 
					      }
 | 
				
			||||||
@@ -89,7 +95,7 @@ struct ChebyParams : Serializable {
 | 
				
			|||||||
      
 | 
					      
 | 
				
			||||||
      if(order < 2) exit(-1);
 | 
					      if(order < 2) exit(-1);
 | 
				
			||||||
      Coeffs.resize(order);
 | 
					      Coeffs.resize(order);
 | 
				
			||||||
      Coeffs.assign(0.,order);
 | 
					      Coeffs.assign(order,0.);  
 | 
				
			||||||
      Coeffs[order-1] = 1.;
 | 
					      Coeffs[order-1] = 1.;
 | 
				
			||||||
    };
 | 
					    };
 | 
				
			||||||
 | 
					
 | 
				
			||||||
 
 | 
				
			|||||||
							
								
								
									
										137
									
								
								lib/algorithms/densematrix/DenseMatrix.h
									
									
									
									
									
										Normal file
									
								
							
							
						
						
									
										137
									
								
								lib/algorithms/densematrix/DenseMatrix.h
									
									
									
									
									
										Normal file
									
								
							@@ -0,0 +1,137 @@
 | 
				
			|||||||
 | 
					    /*************************************************************************************
 | 
				
			||||||
 | 
					
 | 
				
			||||||
 | 
					    Grid physics library, www.github.com/paboyle/Grid 
 | 
				
			||||||
 | 
					
 | 
				
			||||||
 | 
					    Source file: ./lib/algorithms/iterative/DenseMatrix.h
 | 
				
			||||||
 | 
					
 | 
				
			||||||
 | 
					    Copyright (C) 2015
 | 
				
			||||||
 | 
					
 | 
				
			||||||
 | 
					Author: Peter Boyle <paboyle@ph.ed.ac.uk>
 | 
				
			||||||
 | 
					Author: paboyle <paboyle@ph.ed.ac.uk>
 | 
				
			||||||
 | 
					
 | 
				
			||||||
 | 
					    This program is free software; you can redistribute it and/or modify
 | 
				
			||||||
 | 
					    it under the terms of the GNU General Public License as published by
 | 
				
			||||||
 | 
					    the Free Software Foundation; either version 2 of the License, or
 | 
				
			||||||
 | 
					    (at your option) any later version.
 | 
				
			||||||
 | 
					
 | 
				
			||||||
 | 
					    This program is distributed in the hope that it will be useful,
 | 
				
			||||||
 | 
					    but WITHOUT ANY WARRANTY; without even the implied warranty of
 | 
				
			||||||
 | 
					    MERCHANTABILITY or FITNESS FOR A PARTICULAR PURPOSE.  See the
 | 
				
			||||||
 | 
					    GNU General Public License for more details.
 | 
				
			||||||
 | 
					
 | 
				
			||||||
 | 
					    You should have received a copy of the GNU General Public License along
 | 
				
			||||||
 | 
					    with this program; if not, write to the Free Software Foundation, Inc.,
 | 
				
			||||||
 | 
					    51 Franklin Street, Fifth Floor, Boston, MA 02110-1301 USA.
 | 
				
			||||||
 | 
					
 | 
				
			||||||
 | 
					    See the full license in the file "LICENSE" in the top level distribution directory
 | 
				
			||||||
 | 
					    *************************************************************************************/
 | 
				
			||||||
 | 
					    /*  END LEGAL */
 | 
				
			||||||
 | 
					#ifndef GRID_DENSE_MATRIX_H
 | 
				
			||||||
 | 
					#define GRID_DENSE_MATRIX_H
 | 
				
			||||||
 | 
					
 | 
				
			||||||
 | 
					namespace Grid {
 | 
				
			||||||
 | 
					    /////////////////////////////////////////////////////////////
 | 
				
			||||||
 | 
					    // Matrix untils
 | 
				
			||||||
 | 
					    /////////////////////////////////////////////////////////////
 | 
				
			||||||
 | 
					
 | 
				
			||||||
 | 
					template<class T> using DenseVector = std::vector<T>;
 | 
				
			||||||
 | 
					template<class T> using DenseMatrix = DenseVector<DenseVector<T> >;
 | 
				
			||||||
 | 
					
 | 
				
			||||||
 | 
					template<class T> void Size(DenseVector<T> & vec, int &N) 
 | 
				
			||||||
 | 
					{ 
 | 
				
			||||||
 | 
					  N= vec.size();
 | 
				
			||||||
 | 
					}
 | 
				
			||||||
 | 
					template<class T> void Size(DenseMatrix<T> & mat, int &N,int &M) 
 | 
				
			||||||
 | 
					{ 
 | 
				
			||||||
 | 
					  N= mat.size();
 | 
				
			||||||
 | 
					  M= mat[0].size();
 | 
				
			||||||
 | 
					}
 | 
				
			||||||
 | 
					
 | 
				
			||||||
 | 
					template<class T> void SizeSquare(DenseMatrix<T> & mat, int &N) 
 | 
				
			||||||
 | 
					{ 
 | 
				
			||||||
 | 
					  int M; Size(mat,N,M);
 | 
				
			||||||
 | 
					  assert(N==M);
 | 
				
			||||||
 | 
					}
 | 
				
			||||||
 | 
					
 | 
				
			||||||
 | 
					template<class T> void Resize(DenseVector<T > & mat, int N) { 
 | 
				
			||||||
 | 
					  mat.resize(N);
 | 
				
			||||||
 | 
					}
 | 
				
			||||||
 | 
					template<class T> void Resize(DenseMatrix<T > & mat, int N, int M) { 
 | 
				
			||||||
 | 
					  mat.resize(N);
 | 
				
			||||||
 | 
					  for(int i=0;i<N;i++){
 | 
				
			||||||
 | 
					    mat[i].resize(M);
 | 
				
			||||||
 | 
					  }
 | 
				
			||||||
 | 
					}
 | 
				
			||||||
 | 
					template<class T> void Fill(DenseMatrix<T> & mat, T&val) { 
 | 
				
			||||||
 | 
					  int N,M;
 | 
				
			||||||
 | 
					  Size(mat,N,M);
 | 
				
			||||||
 | 
					  for(int i=0;i<N;i++){
 | 
				
			||||||
 | 
					  for(int j=0;j<M;j++){
 | 
				
			||||||
 | 
					    mat[i][j] = val;
 | 
				
			||||||
 | 
					  }}
 | 
				
			||||||
 | 
					}
 | 
				
			||||||
 | 
					
 | 
				
			||||||
 | 
					/** Transpose of a matrix **/
 | 
				
			||||||
 | 
					template<class T> DenseMatrix<T> Transpose(DenseMatrix<T> & mat){
 | 
				
			||||||
 | 
					  int N,M;
 | 
				
			||||||
 | 
					  Size(mat,N,M);
 | 
				
			||||||
 | 
					  DenseMatrix<T> C; Resize(C,M,N);
 | 
				
			||||||
 | 
					  for(int i=0;i<M;i++){
 | 
				
			||||||
 | 
					  for(int j=0;j<N;j++){
 | 
				
			||||||
 | 
					    C[i][j] = mat[j][i];
 | 
				
			||||||
 | 
					  }} 
 | 
				
			||||||
 | 
					  return C;
 | 
				
			||||||
 | 
					}
 | 
				
			||||||
 | 
					/** Set DenseMatrix to unit matrix **/
 | 
				
			||||||
 | 
					template<class T> void Unity(DenseMatrix<T> &A){
 | 
				
			||||||
 | 
					  int N;  SizeSquare(A,N);
 | 
				
			||||||
 | 
					  for(int i=0;i<N;i++){
 | 
				
			||||||
 | 
					    for(int j=0;j<N;j++){
 | 
				
			||||||
 | 
					      if ( i==j ) A[i][j] = 1;
 | 
				
			||||||
 | 
					      else        A[i][j] = 0;
 | 
				
			||||||
 | 
					    } 
 | 
				
			||||||
 | 
					  } 
 | 
				
			||||||
 | 
					}
 | 
				
			||||||
 | 
					
 | 
				
			||||||
 | 
					/** Add C * I to matrix **/
 | 
				
			||||||
 | 
					template<class T>
 | 
				
			||||||
 | 
					void PlusUnit(DenseMatrix<T> & A,T c){
 | 
				
			||||||
 | 
					  int dim;  SizeSquare(A,dim);
 | 
				
			||||||
 | 
					  for(int i=0;i<dim;i++){A[i][i] = A[i][i] + c;} 
 | 
				
			||||||
 | 
					}
 | 
				
			||||||
 | 
					
 | 
				
			||||||
 | 
					/** return the Hermitian conjugate of matrix **/
 | 
				
			||||||
 | 
					template<class T>
 | 
				
			||||||
 | 
					DenseMatrix<T> HermitianConj(DenseMatrix<T> &mat){
 | 
				
			||||||
 | 
					
 | 
				
			||||||
 | 
					  int dim; SizeSquare(mat,dim);
 | 
				
			||||||
 | 
					
 | 
				
			||||||
 | 
					  DenseMatrix<T> C; Resize(C,dim,dim);
 | 
				
			||||||
 | 
					
 | 
				
			||||||
 | 
					  for(int i=0;i<dim;i++){
 | 
				
			||||||
 | 
					    for(int j=0;j<dim;j++){
 | 
				
			||||||
 | 
					      C[i][j] = conj(mat[j][i]);
 | 
				
			||||||
 | 
					    } 
 | 
				
			||||||
 | 
					  } 
 | 
				
			||||||
 | 
					  return C;
 | 
				
			||||||
 | 
					}
 | 
				
			||||||
 | 
					/**Get a square submatrix**/
 | 
				
			||||||
 | 
					template <class T>
 | 
				
			||||||
 | 
					DenseMatrix<T> GetSubMtx(DenseMatrix<T> &A,int row_st, int row_end, int col_st, int col_end)
 | 
				
			||||||
 | 
					{
 | 
				
			||||||
 | 
					  DenseMatrix<T> H; Resize(H,row_end - row_st,col_end-col_st);
 | 
				
			||||||
 | 
					
 | 
				
			||||||
 | 
					  for(int i = row_st; i<row_end; i++){
 | 
				
			||||||
 | 
					  for(int j = col_st; j<col_end; j++){
 | 
				
			||||||
 | 
					    H[i-row_st][j-col_st]=A[i][j];
 | 
				
			||||||
 | 
					  }}
 | 
				
			||||||
 | 
					  return H;
 | 
				
			||||||
 | 
					}
 | 
				
			||||||
 | 
					
 | 
				
			||||||
 | 
					}
 | 
				
			||||||
 | 
					
 | 
				
			||||||
 | 
					#include "Householder.h"
 | 
				
			||||||
 | 
					#include "Francis.h"
 | 
				
			||||||
 | 
					
 | 
				
			||||||
 | 
					#endif
 | 
				
			||||||
 | 
					
 | 
				
			||||||
							
								
								
									
										525
									
								
								lib/algorithms/densematrix/Francis.h
									
									
									
									
									
										Normal file
									
								
							
							
						
						
									
										525
									
								
								lib/algorithms/densematrix/Francis.h
									
									
									
									
									
										Normal file
									
								
							@@ -0,0 +1,525 @@
 | 
				
			|||||||
 | 
					    /*************************************************************************************
 | 
				
			||||||
 | 
					
 | 
				
			||||||
 | 
					    Grid physics library, www.github.com/paboyle/Grid 
 | 
				
			||||||
 | 
					
 | 
				
			||||||
 | 
					    Source file: ./lib/algorithms/iterative/Francis.h
 | 
				
			||||||
 | 
					
 | 
				
			||||||
 | 
					    Copyright (C) 2015
 | 
				
			||||||
 | 
					
 | 
				
			||||||
 | 
					Author: Peter Boyle <paboyle@ph.ed.ac.uk>
 | 
				
			||||||
 | 
					
 | 
				
			||||||
 | 
					    This program is free software; you can redistribute it and/or modify
 | 
				
			||||||
 | 
					    it under the terms of the GNU General Public License as published by
 | 
				
			||||||
 | 
					    the Free Software Foundation; either version 2 of the License, or
 | 
				
			||||||
 | 
					    (at your option) any later version.
 | 
				
			||||||
 | 
					
 | 
				
			||||||
 | 
					    This program is distributed in the hope that it will be useful,
 | 
				
			||||||
 | 
					    but WITHOUT ANY WARRANTY; without even the implied warranty of
 | 
				
			||||||
 | 
					    MERCHANTABILITY or FITNESS FOR A PARTICULAR PURPOSE.  See the
 | 
				
			||||||
 | 
					    GNU General Public License for more details.
 | 
				
			||||||
 | 
					
 | 
				
			||||||
 | 
					    You should have received a copy of the GNU General Public License along
 | 
				
			||||||
 | 
					    with this program; if not, write to the Free Software Foundation, Inc.,
 | 
				
			||||||
 | 
					    51 Franklin Street, Fifth Floor, Boston, MA 02110-1301 USA.
 | 
				
			||||||
 | 
					
 | 
				
			||||||
 | 
					    See the full license in the file "LICENSE" in the top level distribution directory
 | 
				
			||||||
 | 
					    *************************************************************************************/
 | 
				
			||||||
 | 
					    /*  END LEGAL */
 | 
				
			||||||
 | 
					#ifndef FRANCIS_H
 | 
				
			||||||
 | 
					#define FRANCIS_H
 | 
				
			||||||
 | 
					
 | 
				
			||||||
 | 
					#include <cstdlib>
 | 
				
			||||||
 | 
					#include <string>
 | 
				
			||||||
 | 
					#include <cmath>
 | 
				
			||||||
 | 
					#include <iostream>
 | 
				
			||||||
 | 
					#include <sstream>
 | 
				
			||||||
 | 
					#include <stdexcept>
 | 
				
			||||||
 | 
					#include <fstream>
 | 
				
			||||||
 | 
					#include <complex>
 | 
				
			||||||
 | 
					#include <algorithm>
 | 
				
			||||||
 | 
					
 | 
				
			||||||
 | 
					//#include <timer.h>
 | 
				
			||||||
 | 
					//#include <lapacke.h>
 | 
				
			||||||
 | 
					//#include <Eigen/Dense>
 | 
				
			||||||
 | 
					
 | 
				
			||||||
 | 
					namespace Grid {
 | 
				
			||||||
 | 
					
 | 
				
			||||||
 | 
					template <class T> int SymmEigensystem(DenseMatrix<T > &Ain, DenseVector<T> &evals, DenseMatrix<T> &evecs, RealD small);
 | 
				
			||||||
 | 
					template <class T> int     Eigensystem(DenseMatrix<T > &Ain, DenseVector<T> &evals, DenseMatrix<T> &evecs, RealD small);
 | 
				
			||||||
 | 
					
 | 
				
			||||||
 | 
					/**
 | 
				
			||||||
 | 
					  Find the eigenvalues of an upper hessenberg matrix using the Francis QR algorithm.
 | 
				
			||||||
 | 
					H =
 | 
				
			||||||
 | 
					      x  x  x  x  x  x  x  x  x
 | 
				
			||||||
 | 
					      x  x  x  x  x  x  x  x  x
 | 
				
			||||||
 | 
					      0  x  x  x  x  x  x  x  x
 | 
				
			||||||
 | 
					      0  0  x  x  x  x  x  x  x
 | 
				
			||||||
 | 
					      0  0  0  x  x  x  x  x  x
 | 
				
			||||||
 | 
					      0  0  0  0  x  x  x  x  x
 | 
				
			||||||
 | 
					      0  0  0  0  0  x  x  x  x
 | 
				
			||||||
 | 
					      0  0  0  0  0  0  x  x  x
 | 
				
			||||||
 | 
					      0  0  0  0  0  0  0  x  x
 | 
				
			||||||
 | 
					Factorization is P T P^H where T is upper triangular (mod cc blocks) and P is orthagonal/unitary.
 | 
				
			||||||
 | 
					**/
 | 
				
			||||||
 | 
					template <class T>
 | 
				
			||||||
 | 
					int QReigensystem(DenseMatrix<T> &Hin, DenseVector<T> &evals, DenseMatrix<T> &evecs, RealD small)
 | 
				
			||||||
 | 
					{
 | 
				
			||||||
 | 
					  DenseMatrix<T> H = Hin; 
 | 
				
			||||||
 | 
					
 | 
				
			||||||
 | 
					  int N ; SizeSquare(H,N);
 | 
				
			||||||
 | 
					  int M = N;
 | 
				
			||||||
 | 
					
 | 
				
			||||||
 | 
					  Fill(evals,0);
 | 
				
			||||||
 | 
					  Fill(evecs,0);
 | 
				
			||||||
 | 
					
 | 
				
			||||||
 | 
					  T s,t,x=0,y=0,z=0;
 | 
				
			||||||
 | 
					  T u,d;
 | 
				
			||||||
 | 
					  T apd,amd,bc;
 | 
				
			||||||
 | 
					  DenseVector<T> p(N,0);
 | 
				
			||||||
 | 
					  T nrm = Norm(H);    ///DenseMatrix Norm
 | 
				
			||||||
 | 
					  int n, m;
 | 
				
			||||||
 | 
					  int e = 0;
 | 
				
			||||||
 | 
					  int it = 0;
 | 
				
			||||||
 | 
					  int tot_it = 0;
 | 
				
			||||||
 | 
					  int l = 0;
 | 
				
			||||||
 | 
					  int r = 0;
 | 
				
			||||||
 | 
					  DenseMatrix<T> P; Resize(P,N,N); Unity(P);
 | 
				
			||||||
 | 
					  DenseVector<int> trows(N,0);
 | 
				
			||||||
 | 
					
 | 
				
			||||||
 | 
					  /// Check if the matrix is really hessenberg, if not abort
 | 
				
			||||||
 | 
					  RealD sth = 0;
 | 
				
			||||||
 | 
					  for(int j=0;j<N;j++){
 | 
				
			||||||
 | 
					    for(int i=j+2;i<N;i++){
 | 
				
			||||||
 | 
					      sth = abs(H[i][j]);
 | 
				
			||||||
 | 
					      if(sth > small){
 | 
				
			||||||
 | 
						std::cout << "Non hessenberg H = " << sth << " > " << small << std::endl;
 | 
				
			||||||
 | 
						exit(1);
 | 
				
			||||||
 | 
					      }
 | 
				
			||||||
 | 
					    }
 | 
				
			||||||
 | 
					  }
 | 
				
			||||||
 | 
					
 | 
				
			||||||
 | 
					  do{
 | 
				
			||||||
 | 
					    std::cout << "Francis QR Step N = " << N << std::endl;
 | 
				
			||||||
 | 
					    /** Check for convergence
 | 
				
			||||||
 | 
					      x  x  x  x  x
 | 
				
			||||||
 | 
					      0  x  x  x  x
 | 
				
			||||||
 | 
					      0  0  x  x  x
 | 
				
			||||||
 | 
					      0  0  x  x  x
 | 
				
			||||||
 | 
					      0  0  0  0  x
 | 
				
			||||||
 | 
					      for this matrix l = 4
 | 
				
			||||||
 | 
					     **/
 | 
				
			||||||
 | 
					    do{
 | 
				
			||||||
 | 
					      l = Chop_subdiag(H,nrm,e,small);
 | 
				
			||||||
 | 
					      r = 0;    ///May have converged on more than one eval
 | 
				
			||||||
 | 
					      ///Single eval
 | 
				
			||||||
 | 
					      if(l == N-1){
 | 
				
			||||||
 | 
					        evals[e] = H[l][l];
 | 
				
			||||||
 | 
					        N--; e++; r++; it = 0;
 | 
				
			||||||
 | 
					      }
 | 
				
			||||||
 | 
					      ///RealD eval
 | 
				
			||||||
 | 
					      if(l == N-2){
 | 
				
			||||||
 | 
					        trows[l+1] = 1;    ///Needed for UTSolve
 | 
				
			||||||
 | 
					        apd = H[l][l] + H[l+1][l+1];
 | 
				
			||||||
 | 
					        amd = H[l][l] - H[l+1][l+1];
 | 
				
			||||||
 | 
					        bc =  (T)4.0*H[l+1][l]*H[l][l+1];
 | 
				
			||||||
 | 
					        evals[e]   = (T)0.5*( apd + sqrt(amd*amd + bc) );
 | 
				
			||||||
 | 
					        evals[e+1] = (T)0.5*( apd - sqrt(amd*amd + bc) );
 | 
				
			||||||
 | 
					        N-=2; e+=2; r++; it = 0;
 | 
				
			||||||
 | 
					      }
 | 
				
			||||||
 | 
					    } while(r>0);
 | 
				
			||||||
 | 
					
 | 
				
			||||||
 | 
					    if(N ==0) break;
 | 
				
			||||||
 | 
					
 | 
				
			||||||
 | 
					    DenseVector<T > ck; Resize(ck,3);
 | 
				
			||||||
 | 
					    DenseVector<T> v;   Resize(v,3);
 | 
				
			||||||
 | 
					
 | 
				
			||||||
 | 
					    for(int m = N-3; m >= l; m--){
 | 
				
			||||||
 | 
					      ///Starting vector essentially random shift.
 | 
				
			||||||
 | 
					      if(it%10 == 0 && N >= 3 && it > 0){
 | 
				
			||||||
 | 
					        s = (T)1.618033989*( abs( H[N-1][N-2] ) + abs( H[N-2][N-3] ) );
 | 
				
			||||||
 | 
					        t = (T)0.618033989*( abs( H[N-1][N-2] ) + abs( H[N-2][N-3] ) );
 | 
				
			||||||
 | 
					        x = H[m][m]*H[m][m] + H[m][m+1]*H[m+1][m] - s*H[m][m] + t;
 | 
				
			||||||
 | 
					        y = H[m+1][m]*(H[m][m] + H[m+1][m+1] - s);
 | 
				
			||||||
 | 
					        z = H[m+1][m]*H[m+2][m+1];
 | 
				
			||||||
 | 
					      }
 | 
				
			||||||
 | 
					      ///Starting vector implicit Q theorem
 | 
				
			||||||
 | 
					      else{
 | 
				
			||||||
 | 
					        s = (H[N-2][N-2] + H[N-1][N-1]);
 | 
				
			||||||
 | 
					        t = (H[N-2][N-2]*H[N-1][N-1] - H[N-2][N-1]*H[N-1][N-2]);
 | 
				
			||||||
 | 
					        x = H[m][m]*H[m][m] + H[m][m+1]*H[m+1][m] - s*H[m][m] + t;
 | 
				
			||||||
 | 
					        y = H[m+1][m]*(H[m][m] + H[m+1][m+1] - s);
 | 
				
			||||||
 | 
					        z = H[m+1][m]*H[m+2][m+1];
 | 
				
			||||||
 | 
					      }
 | 
				
			||||||
 | 
					      ck[0] = x; ck[1] = y; ck[2] = z;
 | 
				
			||||||
 | 
					
 | 
				
			||||||
 | 
					      if(m == l) break;
 | 
				
			||||||
 | 
					
 | 
				
			||||||
 | 
					      /** Some stupid thing from numerical recipies, seems to work**/
 | 
				
			||||||
 | 
					      // PAB.. for heaven's sake quote page, purpose, evidence it works.
 | 
				
			||||||
 | 
					      //       what sort of comment is that!?!?!?
 | 
				
			||||||
 | 
					      u=abs(H[m][m-1])*(abs(y)+abs(z));
 | 
				
			||||||
 | 
					      d=abs(x)*(abs(H[m-1][m-1])+abs(H[m][m])+abs(H[m+1][m+1]));
 | 
				
			||||||
 | 
					      if ((T)abs(u+d) == (T)abs(d) ){
 | 
				
			||||||
 | 
						l = m; break;
 | 
				
			||||||
 | 
					      }
 | 
				
			||||||
 | 
					
 | 
				
			||||||
 | 
					      //if (u < small){l = m; break;}
 | 
				
			||||||
 | 
					    }
 | 
				
			||||||
 | 
					    if(it > 100000){
 | 
				
			||||||
 | 
					     std::cout << "QReigensystem: bugger it got stuck after 100000 iterations" << std::endl;
 | 
				
			||||||
 | 
					     std::cout << "got " << e << " evals " << l << " " << N << std::endl;
 | 
				
			||||||
 | 
					      exit(1);
 | 
				
			||||||
 | 
					    }
 | 
				
			||||||
 | 
					    normalize(ck);    ///Normalization cancels in PHP anyway
 | 
				
			||||||
 | 
					    T beta;
 | 
				
			||||||
 | 
					    Householder_vector<T >(ck, 0, 2, v, beta);
 | 
				
			||||||
 | 
					    Householder_mult<T >(H,v,beta,0,l,l+2,0);
 | 
				
			||||||
 | 
					    Householder_mult<T >(H,v,beta,0,l,l+2,1);
 | 
				
			||||||
 | 
					    ///Accumulate eigenvector
 | 
				
			||||||
 | 
					    Householder_mult<T >(P,v,beta,0,l,l+2,1);
 | 
				
			||||||
 | 
					    int sw = 0;      ///Are we on the last row?
 | 
				
			||||||
 | 
					    for(int k=l;k<N-2;k++){
 | 
				
			||||||
 | 
					      x = H[k+1][k];
 | 
				
			||||||
 | 
					      y = H[k+2][k];
 | 
				
			||||||
 | 
					      z = (T)0.0;
 | 
				
			||||||
 | 
					      if(k+3 <= N-1){
 | 
				
			||||||
 | 
						z = H[k+3][k];
 | 
				
			||||||
 | 
					      } else{
 | 
				
			||||||
 | 
						sw = 1; 
 | 
				
			||||||
 | 
						v[2] = (T)0.0;
 | 
				
			||||||
 | 
					      }
 | 
				
			||||||
 | 
					      ck[0] = x; ck[1] = y; ck[2] = z;
 | 
				
			||||||
 | 
					      normalize(ck);
 | 
				
			||||||
 | 
					      Householder_vector<T >(ck, 0, 2-sw, v, beta);
 | 
				
			||||||
 | 
					      Householder_mult<T >(H,v, beta,0,k+1,k+3-sw,0);
 | 
				
			||||||
 | 
					      Householder_mult<T >(H,v, beta,0,k+1,k+3-sw,1);
 | 
				
			||||||
 | 
					      ///Accumulate eigenvector
 | 
				
			||||||
 | 
					      Householder_mult<T >(P,v, beta,0,k+1,k+3-sw,1);
 | 
				
			||||||
 | 
					    }
 | 
				
			||||||
 | 
					    it++;
 | 
				
			||||||
 | 
					    tot_it++;
 | 
				
			||||||
 | 
					  }while(N > 1);
 | 
				
			||||||
 | 
					  N = evals.size();
 | 
				
			||||||
 | 
					  ///Annoying - UT solves in reverse order;
 | 
				
			||||||
 | 
					  DenseVector<T> tmp; Resize(tmp,N);
 | 
				
			||||||
 | 
					  for(int i=0;i<N;i++){
 | 
				
			||||||
 | 
					    tmp[i] = evals[N-i-1];
 | 
				
			||||||
 | 
					  } 
 | 
				
			||||||
 | 
					  evals = tmp;
 | 
				
			||||||
 | 
					  UTeigenvectors(H, trows, evals, evecs);
 | 
				
			||||||
 | 
					  for(int i=0;i<evals.size();i++){evecs[i] = P*evecs[i]; normalize(evecs[i]);}
 | 
				
			||||||
 | 
					  return tot_it;
 | 
				
			||||||
 | 
					}
 | 
				
			||||||
 | 
					
 | 
				
			||||||
 | 
					template <class T>
 | 
				
			||||||
 | 
					int my_Wilkinson(DenseMatrix<T> &Hin, DenseVector<T> &evals, DenseMatrix<T> &evecs, RealD small)
 | 
				
			||||||
 | 
					{
 | 
				
			||||||
 | 
					  /**
 | 
				
			||||||
 | 
					  Find the eigenvalues of an upper Hessenberg matrix using the Wilkinson QR algorithm.
 | 
				
			||||||
 | 
					  H =
 | 
				
			||||||
 | 
					  x  x  0  0  0  0
 | 
				
			||||||
 | 
					  x  x  x  0  0  0
 | 
				
			||||||
 | 
					  0  x  x  x  0  0
 | 
				
			||||||
 | 
					  0  0  x  x  x  0
 | 
				
			||||||
 | 
					  0  0  0  x  x  x
 | 
				
			||||||
 | 
					  0  0  0  0  x  x
 | 
				
			||||||
 | 
					  Factorization is P T P^H where T is upper triangular (mod cc blocks) and P is orthagonal/unitary.  **/
 | 
				
			||||||
 | 
					  return my_Wilkinson(Hin, evals, evecs, small, small);
 | 
				
			||||||
 | 
					}
 | 
				
			||||||
 | 
					
 | 
				
			||||||
 | 
					template <class T>
 | 
				
			||||||
 | 
					int my_Wilkinson(DenseMatrix<T> &Hin, DenseVector<T> &evals, DenseMatrix<T> &evecs, RealD small, RealD tol)
 | 
				
			||||||
 | 
					{
 | 
				
			||||||
 | 
					  int N; SizeSquare(Hin,N);
 | 
				
			||||||
 | 
					  int M = N;
 | 
				
			||||||
 | 
					
 | 
				
			||||||
 | 
					  ///I don't want to modify the input but matricies must be passed by reference
 | 
				
			||||||
 | 
					  //Scale a matrix by its "norm"
 | 
				
			||||||
 | 
					  //RealD Hnorm = abs( Hin.LargestDiag() ); H =  H*(1.0/Hnorm);
 | 
				
			||||||
 | 
					  DenseMatrix<T> H;  H = Hin;
 | 
				
			||||||
 | 
					  
 | 
				
			||||||
 | 
					  RealD Hnorm = abs(Norm(Hin));
 | 
				
			||||||
 | 
					  H = H * (1.0 / Hnorm);
 | 
				
			||||||
 | 
					
 | 
				
			||||||
 | 
					  // TODO use openmp and memset
 | 
				
			||||||
 | 
					  Fill(evals,0);
 | 
				
			||||||
 | 
					  Fill(evecs,0);
 | 
				
			||||||
 | 
					
 | 
				
			||||||
 | 
					  T s, t, x = 0, y = 0, z = 0;
 | 
				
			||||||
 | 
					  T u, d;
 | 
				
			||||||
 | 
					  T apd, amd, bc;
 | 
				
			||||||
 | 
					  DenseVector<T> p; Resize(p,N); Fill(p,0);
 | 
				
			||||||
 | 
					
 | 
				
			||||||
 | 
					  T nrm = Norm(H);    ///DenseMatrix Norm
 | 
				
			||||||
 | 
					  int n, m;
 | 
				
			||||||
 | 
					  int e = 0;
 | 
				
			||||||
 | 
					  int it = 0;
 | 
				
			||||||
 | 
					  int tot_it = 0;
 | 
				
			||||||
 | 
					  int l = 0;
 | 
				
			||||||
 | 
					  int r = 0;
 | 
				
			||||||
 | 
					  DenseMatrix<T> P; Resize(P,N,N);
 | 
				
			||||||
 | 
					  Unity(P);
 | 
				
			||||||
 | 
					  DenseVector<int> trows(N, 0);
 | 
				
			||||||
 | 
					  /// Check if the matrix is really symm tridiag
 | 
				
			||||||
 | 
					  RealD sth = 0;
 | 
				
			||||||
 | 
					  for(int j = 0; j < N; ++j)
 | 
				
			||||||
 | 
					  {
 | 
				
			||||||
 | 
					    for(int i = j + 2; i < N; ++i)
 | 
				
			||||||
 | 
					    {
 | 
				
			||||||
 | 
					      if(abs(H[i][j]) > tol || abs(H[j][i]) > tol)
 | 
				
			||||||
 | 
					      {
 | 
				
			||||||
 | 
						std::cout << "Non Tridiagonal H(" << i << ","<< j << ") = |" << Real( real( H[j][i] ) ) << "| > " << tol << std::endl;
 | 
				
			||||||
 | 
						std::cout << "Warning tridiagonalize and call again" << std::endl;
 | 
				
			||||||
 | 
					        // exit(1); // see what is going on
 | 
				
			||||||
 | 
					        //return;
 | 
				
			||||||
 | 
					      }
 | 
				
			||||||
 | 
					    }
 | 
				
			||||||
 | 
					  }
 | 
				
			||||||
 | 
					
 | 
				
			||||||
 | 
					  do{
 | 
				
			||||||
 | 
					    do{
 | 
				
			||||||
 | 
					      //Jasper
 | 
				
			||||||
 | 
					      //Check if the subdiagonal term is small enough (<small)
 | 
				
			||||||
 | 
					      //if true then it is converged.
 | 
				
			||||||
 | 
					      //check start from H.dim - e - 1
 | 
				
			||||||
 | 
					      //How to deal with more than 2 are converged?
 | 
				
			||||||
 | 
					      //What if Chop_symm_subdiag return something int the middle?
 | 
				
			||||||
 | 
					      //--------------
 | 
				
			||||||
 | 
					      l = Chop_symm_subdiag(H,nrm, e, small);
 | 
				
			||||||
 | 
					      r = 0;    ///May have converged on more than one eval
 | 
				
			||||||
 | 
					      //Jasper
 | 
				
			||||||
 | 
					      //In this case
 | 
				
			||||||
 | 
					      // x  x  0  0  0  0
 | 
				
			||||||
 | 
					      // x  x  x  0  0  0
 | 
				
			||||||
 | 
					      // 0  x  x  x  0  0
 | 
				
			||||||
 | 
					      // 0  0  x  x  x  0
 | 
				
			||||||
 | 
					      // 0  0  0  x  x  0
 | 
				
			||||||
 | 
					      // 0  0  0  0  0  x  <- l
 | 
				
			||||||
 | 
					      //--------------
 | 
				
			||||||
 | 
					      ///Single eval
 | 
				
			||||||
 | 
					      if(l == N - 1)
 | 
				
			||||||
 | 
					      {
 | 
				
			||||||
 | 
					        evals[e] = H[l][l];
 | 
				
			||||||
 | 
					        N--;
 | 
				
			||||||
 | 
					        e++;
 | 
				
			||||||
 | 
					        r++;
 | 
				
			||||||
 | 
					        it = 0;
 | 
				
			||||||
 | 
					      }
 | 
				
			||||||
 | 
					      //Jasper
 | 
				
			||||||
 | 
					      // x  x  0  0  0  0
 | 
				
			||||||
 | 
					      // x  x  x  0  0  0
 | 
				
			||||||
 | 
					      // 0  x  x  x  0  0
 | 
				
			||||||
 | 
					      // 0  0  x  x  0  0
 | 
				
			||||||
 | 
					      // 0  0  0  0  x  x  <- l
 | 
				
			||||||
 | 
					      // 0  0  0  0  x  x
 | 
				
			||||||
 | 
					      //--------------
 | 
				
			||||||
 | 
					      ///RealD eval
 | 
				
			||||||
 | 
					      if(l == N - 2)
 | 
				
			||||||
 | 
					      {
 | 
				
			||||||
 | 
					        trows[l + 1] = 1;    ///Needed for UTSolve
 | 
				
			||||||
 | 
					        apd = H[l][l] + H[l + 1][ l + 1];
 | 
				
			||||||
 | 
					        amd = H[l][l] - H[l + 1][l + 1];
 | 
				
			||||||
 | 
					        bc =  (T) 4.0 * H[l + 1][l] * H[l][l + 1];
 | 
				
			||||||
 | 
					        evals[e] = (T) 0.5 * (apd + sqrt(amd * amd + bc));
 | 
				
			||||||
 | 
					        evals[e + 1] = (T) 0.5 * (apd - sqrt(amd * amd + bc));
 | 
				
			||||||
 | 
					        N -= 2;
 | 
				
			||||||
 | 
					        e += 2;
 | 
				
			||||||
 | 
					        r++;
 | 
				
			||||||
 | 
					        it = 0;
 | 
				
			||||||
 | 
					      }
 | 
				
			||||||
 | 
					    }while(r > 0);
 | 
				
			||||||
 | 
					    //Jasper
 | 
				
			||||||
 | 
					    //Already converged
 | 
				
			||||||
 | 
					    //--------------
 | 
				
			||||||
 | 
					    if(N == 0) break;
 | 
				
			||||||
 | 
					
 | 
				
			||||||
 | 
					    DenseVector<T> ck,v; Resize(ck,2); Resize(v,2);
 | 
				
			||||||
 | 
					
 | 
				
			||||||
 | 
					    for(int m = N - 3; m >= l; m--)
 | 
				
			||||||
 | 
					    {
 | 
				
			||||||
 | 
					      ///Starting vector essentially random shift.
 | 
				
			||||||
 | 
					      if(it%10 == 0 && N >= 3 && it > 0)
 | 
				
			||||||
 | 
					      {
 | 
				
			||||||
 | 
					        t = abs(H[N - 1][N - 2]) + abs(H[N - 2][N - 3]);
 | 
				
			||||||
 | 
					        x = H[m][m] - t;
 | 
				
			||||||
 | 
					        z = H[m + 1][m];
 | 
				
			||||||
 | 
					      } else {
 | 
				
			||||||
 | 
					      ///Starting vector implicit Q theorem
 | 
				
			||||||
 | 
					        d = (H[N - 2][N - 2] - H[N - 1][N - 1]) * (T) 0.5;
 | 
				
			||||||
 | 
					        t =  H[N - 1][N - 1] - H[N - 1][N - 2] * H[N - 1][N - 2] 
 | 
				
			||||||
 | 
						  / (d + sign(d) * sqrt(d * d + H[N - 1][N - 2] * H[N - 1][N - 2]));
 | 
				
			||||||
 | 
					        x = H[m][m] - t;
 | 
				
			||||||
 | 
					        z = H[m + 1][m];
 | 
				
			||||||
 | 
					      }
 | 
				
			||||||
 | 
					      //Jasper
 | 
				
			||||||
 | 
					      //why it is here????
 | 
				
			||||||
 | 
					      //-----------------------
 | 
				
			||||||
 | 
					      if(m == l)
 | 
				
			||||||
 | 
					        break;
 | 
				
			||||||
 | 
					
 | 
				
			||||||
 | 
					      u = abs(H[m][m - 1]) * (abs(y) + abs(z));
 | 
				
			||||||
 | 
					      d = abs(x) * (abs(H[m - 1][m - 1]) + abs(H[m][m]) + abs(H[m + 1][m + 1]));
 | 
				
			||||||
 | 
					      if ((T)abs(u + d) == (T)abs(d))
 | 
				
			||||||
 | 
					      {
 | 
				
			||||||
 | 
					        l = m;
 | 
				
			||||||
 | 
					        break;
 | 
				
			||||||
 | 
					      }
 | 
				
			||||||
 | 
					    }
 | 
				
			||||||
 | 
					    //Jasper
 | 
				
			||||||
 | 
					    if(it > 1000000)
 | 
				
			||||||
 | 
					    {
 | 
				
			||||||
 | 
					      std::cout << "Wilkinson: bugger it got stuck after 100000 iterations" << std::endl;
 | 
				
			||||||
 | 
					      std::cout << "got " << e << " evals " << l << " " << N << std::endl;
 | 
				
			||||||
 | 
					      exit(1);
 | 
				
			||||||
 | 
					    }
 | 
				
			||||||
 | 
					    //
 | 
				
			||||||
 | 
					    T s, c;
 | 
				
			||||||
 | 
					    Givens_calc<T>(x, z, c, s);
 | 
				
			||||||
 | 
					    Givens_mult<T>(H, l, l + 1, c, -s, 0);
 | 
				
			||||||
 | 
					    Givens_mult<T>(H, l, l + 1, c,  s, 1);
 | 
				
			||||||
 | 
					    Givens_mult<T>(P, l, l + 1, c,  s, 1);
 | 
				
			||||||
 | 
					    //
 | 
				
			||||||
 | 
					    for(int k = l; k < N - 2; ++k)
 | 
				
			||||||
 | 
					    {
 | 
				
			||||||
 | 
					      x = H.A[k + 1][k];
 | 
				
			||||||
 | 
					      z = H.A[k + 2][k];
 | 
				
			||||||
 | 
					      Givens_calc<T>(x, z, c, s);
 | 
				
			||||||
 | 
					      Givens_mult<T>(H, k + 1, k + 2, c, -s, 0);
 | 
				
			||||||
 | 
					      Givens_mult<T>(H, k + 1, k + 2, c,  s, 1);
 | 
				
			||||||
 | 
					      Givens_mult<T>(P, k + 1, k + 2, c,  s, 1);
 | 
				
			||||||
 | 
					    }
 | 
				
			||||||
 | 
					    it++;
 | 
				
			||||||
 | 
					    tot_it++;
 | 
				
			||||||
 | 
					  }while(N > 1);
 | 
				
			||||||
 | 
					
 | 
				
			||||||
 | 
					  N = evals.size();
 | 
				
			||||||
 | 
					  ///Annoying - UT solves in reverse order;
 | 
				
			||||||
 | 
					  DenseVector<T> tmp(N);
 | 
				
			||||||
 | 
					  for(int i = 0; i < N; ++i)
 | 
				
			||||||
 | 
					    tmp[i] = evals[N-i-1];
 | 
				
			||||||
 | 
					  evals = tmp;
 | 
				
			||||||
 | 
					  //
 | 
				
			||||||
 | 
					  UTeigenvectors(H, trows, evals, evecs);
 | 
				
			||||||
 | 
					  //UTSymmEigenvectors(H, trows, evals, evecs);
 | 
				
			||||||
 | 
					  for(int i = 0; i < evals.size(); ++i)
 | 
				
			||||||
 | 
					  {
 | 
				
			||||||
 | 
					    evecs[i] = P * evecs[i];
 | 
				
			||||||
 | 
					    normalize(evecs[i]);
 | 
				
			||||||
 | 
					    evals[i] = evals[i] * Hnorm;
 | 
				
			||||||
 | 
					  }
 | 
				
			||||||
 | 
					  // // FIXME this is to test
 | 
				
			||||||
 | 
					  // Hin.write("evecs3", evecs);
 | 
				
			||||||
 | 
					  // Hin.write("evals3", evals);
 | 
				
			||||||
 | 
					  // // check rsd
 | 
				
			||||||
 | 
					  // for(int i = 0; i < M; i++) {
 | 
				
			||||||
 | 
					  //   vector<T> Aevec = Hin * evecs[i];
 | 
				
			||||||
 | 
					  //   RealD norm2(0.);
 | 
				
			||||||
 | 
					  //   for(int j = 0; j < M; j++) {
 | 
				
			||||||
 | 
					  //     norm2 += (Aevec[j] - evals[i] * evecs[i][j]) * (Aevec[j] - evals[i] * evecs[i][j]);
 | 
				
			||||||
 | 
					  //   }
 | 
				
			||||||
 | 
					  // }
 | 
				
			||||||
 | 
					  return tot_it;
 | 
				
			||||||
 | 
					}
 | 
				
			||||||
 | 
					
 | 
				
			||||||
 | 
					template <class T>
 | 
				
			||||||
 | 
					void Hess(DenseMatrix<T > &A, DenseMatrix<T> &Q, int start){
 | 
				
			||||||
 | 
					
 | 
				
			||||||
 | 
					  /**
 | 
				
			||||||
 | 
					  turn a matrix A =
 | 
				
			||||||
 | 
					  x  x  x  x  x
 | 
				
			||||||
 | 
					  x  x  x  x  x
 | 
				
			||||||
 | 
					  x  x  x  x  x
 | 
				
			||||||
 | 
					  x  x  x  x  x
 | 
				
			||||||
 | 
					  x  x  x  x  x
 | 
				
			||||||
 | 
					  into
 | 
				
			||||||
 | 
					  x  x  x  x  x
 | 
				
			||||||
 | 
					  x  x  x  x  x
 | 
				
			||||||
 | 
					  0  x  x  x  x
 | 
				
			||||||
 | 
					  0  0  x  x  x
 | 
				
			||||||
 | 
					  0  0  0  x  x
 | 
				
			||||||
 | 
					  with householder rotations
 | 
				
			||||||
 | 
					  Slow.
 | 
				
			||||||
 | 
					  */
 | 
				
			||||||
 | 
					  int N ; SizeSquare(A,N);
 | 
				
			||||||
 | 
					  DenseVector<T > p; Resize(p,N); Fill(p,0);
 | 
				
			||||||
 | 
					
 | 
				
			||||||
 | 
					  for(int k=start;k<N-2;k++){
 | 
				
			||||||
 | 
					    //cerr << "hess" << k << std::endl;
 | 
				
			||||||
 | 
					    DenseVector<T > ck,v; Resize(ck,N-k-1); Resize(v,N-k-1);
 | 
				
			||||||
 | 
					    for(int i=k+1;i<N;i++){ck[i-k-1] = A(i,k);}  ///kth column
 | 
				
			||||||
 | 
					    normalize(ck);    ///Normalization cancels in PHP anyway
 | 
				
			||||||
 | 
					    T beta;
 | 
				
			||||||
 | 
					    Householder_vector<T >(ck, 0, ck.size()-1, v, beta);  ///Householder vector
 | 
				
			||||||
 | 
					    Householder_mult<T>(A,v,beta,start,k+1,N-1,0);  ///A -> PA
 | 
				
			||||||
 | 
					    Householder_mult<T >(A,v,beta,start,k+1,N-1,1);  ///PA -> PAP^H
 | 
				
			||||||
 | 
					    ///Accumulate eigenvector
 | 
				
			||||||
 | 
					    Householder_mult<T >(Q,v,beta,start,k+1,N-1,1);  ///Q -> QP^H
 | 
				
			||||||
 | 
					  }
 | 
				
			||||||
 | 
					  /*for(int l=0;l<N-2;l++){
 | 
				
			||||||
 | 
					    for(int k=l+2;k<N;k++){
 | 
				
			||||||
 | 
					    A(0,k,l);
 | 
				
			||||||
 | 
					    }
 | 
				
			||||||
 | 
					    }*/
 | 
				
			||||||
 | 
					}
 | 
				
			||||||
 | 
					
 | 
				
			||||||
 | 
					template <class T>
 | 
				
			||||||
 | 
					void Tri(DenseMatrix<T > &A, DenseMatrix<T> &Q, int start){
 | 
				
			||||||
 | 
					///Tridiagonalize a matrix
 | 
				
			||||||
 | 
					  int N; SizeSquare(A,N);
 | 
				
			||||||
 | 
					  Hess(A,Q,start);
 | 
				
			||||||
 | 
					  /*for(int l=0;l<N-2;l++){
 | 
				
			||||||
 | 
					    for(int k=l+2;k<N;k++){
 | 
				
			||||||
 | 
					    A(0,l,k);
 | 
				
			||||||
 | 
					    }
 | 
				
			||||||
 | 
					    }*/
 | 
				
			||||||
 | 
					}
 | 
				
			||||||
 | 
					
 | 
				
			||||||
 | 
					template <class T>
 | 
				
			||||||
 | 
					void ForceTridiagonal(DenseMatrix<T> &A){
 | 
				
			||||||
 | 
					///Tridiagonalize a matrix
 | 
				
			||||||
 | 
					  int N ; SizeSquare(A,N);
 | 
				
			||||||
 | 
					  for(int l=0;l<N-2;l++){
 | 
				
			||||||
 | 
					    for(int k=l+2;k<N;k++){
 | 
				
			||||||
 | 
					      A[l][k]=0;
 | 
				
			||||||
 | 
					      A[k][l]=0;
 | 
				
			||||||
 | 
					    }
 | 
				
			||||||
 | 
					  }
 | 
				
			||||||
 | 
					}
 | 
				
			||||||
 | 
					
 | 
				
			||||||
 | 
					template <class T>
 | 
				
			||||||
 | 
					int my_SymmEigensystem(DenseMatrix<T > &Ain, DenseVector<T> &evals, DenseVector<DenseVector<T> > &evecs, RealD small){
 | 
				
			||||||
 | 
					  ///Solve a symmetric eigensystem, not necessarily in tridiagonal form
 | 
				
			||||||
 | 
					  int N; SizeSquare(Ain,N);
 | 
				
			||||||
 | 
					  DenseMatrix<T > A; A = Ain;
 | 
				
			||||||
 | 
					  DenseMatrix<T > Q; Resize(Q,N,N); Unity(Q);
 | 
				
			||||||
 | 
					  Tri(A,Q,0);
 | 
				
			||||||
 | 
					  int it = my_Wilkinson<T>(A, evals, evecs, small);
 | 
				
			||||||
 | 
					  for(int k=0;k<N;k++){evecs[k] = Q*evecs[k];}
 | 
				
			||||||
 | 
					  return it;
 | 
				
			||||||
 | 
					}
 | 
				
			||||||
 | 
					
 | 
				
			||||||
 | 
					
 | 
				
			||||||
 | 
					template <class T>
 | 
				
			||||||
 | 
					int Wilkinson(DenseMatrix<T> &Ain, DenseVector<T> &evals, DenseVector<DenseVector<T> > &evecs, RealD small){
 | 
				
			||||||
 | 
					  return my_Wilkinson(Ain, evals, evecs, small);
 | 
				
			||||||
 | 
					}
 | 
				
			||||||
 | 
					
 | 
				
			||||||
 | 
					template <class T>
 | 
				
			||||||
 | 
					int SymmEigensystem(DenseMatrix<T> &Ain, DenseVector<T> &evals, DenseVector<DenseVector<T> > &evecs, RealD small){
 | 
				
			||||||
 | 
					  return my_SymmEigensystem(Ain, evals, evecs, small);
 | 
				
			||||||
 | 
					}
 | 
				
			||||||
 | 
					
 | 
				
			||||||
 | 
					template <class T>
 | 
				
			||||||
 | 
					int Eigensystem(DenseMatrix<T > &Ain, DenseVector<T> &evals, DenseVector<DenseVector<T> > &evecs, RealD small){
 | 
				
			||||||
 | 
					///Solve a general eigensystem, not necessarily in tridiagonal form
 | 
				
			||||||
 | 
					  int N = Ain.dim;
 | 
				
			||||||
 | 
					  DenseMatrix<T > A(N); A = Ain;
 | 
				
			||||||
 | 
					  DenseMatrix<T > Q(N);Q.Unity();
 | 
				
			||||||
 | 
					  Hess(A,Q,0);
 | 
				
			||||||
 | 
					  int it = QReigensystem<T>(A, evals, evecs, small);
 | 
				
			||||||
 | 
					  for(int k=0;k<N;k++){evecs[k] = Q*evecs[k];}
 | 
				
			||||||
 | 
					  return it;
 | 
				
			||||||
 | 
					}
 | 
				
			||||||
 | 
					
 | 
				
			||||||
 | 
					}
 | 
				
			||||||
 | 
					#endif
 | 
				
			||||||
							
								
								
									
										242
									
								
								lib/algorithms/densematrix/Householder.h
									
									
									
									
									
										Normal file
									
								
							
							
						
						
									
										242
									
								
								lib/algorithms/densematrix/Householder.h
									
									
									
									
									
										Normal file
									
								
							@@ -0,0 +1,242 @@
 | 
				
			|||||||
 | 
					    /*************************************************************************************
 | 
				
			||||||
 | 
					
 | 
				
			||||||
 | 
					    Grid physics library, www.github.com/paboyle/Grid 
 | 
				
			||||||
 | 
					
 | 
				
			||||||
 | 
					    Source file: ./lib/algorithms/iterative/Householder.h
 | 
				
			||||||
 | 
					
 | 
				
			||||||
 | 
					    Copyright (C) 2015
 | 
				
			||||||
 | 
					
 | 
				
			||||||
 | 
					Author: Peter Boyle <paboyle@ph.ed.ac.uk>
 | 
				
			||||||
 | 
					
 | 
				
			||||||
 | 
					    This program is free software; you can redistribute it and/or modify
 | 
				
			||||||
 | 
					    it under the terms of the GNU General Public License as published by
 | 
				
			||||||
 | 
					    the Free Software Foundation; either version 2 of the License, or
 | 
				
			||||||
 | 
					    (at your option) any later version.
 | 
				
			||||||
 | 
					
 | 
				
			||||||
 | 
					    This program is distributed in the hope that it will be useful,
 | 
				
			||||||
 | 
					    but WITHOUT ANY WARRANTY; without even the implied warranty of
 | 
				
			||||||
 | 
					    MERCHANTABILITY or FITNESS FOR A PARTICULAR PURPOSE.  See the
 | 
				
			||||||
 | 
					    GNU General Public License for more details.
 | 
				
			||||||
 | 
					
 | 
				
			||||||
 | 
					    You should have received a copy of the GNU General Public License along
 | 
				
			||||||
 | 
					    with this program; if not, write to the Free Software Foundation, Inc.,
 | 
				
			||||||
 | 
					    51 Franklin Street, Fifth Floor, Boston, MA 02110-1301 USA.
 | 
				
			||||||
 | 
					
 | 
				
			||||||
 | 
					    See the full license in the file "LICENSE" in the top level distribution directory
 | 
				
			||||||
 | 
					    *************************************************************************************/
 | 
				
			||||||
 | 
					    /*  END LEGAL */
 | 
				
			||||||
 | 
					#ifndef HOUSEHOLDER_H
 | 
				
			||||||
 | 
					#define HOUSEHOLDER_H
 | 
				
			||||||
 | 
					
 | 
				
			||||||
 | 
					#define TIMER(A) std::cout << GridLogMessage << __FUNC__ << " file "<< __FILE__ <<" line " << __LINE__ << std::endl;
 | 
				
			||||||
 | 
					#define ENTER()  std::cout << GridLogMessage << "ENTRY "<<__FUNC__ << " file "<< __FILE__ <<" line " << __LINE__ << std::endl;
 | 
				
			||||||
 | 
					#define LEAVE()  std::cout << GridLogMessage << "EXIT  "<<__FUNC__ << " file "<< __FILE__ <<" line " << __LINE__ << std::endl;
 | 
				
			||||||
 | 
					
 | 
				
			||||||
 | 
					#include <cstdlib>
 | 
				
			||||||
 | 
					#include <string>
 | 
				
			||||||
 | 
					#include <cmath>
 | 
				
			||||||
 | 
					#include <iostream>
 | 
				
			||||||
 | 
					#include <sstream>
 | 
				
			||||||
 | 
					#include <stdexcept>
 | 
				
			||||||
 | 
					#include <fstream>
 | 
				
			||||||
 | 
					#include <complex>
 | 
				
			||||||
 | 
					#include <algorithm>
 | 
				
			||||||
 | 
					
 | 
				
			||||||
 | 
					namespace Grid {
 | 
				
			||||||
 | 
					/** Comparison function for finding the max element in a vector **/
 | 
				
			||||||
 | 
					template <class T> bool cf(T i, T j) { 
 | 
				
			||||||
 | 
					  return abs(i) < abs(j); 
 | 
				
			||||||
 | 
					}
 | 
				
			||||||
 | 
					
 | 
				
			||||||
 | 
					/** 
 | 
				
			||||||
 | 
						Calculate a real Givens angle 
 | 
				
			||||||
 | 
					 **/
 | 
				
			||||||
 | 
					template <class T> inline void Givens_calc(T y, T z, T &c, T &s){
 | 
				
			||||||
 | 
					
 | 
				
			||||||
 | 
					  RealD mz = (RealD)abs(z);
 | 
				
			||||||
 | 
					  
 | 
				
			||||||
 | 
					  if(mz==0.0){
 | 
				
			||||||
 | 
					    c = 1; s = 0;
 | 
				
			||||||
 | 
					  }
 | 
				
			||||||
 | 
					  if(mz >= (RealD)abs(y)){
 | 
				
			||||||
 | 
					    T t = -y/z;
 | 
				
			||||||
 | 
					    s = (T)1.0 / sqrt ((T)1.0 + t * t);
 | 
				
			||||||
 | 
					    c = s * t;
 | 
				
			||||||
 | 
					  } else {
 | 
				
			||||||
 | 
					    T t = -z/y;
 | 
				
			||||||
 | 
					    c = (T)1.0 / sqrt ((T)1.0 + t * t);
 | 
				
			||||||
 | 
					    s = c * t;
 | 
				
			||||||
 | 
					  }
 | 
				
			||||||
 | 
					}
 | 
				
			||||||
 | 
					
 | 
				
			||||||
 | 
					template <class T> inline void Givens_mult(DenseMatrix<T> &A,  int i, int k, T c, T s, int dir)
 | 
				
			||||||
 | 
					{
 | 
				
			||||||
 | 
					  int q ; SizeSquare(A,q);
 | 
				
			||||||
 | 
					
 | 
				
			||||||
 | 
					  if(dir == 0){
 | 
				
			||||||
 | 
					    for(int j=0;j<q;j++){
 | 
				
			||||||
 | 
					      T nu = A[i][j];
 | 
				
			||||||
 | 
					      T w  = A[k][j];
 | 
				
			||||||
 | 
					      A[i][j] = (c*nu + s*w);
 | 
				
			||||||
 | 
					      A[k][j] = (-s*nu + c*w);
 | 
				
			||||||
 | 
					    }
 | 
				
			||||||
 | 
					  }
 | 
				
			||||||
 | 
					
 | 
				
			||||||
 | 
					  if(dir == 1){
 | 
				
			||||||
 | 
					    for(int j=0;j<q;j++){
 | 
				
			||||||
 | 
					      T nu = A[j][i];
 | 
				
			||||||
 | 
					      T w  = A[j][k];
 | 
				
			||||||
 | 
					      A[j][i] = (c*nu - s*w);
 | 
				
			||||||
 | 
					      A[j][k] = (s*nu + c*w);
 | 
				
			||||||
 | 
					    }
 | 
				
			||||||
 | 
					  }
 | 
				
			||||||
 | 
					}
 | 
				
			||||||
 | 
					
 | 
				
			||||||
 | 
					/**
 | 
				
			||||||
 | 
						from input = x;
 | 
				
			||||||
 | 
						Compute the complex Householder vector, v, such that
 | 
				
			||||||
 | 
						P = (I - b v transpose(v) )
 | 
				
			||||||
 | 
						b = 2/v.v
 | 
				
			||||||
 | 
					
 | 
				
			||||||
 | 
						P | x |    | x | k = 0
 | 
				
			||||||
 | 
						| x |    | 0 | 
 | 
				
			||||||
 | 
						| x | =  | 0 |
 | 
				
			||||||
 | 
						| x |    | 0 | j = 3
 | 
				
			||||||
 | 
						| x |	   | x |
 | 
				
			||||||
 | 
					
 | 
				
			||||||
 | 
						These are the "Unreduced" Householder vectors.
 | 
				
			||||||
 | 
					
 | 
				
			||||||
 | 
					 **/
 | 
				
			||||||
 | 
					template <class T> inline void Householder_vector(DenseVector<T> input, int k, int j, DenseVector<T> &v, T &beta)
 | 
				
			||||||
 | 
					{
 | 
				
			||||||
 | 
					  int N ; Size(input,N);
 | 
				
			||||||
 | 
					  T m = *max_element(input.begin() + k, input.begin() + j + 1, cf<T> );
 | 
				
			||||||
 | 
					
 | 
				
			||||||
 | 
					  if(abs(m) > 0.0){
 | 
				
			||||||
 | 
					    T alpha = 0;
 | 
				
			||||||
 | 
					
 | 
				
			||||||
 | 
					    for(int i=k; i<j+1; i++){
 | 
				
			||||||
 | 
					      v[i] = input[i]/m;
 | 
				
			||||||
 | 
					      alpha = alpha + v[i]*conj(v[i]);
 | 
				
			||||||
 | 
					    }
 | 
				
			||||||
 | 
					    alpha = sqrt(alpha);
 | 
				
			||||||
 | 
					    beta = (T)1.0/(alpha*(alpha + abs(v[k]) ));
 | 
				
			||||||
 | 
					
 | 
				
			||||||
 | 
					    if(abs(v[k]) > 0.0)  v[k] = v[k] + (v[k]/abs(v[k]))*alpha;
 | 
				
			||||||
 | 
					    else                 v[k] = -alpha;
 | 
				
			||||||
 | 
					  } else{
 | 
				
			||||||
 | 
					    for(int i=k; i<j+1; i++){
 | 
				
			||||||
 | 
					      v[i] = 0.0;
 | 
				
			||||||
 | 
					    } 
 | 
				
			||||||
 | 
					  }
 | 
				
			||||||
 | 
					}
 | 
				
			||||||
 | 
					
 | 
				
			||||||
 | 
					/**
 | 
				
			||||||
 | 
						from input = x;
 | 
				
			||||||
 | 
						Compute the complex Householder vector, v, such that
 | 
				
			||||||
 | 
						P = (I - b v transpose(v) )
 | 
				
			||||||
 | 
						b = 2/v.v
 | 
				
			||||||
 | 
					
 | 
				
			||||||
 | 
						Px = alpha*e_dir
 | 
				
			||||||
 | 
					
 | 
				
			||||||
 | 
						These are the "Unreduced" Householder vectors.
 | 
				
			||||||
 | 
					
 | 
				
			||||||
 | 
					 **/
 | 
				
			||||||
 | 
					
 | 
				
			||||||
 | 
					template <class T> inline void Householder_vector(DenseVector<T> input, int k, int j, int dir, DenseVector<T> &v, T &beta)
 | 
				
			||||||
 | 
					{
 | 
				
			||||||
 | 
					  int N = input.size();
 | 
				
			||||||
 | 
					  T m = *max_element(input.begin() + k, input.begin() + j + 1, cf);
 | 
				
			||||||
 | 
					  
 | 
				
			||||||
 | 
					  if(abs(m) > 0.0){
 | 
				
			||||||
 | 
					    T alpha = 0;
 | 
				
			||||||
 | 
					
 | 
				
			||||||
 | 
					    for(int i=k; i<j+1; i++){
 | 
				
			||||||
 | 
					      v[i] = input[i]/m;
 | 
				
			||||||
 | 
					      alpha = alpha + v[i]*conj(v[i]);
 | 
				
			||||||
 | 
					    }
 | 
				
			||||||
 | 
					    
 | 
				
			||||||
 | 
					    alpha = sqrt(alpha);
 | 
				
			||||||
 | 
					    beta = 1.0/(alpha*(alpha + abs(v[dir]) ));
 | 
				
			||||||
 | 
						
 | 
				
			||||||
 | 
					    if(abs(v[dir]) > 0.0) v[dir] = v[dir] + (v[dir]/abs(v[dir]))*alpha;
 | 
				
			||||||
 | 
					    else                  v[dir] = -alpha;
 | 
				
			||||||
 | 
					  }else{
 | 
				
			||||||
 | 
					    for(int i=k; i<j+1; i++){
 | 
				
			||||||
 | 
					      v[i] = 0.0;
 | 
				
			||||||
 | 
					    } 
 | 
				
			||||||
 | 
					  }
 | 
				
			||||||
 | 
					}
 | 
				
			||||||
 | 
					
 | 
				
			||||||
 | 
					/**
 | 
				
			||||||
 | 
						Compute the product PA if trans = 0
 | 
				
			||||||
 | 
						AP if trans = 1
 | 
				
			||||||
 | 
						P = (I - b v transpose(v) )
 | 
				
			||||||
 | 
						b = 2/v.v
 | 
				
			||||||
 | 
						start at element l of matrix A
 | 
				
			||||||
 | 
						v is of length j - k + 1 of v are nonzero
 | 
				
			||||||
 | 
					 **/
 | 
				
			||||||
 | 
					
 | 
				
			||||||
 | 
					template <class T> inline void Householder_mult(DenseMatrix<T> &A , DenseVector<T> v, T beta, int l, int k, int j, int trans)
 | 
				
			||||||
 | 
					{
 | 
				
			||||||
 | 
					  int N ; SizeSquare(A,N);
 | 
				
			||||||
 | 
					
 | 
				
			||||||
 | 
					  if(abs(beta) > 0.0){
 | 
				
			||||||
 | 
					    for(int p=l; p<N; p++){
 | 
				
			||||||
 | 
					      T s = 0;
 | 
				
			||||||
 | 
					      if(trans==0){
 | 
				
			||||||
 | 
						for(int i=k;i<j+1;i++) s += conj(v[i-k])*A[i][p];
 | 
				
			||||||
 | 
						s *= beta;
 | 
				
			||||||
 | 
						for(int i=k;i<j+1;i++){ A[i][p] = A[i][p]-s*conj(v[i-k]);}
 | 
				
			||||||
 | 
					      } else {
 | 
				
			||||||
 | 
						for(int i=k;i<j+1;i++){ s += conj(v[i-k])*A[p][i];}
 | 
				
			||||||
 | 
						s *= beta;
 | 
				
			||||||
 | 
						for(int i=k;i<j+1;i++){ A[p][i]=A[p][i]-s*conj(v[i-k]);}
 | 
				
			||||||
 | 
					      }
 | 
				
			||||||
 | 
					    }
 | 
				
			||||||
 | 
					  }
 | 
				
			||||||
 | 
					}
 | 
				
			||||||
 | 
					
 | 
				
			||||||
 | 
					/**
 | 
				
			||||||
 | 
						Compute the product PA if trans = 0
 | 
				
			||||||
 | 
						AP if trans = 1
 | 
				
			||||||
 | 
						P = (I - b v transpose(v) )
 | 
				
			||||||
 | 
						b = 2/v.v
 | 
				
			||||||
 | 
						start at element l of matrix A
 | 
				
			||||||
 | 
						v is of length j - k + 1 of v are nonzero
 | 
				
			||||||
 | 
						A is tridiagonal
 | 
				
			||||||
 | 
					 **/
 | 
				
			||||||
 | 
					template <class T> inline void Householder_mult_tri(DenseMatrix<T> &A , DenseVector<T> v, T beta, int l, int M, int k, int j, int trans)
 | 
				
			||||||
 | 
					{
 | 
				
			||||||
 | 
					  if(abs(beta) > 0.0){
 | 
				
			||||||
 | 
					
 | 
				
			||||||
 | 
					    int N ; SizeSquare(A,N);
 | 
				
			||||||
 | 
					
 | 
				
			||||||
 | 
					    DenseMatrix<T> tmp; Resize(tmp,N,N); Fill(tmp,0); 
 | 
				
			||||||
 | 
					
 | 
				
			||||||
 | 
					    T s;
 | 
				
			||||||
 | 
					    for(int p=l; p<M; p++){
 | 
				
			||||||
 | 
					      s = 0;
 | 
				
			||||||
 | 
					      if(trans==0){
 | 
				
			||||||
 | 
						for(int i=k;i<j+1;i++) s = s + conj(v[i-k])*A[i][p];
 | 
				
			||||||
 | 
					      }else{
 | 
				
			||||||
 | 
						for(int i=k;i<j+1;i++) s = s + v[i-k]*A[p][i];
 | 
				
			||||||
 | 
					      }
 | 
				
			||||||
 | 
					      s = beta*s;
 | 
				
			||||||
 | 
					      if(trans==0){
 | 
				
			||||||
 | 
						for(int i=k;i<j+1;i++) tmp[i][p] = tmp(i,p) - s*v[i-k];
 | 
				
			||||||
 | 
					      }else{
 | 
				
			||||||
 | 
						for(int i=k;i<j+1;i++) tmp[p][i] = tmp[p][i] - s*conj(v[i-k]);
 | 
				
			||||||
 | 
					      }
 | 
				
			||||||
 | 
					    }
 | 
				
			||||||
 | 
					    for(int p=l; p<M; p++){
 | 
				
			||||||
 | 
					      if(trans==0){
 | 
				
			||||||
 | 
						for(int i=k;i<j+1;i++) A[i][p] = A[i][p] + tmp[i][p];
 | 
				
			||||||
 | 
					      }else{
 | 
				
			||||||
 | 
						for(int i=k;i<j+1;i++) A[p][i] = A[p][i] + tmp[p][i];
 | 
				
			||||||
 | 
					      }
 | 
				
			||||||
 | 
					    }
 | 
				
			||||||
 | 
					  }
 | 
				
			||||||
 | 
					}
 | 
				
			||||||
 | 
					}
 | 
				
			||||||
 | 
					#endif
 | 
				
			||||||
@@ -60,6 +60,7 @@ namespace Grid {
 | 
				
			|||||||
    }
 | 
					    }
 | 
				
			||||||
  
 | 
					  
 | 
				
			||||||
    void operator() (const FieldD &src_d_in, FieldD &sol_d){
 | 
					    void operator() (const FieldD &src_d_in, FieldD &sol_d){
 | 
				
			||||||
 | 
					
 | 
				
			||||||
      TotalInnerIterations = 0;
 | 
					      TotalInnerIterations = 0;
 | 
				
			||||||
	
 | 
						
 | 
				
			||||||
      GridStopWatch TotalTimer;
 | 
					      GridStopWatch TotalTimer;
 | 
				
			||||||
 
 | 
				
			|||||||
							
								
								
									
										979
									
								
								lib/algorithms/iterative/ImplicitlyRestartedBlockLanczos.h
									
									
									
									
									
										Normal file
									
								
							
							
						
						
									
										979
									
								
								lib/algorithms/iterative/ImplicitlyRestartedBlockLanczos.h
									
									
									
									
									
										Normal file
									
								
							@@ -0,0 +1,979 @@
 | 
				
			|||||||
 | 
					    /*************************************************************************************
 | 
				
			||||||
 | 
					
 | 
				
			||||||
 | 
					    Grid physics library, www.github.com/paboyle/Grid 
 | 
				
			||||||
 | 
					
 | 
				
			||||||
 | 
					    Source file: ./lib/algorithms/iterative/ImplicitlyRestartedBlockLanczos.h
 | 
				
			||||||
 | 
					
 | 
				
			||||||
 | 
					    Copyright (C) 2015
 | 
				
			||||||
 | 
					
 | 
				
			||||||
 | 
					Author: Peter Boyle <paboyle@ph.ed.ac.uk>
 | 
				
			||||||
 | 
					Author: Chulwoo Jung
 | 
				
			||||||
 | 
					Author: Yong-Chull Jang <ypj@quark.phy.bnl.gov> 
 | 
				
			||||||
 | 
					Author: Guido Cossu
 | 
				
			||||||
 | 
					
 | 
				
			||||||
 | 
					    This program is free software; you can redistribute it and/or modify
 | 
				
			||||||
 | 
					    it under the terms of the GNU General Public License as published by
 | 
				
			||||||
 | 
					    the Free Software Foundation; either version 2 of the License, or
 | 
				
			||||||
 | 
					    (at your option) any later version.
 | 
				
			||||||
 | 
					
 | 
				
			||||||
 | 
					    This program is distributed in the hope that it will be useful,
 | 
				
			||||||
 | 
					    but WITHOUT ANY WARRANTY; without even the implied warranty of
 | 
				
			||||||
 | 
					    MERCHANTABILITY or FITNESS FOR A PARTICULAR PURPOSE.  See the
 | 
				
			||||||
 | 
					    GNU General Public License for more details.
 | 
				
			||||||
 | 
					
 | 
				
			||||||
 | 
					    You should have received a copy of the GNU General Public License along
 | 
				
			||||||
 | 
					    with this program; if not, write to the Free Software Foundation, Inc.,
 | 
				
			||||||
 | 
					    51 Franklin Street, Fifth Floor, Boston, MA 02110-1301 USA.
 | 
				
			||||||
 | 
					
 | 
				
			||||||
 | 
					    See the full license in the file "LICENSE" in the top level distribution directory
 | 
				
			||||||
 | 
					    *************************************************************************************/
 | 
				
			||||||
 | 
					    /*  END LEGAL */
 | 
				
			||||||
 | 
					#ifndef GRID_IRBL_H
 | 
				
			||||||
 | 
					#define GRID_IRBL_H
 | 
				
			||||||
 | 
					
 | 
				
			||||||
 | 
					#include <string.h> //memset
 | 
				
			||||||
 | 
					
 | 
				
			||||||
 | 
					#define Glog std::cout << GridLogMessage 
 | 
				
			||||||
 | 
					
 | 
				
			||||||
 | 
					namespace Grid {
 | 
				
			||||||
 | 
					
 | 
				
			||||||
 | 
					enum class LanczosType { irbl, rbl };
 | 
				
			||||||
 | 
					
 | 
				
			||||||
 | 
					/////////////////////////////////////////////////////////////
 | 
				
			||||||
 | 
					// Implicitly restarted block lanczos
 | 
				
			||||||
 | 
					/////////////////////////////////////////////////////////////
 | 
				
			||||||
 | 
					template<class Field> 
 | 
				
			||||||
 | 
					class ImplicitlyRestartedBlockLanczos {
 | 
				
			||||||
 | 
					
 | 
				
			||||||
 | 
					private:       
 | 
				
			||||||
 | 
					  
 | 
				
			||||||
 | 
					  std::string cname = std::string("ImplicitlyRestartedBlockLanczos");
 | 
				
			||||||
 | 
					  int MaxIter;   // Max iterations
 | 
				
			||||||
 | 
					  int Nstop;     // Number of evecs checked for convergence
 | 
				
			||||||
 | 
					  int Nu;        // Numbeer of vecs in the unit block
 | 
				
			||||||
 | 
					  int Nk;        // Number of converged sought
 | 
				
			||||||
 | 
					  int Nm;        // total number of vectors
 | 
				
			||||||
 | 
					  int Nblock_k;    // Nk/Nu
 | 
				
			||||||
 | 
					  int Nblock_m;    // Nm/Nu
 | 
				
			||||||
 | 
					  int Nconv_test_interval; // Number of skipped vectors when checking a convergence
 | 
				
			||||||
 | 
					  RealD eresid;
 | 
				
			||||||
 | 
					  IRLdiagonalisation diagonalisation;
 | 
				
			||||||
 | 
					  ////////////////////////////////////
 | 
				
			||||||
 | 
					  // Embedded objects
 | 
				
			||||||
 | 
					  ////////////////////////////////////
 | 
				
			||||||
 | 
					           SortEigen<Field> _sort;
 | 
				
			||||||
 | 
					  LinearOperatorBase<Field> &_Linop;
 | 
				
			||||||
 | 
					    OperatorFunction<Field> &_poly;
 | 
				
			||||||
 | 
					
 | 
				
			||||||
 | 
					  /////////////////////////
 | 
				
			||||||
 | 
					  // Constructor
 | 
				
			||||||
 | 
					  /////////////////////////
 | 
				
			||||||
 | 
					public:       
 | 
				
			||||||
 | 
					 ImplicitlyRestartedBlockLanczos(LinearOperatorBase<Field> &Linop, // op
 | 
				
			||||||
 | 
					                                 OperatorFunction<Field> & poly,   // polynomial
 | 
				
			||||||
 | 
					                                 int _Nstop, // really sought vecs
 | 
				
			||||||
 | 
					                                 int _Nconv_test_interval, // conv check interval
 | 
				
			||||||
 | 
					                                 int _Nu,    // vecs in the unit block
 | 
				
			||||||
 | 
					                                 int _Nk,    // sought vecs
 | 
				
			||||||
 | 
					                                 int _Nm,    // total vecs
 | 
				
			||||||
 | 
					                                 RealD _eresid, // resid in lmd deficit 
 | 
				
			||||||
 | 
					                                 int _MaxIter,  // Max iterations
 | 
				
			||||||
 | 
					                                 IRLdiagonalisation _diagonalisation = IRLdiagonaliseWithEigen)
 | 
				
			||||||
 | 
					   : _Linop(Linop),    _poly(poly),
 | 
				
			||||||
 | 
					      Nstop(_Nstop), Nconv_test_interval(_Nconv_test_interval), 
 | 
				
			||||||
 | 
					      Nu(_Nu), Nk(_Nk), Nm(_Nm), 
 | 
				
			||||||
 | 
					      Nblock_m(_Nm/_Nu), Nblock_k(_Nk/_Nu),
 | 
				
			||||||
 | 
					      //eresid(_eresid),  MaxIter(10),
 | 
				
			||||||
 | 
					      eresid(_eresid),  MaxIter(_MaxIter),
 | 
				
			||||||
 | 
					      diagonalisation(_diagonalisation)
 | 
				
			||||||
 | 
					  { assert( (Nk%Nu==0) && (Nm%Nu==0) ); };
 | 
				
			||||||
 | 
					
 | 
				
			||||||
 | 
					  ////////////////////////////////
 | 
				
			||||||
 | 
					  // Helpers
 | 
				
			||||||
 | 
					  ////////////////////////////////
 | 
				
			||||||
 | 
					  static RealD normalize(Field& v) 
 | 
				
			||||||
 | 
					  {
 | 
				
			||||||
 | 
					    RealD nn = norm2(v);
 | 
				
			||||||
 | 
					    nn = sqrt(nn);
 | 
				
			||||||
 | 
					    v = v * (1.0/nn);
 | 
				
			||||||
 | 
					    return nn;
 | 
				
			||||||
 | 
					  }
 | 
				
			||||||
 | 
					  
 | 
				
			||||||
 | 
					  void orthogonalize(Field& w, std::vector<Field>& evec, int k)
 | 
				
			||||||
 | 
					  {
 | 
				
			||||||
 | 
					    typedef typename Field::scalar_type MyComplex;
 | 
				
			||||||
 | 
					    MyComplex ip;
 | 
				
			||||||
 | 
					    
 | 
				
			||||||
 | 
					    for(int j=0; j<k; ++j){
 | 
				
			||||||
 | 
					      ip = innerProduct(evec[j],w); 
 | 
				
			||||||
 | 
					      w = w - ip * evec[j];
 | 
				
			||||||
 | 
					    }
 | 
				
			||||||
 | 
					    normalize(w);
 | 
				
			||||||
 | 
					  }
 | 
				
			||||||
 | 
					  
 | 
				
			||||||
 | 
					  void orthogonalize_blockhead(Field& w, std::vector<Field>& evec, int k, int Nu)
 | 
				
			||||||
 | 
					  {
 | 
				
			||||||
 | 
					    typedef typename Field::scalar_type MyComplex;
 | 
				
			||||||
 | 
					    MyComplex ip;
 | 
				
			||||||
 | 
					    
 | 
				
			||||||
 | 
					    for(int j=0; j<k; ++j){
 | 
				
			||||||
 | 
					      ip = innerProduct(evec[j*Nu],w); 
 | 
				
			||||||
 | 
					      w = w - ip * evec[j*Nu];
 | 
				
			||||||
 | 
					    }
 | 
				
			||||||
 | 
					    normalize(w);
 | 
				
			||||||
 | 
					  }
 | 
				
			||||||
 | 
					  
 | 
				
			||||||
 | 
					  void calc(std::vector<RealD>& eval,  
 | 
				
			||||||
 | 
					            std::vector<Field>& evec, 
 | 
				
			||||||
 | 
					            const std::vector<Field>& src, int& Nconv, LanczosType Impl)
 | 
				
			||||||
 | 
					  {
 | 
				
			||||||
 | 
					    switch (Impl) {
 | 
				
			||||||
 | 
					      case LanczosType::irbl: 
 | 
				
			||||||
 | 
					        calc_irbl(eval,evec,src,Nconv);
 | 
				
			||||||
 | 
					        break;
 | 
				
			||||||
 | 
					      
 | 
				
			||||||
 | 
					      case LanczosType::rbl: 
 | 
				
			||||||
 | 
					        calc_rbl(eval,evec,src,Nconv);
 | 
				
			||||||
 | 
					        break;
 | 
				
			||||||
 | 
					    }
 | 
				
			||||||
 | 
					  }
 | 
				
			||||||
 | 
					
 | 
				
			||||||
 | 
					  void calc_irbl(std::vector<RealD>& eval,  
 | 
				
			||||||
 | 
					                 std::vector<Field>& evec, 
 | 
				
			||||||
 | 
					                 const std::vector<Field>& src, int& Nconv)
 | 
				
			||||||
 | 
					  {
 | 
				
			||||||
 | 
					    std::string fname = std::string(cname+"::calc_irbl()"); 
 | 
				
			||||||
 | 
					    GridBase *grid = evec[0]._grid;
 | 
				
			||||||
 | 
					    assert(grid == src[0]._grid);
 | 
				
			||||||
 | 
					    assert( Nu = src.size() );
 | 
				
			||||||
 | 
					    
 | 
				
			||||||
 | 
					    Glog << std::string(74,'*') << std::endl;
 | 
				
			||||||
 | 
					    Glog << fname + " starting iteration 0 /  "<< MaxIter<< std::endl;
 | 
				
			||||||
 | 
					    Glog << std::string(74,'*') << std::endl;
 | 
				
			||||||
 | 
					    Glog <<" -- seek   Nk    = "<< Nk    <<" vectors"<< std::endl;
 | 
				
			||||||
 | 
					    Glog <<" -- accept Nstop = "<< Nstop <<" vectors"<< std::endl;
 | 
				
			||||||
 | 
					    Glog <<" -- total  Nm    = "<< Nm    <<" vectors"<< std::endl;
 | 
				
			||||||
 | 
					    Glog <<" -- size of eval = "<< eval.size() << std::endl;
 | 
				
			||||||
 | 
					    Glog <<" -- size of evec = "<< evec.size() << std::endl;
 | 
				
			||||||
 | 
					    if ( diagonalisation == IRLdiagonaliseWithEigen ) { 
 | 
				
			||||||
 | 
					      Glog << "Diagonalisation is Eigen "<< std::endl;
 | 
				
			||||||
 | 
					    } else {
 | 
				
			||||||
 | 
					      abort();
 | 
				
			||||||
 | 
					    }
 | 
				
			||||||
 | 
					    Glog << std::string(74,'*') << std::endl;
 | 
				
			||||||
 | 
					    
 | 
				
			||||||
 | 
					    assert(Nm == evec.size() && Nm == eval.size());
 | 
				
			||||||
 | 
						
 | 
				
			||||||
 | 
					    std::vector<std::vector<ComplexD>> lmd(Nu,std::vector<ComplexD>(Nm,0.0));  
 | 
				
			||||||
 | 
					    std::vector<std::vector<ComplexD>> lme(Nu,std::vector<ComplexD>(Nm,0.0));  
 | 
				
			||||||
 | 
					    std::vector<std::vector<ComplexD>> lmd2(Nu,std::vector<ComplexD>(Nm,0.0));  
 | 
				
			||||||
 | 
					    std::vector<std::vector<ComplexD>> lme2(Nu,std::vector<ComplexD>(Nm,0.0));  
 | 
				
			||||||
 | 
					    std::vector<RealD> eval2(Nm);
 | 
				
			||||||
 | 
					    std::vector<RealD> resid(Nk);
 | 
				
			||||||
 | 
					
 | 
				
			||||||
 | 
					    Eigen::MatrixXcd    Qt = Eigen::MatrixXcd::Zero(Nm,Nm);
 | 
				
			||||||
 | 
					    Eigen::MatrixXcd    Q = Eigen::MatrixXcd::Zero(Nm,Nm);
 | 
				
			||||||
 | 
					
 | 
				
			||||||
 | 
					    std::vector<int>   Iconv(Nm);
 | 
				
			||||||
 | 
					    std::vector<Field>  B(Nm,grid); // waste of space replicating
 | 
				
			||||||
 | 
					    
 | 
				
			||||||
 | 
					    std::vector<Field> f(Nu,grid);
 | 
				
			||||||
 | 
					    std::vector<Field> f_copy(Nu,grid);
 | 
				
			||||||
 | 
					    Field v(grid);
 | 
				
			||||||
 | 
					    
 | 
				
			||||||
 | 
					    Nconv = 0;
 | 
				
			||||||
 | 
					    
 | 
				
			||||||
 | 
					    RealD beta_k;
 | 
				
			||||||
 | 
					  
 | 
				
			||||||
 | 
					    // set initial vector
 | 
				
			||||||
 | 
					    for (int i=0; i<Nu; ++i) {
 | 
				
			||||||
 | 
					      Glog << "norm2(src[" << i << "])= "<< norm2(src[i]) << std::endl;
 | 
				
			||||||
 | 
					      evec[i] = src[i];
 | 
				
			||||||
 | 
					      orthogonalize(evec[i],evec,i);
 | 
				
			||||||
 | 
					      Glog << "norm2(evec[" << i << "])= "<< norm2(evec[i]) << std::endl;
 | 
				
			||||||
 | 
					    }
 | 
				
			||||||
 | 
					    
 | 
				
			||||||
 | 
					    // initial Nblock_k steps
 | 
				
			||||||
 | 
					    for(int b=0; b<Nblock_k; ++b) blockwiseStep(lmd,lme,evec,f,f_copy,b);
 | 
				
			||||||
 | 
					
 | 
				
			||||||
 | 
					    // restarting loop begins
 | 
				
			||||||
 | 
					    int iter;
 | 
				
			||||||
 | 
					    for(iter = 0; iter<MaxIter; ++iter){
 | 
				
			||||||
 | 
					      
 | 
				
			||||||
 | 
					      Glog <<"#Restart iteration = "<< iter << std::endl;
 | 
				
			||||||
 | 
					      // additional (Nblock_m - Nblock_k) steps
 | 
				
			||||||
 | 
					      for(int b=Nblock_k; b<Nblock_m; ++b) blockwiseStep(lmd,lme,evec,f,f_copy,b);
 | 
				
			||||||
 | 
					      
 | 
				
			||||||
 | 
					      // getting eigenvalues
 | 
				
			||||||
 | 
					      for(int u=0; u<Nu; ++u){
 | 
				
			||||||
 | 
					        for(int k=0; k<Nm; ++k){
 | 
				
			||||||
 | 
					          lmd2[u][k] = lmd[u][k];
 | 
				
			||||||
 | 
					          lme2[u][k] = lme[u][k];
 | 
				
			||||||
 | 
					        }
 | 
				
			||||||
 | 
					      }
 | 
				
			||||||
 | 
					      Qt = Eigen::MatrixXcd::Identity(Nm,Nm);
 | 
				
			||||||
 | 
					      diagonalize(eval2,lmd2,lme2,Nu,Nm,Nm,Qt,grid);
 | 
				
			||||||
 | 
					      _sort.push(eval2,Nm);
 | 
				
			||||||
 | 
					      Glog << "#Ritz value before shift: "<< std::endl;
 | 
				
			||||||
 | 
					      for(int i=0; i<Nm; ++i){
 | 
				
			||||||
 | 
					        std::cout.precision(13);
 | 
				
			||||||
 | 
					        std::cout << "[" << std::setw(4)<< std::setiosflags(std::ios_base::right) <<i<<"] ";
 | 
				
			||||||
 | 
					        std::cout << "Rval = "<<std::setw(20)<< std::setiosflags(std::ios_base::left)<< eval2[i] << std::endl;
 | 
				
			||||||
 | 
					      }
 | 
				
			||||||
 | 
					      
 | 
				
			||||||
 | 
					      //----------------------------------------------------------------------
 | 
				
			||||||
 | 
					      if ( Nm>Nk ) {
 | 
				
			||||||
 | 
					        Glog <<" #Apply shifted QR transformations "<<std::endl;
 | 
				
			||||||
 | 
					        //int k2 = Nk+Nu;
 | 
				
			||||||
 | 
					        int k2 = Nk;
 | 
				
			||||||
 | 
					      
 | 
				
			||||||
 | 
					        Eigen::MatrixXcd BTDM = Eigen::MatrixXcd::Identity(Nm,Nm);
 | 
				
			||||||
 | 
					        Q = Eigen::MatrixXcd::Identity(Nm,Nm);
 | 
				
			||||||
 | 
					        
 | 
				
			||||||
 | 
					        unpackHermitBlockTriDiagMatToEigen(lmd,lme,Nu,Nblock_m,Nm,Nm,BTDM);
 | 
				
			||||||
 | 
					
 | 
				
			||||||
 | 
					        for(int ip=Nk; ip<Nm; ++ip){ 
 | 
				
			||||||
 | 
					          shiftedQRDecompEigen(BTDM,Nu,Nm,eval2[ip],Q);
 | 
				
			||||||
 | 
					        }
 | 
				
			||||||
 | 
					        
 | 
				
			||||||
 | 
					        packHermitBlockTriDiagMatfromEigen(lmd,lme,Nu,Nblock_m,Nm,Nm,BTDM);
 | 
				
			||||||
 | 
					
 | 
				
			||||||
 | 
					        for(int i=0; i<k2; ++i) B[i] = 0.0;
 | 
				
			||||||
 | 
					        for(int j=0; j<k2; ++j){
 | 
				
			||||||
 | 
					          for(int k=0; k<Nm; ++k){
 | 
				
			||||||
 | 
					            B[j].checkerboard = evec[k].checkerboard;
 | 
				
			||||||
 | 
					            B[j] += evec[k]*Q(k,j);
 | 
				
			||||||
 | 
					          }
 | 
				
			||||||
 | 
					        }
 | 
				
			||||||
 | 
					        for(int i=0; i<k2; ++i) evec[i] = B[i];
 | 
				
			||||||
 | 
					
 | 
				
			||||||
 | 
					        // reconstruct initial vector for additional pole space
 | 
				
			||||||
 | 
					        blockwiseStep(lmd,lme,evec,f,f_copy,Nblock_k-1);
 | 
				
			||||||
 | 
					
 | 
				
			||||||
 | 
					        // getting eigenvalues
 | 
				
			||||||
 | 
					        for(int u=0; u<Nu; ++u){
 | 
				
			||||||
 | 
					          for(int k=0; k<Nm; ++k){
 | 
				
			||||||
 | 
					            lmd2[u][k] = lmd[u][k];
 | 
				
			||||||
 | 
					            lme2[u][k] = lme[u][k];
 | 
				
			||||||
 | 
					          }
 | 
				
			||||||
 | 
					        }
 | 
				
			||||||
 | 
					        Qt = Eigen::MatrixXcd::Identity(Nm,Nm);
 | 
				
			||||||
 | 
					        diagonalize(eval2,lmd2,lme2,Nu,Nk,Nm,Qt,grid);
 | 
				
			||||||
 | 
					        _sort.push(eval2,Nk);
 | 
				
			||||||
 | 
					        Glog << "#Ritz value after shift: "<< std::endl;
 | 
				
			||||||
 | 
					        for(int i=0; i<Nk; ++i){
 | 
				
			||||||
 | 
					          std::cout.precision(13);
 | 
				
			||||||
 | 
					          std::cout << "[" << std::setw(4)<< std::setiosflags(std::ios_base::right) <<i<<"] ";
 | 
				
			||||||
 | 
					          std::cout << "Rval = "<<std::setw(20)<< std::setiosflags(std::ios_base::left)<< eval2[i] << std::endl;
 | 
				
			||||||
 | 
					        }
 | 
				
			||||||
 | 
					      }
 | 
				
			||||||
 | 
					      //----------------------------------------------------------------------
 | 
				
			||||||
 | 
					
 | 
				
			||||||
 | 
					      // Convergence test
 | 
				
			||||||
 | 
					      Glog <<" #Convergence test: "<<std::endl;
 | 
				
			||||||
 | 
					      for(int k = 0; k<Nk; ++k) B[k]=0.0;
 | 
				
			||||||
 | 
					      for(int j = 0; j<Nk; ++j){
 | 
				
			||||||
 | 
						for(int k = 0; k<Nk; ++k){
 | 
				
			||||||
 | 
						  B[j].checkerboard = evec[k].checkerboard;
 | 
				
			||||||
 | 
						  B[j] += evec[k]*Qt(k,j);
 | 
				
			||||||
 | 
						}
 | 
				
			||||||
 | 
					      }
 | 
				
			||||||
 | 
					      
 | 
				
			||||||
 | 
					      Nconv = 0;
 | 
				
			||||||
 | 
					      for(int i=0; i<Nk; ++i){
 | 
				
			||||||
 | 
						
 | 
				
			||||||
 | 
					        _Linop.HermOp(B[i],v);
 | 
				
			||||||
 | 
						RealD vnum = real(innerProduct(B[i],v)); // HermOp.
 | 
				
			||||||
 | 
						RealD vden = norm2(B[i]);
 | 
				
			||||||
 | 
						eval2[i] = vnum/vden;
 | 
				
			||||||
 | 
						v -= eval2[i]*B[i];
 | 
				
			||||||
 | 
						RealD vv = norm2(v);
 | 
				
			||||||
 | 
					        resid[i] = vv;
 | 
				
			||||||
 | 
						
 | 
				
			||||||
 | 
						std::cout.precision(13);
 | 
				
			||||||
 | 
					        std::cout << "[" << std::setw(4)<< std::setiosflags(std::ios_base::right) <<i<<"] ";
 | 
				
			||||||
 | 
						std::cout << "eval = "<<std::setw(20)<< std::setiosflags(std::ios_base::left)<< eval2[i];
 | 
				
			||||||
 | 
						std::cout << "   resid^2 = "<< std::setw(20)<< std::setiosflags(std::ios_base::right)<< vv<< std::endl;
 | 
				
			||||||
 | 
						
 | 
				
			||||||
 | 
						// change the criteria as evals are supposed to be sorted, all evals smaller(larger) than Nstop should have converged
 | 
				
			||||||
 | 
						//if( (vv<eresid*eresid) && (i == Nconv) ){
 | 
				
			||||||
 | 
						if (vv<eresid*eresid) {
 | 
				
			||||||
 | 
						  Iconv[Nconv] = i;
 | 
				
			||||||
 | 
						  ++Nconv;
 | 
				
			||||||
 | 
						}
 | 
				
			||||||
 | 
						
 | 
				
			||||||
 | 
					      }  // i-loop end
 | 
				
			||||||
 | 
					      
 | 
				
			||||||
 | 
					      Glog <<" #modes converged: "<<Nconv<<std::endl;
 | 
				
			||||||
 | 
					      for(int i=0; i<Nconv; ++i){
 | 
				
			||||||
 | 
						std::cout.precision(13);
 | 
				
			||||||
 | 
					        std::cout << "[" << std::setw(4)<< std::setiosflags(std::ios_base::right) <<Iconv[i]<<"] ";
 | 
				
			||||||
 | 
						std::cout << "eval_conv = "<<std::setw(20)<< std::setiosflags(std::ios_base::left)<< eval2[Iconv[i]];
 | 
				
			||||||
 | 
						std::cout << "   resid^2 = "<< std::setw(20)<< std::setiosflags(std::ios_base::right)<< resid[Iconv[i]]<< std::endl;
 | 
				
			||||||
 | 
					      } 
 | 
				
			||||||
 | 
					
 | 
				
			||||||
 | 
					      if ( Nconv>=Nstop ) break;
 | 
				
			||||||
 | 
					
 | 
				
			||||||
 | 
					    } // end of iter loop
 | 
				
			||||||
 | 
					    
 | 
				
			||||||
 | 
					    Glog << std::string(74,'*') << std::endl;
 | 
				
			||||||
 | 
					    if ( Nconv<Nstop ) {
 | 
				
			||||||
 | 
					      Glog << fname + " NOT converged ; Summary :\n";
 | 
				
			||||||
 | 
					    } else {
 | 
				
			||||||
 | 
					      Glog << fname + " CONVERGED ; Summary :\n";
 | 
				
			||||||
 | 
					      // Sort convered eigenpairs.
 | 
				
			||||||
 | 
					      eval.resize(Nconv);
 | 
				
			||||||
 | 
					      evec.resize(Nconv,grid);
 | 
				
			||||||
 | 
					      for(int i=0; i<Nconv; ++i){
 | 
				
			||||||
 | 
					        eval[i] = eval2[Iconv[i]];
 | 
				
			||||||
 | 
					        evec[i] = B[Iconv[i]];
 | 
				
			||||||
 | 
					      }
 | 
				
			||||||
 | 
					      _sort.push(eval,evec,Nconv);
 | 
				
			||||||
 | 
					    }
 | 
				
			||||||
 | 
					    Glog << std::string(74,'*') << std::endl;
 | 
				
			||||||
 | 
					    Glog << " -- Iterations  = "<< iter   << "\n";
 | 
				
			||||||
 | 
					    //Glog << " -- beta(k)     = "<< beta_k << "\n";
 | 
				
			||||||
 | 
					    Glog << " -- Nconv       = "<< Nconv  << "\n";
 | 
				
			||||||
 | 
					    Glog << std::string(74,'*') << std::endl;
 | 
				
			||||||
 | 
					  
 | 
				
			||||||
 | 
					  }
 | 
				
			||||||
 | 
					  
 | 
				
			||||||
 | 
					  
 | 
				
			||||||
 | 
					  void calc_rbl(std::vector<RealD>& eval,  
 | 
				
			||||||
 | 
					                 std::vector<Field>& evec, 
 | 
				
			||||||
 | 
					                 const std::vector<Field>& src, int& Nconv)
 | 
				
			||||||
 | 
					  {
 | 
				
			||||||
 | 
					    std::string fname = std::string(cname+"::calc_rbl()"); 
 | 
				
			||||||
 | 
					    GridBase *grid = evec[0]._grid;
 | 
				
			||||||
 | 
					    assert(grid == src[0]._grid);
 | 
				
			||||||
 | 
					    assert( Nu = src.size() );
 | 
				
			||||||
 | 
					
 | 
				
			||||||
 | 
					    int Np = (Nm-Nk);
 | 
				
			||||||
 | 
					    if (Np > 0 && MaxIter > 1) Np /= MaxIter;
 | 
				
			||||||
 | 
					    int Nblock_p = Np/Nu;
 | 
				
			||||||
 | 
					    
 | 
				
			||||||
 | 
					    Glog << std::string(74,'*') << std::endl;
 | 
				
			||||||
 | 
					    Glog << fname + " starting iteration 0 /  "<< MaxIter<< std::endl;
 | 
				
			||||||
 | 
					    Glog << std::string(74,'*') << std::endl;
 | 
				
			||||||
 | 
					    Glog <<" -- seek (min) Nk    = "<< Nk    <<" vectors"<< std::endl;
 | 
				
			||||||
 | 
					    Glog <<" -- seek (inc) Np    = "<< Np <<" vectors"<< std::endl;
 | 
				
			||||||
 | 
					    Glog <<" -- seek (max) Nm    = "<< Nm    <<" vectors"<< std::endl;
 | 
				
			||||||
 | 
					    Glog <<" -- accept Nstop     = "<< Nstop <<" vectors"<< std::endl;
 | 
				
			||||||
 | 
					    Glog <<" -- size of eval     = "<< eval.size() << std::endl;
 | 
				
			||||||
 | 
					    Glog <<" -- size of evec     = "<< evec.size() << std::endl;
 | 
				
			||||||
 | 
					    if ( diagonalisation == IRLdiagonaliseWithEigen ) { 
 | 
				
			||||||
 | 
					      Glog << "Diagonalisation is Eigen "<< std::endl;
 | 
				
			||||||
 | 
					    } else {
 | 
				
			||||||
 | 
					      abort();
 | 
				
			||||||
 | 
					    }
 | 
				
			||||||
 | 
					    Glog << std::string(74,'*') << std::endl;
 | 
				
			||||||
 | 
					    
 | 
				
			||||||
 | 
					    assert(Nm == evec.size() && Nm == eval.size());
 | 
				
			||||||
 | 
						
 | 
				
			||||||
 | 
					    std::vector<std::vector<ComplexD>> lmd(Nu,std::vector<ComplexD>(Nm,0.0));  
 | 
				
			||||||
 | 
					    std::vector<std::vector<ComplexD>> lme(Nu,std::vector<ComplexD>(Nm,0.0));  
 | 
				
			||||||
 | 
					    std::vector<std::vector<ComplexD>> lmd2(Nu,std::vector<ComplexD>(Nm,0.0));  
 | 
				
			||||||
 | 
					    std::vector<std::vector<ComplexD>> lme2(Nu,std::vector<ComplexD>(Nm,0.0));  
 | 
				
			||||||
 | 
					    std::vector<RealD> eval2(Nk);
 | 
				
			||||||
 | 
					    std::vector<RealD> resid(Nm);
 | 
				
			||||||
 | 
					
 | 
				
			||||||
 | 
					    Eigen::MatrixXcd    Qt = Eigen::MatrixXcd::Zero(Nm,Nm);
 | 
				
			||||||
 | 
					    Eigen::MatrixXcd    Q = Eigen::MatrixXcd::Zero(Nm,Nm);
 | 
				
			||||||
 | 
					
 | 
				
			||||||
 | 
					    std::vector<int>   Iconv(Nm);
 | 
				
			||||||
 | 
					    std::vector<Field>  B(Nm,grid); // waste of space replicating
 | 
				
			||||||
 | 
					    
 | 
				
			||||||
 | 
					    std::vector<Field> f(Nu,grid);
 | 
				
			||||||
 | 
					    std::vector<Field> f_copy(Nu,grid);
 | 
				
			||||||
 | 
					    Field v(grid);
 | 
				
			||||||
 | 
					    
 | 
				
			||||||
 | 
					    Nconv = 0;
 | 
				
			||||||
 | 
					    
 | 
				
			||||||
 | 
					    RealD beta_k;
 | 
				
			||||||
 | 
					  
 | 
				
			||||||
 | 
					    // set initial vector
 | 
				
			||||||
 | 
					    for (int i=0; i<Nu; ++i) {
 | 
				
			||||||
 | 
					      Glog << "norm2(src[" << i << "])= "<< norm2(src[i]) << std::endl;
 | 
				
			||||||
 | 
					      evec[i] = src[i];
 | 
				
			||||||
 | 
					      orthogonalize(evec[i],evec,i);
 | 
				
			||||||
 | 
					      Glog << "norm2(evec[" << i << "])= "<< norm2(evec[i]) << std::endl;
 | 
				
			||||||
 | 
					    }
 | 
				
			||||||
 | 
					    
 | 
				
			||||||
 | 
					    // initial Nblock_k steps
 | 
				
			||||||
 | 
					    for(int b=0; b<Nblock_k; ++b) blockwiseStep(lmd,lme,evec,f,f_copy,b);
 | 
				
			||||||
 | 
					
 | 
				
			||||||
 | 
					    // restarting loop begins
 | 
				
			||||||
 | 
					    int iter;
 | 
				
			||||||
 | 
					    int Nblock_l, Nblock_r;
 | 
				
			||||||
 | 
					    int Nl, Nr;
 | 
				
			||||||
 | 
					    int Nconv_guess = 0;
 | 
				
			||||||
 | 
					
 | 
				
			||||||
 | 
					    for(iter = 0; iter<MaxIter; ++iter){
 | 
				
			||||||
 | 
					         
 | 
				
			||||||
 | 
					      Glog <<"#Restart iteration = "<< iter << std::endl;
 | 
				
			||||||
 | 
					      
 | 
				
			||||||
 | 
					      Nblock_l = Nblock_k + iter*Nblock_p;
 | 
				
			||||||
 | 
					      Nblock_r = Nblock_l + Nblock_p;
 | 
				
			||||||
 | 
					      Nl = Nblock_l*Nu;
 | 
				
			||||||
 | 
					      Nr = Nblock_r*Nu;
 | 
				
			||||||
 | 
					      eval2.resize(Nr);
 | 
				
			||||||
 | 
					
 | 
				
			||||||
 | 
					      // additional Nblock_p steps
 | 
				
			||||||
 | 
					      for(int b=Nblock_l; b<Nblock_r; ++b) blockwiseStep(lmd,lme,evec,f,f_copy,b);
 | 
				
			||||||
 | 
					      
 | 
				
			||||||
 | 
					      // getting eigenvalues
 | 
				
			||||||
 | 
					      for(int u=0; u<Nu; ++u){
 | 
				
			||||||
 | 
					        for(int k=0; k<Nr; ++k){
 | 
				
			||||||
 | 
					          lmd2[u][k] = lmd[u][k];
 | 
				
			||||||
 | 
					          lme2[u][k] = lme[u][k];
 | 
				
			||||||
 | 
					        }
 | 
				
			||||||
 | 
					      }
 | 
				
			||||||
 | 
					      Qt = Eigen::MatrixXcd::Identity(Nr,Nr);
 | 
				
			||||||
 | 
					      diagonalize(eval2,lmd2,lme2,Nu,Nr,Nr,Qt,grid);
 | 
				
			||||||
 | 
					      _sort.push(eval2,Nr);
 | 
				
			||||||
 | 
					      Glog << "#Ritz value: "<< std::endl;
 | 
				
			||||||
 | 
					      for(int i=0; i<Nr; ++i){
 | 
				
			||||||
 | 
					        std::cout.precision(13);
 | 
				
			||||||
 | 
					        std::cout << "[" << std::setw(4)<< std::setiosflags(std::ios_base::right) <<i<<"] ";
 | 
				
			||||||
 | 
					        std::cout << "Rval = "<<std::setw(20)<< std::setiosflags(std::ios_base::left)<< eval2[i] << std::endl;
 | 
				
			||||||
 | 
					      }
 | 
				
			||||||
 | 
					      
 | 
				
			||||||
 | 
					      // Convergence test
 | 
				
			||||||
 | 
					      Glog <<" #Convergence test: "<<std::endl;
 | 
				
			||||||
 | 
					      Nconv = 0;
 | 
				
			||||||
 | 
					      for(int k = 0; k<Nr; ++k) B[k]=0.0;
 | 
				
			||||||
 | 
					      for(int j = 0; j<Nr; j+=Nconv_test_interval){
 | 
				
			||||||
 | 
					        if ( j/Nconv_test_interval == Nconv ) {
 | 
				
			||||||
 | 
					          Glog <<" #rotation for next check point evec" 
 | 
				
			||||||
 | 
					               << std::setw(4)<< std::setiosflags(std::ios_base::right) 
 | 
				
			||||||
 | 
					               << "["<< j <<"]" <<std::endl;
 | 
				
			||||||
 | 
					          for(int k = 0; k<Nr; ++k){
 | 
				
			||||||
 | 
					            B[j].checkerboard = evec[k].checkerboard;
 | 
				
			||||||
 | 
					            B[j] += evec[k]*Qt(k,j);
 | 
				
			||||||
 | 
					          }
 | 
				
			||||||
 | 
					          
 | 
				
			||||||
 | 
					          _Linop.HermOp(B[j],v);
 | 
				
			||||||
 | 
					          RealD vnum = real(innerProduct(B[j],v)); // HermOp.
 | 
				
			||||||
 | 
					          RealD vden = norm2(B[j]);
 | 
				
			||||||
 | 
					          eval2[j] = vnum/vden;
 | 
				
			||||||
 | 
					          v -= eval2[j]*B[j];
 | 
				
			||||||
 | 
					          RealD vv = norm2(v);
 | 
				
			||||||
 | 
					          resid[j] = vv;
 | 
				
			||||||
 | 
					          
 | 
				
			||||||
 | 
					          std::cout.precision(13);
 | 
				
			||||||
 | 
					          std::cout << "[" << std::setw(4)<< std::setiosflags(std::ios_base::right) <<j<<"] ";
 | 
				
			||||||
 | 
					          std::cout << "eval = "<<std::setw(20)<< std::setiosflags(std::ios_base::left)<< eval2[j];
 | 
				
			||||||
 | 
					          std::cout << "   resid^2 = "<< std::setw(20)<< std::setiosflags(std::ios_base::right)<< vv<< std::endl;
 | 
				
			||||||
 | 
					          
 | 
				
			||||||
 | 
					          // change the criteria as evals are supposed to be sorted, all evals smaller(larger) than Nstop should have converged
 | 
				
			||||||
 | 
					          //if( (vv<eresid*eresid) && (i == Nconv) ){
 | 
				
			||||||
 | 
					          if (vv<eresid*eresid) {
 | 
				
			||||||
 | 
					            Iconv[Nconv] = j;
 | 
				
			||||||
 | 
					            ++Nconv;
 | 
				
			||||||
 | 
					          }
 | 
				
			||||||
 | 
					        } else {
 | 
				
			||||||
 | 
					          break;
 | 
				
			||||||
 | 
					        }
 | 
				
			||||||
 | 
					      }  // j-loop end
 | 
				
			||||||
 | 
					      
 | 
				
			||||||
 | 
					      Glog <<" #modes converged: "<<Nconv<<std::endl;
 | 
				
			||||||
 | 
					      for(int i=0; i<Nconv; ++i){
 | 
				
			||||||
 | 
						std::cout.precision(13);
 | 
				
			||||||
 | 
					        std::cout << "[" << std::setw(4)<< std::setiosflags(std::ios_base::right) <<Iconv[i]<<"] ";
 | 
				
			||||||
 | 
						std::cout << "eval_conv = "<<std::setw(20)<< std::setiosflags(std::ios_base::left)<< eval2[Iconv[i]];
 | 
				
			||||||
 | 
						std::cout << "   resid^2 = "<< std::setw(20)<< std::setiosflags(std::ios_base::right)<< resid[Iconv[i]]<< std::endl;
 | 
				
			||||||
 | 
					      } 
 | 
				
			||||||
 | 
					
 | 
				
			||||||
 | 
					      (Nconv > 0 ) ? Nconv_guess = 1 + (Nconv-1)*Nconv_test_interval : Nconv_guess = 0;
 | 
				
			||||||
 | 
					      if ( Nconv_guess >= Nstop ) break;
 | 
				
			||||||
 | 
					
 | 
				
			||||||
 | 
					    } // end of iter loop
 | 
				
			||||||
 | 
					    
 | 
				
			||||||
 | 
					    Glog << std::string(74,'*') << std::endl;
 | 
				
			||||||
 | 
					    if ( Nconv_guess < Nstop ) {
 | 
				
			||||||
 | 
					      Glog << fname + " NOT converged ; Summary :\n";
 | 
				
			||||||
 | 
					    } else {
 | 
				
			||||||
 | 
					      Glog << fname + " CONVERGED ; Summary :\n";
 | 
				
			||||||
 | 
					      // Sort convered eigenpairs.
 | 
				
			||||||
 | 
					      eval.resize(Nconv);
 | 
				
			||||||
 | 
					      evec.resize(Nconv,grid);
 | 
				
			||||||
 | 
					      for(int i=0; i<Nconv; ++i){
 | 
				
			||||||
 | 
					        eval[i] = eval2[Iconv[i]];
 | 
				
			||||||
 | 
					        evec[i] = B[Iconv[i]];
 | 
				
			||||||
 | 
					      }
 | 
				
			||||||
 | 
					      _sort.push(eval,evec,Nconv);
 | 
				
			||||||
 | 
					    }
 | 
				
			||||||
 | 
					    Glog << std::string(74,'*') << std::endl;
 | 
				
			||||||
 | 
					    Glog << " -- Iterations    = "<< iter   << "\n";
 | 
				
			||||||
 | 
					    //Glog << " -- beta(k)       = "<< beta_k << "\n";
 | 
				
			||||||
 | 
					    Glog << " -- Nconv         = "<< Nconv  << "\n";
 | 
				
			||||||
 | 
					    Glog << " -- Nconv (guess) = "<< Nconv_guess  << "\n";
 | 
				
			||||||
 | 
					    Glog << std::string(74,'*') << std::endl;
 | 
				
			||||||
 | 
					  
 | 
				
			||||||
 | 
					  }
 | 
				
			||||||
 | 
					
 | 
				
			||||||
 | 
					private:
 | 
				
			||||||
 | 
					  void blockwiseStep(std::vector<std::vector<ComplexD>>& lmd,
 | 
				
			||||||
 | 
						             std::vector<std::vector<ComplexD>>& lme, 
 | 
				
			||||||
 | 
						             std::vector<Field>& evec,
 | 
				
			||||||
 | 
						             std::vector<Field>& w, 
 | 
				
			||||||
 | 
						             std::vector<Field>& w_copy, 
 | 
				
			||||||
 | 
					                     int b)
 | 
				
			||||||
 | 
					  {
 | 
				
			||||||
 | 
					    const RealD tiny = 1.0e-20;
 | 
				
			||||||
 | 
					    
 | 
				
			||||||
 | 
					    int Nu = w.size();
 | 
				
			||||||
 | 
					    int Nm = evec.size();
 | 
				
			||||||
 | 
					    assert( b < Nm/Nu );
 | 
				
			||||||
 | 
					    
 | 
				
			||||||
 | 
					    // converts block index to full indicies for an interval [L,R)
 | 
				
			||||||
 | 
					    int L = Nu*b;
 | 
				
			||||||
 | 
					    int R = Nu*(b+1);
 | 
				
			||||||
 | 
					
 | 
				
			||||||
 | 
					    Real beta;
 | 
				
			||||||
 | 
					    
 | 
				
			||||||
 | 
					    // 3. wk:=Avk−βkv_{k−1}
 | 
				
			||||||
 | 
					    for (int k=L, u=0; k<R; ++k, ++u) {
 | 
				
			||||||
 | 
					      _poly(_Linop,evec[k],w[u]);      
 | 
				
			||||||
 | 
					    }
 | 
				
			||||||
 | 
					    
 | 
				
			||||||
 | 
					    if (b>0) {
 | 
				
			||||||
 | 
					      for (int u=0; u<Nu; ++u) {
 | 
				
			||||||
 | 
					        //for (int k=L-Nu; k<L; ++k) {
 | 
				
			||||||
 | 
					        for (int k=L-Nu+u; k<L; ++k) {
 | 
				
			||||||
 | 
					          w[u] = w[u] - evec[k] * conjugate(lme[u][k]);
 | 
				
			||||||
 | 
					        }
 | 
				
			||||||
 | 
					      }
 | 
				
			||||||
 | 
					    }
 | 
				
			||||||
 | 
					    
 | 
				
			||||||
 | 
					    // 4. αk:=(vk,wk)
 | 
				
			||||||
 | 
					    //for (int u=0; u<Nu; ++u) {
 | 
				
			||||||
 | 
					    //  for (int k=L; k<R; ++k) {
 | 
				
			||||||
 | 
					    //    lmd[u][k] = innerProduct(evec[k],w[u]);  // lmd = transpose of alpha
 | 
				
			||||||
 | 
					    //  }
 | 
				
			||||||
 | 
					    //  lmd[u][L+u] = real(lmd[u][L+u]);  // force diagonal to be real
 | 
				
			||||||
 | 
					    //}
 | 
				
			||||||
 | 
					    for (int u=0; u<Nu; ++u) {
 | 
				
			||||||
 | 
					      for (int k=L+u; k<R; ++k) {
 | 
				
			||||||
 | 
					        lmd[u][k] = innerProduct(evec[k],w[u]);  // lmd = transpose of alpha
 | 
				
			||||||
 | 
					        lmd[k-L][u+L] = conjugate(lmd[u][k]);     // force hermicity
 | 
				
			||||||
 | 
					      }
 | 
				
			||||||
 | 
					      lmd[u][L+u] = real(lmd[u][L+u]);  // force diagonal to be real
 | 
				
			||||||
 | 
					    }
 | 
				
			||||||
 | 
					    
 | 
				
			||||||
 | 
					    // 5. wk:=wk−αkvk
 | 
				
			||||||
 | 
					    for (int u=0; u<Nu; ++u) {
 | 
				
			||||||
 | 
					      for (int k=L; k<R; ++k) {
 | 
				
			||||||
 | 
					        w[u] = w[u] - evec[k]*lmd[u][k];
 | 
				
			||||||
 | 
					      }
 | 
				
			||||||
 | 
					      w_copy[u] = w[u];
 | 
				
			||||||
 | 
					    }
 | 
				
			||||||
 | 
					    
 | 
				
			||||||
 | 
					    // In block version, the steps 6 and 7 in Lanczos construction is
 | 
				
			||||||
 | 
					    // replaced by the QR decomposition of new basis block.
 | 
				
			||||||
 | 
					    // It results block version beta and orthonormal block basis. 
 | 
				
			||||||
 | 
					    // Here, QR decomposition is done by using Gram-Schmidt.
 | 
				
			||||||
 | 
					    for (int u=0; u<Nu; ++u) {
 | 
				
			||||||
 | 
					      for (int k=L; k<R; ++k) {
 | 
				
			||||||
 | 
					        lme[u][k] = 0.0;
 | 
				
			||||||
 | 
					      }
 | 
				
			||||||
 | 
					    }
 | 
				
			||||||
 | 
					
 | 
				
			||||||
 | 
					#if 0
 | 
				
			||||||
 | 
					    beta = normalize(w[0]);
 | 
				
			||||||
 | 
					    for (int u=1; u<Nu; ++u) {
 | 
				
			||||||
 | 
					      //orthogonalize(w[u],w_copy,u);
 | 
				
			||||||
 | 
					      orthogonalize(w[u],w,u);
 | 
				
			||||||
 | 
					    }
 | 
				
			||||||
 | 
					#else
 | 
				
			||||||
 | 
					    // re-orthogonalization for numerical stability
 | 
				
			||||||
 | 
					    for (int u=0; u<Nu; ++u) {
 | 
				
			||||||
 | 
					      orthogonalize(w[u],evec,R);
 | 
				
			||||||
 | 
					    }
 | 
				
			||||||
 | 
					    // QR part
 | 
				
			||||||
 | 
					    for (int u=1; u<Nu; ++u) {
 | 
				
			||||||
 | 
					      orthogonalize(w[u],w,u);
 | 
				
			||||||
 | 
					    }
 | 
				
			||||||
 | 
					#endif
 | 
				
			||||||
 | 
					    
 | 
				
			||||||
 | 
					    for (int u=0; u<Nu; ++u) {
 | 
				
			||||||
 | 
					      //for (int v=0; v<Nu; ++v) {
 | 
				
			||||||
 | 
					      for (int v=u; v<Nu; ++v) {
 | 
				
			||||||
 | 
					        lme[u][L+v] = innerProduct(w[u],w_copy[v]);
 | 
				
			||||||
 | 
					      }
 | 
				
			||||||
 | 
					      lme[u][L+u] = real(lme[u][L+u]);  // force diagonal to be real
 | 
				
			||||||
 | 
					    }
 | 
				
			||||||
 | 
					    //lme[0][L] = beta;
 | 
				
			||||||
 | 
					    
 | 
				
			||||||
 | 
					    for (int u=0; u<Nu; ++u) {
 | 
				
			||||||
 | 
					      Glog << "norm2(w[" << u << "])= "<< norm2(w[u]) << std::endl;
 | 
				
			||||||
 | 
					      for (int k=L+u; k<R; ++k) {
 | 
				
			||||||
 | 
					        Glog <<" In block "<< b << ","; 
 | 
				
			||||||
 | 
					        std::cout <<" beta[" << u << "," << k-L << "] = ";
 | 
				
			||||||
 | 
					        std::cout << lme[u][k] << std::endl;
 | 
				
			||||||
 | 
					      }
 | 
				
			||||||
 | 
					    }
 | 
				
			||||||
 | 
					#if 0    
 | 
				
			||||||
 | 
					    // re-orthogonalization for numerical stability
 | 
				
			||||||
 | 
					    if (b>0) {
 | 
				
			||||||
 | 
					      for (int u=0; u<Nu; ++u) {
 | 
				
			||||||
 | 
					        orthogonalize(w[u],evec,R);
 | 
				
			||||||
 | 
					      }
 | 
				
			||||||
 | 
					      for (int u=1; u<Nu; ++u) {
 | 
				
			||||||
 | 
					        orthogonalize(w[u],w,u);
 | 
				
			||||||
 | 
					      }
 | 
				
			||||||
 | 
					    }
 | 
				
			||||||
 | 
					    //if (b>0) {
 | 
				
			||||||
 | 
					    //  orthogonalize_blockhead(w[0],evec,b,Nu);
 | 
				
			||||||
 | 
					    //  for (int u=1; u<Nu; ++u) {
 | 
				
			||||||
 | 
					    //    orthogonalize(w[u],w,u);
 | 
				
			||||||
 | 
					    //  }
 | 
				
			||||||
 | 
					    //}
 | 
				
			||||||
 | 
					#endif
 | 
				
			||||||
 | 
					
 | 
				
			||||||
 | 
					    if (b < Nm/Nu-1) {
 | 
				
			||||||
 | 
					      for (int u=0; u<Nu; ++u) {
 | 
				
			||||||
 | 
					        evec[R+u] = w[u];
 | 
				
			||||||
 | 
					      }
 | 
				
			||||||
 | 
					    }
 | 
				
			||||||
 | 
					
 | 
				
			||||||
 | 
					  }
 | 
				
			||||||
 | 
					  
 | 
				
			||||||
 | 
					    
 | 
				
			||||||
 | 
					  void diagonalize_Eigen(std::vector<RealD>& eval, 
 | 
				
			||||||
 | 
					                         std::vector<std::vector<ComplexD>>& lmd,
 | 
				
			||||||
 | 
					                         std::vector<std::vector<ComplexD>>& lme, 
 | 
				
			||||||
 | 
								 int Nu, int Nk, int Nm,
 | 
				
			||||||
 | 
								 Eigen::MatrixXcd & Qt, // Nm x Nm
 | 
				
			||||||
 | 
								 GridBase *grid)
 | 
				
			||||||
 | 
					  {
 | 
				
			||||||
 | 
					    assert( Nk%Nu == 0 && Nm%Nu == 0 );
 | 
				
			||||||
 | 
					    assert( Nk <= Nm );
 | 
				
			||||||
 | 
					    Eigen::MatrixXcd BlockTriDiag = Eigen::MatrixXcd::Zero(Nk,Nk);
 | 
				
			||||||
 | 
					    
 | 
				
			||||||
 | 
					    for ( int u=0; u<Nu; ++u ) {
 | 
				
			||||||
 | 
					      for (int k=0; k<Nk; ++k ) {
 | 
				
			||||||
 | 
					        BlockTriDiag(k,u+(k/Nu)*Nu) = lmd[u][k];
 | 
				
			||||||
 | 
					      }
 | 
				
			||||||
 | 
					    }
 | 
				
			||||||
 | 
					    
 | 
				
			||||||
 | 
					    for ( int u=0; u<Nu; ++u ) {
 | 
				
			||||||
 | 
					      for (int k=Nu; k<Nk; ++k ) {
 | 
				
			||||||
 | 
					        BlockTriDiag(k-Nu,u+(k/Nu)*Nu) = conjugate(lme[u][k-Nu]);
 | 
				
			||||||
 | 
					        BlockTriDiag(u+(k/Nu)*Nu,k-Nu) = lme[u][k-Nu];
 | 
				
			||||||
 | 
					      }
 | 
				
			||||||
 | 
					    }
 | 
				
			||||||
 | 
					    //std::cout << BlockTriDiag << std::endl;
 | 
				
			||||||
 | 
					    
 | 
				
			||||||
 | 
					    Eigen::SelfAdjointEigenSolver<Eigen::MatrixXcd> eigensolver(BlockTriDiag);
 | 
				
			||||||
 | 
					
 | 
				
			||||||
 | 
					    for (int i = 0; i < Nk; i++) {
 | 
				
			||||||
 | 
					      eval[Nk-1-i] = eigensolver.eigenvalues()(i);
 | 
				
			||||||
 | 
					    }
 | 
				
			||||||
 | 
					    for (int i = 0; i < Nk; i++) {
 | 
				
			||||||
 | 
					      for (int j = 0; j < Nk; j++) {
 | 
				
			||||||
 | 
						Qt(j,Nk-1-i) = eigensolver.eigenvectors()(j,i);
 | 
				
			||||||
 | 
						//Qt(Nk-1-i,j) = eigensolver.eigenvectors()(i,j);
 | 
				
			||||||
 | 
						//Qt(i,j) = eigensolver.eigenvectors()(i,j);
 | 
				
			||||||
 | 
					      }
 | 
				
			||||||
 | 
					    }
 | 
				
			||||||
 | 
					  }
 | 
				
			||||||
 | 
					
 | 
				
			||||||
 | 
					
 | 
				
			||||||
 | 
					  void diagonalize(std::vector<RealD>& eval, 
 | 
				
			||||||
 | 
					                   std::vector<std::vector<ComplexD>>& lmd, 
 | 
				
			||||||
 | 
					                   std::vector<std::vector<ComplexD>>& lme, 
 | 
				
			||||||
 | 
							   int Nu, int Nk, int Nm,   
 | 
				
			||||||
 | 
							   Eigen::MatrixXcd & Qt,
 | 
				
			||||||
 | 
							   GridBase *grid)
 | 
				
			||||||
 | 
					  {
 | 
				
			||||||
 | 
					    Qt = Eigen::MatrixXcd::Identity(Nm,Nm);
 | 
				
			||||||
 | 
					    if ( diagonalisation == IRLdiagonaliseWithEigen ) { 
 | 
				
			||||||
 | 
					      diagonalize_Eigen(eval,lmd,lme,Nu,Nk,Nm,Qt,grid);
 | 
				
			||||||
 | 
					    } else { 
 | 
				
			||||||
 | 
					      assert(0);
 | 
				
			||||||
 | 
					    }
 | 
				
			||||||
 | 
					  }
 | 
				
			||||||
 | 
					  
 | 
				
			||||||
 | 
					
 | 
				
			||||||
 | 
					  void unpackHermitBlockTriDiagMatToEigen(
 | 
				
			||||||
 | 
					         std::vector<std::vector<ComplexD>>& lmd,  
 | 
				
			||||||
 | 
					         std::vector<std::vector<ComplexD>>& lme,
 | 
				
			||||||
 | 
					         int Nu, int Nb, int Nk, int Nm,
 | 
				
			||||||
 | 
					         Eigen::MatrixXcd& M)
 | 
				
			||||||
 | 
					  {
 | 
				
			||||||
 | 
					    //Glog << "unpackHermitBlockTriDiagMatToEigen() begin" << '\n'; 
 | 
				
			||||||
 | 
					    assert( Nk%Nu == 0 && Nm%Nu == 0 );
 | 
				
			||||||
 | 
					    assert( Nk <= Nm );
 | 
				
			||||||
 | 
					    M = Eigen::MatrixXcd::Zero(Nk,Nk);
 | 
				
			||||||
 | 
					    
 | 
				
			||||||
 | 
					    // rearrange 
 | 
				
			||||||
 | 
					    for ( int u=0; u<Nu; ++u ) {
 | 
				
			||||||
 | 
					      for (int k=0; k<Nk; ++k ) {
 | 
				
			||||||
 | 
					        M(k,u+(k/Nu)*Nu) = lmd[u][k];
 | 
				
			||||||
 | 
					      }
 | 
				
			||||||
 | 
					    }
 | 
				
			||||||
 | 
					
 | 
				
			||||||
 | 
					    for ( int u=0; u<Nu; ++u ) {
 | 
				
			||||||
 | 
					      for (int k=Nu; k<Nk; ++k ) {
 | 
				
			||||||
 | 
					        M(k-Nu,u+(k/Nu)*Nu) = conjugate(lme[u][k-Nu]);
 | 
				
			||||||
 | 
					        M(u+(k/Nu)*Nu,k-Nu) = lme[u][k-Nu];
 | 
				
			||||||
 | 
					      }
 | 
				
			||||||
 | 
					    }
 | 
				
			||||||
 | 
					    //Glog << "unpackHermitBlockTriDiagMatToEigen() end" << endl; 
 | 
				
			||||||
 | 
					  }
 | 
				
			||||||
 | 
					 
 | 
				
			||||||
 | 
					
 | 
				
			||||||
 | 
					  void packHermitBlockTriDiagMatfromEigen(
 | 
				
			||||||
 | 
					         std::vector<std::vector<ComplexD>>& lmd,
 | 
				
			||||||
 | 
					         std::vector<std::vector<ComplexD>>& lme,
 | 
				
			||||||
 | 
					         int Nu, int Nb, int Nk, int Nm,
 | 
				
			||||||
 | 
					         Eigen::MatrixXcd& M)
 | 
				
			||||||
 | 
					  {
 | 
				
			||||||
 | 
					    //Glog << "packHermitBlockTriDiagMatfromEigen() begin" << '\n'; 
 | 
				
			||||||
 | 
					    assert( Nk%Nu == 0 && Nm%Nu == 0 );
 | 
				
			||||||
 | 
					    assert( Nk <= Nm );
 | 
				
			||||||
 | 
					    
 | 
				
			||||||
 | 
					    // rearrange 
 | 
				
			||||||
 | 
					    for ( int u=0; u<Nu; ++u ) {
 | 
				
			||||||
 | 
					      for (int k=0; k<Nk; ++k ) {
 | 
				
			||||||
 | 
					        lmd[u][k] = M(k,u+(k/Nu)*Nu);
 | 
				
			||||||
 | 
					      }
 | 
				
			||||||
 | 
					    }
 | 
				
			||||||
 | 
					
 | 
				
			||||||
 | 
					    for ( int u=0; u<Nu; ++u ) {
 | 
				
			||||||
 | 
					      for (int k=Nu; k<Nk; ++k ) {
 | 
				
			||||||
 | 
					        lme[u][k-Nu] = M(u+(k/Nu)*Nu,k-Nu);
 | 
				
			||||||
 | 
					      }
 | 
				
			||||||
 | 
					    }
 | 
				
			||||||
 | 
					    //Glog << "packHermitBlockTriDiagMatfromEigen() end" << endl; 
 | 
				
			||||||
 | 
					  }
 | 
				
			||||||
 | 
					
 | 
				
			||||||
 | 
					
 | 
				
			||||||
 | 
					  // assume the input matrix M is a band matrix
 | 
				
			||||||
 | 
					  void shiftedQRDecompEigen(Eigen::MatrixXcd& M, int Nu, int Nm,
 | 
				
			||||||
 | 
							            RealD Dsh,
 | 
				
			||||||
 | 
							            Eigen::MatrixXcd& Qprod)
 | 
				
			||||||
 | 
					  {
 | 
				
			||||||
 | 
					    //Glog << "shiftedQRDecompEigen() begin" << '\n'; 
 | 
				
			||||||
 | 
					    Eigen::MatrixXcd Q = Eigen::MatrixXcd::Zero(Nm,Nm);
 | 
				
			||||||
 | 
					    Eigen::MatrixXcd R = Eigen::MatrixXcd::Zero(Nm,Nm);
 | 
				
			||||||
 | 
					    Eigen::MatrixXcd Mtmp = Eigen::MatrixXcd::Zero(Nm,Nm);
 | 
				
			||||||
 | 
					    
 | 
				
			||||||
 | 
					    Mtmp = M;
 | 
				
			||||||
 | 
					    for (int i=0; i<Nm; ++i ) {
 | 
				
			||||||
 | 
					      Mtmp(i,i) = M(i,i) - Dsh;
 | 
				
			||||||
 | 
					    }
 | 
				
			||||||
 | 
					    
 | 
				
			||||||
 | 
					    Eigen::HouseholderQR<Eigen::MatrixXcd> QRD(Mtmp);
 | 
				
			||||||
 | 
					    Q = QRD.householderQ();
 | 
				
			||||||
 | 
					    R = QRD.matrixQR(); // upper triangular part is the R matrix.
 | 
				
			||||||
 | 
					                        // lower triangular part used to represent series
 | 
				
			||||||
 | 
					                        // of Q sequence.
 | 
				
			||||||
 | 
					
 | 
				
			||||||
 | 
					    // equivalent operation of Qprod *= Q
 | 
				
			||||||
 | 
					    //M = Eigen::MatrixXcd::Zero(Nm,Nm);
 | 
				
			||||||
 | 
					    
 | 
				
			||||||
 | 
					    //for (int i=0; i<Nm; ++i) {
 | 
				
			||||||
 | 
					    //  for (int j=0; j<Nm-2*(Nu+1); ++j) {
 | 
				
			||||||
 | 
					    //    for (int k=0; k<2*(Nu+1)+j; ++k) {
 | 
				
			||||||
 | 
					    //      M(i,j) += Qprod(i,k)*Q(k,j);
 | 
				
			||||||
 | 
					    //    }
 | 
				
			||||||
 | 
					    //  }
 | 
				
			||||||
 | 
					    //}
 | 
				
			||||||
 | 
					    //for (int i=0; i<Nm; ++i) {
 | 
				
			||||||
 | 
					    //  for (int j=Nm-2*(Nu+1); j<Nm; ++j) {
 | 
				
			||||||
 | 
					    //    for (int k=0; k<Nm; ++k) {
 | 
				
			||||||
 | 
					    //      M(i,j) += Qprod(i,k)*Q(k,j);
 | 
				
			||||||
 | 
					    //    }
 | 
				
			||||||
 | 
					    //  }
 | 
				
			||||||
 | 
					    //}
 | 
				
			||||||
 | 
					    
 | 
				
			||||||
 | 
					    Mtmp = Eigen::MatrixXcd::Zero(Nm,Nm);
 | 
				
			||||||
 | 
					
 | 
				
			||||||
 | 
					    for (int i=0; i<Nm; ++i) {
 | 
				
			||||||
 | 
					      for (int j=0; j<Nm-(Nu+1); ++j) {
 | 
				
			||||||
 | 
					        for (int k=0; k<Nu+1+j; ++k) {
 | 
				
			||||||
 | 
					          Mtmp(i,j) += Qprod(i,k)*Q(k,j);
 | 
				
			||||||
 | 
					        }
 | 
				
			||||||
 | 
					      }
 | 
				
			||||||
 | 
					    }
 | 
				
			||||||
 | 
					    for (int i=0; i<Nm; ++i) {
 | 
				
			||||||
 | 
					      for (int j=Nm-(Nu+1); j<Nm; ++j) {
 | 
				
			||||||
 | 
					        for (int k=0; k<Nm; ++k) {
 | 
				
			||||||
 | 
					          Mtmp(i,j) += Qprod(i,k)*Q(k,j);
 | 
				
			||||||
 | 
					        }
 | 
				
			||||||
 | 
					      }
 | 
				
			||||||
 | 
					    }
 | 
				
			||||||
 | 
					    
 | 
				
			||||||
 | 
					    //static int ntimes = 2;
 | 
				
			||||||
 | 
					    //for (int j=0; j<Nm-(ntimes*Nu); ++j) {
 | 
				
			||||||
 | 
					    //  for (int i=ntimes*Nu+j; i<Nm; ++i) {
 | 
				
			||||||
 | 
					    //    Mtmp(i,j) = 0.0;
 | 
				
			||||||
 | 
					    //  }
 | 
				
			||||||
 | 
					    //}
 | 
				
			||||||
 | 
					    //ntimes++;
 | 
				
			||||||
 | 
					
 | 
				
			||||||
 | 
					    Qprod = Mtmp;
 | 
				
			||||||
 | 
					     
 | 
				
			||||||
 | 
					    // equivalent operation of M = Q.adjoint()*(M*Q)
 | 
				
			||||||
 | 
					    Mtmp = Eigen::MatrixXcd::Zero(Nm,Nm);
 | 
				
			||||||
 | 
					    
 | 
				
			||||||
 | 
					    for (int a=0, i=0, kmax=0; a<Nu+1; ++a) {
 | 
				
			||||||
 | 
					      for (int j=0; j<Nm-a; ++j) {
 | 
				
			||||||
 | 
					        i = j+a;
 | 
				
			||||||
 | 
					        kmax = (Nu+1)+j;
 | 
				
			||||||
 | 
					        if (kmax > Nm) kmax = Nm;
 | 
				
			||||||
 | 
					        for (int k=i; k<kmax; ++k) { 
 | 
				
			||||||
 | 
					          Mtmp(i,j) += R(i,k)*Q(k,j);
 | 
				
			||||||
 | 
					        }
 | 
				
			||||||
 | 
					        Mtmp(j,i) = conj(Mtmp(i,j));
 | 
				
			||||||
 | 
					      }
 | 
				
			||||||
 | 
					    }
 | 
				
			||||||
 | 
					
 | 
				
			||||||
 | 
					    for (int i=0; i<Nm; ++i) {
 | 
				
			||||||
 | 
					      Mtmp(i,i) = real(Mtmp(i,i)) + Dsh;
 | 
				
			||||||
 | 
					    }
 | 
				
			||||||
 | 
					    
 | 
				
			||||||
 | 
					    M = Mtmp;
 | 
				
			||||||
 | 
					
 | 
				
			||||||
 | 
					    //M = Q.adjoint()*(M*Q);
 | 
				
			||||||
 | 
					    //for (int i=0; i<Nm; ++i) {
 | 
				
			||||||
 | 
					    //  for (int j=0; j<Nm; ++j) {
 | 
				
			||||||
 | 
					    //    if (i==j) M(i,i) = real(M(i,i));
 | 
				
			||||||
 | 
					    //    if (j>i)  M(i,j) = conj(M(j,i));
 | 
				
			||||||
 | 
					    //    if (i-j > Nu || j-i > Nu) M(i,j) = 0.;
 | 
				
			||||||
 | 
					    //  }
 | 
				
			||||||
 | 
					    //}
 | 
				
			||||||
 | 
					    
 | 
				
			||||||
 | 
					    //Glog << "shiftedQRDecompEigen() end" << endl; 
 | 
				
			||||||
 | 
					  }
 | 
				
			||||||
 | 
					
 | 
				
			||||||
 | 
					  void exampleQRDecompEigen(void)
 | 
				
			||||||
 | 
					  {
 | 
				
			||||||
 | 
					    Eigen::MatrixXd A = Eigen::MatrixXd::Zero(3,3);
 | 
				
			||||||
 | 
					    Eigen::MatrixXd Q = Eigen::MatrixXd::Zero(3,3);
 | 
				
			||||||
 | 
					    Eigen::MatrixXd R = Eigen::MatrixXd::Zero(3,3);
 | 
				
			||||||
 | 
					    Eigen::MatrixXd P = Eigen::MatrixXd::Zero(3,3);
 | 
				
			||||||
 | 
					
 | 
				
			||||||
 | 
					    A(0,0) = 12.0;
 | 
				
			||||||
 | 
					    A(0,1) = -51.0;
 | 
				
			||||||
 | 
					    A(0,2) = 4.0;
 | 
				
			||||||
 | 
					    A(1,0) = 6.0;
 | 
				
			||||||
 | 
					    A(1,1) = 167.0;
 | 
				
			||||||
 | 
					    A(1,2) = -68.0;
 | 
				
			||||||
 | 
					    A(2,0) = -4.0;
 | 
				
			||||||
 | 
					    A(2,1) = 24.0;
 | 
				
			||||||
 | 
					    A(2,2) = -41.0;
 | 
				
			||||||
 | 
					    
 | 
				
			||||||
 | 
					    Glog << "matrix A before ColPivHouseholder" << std::endl;
 | 
				
			||||||
 | 
					    for ( int i=0; i<3; i++ ) {
 | 
				
			||||||
 | 
					      for ( int j=0; j<3; j++ ) {
 | 
				
			||||||
 | 
					        Glog << "A[" << i << "," << j << "] = " << A(i,j) << '\n';
 | 
				
			||||||
 | 
					      }
 | 
				
			||||||
 | 
					    }
 | 
				
			||||||
 | 
					    Glog << std::endl;
 | 
				
			||||||
 | 
					
 | 
				
			||||||
 | 
					    Eigen::ColPivHouseholderQR<Eigen::MatrixXd> QRD(A);
 | 
				
			||||||
 | 
					    
 | 
				
			||||||
 | 
					    Glog << "matrix A after ColPivHouseholder" << std::endl;
 | 
				
			||||||
 | 
					    for ( int i=0; i<3; i++ ) {
 | 
				
			||||||
 | 
					      for ( int j=0; j<3; j++ ) {
 | 
				
			||||||
 | 
					        Glog << "A[" << i << "," << j << "] = " << A(i,j) << '\n';
 | 
				
			||||||
 | 
					      }
 | 
				
			||||||
 | 
					    }
 | 
				
			||||||
 | 
					    Glog << std::endl;
 | 
				
			||||||
 | 
					    
 | 
				
			||||||
 | 
					    Glog << "HouseholderQ with sequence lenth = nonzeroPiviots" << std::endl;
 | 
				
			||||||
 | 
					    Q = QRD.householderQ().setLength(QRD.nonzeroPivots());
 | 
				
			||||||
 | 
					    for ( int i=0; i<3; i++ ) {
 | 
				
			||||||
 | 
					      for ( int j=0; j<3; j++ ) {
 | 
				
			||||||
 | 
					        Glog << "Q[" << i << "," << j << "] = " << Q(i,j) << '\n';
 | 
				
			||||||
 | 
					      }
 | 
				
			||||||
 | 
					    }
 | 
				
			||||||
 | 
					    Glog << std::endl;
 | 
				
			||||||
 | 
					    
 | 
				
			||||||
 | 
					    Glog << "HouseholderQ with sequence lenth = 1" << std::endl;
 | 
				
			||||||
 | 
					    Q = QRD.householderQ().setLength(1);
 | 
				
			||||||
 | 
					    for ( int i=0; i<3; i++ ) {
 | 
				
			||||||
 | 
					      for ( int j=0; j<3; j++ ) {
 | 
				
			||||||
 | 
					        Glog << "Q[" << i << "," << j << "] = " << Q(i,j) << '\n';
 | 
				
			||||||
 | 
					      }
 | 
				
			||||||
 | 
					    }
 | 
				
			||||||
 | 
					    Glog << std::endl;
 | 
				
			||||||
 | 
					    
 | 
				
			||||||
 | 
					    Glog << "HouseholderQ with sequence lenth = 2" << std::endl;
 | 
				
			||||||
 | 
					    Q = QRD.householderQ().setLength(2);
 | 
				
			||||||
 | 
					    for ( int i=0; i<3; i++ ) {
 | 
				
			||||||
 | 
					      for ( int j=0; j<3; j++ ) {
 | 
				
			||||||
 | 
					        Glog << "Q[" << i << "," << j << "] = " << Q(i,j) << '\n';
 | 
				
			||||||
 | 
					      }
 | 
				
			||||||
 | 
					    }
 | 
				
			||||||
 | 
					    Glog << std::endl;
 | 
				
			||||||
 | 
					    
 | 
				
			||||||
 | 
					    Glog << "matrixR" << std::endl;
 | 
				
			||||||
 | 
					    R = QRD.matrixR();
 | 
				
			||||||
 | 
					    for ( int i=0; i<3; i++ ) {
 | 
				
			||||||
 | 
					      for ( int j=0; j<3; j++ ) {
 | 
				
			||||||
 | 
					        Glog << "R[" << i << "," << j << "] = " << R(i,j) << '\n';
 | 
				
			||||||
 | 
					      }
 | 
				
			||||||
 | 
					    }
 | 
				
			||||||
 | 
					    Glog << std::endl;
 | 
				
			||||||
 | 
					
 | 
				
			||||||
 | 
					    Glog << "rank = " << QRD.rank() << std::endl;
 | 
				
			||||||
 | 
					    Glog << "threshold = " << QRD.threshold() << std::endl;
 | 
				
			||||||
 | 
					    
 | 
				
			||||||
 | 
					    Glog << "matrixP" << std::endl;
 | 
				
			||||||
 | 
					    P = QRD.colsPermutation();
 | 
				
			||||||
 | 
					    for ( int i=0; i<3; i++ ) {
 | 
				
			||||||
 | 
					      for ( int j=0; j<3; j++ ) {
 | 
				
			||||||
 | 
					        Glog << "P[" << i << "," << j << "] = " << P(i,j) << '\n';
 | 
				
			||||||
 | 
					      }
 | 
				
			||||||
 | 
					    }
 | 
				
			||||||
 | 
					    Glog << std::endl;
 | 
				
			||||||
 | 
					
 | 
				
			||||||
 | 
					
 | 
				
			||||||
 | 
					    Glog << "QR decomposition without column pivoting" << std::endl;
 | 
				
			||||||
 | 
					    
 | 
				
			||||||
 | 
					    A(0,0) = 12.0;
 | 
				
			||||||
 | 
					    A(0,1) = -51.0;
 | 
				
			||||||
 | 
					    A(0,2) = 4.0;
 | 
				
			||||||
 | 
					    A(1,0) = 6.0;
 | 
				
			||||||
 | 
					    A(1,1) = 167.0;
 | 
				
			||||||
 | 
					    A(1,2) = -68.0;
 | 
				
			||||||
 | 
					    A(2,0) = -4.0;
 | 
				
			||||||
 | 
					    A(2,1) = 24.0;
 | 
				
			||||||
 | 
					    A(2,2) = -41.0;
 | 
				
			||||||
 | 
					    
 | 
				
			||||||
 | 
					    Glog << "matrix A before Householder" << std::endl;
 | 
				
			||||||
 | 
					    for ( int i=0; i<3; i++ ) {
 | 
				
			||||||
 | 
					      for ( int j=0; j<3; j++ ) {
 | 
				
			||||||
 | 
					        Glog << "A[" << i << "," << j << "] = " << A(i,j) << '\n';
 | 
				
			||||||
 | 
					      }
 | 
				
			||||||
 | 
					    }
 | 
				
			||||||
 | 
					    Glog << std::endl;
 | 
				
			||||||
 | 
					    
 | 
				
			||||||
 | 
					    Eigen::HouseholderQR<Eigen::MatrixXd> QRDplain(A);
 | 
				
			||||||
 | 
					    
 | 
				
			||||||
 | 
					    Glog << "HouseholderQ" << std::endl;
 | 
				
			||||||
 | 
					    Q = QRDplain.householderQ();
 | 
				
			||||||
 | 
					    for ( int i=0; i<3; i++ ) {
 | 
				
			||||||
 | 
					      for ( int j=0; j<3; j++ ) {
 | 
				
			||||||
 | 
					        Glog << "Q[" << i << "," << j << "] = " << Q(i,j) << '\n';
 | 
				
			||||||
 | 
					      }
 | 
				
			||||||
 | 
					    }
 | 
				
			||||||
 | 
					    Glog << std::endl;
 | 
				
			||||||
 | 
					    
 | 
				
			||||||
 | 
					    Glog << "matrix A after Householder" << std::endl;
 | 
				
			||||||
 | 
					    for ( int i=0; i<3; i++ ) {
 | 
				
			||||||
 | 
					      for ( int j=0; j<3; j++ ) {
 | 
				
			||||||
 | 
					        Glog << "A[" << i << "," << j << "] = " << A(i,j) << '\n';
 | 
				
			||||||
 | 
					      }
 | 
				
			||||||
 | 
					    }
 | 
				
			||||||
 | 
					    Glog << std::endl;
 | 
				
			||||||
 | 
					  }
 | 
				
			||||||
 | 
					
 | 
				
			||||||
 | 
					 };
 | 
				
			||||||
 | 
					}
 | 
				
			||||||
 | 
					#undef Glog
 | 
				
			||||||
 | 
					#endif
 | 
				
			||||||
							
								
								
									
										835
									
								
								lib/algorithms/iterative/ImplicitlyRestartedBlockLanczos.h.bak
									
									
									
									
									
										Normal file
									
								
							
							
						
						
									
										835
									
								
								lib/algorithms/iterative/ImplicitlyRestartedBlockLanczos.h.bak
									
									
									
									
									
										Normal file
									
								
							@@ -0,0 +1,835 @@
 | 
				
			|||||||
 | 
					    /*************************************************************************************
 | 
				
			||||||
 | 
					
 | 
				
			||||||
 | 
					    Grid physics library, www.github.com/paboyle/Grid 
 | 
				
			||||||
 | 
					
 | 
				
			||||||
 | 
					    Source file: ./lib/algorithms/iterative/ImplicitlyRestartedBlockLanczos.h
 | 
				
			||||||
 | 
					
 | 
				
			||||||
 | 
					    Copyright (C) 2015
 | 
				
			||||||
 | 
					
 | 
				
			||||||
 | 
					Author: Peter Boyle <paboyle@ph.ed.ac.uk>
 | 
				
			||||||
 | 
					Author: Chulwoo Jung
 | 
				
			||||||
 | 
					Author: Yong-Chull Jang <ypj@quark.phy.bnl.gov> 
 | 
				
			||||||
 | 
					Author: Guido Cossu
 | 
				
			||||||
 | 
					
 | 
				
			||||||
 | 
					    This program is free software; you can redistribute it and/or modify
 | 
				
			||||||
 | 
					    it under the terms of the GNU General Public License as published by
 | 
				
			||||||
 | 
					    the Free Software Foundation; either version 2 of the License, or
 | 
				
			||||||
 | 
					    (at your option) any later version.
 | 
				
			||||||
 | 
					
 | 
				
			||||||
 | 
					    This program is distributed in the hope that it will be useful,
 | 
				
			||||||
 | 
					    but WITHOUT ANY WARRANTY; without even the implied warranty of
 | 
				
			||||||
 | 
					    MERCHANTABILITY or FITNESS FOR A PARTICULAR PURPOSE.  See the
 | 
				
			||||||
 | 
					    GNU General Public License for more details.
 | 
				
			||||||
 | 
					
 | 
				
			||||||
 | 
					    You should have received a copy of the GNU General Public License along
 | 
				
			||||||
 | 
					    with this program; if not, write to the Free Software Foundation, Inc.,
 | 
				
			||||||
 | 
					    51 Franklin Street, Fifth Floor, Boston, MA 02110-1301 USA.
 | 
				
			||||||
 | 
					
 | 
				
			||||||
 | 
					    See the full license in the file "LICENSE" in the top level distribution directory
 | 
				
			||||||
 | 
					    *************************************************************************************/
 | 
				
			||||||
 | 
					    /*  END LEGAL */
 | 
				
			||||||
 | 
					#ifndef GRID_IRBL_H
 | 
				
			||||||
 | 
					#define GRID_IRBL_H
 | 
				
			||||||
 | 
					
 | 
				
			||||||
 | 
					#include <string.h> //memset
 | 
				
			||||||
 | 
					
 | 
				
			||||||
 | 
					#define clog std::cout << GridLogMessage 
 | 
				
			||||||
 | 
					
 | 
				
			||||||
 | 
					namespace Grid {
 | 
				
			||||||
 | 
					
 | 
				
			||||||
 | 
					/////////////////////////////////////////////////////////////
 | 
				
			||||||
 | 
					// Implicitly restarted block lanczos
 | 
				
			||||||
 | 
					/////////////////////////////////////////////////////////////
 | 
				
			||||||
 | 
					template<class Field> 
 | 
				
			||||||
 | 
					class ImplicitlyRestartedBlockLanczos {
 | 
				
			||||||
 | 
					
 | 
				
			||||||
 | 
					private:       
 | 
				
			||||||
 | 
					  
 | 
				
			||||||
 | 
					  std::string cname = std::string("ImplicitlyRestartedBlockLanczos");
 | 
				
			||||||
 | 
					  int MaxIter;   // Max iterations
 | 
				
			||||||
 | 
					  int Nstop;     // Number of evecs checked for convergence
 | 
				
			||||||
 | 
					  int Nu;        // Numbeer of vecs in the unit block
 | 
				
			||||||
 | 
					  int Nk;        // Number of converged sought
 | 
				
			||||||
 | 
					  int Nm;        // total number of vectors
 | 
				
			||||||
 | 
					  int Nblock_k;    // Nk/Nu
 | 
				
			||||||
 | 
					  int Nblock_m;    // Nm/Nu
 | 
				
			||||||
 | 
					  RealD eresid;
 | 
				
			||||||
 | 
					  IRLdiagonalisation diagonalisation;
 | 
				
			||||||
 | 
					  ////////////////////////////////////
 | 
				
			||||||
 | 
					  // Embedded objects
 | 
				
			||||||
 | 
					  ////////////////////////////////////
 | 
				
			||||||
 | 
					           SortEigen<Field> _sort;
 | 
				
			||||||
 | 
					  LinearOperatorBase<Field> &_Linop;
 | 
				
			||||||
 | 
					    OperatorFunction<Field> &_poly;
 | 
				
			||||||
 | 
					
 | 
				
			||||||
 | 
					  /////////////////////////
 | 
				
			||||||
 | 
					  // Constructor
 | 
				
			||||||
 | 
					  /////////////////////////
 | 
				
			||||||
 | 
					public:       
 | 
				
			||||||
 | 
					 ImplicitlyRestartedBlockLanczos(LinearOperatorBase<Field> &Linop, // op
 | 
				
			||||||
 | 
					                                 OperatorFunction<Field> & poly,   // polynomial
 | 
				
			||||||
 | 
					                                 int _Nstop, // really sought vecs
 | 
				
			||||||
 | 
					                                 int _Nu,    // vecs in the unit block
 | 
				
			||||||
 | 
					                                 int _Nk,    // sought vecs
 | 
				
			||||||
 | 
					                                 int _Nm,    // total vecs
 | 
				
			||||||
 | 
					                                 RealD _eresid, // resid in lmd deficit 
 | 
				
			||||||
 | 
					                                 int _MaxIter,  // Max iterations
 | 
				
			||||||
 | 
					                                 IRLdiagonalisation _diagonalisation = IRLdiagonaliseWithEigen)
 | 
				
			||||||
 | 
					   : _Linop(Linop),    _poly(poly),
 | 
				
			||||||
 | 
					      Nstop(_Nstop), Nu(_Nu), Nk(_Nk), Nm(_Nm), 
 | 
				
			||||||
 | 
					      Nblock_m(_Nm/_Nu), Nblock_k(_Nk/_Nu),
 | 
				
			||||||
 | 
					      //eresid(_eresid),  MaxIter(10),
 | 
				
			||||||
 | 
					      eresid(_eresid),  MaxIter(_MaxIter),
 | 
				
			||||||
 | 
					      diagonalisation(_diagonalisation)
 | 
				
			||||||
 | 
					  { assert( (Nk%Nu==0) && (Nm%Nu==0) ); };
 | 
				
			||||||
 | 
					
 | 
				
			||||||
 | 
					  ////////////////////////////////
 | 
				
			||||||
 | 
					  // Helpers
 | 
				
			||||||
 | 
					  ////////////////////////////////
 | 
				
			||||||
 | 
					  static RealD normalize(Field& v) 
 | 
				
			||||||
 | 
					  {
 | 
				
			||||||
 | 
					    RealD nn = norm2(v);
 | 
				
			||||||
 | 
					    nn = sqrt(nn);
 | 
				
			||||||
 | 
					    v = v * (1.0/nn);
 | 
				
			||||||
 | 
					    return nn;
 | 
				
			||||||
 | 
					  }
 | 
				
			||||||
 | 
					  
 | 
				
			||||||
 | 
					  void orthogonalize(Field& w, std::vector<Field>& evec, int k)
 | 
				
			||||||
 | 
					  {
 | 
				
			||||||
 | 
					    typedef typename Field::scalar_type MyComplex;
 | 
				
			||||||
 | 
					    MyComplex ip;
 | 
				
			||||||
 | 
					    
 | 
				
			||||||
 | 
					    for(int j=0; j<k; ++j){
 | 
				
			||||||
 | 
					      ip = innerProduct(evec[j],w); 
 | 
				
			||||||
 | 
					      w = w - ip * evec[j];
 | 
				
			||||||
 | 
					    }
 | 
				
			||||||
 | 
					    normalize(w);
 | 
				
			||||||
 | 
					  }
 | 
				
			||||||
 | 
					
 | 
				
			||||||
 | 
					/* Rudy Arthur's thesis pp.137
 | 
				
			||||||
 | 
					------------------------
 | 
				
			||||||
 | 
					Require: M > K P = M − K †
 | 
				
			||||||
 | 
					Compute the factorization AVM = VM HM + fM eM 
 | 
				
			||||||
 | 
					repeat
 | 
				
			||||||
 | 
					  Q=I
 | 
				
			||||||
 | 
					  for i = 1,...,P do
 | 
				
			||||||
 | 
					    QiRi =HM −θiI Q = QQi
 | 
				
			||||||
 | 
					    H M = Q †i H M Q i
 | 
				
			||||||
 | 
					  end for
 | 
				
			||||||
 | 
					  βK =HM(K+1,K) σK =Q(M,K)
 | 
				
			||||||
 | 
					  r=vK+1βK +rσK
 | 
				
			||||||
 | 
					  VK =VM(1:M)Q(1:M,1:K)
 | 
				
			||||||
 | 
					  HK =HM(1:K,1:K)
 | 
				
			||||||
 | 
					  →AVK =VKHK +fKe†K † Extend to an M = K + P step factorization AVM = VMHM + fMeM
 | 
				
			||||||
 | 
					until convergence
 | 
				
			||||||
 | 
					*/
 | 
				
			||||||
 | 
					  void calc(std::vector<RealD>& eval,  
 | 
				
			||||||
 | 
					            std::vector<Field>& evec, 
 | 
				
			||||||
 | 
					            const std::vector<Field>& src, int& Nconv)
 | 
				
			||||||
 | 
					  {
 | 
				
			||||||
 | 
					    std::string fname = std::string(cname+"::calc()"); 
 | 
				
			||||||
 | 
					    GridBase *grid = evec[0]._grid;
 | 
				
			||||||
 | 
					    assert(grid == src[0]._grid);
 | 
				
			||||||
 | 
					    assert( Nu = src.size() );
 | 
				
			||||||
 | 
					    
 | 
				
			||||||
 | 
					    clog << std::string(74,'*') << std::endl;
 | 
				
			||||||
 | 
					    clog << fname + " starting iteration 0 /  "<< MaxIter<< std::endl;
 | 
				
			||||||
 | 
					    clog << std::string(74,'*') << std::endl;
 | 
				
			||||||
 | 
					    clog <<" -- seek   Nk    = "<< Nk    <<" vectors"<< std::endl;
 | 
				
			||||||
 | 
					    clog <<" -- accept Nstop = "<< Nstop <<" vectors"<< std::endl;
 | 
				
			||||||
 | 
					    clog <<" -- total  Nm    = "<< Nm    <<" vectors"<< std::endl;
 | 
				
			||||||
 | 
					    clog <<" -- size of eval = "<< eval.size() << std::endl;
 | 
				
			||||||
 | 
					    clog <<" -- size of evec = "<< evec.size() << std::endl;
 | 
				
			||||||
 | 
					    if ( diagonalisation == IRLdiagonaliseWithEigen ) { 
 | 
				
			||||||
 | 
					      clog << "Diagonalisation is Eigen "<< std::endl;
 | 
				
			||||||
 | 
					    } else {
 | 
				
			||||||
 | 
					      abort();
 | 
				
			||||||
 | 
					    }
 | 
				
			||||||
 | 
					    clog << std::string(74,'*') << std::endl;
 | 
				
			||||||
 | 
					    
 | 
				
			||||||
 | 
					    assert(Nm == evec.size() && Nm == eval.size());
 | 
				
			||||||
 | 
						
 | 
				
			||||||
 | 
					    std::vector<std::vector<ComplexD>> lmd(Nu,std::vector<ComplexD>(Nm,0.0));  
 | 
				
			||||||
 | 
					    std::vector<std::vector<ComplexD>> lme(Nu,std::vector<ComplexD>(Nm,0.0));  
 | 
				
			||||||
 | 
					    std::vector<std::vector<ComplexD>> lmd2(Nu,std::vector<ComplexD>(Nm,0.0));  
 | 
				
			||||||
 | 
					    std::vector<std::vector<ComplexD>> lme2(Nu,std::vector<ComplexD>(Nm,0.0));  
 | 
				
			||||||
 | 
					    std::vector<RealD> eval2(Nm);
 | 
				
			||||||
 | 
					
 | 
				
			||||||
 | 
					    Eigen::MatrixXcd    Qt = Eigen::MatrixXcd::Zero(Nm,Nm);
 | 
				
			||||||
 | 
					    Eigen::MatrixXcd    Q = Eigen::MatrixXcd::Zero(Nm,Nm);
 | 
				
			||||||
 | 
					
 | 
				
			||||||
 | 
					    std::vector<int>   Iconv(Nm);
 | 
				
			||||||
 | 
					    std::vector<Field>  B(Nm,grid); // waste of space replicating
 | 
				
			||||||
 | 
					    
 | 
				
			||||||
 | 
					    std::vector<Field> f(Nu,grid);
 | 
				
			||||||
 | 
					    std::vector<Field> f_copy(Nu,grid);
 | 
				
			||||||
 | 
					    Field v(grid);
 | 
				
			||||||
 | 
					    
 | 
				
			||||||
 | 
					    Nconv = 0;
 | 
				
			||||||
 | 
					    
 | 
				
			||||||
 | 
					    RealD beta_k;
 | 
				
			||||||
 | 
					  
 | 
				
			||||||
 | 
					    // set initial vector
 | 
				
			||||||
 | 
					    for (int i=0; i<Nu; ++i) {
 | 
				
			||||||
 | 
					      clog << "norm2(src[" << i << "])= "<< norm2(src[i]) << std::endl;
 | 
				
			||||||
 | 
					      evec[i] = src[i];
 | 
				
			||||||
 | 
					      orthogonalize(evec[i],evec,i);
 | 
				
			||||||
 | 
					      clog << "norm2(evec[" << i << "])= "<< norm2(evec[i]) << std::endl;
 | 
				
			||||||
 | 
					    }
 | 
				
			||||||
 | 
					    
 | 
				
			||||||
 | 
					    // initial Nblock_k steps
 | 
				
			||||||
 | 
					    for(int b=0; b<Nblock_k; ++b) blockwiseStep(lmd,lme,evec,f,f_copy,b);
 | 
				
			||||||
 | 
					
 | 
				
			||||||
 | 
					    // restarting loop begins
 | 
				
			||||||
 | 
					    int iter;
 | 
				
			||||||
 | 
					    for(iter = 0; iter<MaxIter; ++iter){
 | 
				
			||||||
 | 
					      
 | 
				
			||||||
 | 
					      clog <<" **********************"<< std::endl;
 | 
				
			||||||
 | 
					      clog <<" Restart iteration = "<< iter << std::endl;
 | 
				
			||||||
 | 
					      clog <<" **********************"<< std::endl;
 | 
				
			||||||
 | 
					      
 | 
				
			||||||
 | 
					      // additional (Nblock_m - Nblock_k) steps
 | 
				
			||||||
 | 
					      for(int b=Nblock_k; b<Nblock_m; ++b) blockwiseStep(lmd,lme,evec,f,f_copy,b);
 | 
				
			||||||
 | 
					      
 | 
				
			||||||
 | 
					      for(int k=0; k<Nm; ++k) {
 | 
				
			||||||
 | 
					        clog << "ckpt A1: lme[" << k << "] = " << lme[0][k] << '\n';
 | 
				
			||||||
 | 
					      }
 | 
				
			||||||
 | 
					      for(int k=0; k<Nm; ++k) {
 | 
				
			||||||
 | 
					        clog << "ckpt A2: lmd[" << k << "] = " << lmd[0][k] << '\n';
 | 
				
			||||||
 | 
					      }
 | 
				
			||||||
 | 
					      
 | 
				
			||||||
 | 
					      // residual vector
 | 
				
			||||||
 | 
					#if 1 // ypj[fixme] temporary to check a case when block has one vector
 | 
				
			||||||
 | 
					      for ( int i=0; i<Nu; ++i) f_copy[i] = f[i];
 | 
				
			||||||
 | 
					      for ( int i=0; i<Nu; ++i) {
 | 
				
			||||||
 | 
					        f[i] = f_copy[0]*lme[0][Nm-Nu+i]; 
 | 
				
			||||||
 | 
					        for ( int j=1; j<Nu; ++j) { 
 | 
				
			||||||
 | 
					          f[i] += f_copy[j]*lme[j][Nm-Nu+i]; 
 | 
				
			||||||
 | 
					        }
 | 
				
			||||||
 | 
					        //clog << "ckpt C (i= " << i << ")" << '\n';
 | 
				
			||||||
 | 
					        //clog << "norm2(f) = " << norm2(f[i]) << std::endl;
 | 
				
			||||||
 | 
					      }
 | 
				
			||||||
 | 
					#endif
 | 
				
			||||||
 | 
					      
 | 
				
			||||||
 | 
					      // getting eigenvalues
 | 
				
			||||||
 | 
					      for(int u=0; u<Nu; ++u){
 | 
				
			||||||
 | 
					        for(int k=0; k<Nm; ++k){
 | 
				
			||||||
 | 
					          lmd2[u][k] = lmd[u][k];
 | 
				
			||||||
 | 
					          lme2[u][k] = lme[u][k];
 | 
				
			||||||
 | 
					        }
 | 
				
			||||||
 | 
					      }
 | 
				
			||||||
 | 
					      Qt = Eigen::MatrixXcd::Identity(Nm,Nm);
 | 
				
			||||||
 | 
					      diagonalize(eval2,lmd2,lme2,Nu,Nm,Nm,Qt,grid);
 | 
				
			||||||
 | 
					      
 | 
				
			||||||
 | 
					      //for(int k=0; k<Nm; ++k){
 | 
				
			||||||
 | 
					      //  clog << "ckpt D " << '\n';
 | 
				
			||||||
 | 
					      //  clog << "eval2 [" << k << "] = " << eval2[k] << std::endl;
 | 
				
			||||||
 | 
					      //}
 | 
				
			||||||
 | 
					
 | 
				
			||||||
 | 
					      // sorting
 | 
				
			||||||
 | 
					      _sort.push(eval2,Nm);
 | 
				
			||||||
 | 
					      
 | 
				
			||||||
 | 
					      //for(int k=0; k<Nm; ++k){
 | 
				
			||||||
 | 
					      //  clog << "ckpt E " << '\n';
 | 
				
			||||||
 | 
					      //  clog << "eval2 [" << k << "] = " << eval2[k] << std::endl;
 | 
				
			||||||
 | 
					      //}
 | 
				
			||||||
 | 
					
 | 
				
			||||||
 | 
					      // Implicitly shifted QR transformations
 | 
				
			||||||
 | 
					      Eigen::MatrixXcd BTDM = Eigen::MatrixXcd::Identity(Nm,Nm);
 | 
				
			||||||
 | 
					      Q = Eigen::MatrixXcd::Identity(Nm,Nm);
 | 
				
			||||||
 | 
					      
 | 
				
			||||||
 | 
					      unpackHermitBlockTriDiagMatToEigen(lmd,lme,Nu,Nblock_m,Nm,Nm,BTDM);
 | 
				
			||||||
 | 
					
 | 
				
			||||||
 | 
					      for(int ip=Nk; ip<Nm; ++ip){ 
 | 
				
			||||||
 | 
					        clog << "ckpt B1: shift[" << ip << "] = " << eval2[ip] << endl;
 | 
				
			||||||
 | 
					        shiftedQRDecompEigen(BTDM,Nm,eval2[ip],Q);
 | 
				
			||||||
 | 
					      }
 | 
				
			||||||
 | 
					      BTDM = Q.adjoint()*(BTDM*Q);
 | 
				
			||||||
 | 
					      for (int i=0; i<Nm; ++i ) {
 | 
				
			||||||
 | 
					        for (int j=i+1; j<Nm; ++j ) {
 | 
				
			||||||
 | 
					          BTDM(i,j) = BTDM(j,i);
 | 
				
			||||||
 | 
					        }
 | 
				
			||||||
 | 
					        //BTDM(i,i) = real(BTDM(i,i));
 | 
				
			||||||
 | 
					      }
 | 
				
			||||||
 | 
					      
 | 
				
			||||||
 | 
					      packHermitBlockTriDiagMatfromEigen(lmd,lme,Nu,Nblock_m,Nm,Nm,BTDM);
 | 
				
			||||||
 | 
					
 | 
				
			||||||
 | 
					      //for (int i=0; i<Nm; ++i) {
 | 
				
			||||||
 | 
					      //  for (int j=0; j<Nm; ++j) {
 | 
				
			||||||
 | 
					      //    clog << "ckpt G1: M[" << i << "," << j << "] = " << BTDM(i,j) << '\n';
 | 
				
			||||||
 | 
					      //  }
 | 
				
			||||||
 | 
					      //}
 | 
				
			||||||
 | 
					      //for (int i=0; i<Nm; ++i) {
 | 
				
			||||||
 | 
					      //  for (int j=0; j<Nm; ++j) {
 | 
				
			||||||
 | 
					      //    clog << "ckpt G2: Q[" << i << "," << j << "] = " << Q(i,j) << '\n';
 | 
				
			||||||
 | 
					      //  }
 | 
				
			||||||
 | 
					      //}
 | 
				
			||||||
 | 
					      for (int i=0; i<Nm; ++i) {
 | 
				
			||||||
 | 
					        clog << "ckpt C1: lme[" << i << "] = " << lme[0][i] << '\n';
 | 
				
			||||||
 | 
					      }
 | 
				
			||||||
 | 
					      for (int i=0; i<Nm; ++i) {
 | 
				
			||||||
 | 
					        clog << "ckpt C2: lmd[" << i << "] = " << lmd[0][i] << '\n';
 | 
				
			||||||
 | 
					      }
 | 
				
			||||||
 | 
					
 | 
				
			||||||
 | 
					      for(int i=0; i<Nk+Nu; ++i) B[i] = 0.0;
 | 
				
			||||||
 | 
					      for(int j=0; j<Nk+Nu; ++j){
 | 
				
			||||||
 | 
						for(int k=0; k<Nm; ++k){
 | 
				
			||||||
 | 
						  B[j].checkerboard = evec[k].checkerboard;
 | 
				
			||||||
 | 
						  B[j] += evec[k]*Q(k,j);
 | 
				
			||||||
 | 
						}
 | 
				
			||||||
 | 
					      }
 | 
				
			||||||
 | 
					      for(int i=0; i<Nk+Nu; ++i) { 
 | 
				
			||||||
 | 
					        evec[i] = B[i];
 | 
				
			||||||
 | 
					        //clog << "ckpt F: norm2_evec[= " << i << "]" << norm2(evec[i]) << std::endl;
 | 
				
			||||||
 | 
					      }
 | 
				
			||||||
 | 
					
 | 
				
			||||||
 | 
					#if 1 // ypj[fixme] temporary to check a case when block has one vector
 | 
				
			||||||
 | 
					      // Compressed vector f and beta(k2)
 | 
				
			||||||
 | 
					      f[0] *= Q(Nm-1,Nk-1);
 | 
				
			||||||
 | 
					      f[0] += lme[0][Nk-1] * evec[Nk]; // was commented out
 | 
				
			||||||
 | 
					      std::cout<< GridLogMessage<<"ckpt D1: Q[Nm-1,Nk-1] = "<<Q(Nm-1,Nk-1)<<std::endl;
 | 
				
			||||||
 | 
					      beta_k = norm2(f[0]);
 | 
				
			||||||
 | 
					      beta_k = sqrt(beta_k);
 | 
				
			||||||
 | 
					      std::cout<< GridLogMessage<<"ckpt D2: beta(k) = "<<beta_k<<std::endl;
 | 
				
			||||||
 | 
					      
 | 
				
			||||||
 | 
					      RealD betar = 1.0/beta_k;
 | 
				
			||||||
 | 
					      evec[Nk] = betar * f[0];
 | 
				
			||||||
 | 
					      lme[0][Nk-1] = beta_k;
 | 
				
			||||||
 | 
					#endif
 | 
				
			||||||
 | 
					
 | 
				
			||||||
 | 
					      // Convergence test
 | 
				
			||||||
 | 
					      for(int u=0; u<Nu; ++u){
 | 
				
			||||||
 | 
					        for(int k=0; k<Nm; ++k){
 | 
				
			||||||
 | 
					          lmd2[u][k] = lmd[u][k];
 | 
				
			||||||
 | 
					          lme2[u][k] = lme[u][k];
 | 
				
			||||||
 | 
					        }
 | 
				
			||||||
 | 
					      }
 | 
				
			||||||
 | 
					      Qt = Eigen::MatrixXcd::Identity(Nm,Nm);
 | 
				
			||||||
 | 
					      diagonalize(eval2,lmd2,lme2,Nu,Nk,Nm,Qt,grid);
 | 
				
			||||||
 | 
					      
 | 
				
			||||||
 | 
					      for(int k = 0; k<Nk; ++k) B[k]=0.0;
 | 
				
			||||||
 | 
					      for(int j = 0; j<Nk; ++j){
 | 
				
			||||||
 | 
						for(int k = 0; k<Nk; ++k){
 | 
				
			||||||
 | 
						  B[j].checkerboard = evec[k].checkerboard;
 | 
				
			||||||
 | 
						  B[j] += evec[k]*Qt(k,j);
 | 
				
			||||||
 | 
						}
 | 
				
			||||||
 | 
					      }
 | 
				
			||||||
 | 
					      
 | 
				
			||||||
 | 
					      //for (int i=0; i<Nk; ++i) {
 | 
				
			||||||
 | 
					      //  for (int j=0; j<Nk; ++j) {
 | 
				
			||||||
 | 
					      //    clog << "ckpt H1: R[" << i << "," << j << "] = " << Qt(i,j) << '\n';
 | 
				
			||||||
 | 
					      //  }
 | 
				
			||||||
 | 
					      //}
 | 
				
			||||||
 | 
					      //for (int i=0; i<Nk; ++i) {
 | 
				
			||||||
 | 
					      //  clog << "ckpt H2: eval2[" << i << "] = " << eval2[i] << '\n';
 | 
				
			||||||
 | 
					      //}
 | 
				
			||||||
 | 
					      
 | 
				
			||||||
 | 
					      //for(int j=0; j<Nk; ++j) {
 | 
				
			||||||
 | 
					      //  clog << "ckpt I: norm2_B[ " << j << "]" << norm2(B[j]) << std::endl;
 | 
				
			||||||
 | 
					      //}
 | 
				
			||||||
 | 
					
 | 
				
			||||||
 | 
					      Nconv = 0;
 | 
				
			||||||
 | 
					      for(int i=0; i<Nk; ++i){
 | 
				
			||||||
 | 
						
 | 
				
			||||||
 | 
						_Linop.HermOp(B[i],v);
 | 
				
			||||||
 | 
						    
 | 
				
			||||||
 | 
						RealD vnum = real(innerProduct(B[i],v)); // HermOp.
 | 
				
			||||||
 | 
						RealD vden = norm2(B[i]);
 | 
				
			||||||
 | 
						eval2[i] = vnum/vden;
 | 
				
			||||||
 | 
						v -= eval2[i]*B[i];
 | 
				
			||||||
 | 
						RealD vv = norm2(v);
 | 
				
			||||||
 | 
						
 | 
				
			||||||
 | 
						std::cout.precision(13);
 | 
				
			||||||
 | 
						clog << "[" << std::setw(3)<< std::setiosflags(std::ios_base::right) <<i<<"] ";
 | 
				
			||||||
 | 
						std::cout << "eval = "<<std::setw(25)<< std::setiosflags(std::ios_base::left)<< eval2[i];
 | 
				
			||||||
 | 
						std::cout << " |H B[i] - eval[i]B[i]|^2 "<< std::setw(25)<< std::setiosflags(std::ios_base::right)<< vv<< std::endl;
 | 
				
			||||||
 | 
						
 | 
				
			||||||
 | 
						// change the criteria as evals are supposed to be sorted, all evals smaller(larger) than Nstop should have converged
 | 
				
			||||||
 | 
						if( (vv<eresid*eresid) && (i == Nconv) ){
 | 
				
			||||||
 | 
						//if( (vv<eresid*eresid) ){
 | 
				
			||||||
 | 
						  Iconv[Nconv] = i;
 | 
				
			||||||
 | 
						  ++Nconv;
 | 
				
			||||||
 | 
						}
 | 
				
			||||||
 | 
						
 | 
				
			||||||
 | 
					      }  // i-loop end
 | 
				
			||||||
 | 
					      
 | 
				
			||||||
 | 
					      clog <<" #modes converged: "<<Nconv<<std::endl;
 | 
				
			||||||
 | 
					
 | 
				
			||||||
 | 
					      if( Nconv>=Nstop ){
 | 
				
			||||||
 | 
						goto converged;
 | 
				
			||||||
 | 
					      }
 | 
				
			||||||
 | 
					
 | 
				
			||||||
 | 
					    } // end of iter loop
 | 
				
			||||||
 | 
					    
 | 
				
			||||||
 | 
					    clog <<"**************************************************************************"<< std::endl;
 | 
				
			||||||
 | 
					    std::cout<< GridLogError    << fname + " NOT converged.";
 | 
				
			||||||
 | 
					    clog <<"**************************************************************************"<< std::endl;
 | 
				
			||||||
 | 
					    abort();
 | 
				
			||||||
 | 
						
 | 
				
			||||||
 | 
					  converged:
 | 
				
			||||||
 | 
					    // Sorting
 | 
				
			||||||
 | 
					    eval.resize(Nconv);
 | 
				
			||||||
 | 
					    evec.resize(Nconv,grid);
 | 
				
			||||||
 | 
					    for(int i=0; i<Nconv; ++i){
 | 
				
			||||||
 | 
					      eval[i] = eval2[Iconv[i]];
 | 
				
			||||||
 | 
					      evec[i] = B[Iconv[i]];
 | 
				
			||||||
 | 
					    }
 | 
				
			||||||
 | 
					    _sort.push(eval,evec,Nconv);
 | 
				
			||||||
 | 
					    
 | 
				
			||||||
 | 
					    clog <<"**************************************************************************"<< std::endl;
 | 
				
			||||||
 | 
					    clog << fname + " CONVERGED ; Summary :\n";
 | 
				
			||||||
 | 
					    clog <<"**************************************************************************"<< std::endl;
 | 
				
			||||||
 | 
					    clog << " -- Iterations  = "<< iter   << "\n";
 | 
				
			||||||
 | 
					    clog << " -- beta(k)     = "<< beta_k << "\n";
 | 
				
			||||||
 | 
					    clog << " -- Nconv       = "<< Nconv  << "\n";
 | 
				
			||||||
 | 
					    clog <<"**************************************************************************"<< std::endl;
 | 
				
			||||||
 | 
					  }
 | 
				
			||||||
 | 
					
 | 
				
			||||||
 | 
					private:
 | 
				
			||||||
 | 
					/* Saad PP. 195
 | 
				
			||||||
 | 
					1. Choose an initial vector v1 of 2-norm unity. Set β1 ≡ 0, v0 ≡ 0
 | 
				
			||||||
 | 
					2. For k = 1,2,...,m Do:
 | 
				
			||||||
 | 
					3. wk:=Avk−βkv_{k−1}      
 | 
				
			||||||
 | 
					4. αk:=(wk,vk)       // 
 | 
				
			||||||
 | 
					5. wk:=wk−αkvk       // wk orthog vk 
 | 
				
			||||||
 | 
					6. βk+1 := ∥wk∥2. If βk+1 = 0 then Stop
 | 
				
			||||||
 | 
					7. vk+1 := wk/βk+1
 | 
				
			||||||
 | 
					8. EndDo
 | 
				
			||||||
 | 
					 */
 | 
				
			||||||
 | 
					  void blockwiseStep(std::vector<std::vector<ComplexD>>& lmd,
 | 
				
			||||||
 | 
						             std::vector<std::vector<ComplexD>>& lme, 
 | 
				
			||||||
 | 
						             std::vector<Field>& evec,
 | 
				
			||||||
 | 
						             std::vector<Field>& w, 
 | 
				
			||||||
 | 
						             std::vector<Field>& w_copy, 
 | 
				
			||||||
 | 
					                     int b)
 | 
				
			||||||
 | 
					  {
 | 
				
			||||||
 | 
					    const RealD tiny = 1.0e-20;
 | 
				
			||||||
 | 
					    
 | 
				
			||||||
 | 
					    int Nu = w.size();
 | 
				
			||||||
 | 
					    int Nm = evec.size();
 | 
				
			||||||
 | 
					    assert( b < Nm/Nu );
 | 
				
			||||||
 | 
					    
 | 
				
			||||||
 | 
					    // converts block index to full indicies for an interval [L,R)
 | 
				
			||||||
 | 
					    int L = Nu*b;
 | 
				
			||||||
 | 
					    int R = Nu*(b+1);
 | 
				
			||||||
 | 
					
 | 
				
			||||||
 | 
					    Real beta;
 | 
				
			||||||
 | 
					    
 | 
				
			||||||
 | 
					    // 3. wk:=Avk−βkv_{k−1}
 | 
				
			||||||
 | 
					    for (int k=L, u=0; k<R; ++k, ++u) {
 | 
				
			||||||
 | 
					      _poly(_Linop,evec[k],w[u]);      
 | 
				
			||||||
 | 
					    }
 | 
				
			||||||
 | 
					    
 | 
				
			||||||
 | 
					    if (b>0) {
 | 
				
			||||||
 | 
					      for (int u=0; u<Nu; ++u) {
 | 
				
			||||||
 | 
					        for (int k=L-Nu; k<L; ++k) {
 | 
				
			||||||
 | 
					          w[u] = w[u] - evec[k] * conjugate(lme[u][k]);
 | 
				
			||||||
 | 
					          //clog << "ckpt A (k= " << k+1 << ")" << '\n';
 | 
				
			||||||
 | 
					          //clog << "lme = " << lme[u][k] << '\n';
 | 
				
			||||||
 | 
					          //clog << "lme = " << conjugate(lme[u][k]) << '\n';
 | 
				
			||||||
 | 
					        }
 | 
				
			||||||
 | 
					        //clog << "norm(w) = " << norm2(w[u]) << std::endl;
 | 
				
			||||||
 | 
					      }
 | 
				
			||||||
 | 
					    }
 | 
				
			||||||
 | 
					    
 | 
				
			||||||
 | 
					    // 4. αk:=(vk,wk)
 | 
				
			||||||
 | 
					    for (int u=0; u<Nu; ++u) {
 | 
				
			||||||
 | 
					      for (int k=L; k<R; ++k) {
 | 
				
			||||||
 | 
					        lmd[u][k] = innerProduct(evec[k],w[u]);  // lmd = transpose of alpha
 | 
				
			||||||
 | 
					      }
 | 
				
			||||||
 | 
					      lmd[u][L+u] = real(lmd[u][L+u]);  // force diagonal to be real
 | 
				
			||||||
 | 
					      //clog << "ckpt B (k= " << L+u << ")" << '\n';
 | 
				
			||||||
 | 
					      //clog << "lmd = " << lmd[u][L+u] << std::endl;
 | 
				
			||||||
 | 
					    }
 | 
				
			||||||
 | 
					    
 | 
				
			||||||
 | 
					    // 5. wk:=wk−αkvk
 | 
				
			||||||
 | 
					    for (int u=0; u<Nu; ++u) {
 | 
				
			||||||
 | 
					      for (int k=L; k<R; ++k) {
 | 
				
			||||||
 | 
					        w[u] = w[u] - evec[k]*lmd[u][k];
 | 
				
			||||||
 | 
					      }
 | 
				
			||||||
 | 
					      w_copy[u] = w[u];
 | 
				
			||||||
 | 
					    }
 | 
				
			||||||
 | 
					    
 | 
				
			||||||
 | 
					    // In block version, the steps 6 and 7 in Lanczos construction is
 | 
				
			||||||
 | 
					    // replaced by the QR decomposition of new basis block.
 | 
				
			||||||
 | 
					    // It results block version beta and orthonormal block basis. 
 | 
				
			||||||
 | 
					    // Here, QR decomposition is done by using Gram-Schmidt
 | 
				
			||||||
 | 
					    for (int u=0; u<Nu; ++u) {
 | 
				
			||||||
 | 
					      for (int k=L; k<R; ++k) {
 | 
				
			||||||
 | 
					        lme[u][k] = 0.0;
 | 
				
			||||||
 | 
					      }
 | 
				
			||||||
 | 
					    }
 | 
				
			||||||
 | 
					
 | 
				
			||||||
 | 
					    beta = normalize(w[0]);
 | 
				
			||||||
 | 
					    for (int u=1; u<Nu; ++u) {
 | 
				
			||||||
 | 
					      //orthogonalize(w[u],w_copy,u);
 | 
				
			||||||
 | 
					      orthogonalize(w[u],w,u);
 | 
				
			||||||
 | 
					    }
 | 
				
			||||||
 | 
					    
 | 
				
			||||||
 | 
					    for (int u=0; u<Nu; ++u) {
 | 
				
			||||||
 | 
					      for (int v=0; v<Nu; ++v) {
 | 
				
			||||||
 | 
					        lme[u][L+v] = innerProduct(w[u],w_copy[v]);
 | 
				
			||||||
 | 
					      }
 | 
				
			||||||
 | 
					    }
 | 
				
			||||||
 | 
					    lme[0][L] = beta;
 | 
				
			||||||
 | 
					    
 | 
				
			||||||
 | 
					#if 0
 | 
				
			||||||
 | 
					    for (int u=0; u<Nu; ++u) {
 | 
				
			||||||
 | 
					      for (int k=L+u; k<R; ++k) {
 | 
				
			||||||
 | 
					        if (lme[u][k] < tiny) {
 | 
				
			||||||
 | 
					          clog <<" In block "<< b << ","; 
 | 
				
			||||||
 | 
					          std::cout <<" beta[" << u << "," << k-L << "] = ";
 | 
				
			||||||
 | 
					          std::cout << lme[u][k] << std::endl;
 | 
				
			||||||
 | 
					        }
 | 
				
			||||||
 | 
					      }
 | 
				
			||||||
 | 
					    }
 | 
				
			||||||
 | 
					#else
 | 
				
			||||||
 | 
					    for (int u=0; u<Nu; ++u) {
 | 
				
			||||||
 | 
					      clog << "norm2(w[" << u << "])= "<< norm2(w[u]) << std::endl;
 | 
				
			||||||
 | 
					      for (int k=L+u; k<R; ++k) {
 | 
				
			||||||
 | 
					        clog <<" In block "<< b << ","; 
 | 
				
			||||||
 | 
					        std::cout <<" beta[" << u << "," << k-L << "] = ";
 | 
				
			||||||
 | 
					        std::cout << lme[u][k] << std::endl;
 | 
				
			||||||
 | 
					      }
 | 
				
			||||||
 | 
					    }
 | 
				
			||||||
 | 
					#endif
 | 
				
			||||||
 | 
					    
 | 
				
			||||||
 | 
					    // re-orthogonalization for numerical stability
 | 
				
			||||||
 | 
					    if (b>0) {
 | 
				
			||||||
 | 
					      for (int u=0; u<Nu; ++u) {
 | 
				
			||||||
 | 
					        orthogonalize(w[u],evec,R);
 | 
				
			||||||
 | 
					      }
 | 
				
			||||||
 | 
					    }
 | 
				
			||||||
 | 
					
 | 
				
			||||||
 | 
					    if (b < Nm/Nu-1) {
 | 
				
			||||||
 | 
					      for (int u=0; u<Nu; ++u) {
 | 
				
			||||||
 | 
					        evec[R+u] = w[u];
 | 
				
			||||||
 | 
					      }
 | 
				
			||||||
 | 
					    }
 | 
				
			||||||
 | 
					
 | 
				
			||||||
 | 
					  }
 | 
				
			||||||
 | 
					  
 | 
				
			||||||
 | 
					
 | 
				
			||||||
 | 
					  void diagonalize_Eigen(std::vector<RealD>& eval, 
 | 
				
			||||||
 | 
					                         std::vector<std::vector<ComplexD>>& lmd,
 | 
				
			||||||
 | 
					                         std::vector<std::vector<ComplexD>>& lme, 
 | 
				
			||||||
 | 
								 int Nu, int Nk, int Nm,
 | 
				
			||||||
 | 
								 Eigen::MatrixXcd & Qt, // Nm x Nm
 | 
				
			||||||
 | 
								 GridBase *grid)
 | 
				
			||||||
 | 
					  {
 | 
				
			||||||
 | 
					    assert( Nk%Nu == 0 && Nm%Nu == 0 );
 | 
				
			||||||
 | 
					    assert( Nk <= Nm );
 | 
				
			||||||
 | 
					    Eigen::MatrixXcd BlockTriDiag = Eigen::MatrixXcd::Zero(Nk,Nk);
 | 
				
			||||||
 | 
					    
 | 
				
			||||||
 | 
					    for ( int u=0; u<Nu; ++u ) {
 | 
				
			||||||
 | 
					      for (int k=0; k<Nk; ++k ) {
 | 
				
			||||||
 | 
					        BlockTriDiag(k,u+(k/Nu)*Nu) = lmd[u][k];
 | 
				
			||||||
 | 
					      }
 | 
				
			||||||
 | 
					    }
 | 
				
			||||||
 | 
					    
 | 
				
			||||||
 | 
					    for ( int u=0; u<Nu; ++u ) {
 | 
				
			||||||
 | 
					      for (int k=Nu; k<Nk; ++k ) {
 | 
				
			||||||
 | 
					        BlockTriDiag(k-Nu,u+(k/Nu)*Nu) = conjugate(lme[u][k-Nu]);
 | 
				
			||||||
 | 
					        BlockTriDiag(u+(k/Nu)*Nu,k-Nu) = lme[u][k-Nu];
 | 
				
			||||||
 | 
					      }
 | 
				
			||||||
 | 
					    }
 | 
				
			||||||
 | 
					    //std::cout << BlockTriDiag << std::endl;
 | 
				
			||||||
 | 
					    
 | 
				
			||||||
 | 
					    Eigen::SelfAdjointEigenSolver<Eigen::MatrixXcd> eigensolver(BlockTriDiag);
 | 
				
			||||||
 | 
					
 | 
				
			||||||
 | 
					    for (int i = 0; i < Nk; i++) {
 | 
				
			||||||
 | 
					      eval[Nk-1-i] = eigensolver.eigenvalues()(i);
 | 
				
			||||||
 | 
					    }
 | 
				
			||||||
 | 
					    for (int i = 0; i < Nk; i++) {
 | 
				
			||||||
 | 
					      for (int j = 0; j < Nk; j++) {
 | 
				
			||||||
 | 
						Qt(j,Nk-1-i) = eigensolver.eigenvectors()(j,i);
 | 
				
			||||||
 | 
						//Qt(Nk-1-i,j) = eigensolver.eigenvectors()(i,j);
 | 
				
			||||||
 | 
						//Qt(i,j) = eigensolver.eigenvectors()(i,j);
 | 
				
			||||||
 | 
					      }
 | 
				
			||||||
 | 
					    }
 | 
				
			||||||
 | 
					  }
 | 
				
			||||||
 | 
					
 | 
				
			||||||
 | 
					
 | 
				
			||||||
 | 
					  void diagonalize(std::vector<RealD>& eval, 
 | 
				
			||||||
 | 
					                   std::vector<std::vector<ComplexD>>& lmd, 
 | 
				
			||||||
 | 
					                   std::vector<std::vector<ComplexD>>& lme, 
 | 
				
			||||||
 | 
							   int Nu, int Nk, int Nm,   
 | 
				
			||||||
 | 
							   Eigen::MatrixXcd & Qt,
 | 
				
			||||||
 | 
							   GridBase *grid)
 | 
				
			||||||
 | 
					  {
 | 
				
			||||||
 | 
					    Qt = Eigen::MatrixXcd::Identity(Nm,Nm);
 | 
				
			||||||
 | 
					    if ( diagonalisation == IRLdiagonaliseWithEigen ) { 
 | 
				
			||||||
 | 
					      diagonalize_Eigen(eval,lmd,lme,Nu,Nk,Nm,Qt,grid);
 | 
				
			||||||
 | 
					    } else { 
 | 
				
			||||||
 | 
					      assert(0);
 | 
				
			||||||
 | 
					    }
 | 
				
			||||||
 | 
					  }
 | 
				
			||||||
 | 
					  
 | 
				
			||||||
 | 
					
 | 
				
			||||||
 | 
					  void unpackHermitBlockTriDiagMatToEigen(
 | 
				
			||||||
 | 
					         std::vector<std::vector<ComplexD>>& lmd,  
 | 
				
			||||||
 | 
					         std::vector<std::vector<ComplexD>>& lme,
 | 
				
			||||||
 | 
					         int Nu, int Nb, int Nk, int Nm,
 | 
				
			||||||
 | 
					         Eigen::MatrixXcd& M)
 | 
				
			||||||
 | 
					  {
 | 
				
			||||||
 | 
					    //clog << "unpackHermitBlockTriDiagMatToEigen() begin" << '\n'; 
 | 
				
			||||||
 | 
					    assert( Nk%Nu == 0 && Nm%Nu == 0 );
 | 
				
			||||||
 | 
					    assert( Nk <= Nm );
 | 
				
			||||||
 | 
					    M = Eigen::MatrixXcd::Zero(Nk,Nk);
 | 
				
			||||||
 | 
					    
 | 
				
			||||||
 | 
					    // rearrange 
 | 
				
			||||||
 | 
					    for ( int u=0; u<Nu; ++u ) {
 | 
				
			||||||
 | 
					      for (int k=0; k<Nk; ++k ) {
 | 
				
			||||||
 | 
					        M(k,u+(k/Nu)*Nu) = lmd[u][k];
 | 
				
			||||||
 | 
					      }
 | 
				
			||||||
 | 
					    }
 | 
				
			||||||
 | 
					
 | 
				
			||||||
 | 
					    for ( int u=0; u<Nu; ++u ) {
 | 
				
			||||||
 | 
					      for (int k=Nu; k<Nk; ++k ) {
 | 
				
			||||||
 | 
					        M(k-Nu,u+(k/Nu)*Nu) = conjugate(lme[u][k-Nu]);
 | 
				
			||||||
 | 
					        M(u+(k/Nu)*Nu,k-Nu) = lme[u][k-Nu];
 | 
				
			||||||
 | 
					      }
 | 
				
			||||||
 | 
					    }
 | 
				
			||||||
 | 
					    //clog << "unpackHermitBlockTriDiagMatToEigen() end" << endl; 
 | 
				
			||||||
 | 
					  }
 | 
				
			||||||
 | 
					 
 | 
				
			||||||
 | 
					
 | 
				
			||||||
 | 
					  void packHermitBlockTriDiagMatfromEigen(
 | 
				
			||||||
 | 
					         std::vector<std::vector<ComplexD>>& lmd,
 | 
				
			||||||
 | 
					         std::vector<std::vector<ComplexD>>& lme,
 | 
				
			||||||
 | 
					         int Nu, int Nb, int Nk, int Nm,
 | 
				
			||||||
 | 
					         Eigen::MatrixXcd& M)
 | 
				
			||||||
 | 
					  {
 | 
				
			||||||
 | 
					    //clog << "packHermitBlockTriDiagMatfromEigen() begin" << '\n'; 
 | 
				
			||||||
 | 
					    assert( Nk%Nu == 0 && Nm%Nu == 0 );
 | 
				
			||||||
 | 
					    assert( Nk <= Nm );
 | 
				
			||||||
 | 
					    
 | 
				
			||||||
 | 
					    // rearrange 
 | 
				
			||||||
 | 
					    for ( int u=0; u<Nu; ++u ) {
 | 
				
			||||||
 | 
					      for (int k=0; k<Nk; ++k ) {
 | 
				
			||||||
 | 
					        lmd[u][k] = M(k,u+(k/Nu)*Nu);
 | 
				
			||||||
 | 
					      }
 | 
				
			||||||
 | 
					    }
 | 
				
			||||||
 | 
					
 | 
				
			||||||
 | 
					    for ( int u=0; u<Nu; ++u ) {
 | 
				
			||||||
 | 
					      for (int k=Nu; k<Nk; ++k ) {
 | 
				
			||||||
 | 
					        lme[u][k-Nu] = M(u+(k/Nu)*Nu,k-Nu);
 | 
				
			||||||
 | 
					      }
 | 
				
			||||||
 | 
					    }
 | 
				
			||||||
 | 
					    //clog << "packHermitBlockTriDiagMatfromEigen() end" << endl; 
 | 
				
			||||||
 | 
					  }
 | 
				
			||||||
 | 
					
 | 
				
			||||||
 | 
					
 | 
				
			||||||
 | 
					//  void shiftedQRDecompEigen(Eigen::MatrixXcd& M, int Nm,
 | 
				
			||||||
 | 
					//		            RealD Dsh,
 | 
				
			||||||
 | 
					//		            Eigen::MatrixXcd& Qprod, int Nk)
 | 
				
			||||||
 | 
					//  {
 | 
				
			||||||
 | 
					//    //clog << "shiftedQRDecompEigen() begin" << '\n'; 
 | 
				
			||||||
 | 
					//    Eigen::MatrixXcd Mtmp = Eigen::MatrixXcd::Zero(Nm,Nm);
 | 
				
			||||||
 | 
					//    Eigen::MatrixXcd Q = Eigen::MatrixXcd::Zero(Nm,Nm);
 | 
				
			||||||
 | 
					//     
 | 
				
			||||||
 | 
					//    Mtmp = M;
 | 
				
			||||||
 | 
					//    for (int i=0; i<Nm; ++i ) {
 | 
				
			||||||
 | 
					//      Mtmp(i,i) = M(i,i) - Dsh;
 | 
				
			||||||
 | 
					//    }
 | 
				
			||||||
 | 
					//    
 | 
				
			||||||
 | 
					//    Eigen::HouseholderQR<Eigen::MatrixXcd> QRD(Mtmp);
 | 
				
			||||||
 | 
					//    Q = QRD.householderQ();
 | 
				
			||||||
 | 
					//
 | 
				
			||||||
 | 
					//    M = Q.adjoint()*(M*Q);
 | 
				
			||||||
 | 
					//#if 0
 | 
				
			||||||
 | 
					//    Qprod *= Q;
 | 
				
			||||||
 | 
					//#else
 | 
				
			||||||
 | 
					//    Mtmp = Qprod*Q;
 | 
				
			||||||
 | 
					//    
 | 
				
			||||||
 | 
					//    Eigen::HouseholderQR<Eigen::MatrixXcd> QRD2(Mtmp);
 | 
				
			||||||
 | 
					//    Qprod = QRD2.householderQ();
 | 
				
			||||||
 | 
					//
 | 
				
			||||||
 | 
					//    Mtmp -= Qprod;
 | 
				
			||||||
 | 
					//    clog << "Frobenius norm ||Qprod(after) - Qprod|| = " << Mtmp.norm() << std::endl;
 | 
				
			||||||
 | 
					//#endif
 | 
				
			||||||
 | 
					//    //clog << "shiftedQRDecompEigen() end" << endl; 
 | 
				
			||||||
 | 
					//  }
 | 
				
			||||||
 | 
					  void shiftedQRDecompEigen(Eigen::MatrixXcd& M, int Nm,
 | 
				
			||||||
 | 
							            RealD Dsh,
 | 
				
			||||||
 | 
							            Eigen::MatrixXcd& Qprod)
 | 
				
			||||||
 | 
					  {
 | 
				
			||||||
 | 
					    //clog << "shiftedQRDecompEigen() begin" << '\n'; 
 | 
				
			||||||
 | 
					    Eigen::MatrixXcd Mtmp = Eigen::MatrixXcd::Zero(Nm,Nm);
 | 
				
			||||||
 | 
					    //Eigen::MatrixXcd Qtmp = Eigen::MatrixXcd::Zero(Nm,Nm);
 | 
				
			||||||
 | 
					    
 | 
				
			||||||
 | 
					    Mtmp = Qprod.adjoint()*(M*Qprod);
 | 
				
			||||||
 | 
					    for (int i=0; i<Nm; ++i ) {
 | 
				
			||||||
 | 
					      for (int j=i+1; j<Nm; ++j ) {
 | 
				
			||||||
 | 
					        Mtmp(i,j) = Mtmp(j,i);
 | 
				
			||||||
 | 
					      }
 | 
				
			||||||
 | 
					    }
 | 
				
			||||||
 | 
					    
 | 
				
			||||||
 | 
					    for (int i=0; i<Nm; ++i ) {
 | 
				
			||||||
 | 
					      Mtmp(i,i) -= Dsh;
 | 
				
			||||||
 | 
					      //Mtmp(i,i) = real(Mtmp(i,i)-Dsh);
 | 
				
			||||||
 | 
					    }
 | 
				
			||||||
 | 
					    
 | 
				
			||||||
 | 
					    Eigen::HouseholderQR<Eigen::MatrixXcd> QRD(Mtmp);
 | 
				
			||||||
 | 
					    //Qtmp = Qprod*QRD.householderQ();
 | 
				
			||||||
 | 
					    
 | 
				
			||||||
 | 
					    //Eigen::HouseholderQR<Eigen::MatrixXcd> QRD2(Qtmp);
 | 
				
			||||||
 | 
					    //Qprod = QRD2.householderQ();
 | 
				
			||||||
 | 
					
 | 
				
			||||||
 | 
					    Qprod *= QRD.householderQ();
 | 
				
			||||||
 | 
					    //ComplexD p;
 | 
				
			||||||
 | 
					    //RealD r;
 | 
				
			||||||
 | 
					
 | 
				
			||||||
 | 
					    //r = 0.;
 | 
				
			||||||
 | 
					    //for (int k=0; k<Nm; ++k) r += real(conj(Qprod(k,0))*Qprod(k,0));
 | 
				
			||||||
 | 
					    //r = sqrt(r);
 | 
				
			||||||
 | 
					    //for (int k=0; k<Nm; ++k) Qprod(k,0) /= r;
 | 
				
			||||||
 | 
					    //
 | 
				
			||||||
 | 
					    //for (int i=1; i<Nm; ++i) {
 | 
				
			||||||
 | 
					    //  for (int j=0; j<i; ++j) {
 | 
				
			||||||
 | 
					    //    p = 0.;
 | 
				
			||||||
 | 
					    //    for (int k=0; k<Nm; ++k) {
 | 
				
			||||||
 | 
					    //      p += conj(Qprod(k,j))*Qprod(k,i);
 | 
				
			||||||
 | 
					    //    }
 | 
				
			||||||
 | 
					    //    for (int k=0; k<Nm; ++k) {
 | 
				
			||||||
 | 
					    //      Qprod(k,i) -= p*Qprod(k,j);
 | 
				
			||||||
 | 
					    //    }
 | 
				
			||||||
 | 
					    //  }
 | 
				
			||||||
 | 
					    //  r = 0.;
 | 
				
			||||||
 | 
					    //  for (int k=0; k<Nm; ++k) r += real(conj(Qprod(k,i))*Qprod(k,i));
 | 
				
			||||||
 | 
					    //  r = sqrt(r);
 | 
				
			||||||
 | 
					    //  for (int k=0; k<Nm; ++k) Qprod(k,i) /= r;
 | 
				
			||||||
 | 
					    //}
 | 
				
			||||||
 | 
					
 | 
				
			||||||
 | 
					    //clog << "shiftedQRDecompEigen() end" << endl; 
 | 
				
			||||||
 | 
					  }
 | 
				
			||||||
 | 
					  
 | 
				
			||||||
 | 
					
 | 
				
			||||||
 | 
					  void exampleQRDecompEigen(void)
 | 
				
			||||||
 | 
					  {
 | 
				
			||||||
 | 
					    Eigen::MatrixXd A = Eigen::MatrixXd::Zero(3,3);
 | 
				
			||||||
 | 
					    Eigen::MatrixXd Q = Eigen::MatrixXd::Zero(3,3);
 | 
				
			||||||
 | 
					    Eigen::MatrixXd R = Eigen::MatrixXd::Zero(3,3);
 | 
				
			||||||
 | 
					    Eigen::MatrixXd P = Eigen::MatrixXd::Zero(3,3);
 | 
				
			||||||
 | 
					
 | 
				
			||||||
 | 
					    A(0,0) = 12.0;
 | 
				
			||||||
 | 
					    A(0,1) = -51.0;
 | 
				
			||||||
 | 
					    A(0,2) = 4.0;
 | 
				
			||||||
 | 
					    A(1,0) = 6.0;
 | 
				
			||||||
 | 
					    A(1,1) = 167.0;
 | 
				
			||||||
 | 
					    A(1,2) = -68.0;
 | 
				
			||||||
 | 
					    A(2,0) = -4.0;
 | 
				
			||||||
 | 
					    A(2,1) = 24.0;
 | 
				
			||||||
 | 
					    A(2,2) = -41.0;
 | 
				
			||||||
 | 
					    
 | 
				
			||||||
 | 
					    clog << "matrix A before ColPivHouseholder" << std::endl;
 | 
				
			||||||
 | 
					    for ( int i=0; i<3; i++ ) {
 | 
				
			||||||
 | 
					      for ( int j=0; j<3; j++ ) {
 | 
				
			||||||
 | 
					        clog << "A[" << i << "," << j << "] = " << A(i,j) << '\n';
 | 
				
			||||||
 | 
					      }
 | 
				
			||||||
 | 
					    }
 | 
				
			||||||
 | 
					    clog << std::endl;
 | 
				
			||||||
 | 
					
 | 
				
			||||||
 | 
					    Eigen::ColPivHouseholderQR<Eigen::MatrixXd> QRD(A);
 | 
				
			||||||
 | 
					    
 | 
				
			||||||
 | 
					    clog << "matrix A after ColPivHouseholder" << std::endl;
 | 
				
			||||||
 | 
					    for ( int i=0; i<3; i++ ) {
 | 
				
			||||||
 | 
					      for ( int j=0; j<3; j++ ) {
 | 
				
			||||||
 | 
					        clog << "A[" << i << "," << j << "] = " << A(i,j) << '\n';
 | 
				
			||||||
 | 
					      }
 | 
				
			||||||
 | 
					    }
 | 
				
			||||||
 | 
					    clog << std::endl;
 | 
				
			||||||
 | 
					    
 | 
				
			||||||
 | 
					    clog << "HouseholderQ with sequence lenth = nonzeroPiviots" << std::endl;
 | 
				
			||||||
 | 
					    Q = QRD.householderQ().setLength(QRD.nonzeroPivots());
 | 
				
			||||||
 | 
					    for ( int i=0; i<3; i++ ) {
 | 
				
			||||||
 | 
					      for ( int j=0; j<3; j++ ) {
 | 
				
			||||||
 | 
					        clog << "Q[" << i << "," << j << "] = " << Q(i,j) << '\n';
 | 
				
			||||||
 | 
					      }
 | 
				
			||||||
 | 
					    }
 | 
				
			||||||
 | 
					    clog << std::endl;
 | 
				
			||||||
 | 
					    
 | 
				
			||||||
 | 
					    clog << "HouseholderQ with sequence lenth = 1" << std::endl;
 | 
				
			||||||
 | 
					    Q = QRD.householderQ().setLength(1);
 | 
				
			||||||
 | 
					    for ( int i=0; i<3; i++ ) {
 | 
				
			||||||
 | 
					      for ( int j=0; j<3; j++ ) {
 | 
				
			||||||
 | 
					        clog << "Q[" << i << "," << j << "] = " << Q(i,j) << '\n';
 | 
				
			||||||
 | 
					      }
 | 
				
			||||||
 | 
					    }
 | 
				
			||||||
 | 
					    clog << std::endl;
 | 
				
			||||||
 | 
					    
 | 
				
			||||||
 | 
					    clog << "HouseholderQ with sequence lenth = 2" << std::endl;
 | 
				
			||||||
 | 
					    Q = QRD.householderQ().setLength(2);
 | 
				
			||||||
 | 
					    for ( int i=0; i<3; i++ ) {
 | 
				
			||||||
 | 
					      for ( int j=0; j<3; j++ ) {
 | 
				
			||||||
 | 
					        clog << "Q[" << i << "," << j << "] = " << Q(i,j) << '\n';
 | 
				
			||||||
 | 
					      }
 | 
				
			||||||
 | 
					    }
 | 
				
			||||||
 | 
					    clog << std::endl;
 | 
				
			||||||
 | 
					    
 | 
				
			||||||
 | 
					    clog << "matrixR" << std::endl;
 | 
				
			||||||
 | 
					    R = QRD.matrixR();
 | 
				
			||||||
 | 
					    for ( int i=0; i<3; i++ ) {
 | 
				
			||||||
 | 
					      for ( int j=0; j<3; j++ ) {
 | 
				
			||||||
 | 
					        clog << "R[" << i << "," << j << "] = " << R(i,j) << '\n';
 | 
				
			||||||
 | 
					      }
 | 
				
			||||||
 | 
					    }
 | 
				
			||||||
 | 
					    clog << std::endl;
 | 
				
			||||||
 | 
					
 | 
				
			||||||
 | 
					    clog << "rank = " << QRD.rank() << std::endl;
 | 
				
			||||||
 | 
					    clog << "threshold = " << QRD.threshold() << std::endl;
 | 
				
			||||||
 | 
					    
 | 
				
			||||||
 | 
					    clog << "matrixP" << std::endl;
 | 
				
			||||||
 | 
					    P = QRD.colsPermutation();
 | 
				
			||||||
 | 
					    for ( int i=0; i<3; i++ ) {
 | 
				
			||||||
 | 
					      for ( int j=0; j<3; j++ ) {
 | 
				
			||||||
 | 
					        clog << "P[" << i << "," << j << "] = " << P(i,j) << '\n';
 | 
				
			||||||
 | 
					      }
 | 
				
			||||||
 | 
					    }
 | 
				
			||||||
 | 
					    clog << std::endl;
 | 
				
			||||||
 | 
					
 | 
				
			||||||
 | 
					
 | 
				
			||||||
 | 
					    clog << "QR decomposition without column pivoting" << std::endl;
 | 
				
			||||||
 | 
					    
 | 
				
			||||||
 | 
					    A(0,0) = 12.0;
 | 
				
			||||||
 | 
					    A(0,1) = -51.0;
 | 
				
			||||||
 | 
					    A(0,2) = 4.0;
 | 
				
			||||||
 | 
					    A(1,0) = 6.0;
 | 
				
			||||||
 | 
					    A(1,1) = 167.0;
 | 
				
			||||||
 | 
					    A(1,2) = -68.0;
 | 
				
			||||||
 | 
					    A(2,0) = -4.0;
 | 
				
			||||||
 | 
					    A(2,1) = 24.0;
 | 
				
			||||||
 | 
					    A(2,2) = -41.0;
 | 
				
			||||||
 | 
					    
 | 
				
			||||||
 | 
					    clog << "matrix A before Householder" << std::endl;
 | 
				
			||||||
 | 
					    for ( int i=0; i<3; i++ ) {
 | 
				
			||||||
 | 
					      for ( int j=0; j<3; j++ ) {
 | 
				
			||||||
 | 
					        clog << "A[" << i << "," << j << "] = " << A(i,j) << '\n';
 | 
				
			||||||
 | 
					      }
 | 
				
			||||||
 | 
					    }
 | 
				
			||||||
 | 
					    clog << std::endl;
 | 
				
			||||||
 | 
					    
 | 
				
			||||||
 | 
					    Eigen::HouseholderQR<Eigen::MatrixXd> QRDplain(A);
 | 
				
			||||||
 | 
					    
 | 
				
			||||||
 | 
					    clog << "HouseholderQ" << std::endl;
 | 
				
			||||||
 | 
					    Q = QRDplain.householderQ();
 | 
				
			||||||
 | 
					    for ( int i=0; i<3; i++ ) {
 | 
				
			||||||
 | 
					      for ( int j=0; j<3; j++ ) {
 | 
				
			||||||
 | 
					        clog << "Q[" << i << "," << j << "] = " << Q(i,j) << '\n';
 | 
				
			||||||
 | 
					      }
 | 
				
			||||||
 | 
					    }
 | 
				
			||||||
 | 
					    clog << std::endl;
 | 
				
			||||||
 | 
					    
 | 
				
			||||||
 | 
					    clog << "matrix A after Householder" << std::endl;
 | 
				
			||||||
 | 
					    for ( int i=0; i<3; i++ ) {
 | 
				
			||||||
 | 
					      for ( int j=0; j<3; j++ ) {
 | 
				
			||||||
 | 
					        clog << "A[" << i << "," << j << "] = " << A(i,j) << '\n';
 | 
				
			||||||
 | 
					      }
 | 
				
			||||||
 | 
					    }
 | 
				
			||||||
 | 
					    clog << std::endl;
 | 
				
			||||||
 | 
					  }
 | 
				
			||||||
 | 
					
 | 
				
			||||||
 | 
					 };
 | 
				
			||||||
 | 
					}
 | 
				
			||||||
 | 
					#undef clog
 | 
				
			||||||
 | 
					#endif
 | 
				
			||||||
							
								
								
									
										1041
									
								
								lib/algorithms/iterative/ImplicitlyRestartedBlockLanczos.h.bak2
									
									
									
									
									
										Normal file
									
								
							
							
						
						
									
										1041
									
								
								lib/algorithms/iterative/ImplicitlyRestartedBlockLanczos.h.bak2
									
									
									
									
									
										Normal file
									
								
							
										
											
												File diff suppressed because it is too large
												Load Diff
											
										
									
								
							
							
								
								
									
										625
									
								
								lib/algorithms/iterative/ImplicitlyRestartedLanczos.h.bak
									
									
									
									
									
										Normal file
									
								
							
							
						
						
									
										625
									
								
								lib/algorithms/iterative/ImplicitlyRestartedLanczos.h.bak
									
									
									
									
									
										Normal file
									
								
							@@ -0,0 +1,625 @@
 | 
				
			|||||||
 | 
					    /*************************************************************************************
 | 
				
			||||||
 | 
					
 | 
				
			||||||
 | 
					    Grid physics library, www.github.com/paboyle/Grid 
 | 
				
			||||||
 | 
					
 | 
				
			||||||
 | 
					    Source file: ./lib/algorithms/iterative/ImplicitlyRestartedLanczos.h
 | 
				
			||||||
 | 
					
 | 
				
			||||||
 | 
					    Copyright (C) 2015
 | 
				
			||||||
 | 
					
 | 
				
			||||||
 | 
					Author: Peter Boyle <paboyle@ph.ed.ac.uk>
 | 
				
			||||||
 | 
					Author: Chulwoo Jung
 | 
				
			||||||
 | 
					Author: Guido Cossu
 | 
				
			||||||
 | 
					
 | 
				
			||||||
 | 
					    This program is free software; you can redistribute it and/or modify
 | 
				
			||||||
 | 
					    it under the terms of the GNU General Public License as published by
 | 
				
			||||||
 | 
					    the Free Software Foundation; either version 2 of the License, or
 | 
				
			||||||
 | 
					    (at your option) any later version.
 | 
				
			||||||
 | 
					
 | 
				
			||||||
 | 
					    This program is distributed in the hope that it will be useful,
 | 
				
			||||||
 | 
					    but WITHOUT ANY WARRANTY; without even the implied warranty of
 | 
				
			||||||
 | 
					    MERCHANTABILITY or FITNESS FOR A PARTICULAR PURPOSE.  See the
 | 
				
			||||||
 | 
					    GNU General Public License for more details.
 | 
				
			||||||
 | 
					
 | 
				
			||||||
 | 
					    You should have received a copy of the GNU General Public License along
 | 
				
			||||||
 | 
					    with this program; if not, write to the Free Software Foundation, Inc.,
 | 
				
			||||||
 | 
					    51 Franklin Street, Fifth Floor, Boston, MA 02110-1301 USA.
 | 
				
			||||||
 | 
					
 | 
				
			||||||
 | 
					    See the full license in the file "LICENSE" in the top level distribution directory
 | 
				
			||||||
 | 
					    *************************************************************************************/
 | 
				
			||||||
 | 
					    /*  END LEGAL */
 | 
				
			||||||
 | 
					#ifndef GRID_IRL_H
 | 
				
			||||||
 | 
					#define GRID_IRL_H
 | 
				
			||||||
 | 
					
 | 
				
			||||||
 | 
					#include <string.h> //memset
 | 
				
			||||||
 | 
					
 | 
				
			||||||
 | 
					namespace Grid {
 | 
				
			||||||
 | 
					
 | 
				
			||||||
 | 
					  enum IRLdiagonalisation { 
 | 
				
			||||||
 | 
					    IRLdiagonaliseWithDSTEGR,
 | 
				
			||||||
 | 
					    IRLdiagonaliseWithQR,
 | 
				
			||||||
 | 
					    IRLdiagonaliseWithEigen
 | 
				
			||||||
 | 
					  };
 | 
				
			||||||
 | 
					
 | 
				
			||||||
 | 
					////////////////////////////////////////////////////////////////////////////////
 | 
				
			||||||
 | 
					// Helper class for sorting the evalues AND evectors by Field
 | 
				
			||||||
 | 
					// Use pointer swizzle on vectors
 | 
				
			||||||
 | 
					////////////////////////////////////////////////////////////////////////////////
 | 
				
			||||||
 | 
					template<class Field>
 | 
				
			||||||
 | 
					class SortEigen {
 | 
				
			||||||
 | 
					 private:
 | 
				
			||||||
 | 
					  static bool less_lmd(RealD left,RealD right){
 | 
				
			||||||
 | 
					    return left > right;
 | 
				
			||||||
 | 
					  }  
 | 
				
			||||||
 | 
					  static bool less_pair(std::pair<RealD,Field const*>& left,
 | 
				
			||||||
 | 
					                        std::pair<RealD,Field const*>& right){
 | 
				
			||||||
 | 
					    return left.first > (right.first);
 | 
				
			||||||
 | 
					  }  
 | 
				
			||||||
 | 
					  
 | 
				
			||||||
 | 
					 public:
 | 
				
			||||||
 | 
					  void push(std::vector<RealD>& lmd,std::vector<Field>& evec,int N) {
 | 
				
			||||||
 | 
					    
 | 
				
			||||||
 | 
					    ////////////////////////////////////////////////////////////////////////
 | 
				
			||||||
 | 
					    // PAB: FIXME: VERY VERY VERY wasteful: takes a copy of the entire vector set.
 | 
				
			||||||
 | 
					    //    : The vector reorder should be done by pointer swizzle somehow
 | 
				
			||||||
 | 
					    ////////////////////////////////////////////////////////////////////////
 | 
				
			||||||
 | 
					    std::vector<Field> cpy(lmd.size(),evec[0]._grid);
 | 
				
			||||||
 | 
					    for(int i=0;i<lmd.size();i++) cpy[i] = evec[i];
 | 
				
			||||||
 | 
					    
 | 
				
			||||||
 | 
					    std::vector<std::pair<RealD, Field const*> > emod(lmd.size());    
 | 
				
			||||||
 | 
					
 | 
				
			||||||
 | 
					    for(int i=0;i<lmd.size();++i)  emod[i] = std::pair<RealD,Field const*>(lmd[i],&cpy[i]);
 | 
				
			||||||
 | 
					
 | 
				
			||||||
 | 
					    partial_sort(emod.begin(),emod.begin()+N,emod.end(),less_pair);
 | 
				
			||||||
 | 
					
 | 
				
			||||||
 | 
					    typename std::vector<std::pair<RealD, Field const*> >::iterator it = emod.begin();
 | 
				
			||||||
 | 
					    for(int i=0;i<N;++i){
 | 
				
			||||||
 | 
					      lmd[i]=it->first;
 | 
				
			||||||
 | 
					      evec[i]=*(it->second);
 | 
				
			||||||
 | 
					      ++it;
 | 
				
			||||||
 | 
					    }
 | 
				
			||||||
 | 
					  }
 | 
				
			||||||
 | 
					  void push(std::vector<RealD>& lmd,int N) {
 | 
				
			||||||
 | 
					    std::partial_sort(lmd.begin(),lmd.begin()+N,lmd.end(),less_lmd);
 | 
				
			||||||
 | 
					  }
 | 
				
			||||||
 | 
					  bool saturated(RealD lmd, RealD thrs) {
 | 
				
			||||||
 | 
					    return fabs(lmd) > fabs(thrs);
 | 
				
			||||||
 | 
					  }
 | 
				
			||||||
 | 
					};
 | 
				
			||||||
 | 
					
 | 
				
			||||||
 | 
					/////////////////////////////////////////////////////////////
 | 
				
			||||||
 | 
					// Implicitly restarted lanczos
 | 
				
			||||||
 | 
					/////////////////////////////////////////////////////////////
 | 
				
			||||||
 | 
					template<class Field> 
 | 
				
			||||||
 | 
					class ImplicitlyRestartedLanczos {
 | 
				
			||||||
 | 
					
 | 
				
			||||||
 | 
					private:       
 | 
				
			||||||
 | 
					
 | 
				
			||||||
 | 
					  int MaxIter;   // Max iterations
 | 
				
			||||||
 | 
					  int Nstop;     // Number of evecs checked for convergence
 | 
				
			||||||
 | 
					  int Nk;        // Number of converged sought
 | 
				
			||||||
 | 
					  int Nm;        // Nm -- total number of vectors
 | 
				
			||||||
 | 
					  RealD eresid;
 | 
				
			||||||
 | 
					  IRLdiagonalisation diagonalisation;
 | 
				
			||||||
 | 
					  ////////////////////////////////////
 | 
				
			||||||
 | 
					  // Embedded objects
 | 
				
			||||||
 | 
					  ////////////////////////////////////
 | 
				
			||||||
 | 
					           SortEigen<Field> _sort;
 | 
				
			||||||
 | 
					  LinearOperatorBase<Field> &_Linop;
 | 
				
			||||||
 | 
					    OperatorFunction<Field> &_poly;
 | 
				
			||||||
 | 
					
 | 
				
			||||||
 | 
					  /////////////////////////
 | 
				
			||||||
 | 
					  // Constructor
 | 
				
			||||||
 | 
					  /////////////////////////
 | 
				
			||||||
 | 
					public:       
 | 
				
			||||||
 | 
					 ImplicitlyRestartedLanczos(LinearOperatorBase<Field> &Linop, // op
 | 
				
			||||||
 | 
								    OperatorFunction<Field> & poly,   // polynomial
 | 
				
			||||||
 | 
								    int _Nstop, // really sought vecs
 | 
				
			||||||
 | 
								    int _Nk,    // sought vecs
 | 
				
			||||||
 | 
								    int _Nm,    // total vecs
 | 
				
			||||||
 | 
								    RealD _eresid, // resid in lmd deficit 
 | 
				
			||||||
 | 
								    int _MaxIter,  // Max iterations
 | 
				
			||||||
 | 
								    IRLdiagonalisation _diagonalisation= IRLdiagonaliseWithEigen ) :
 | 
				
			||||||
 | 
					    _Linop(Linop),    _poly(poly),
 | 
				
			||||||
 | 
					      Nstop(_Nstop), Nk(_Nk), Nm(_Nm),
 | 
				
			||||||
 | 
					      eresid(_eresid),  MaxIter(_MaxIter),
 | 
				
			||||||
 | 
					      diagonalisation(_diagonalisation)
 | 
				
			||||||
 | 
					      { };
 | 
				
			||||||
 | 
					
 | 
				
			||||||
 | 
					  ////////////////////////////////
 | 
				
			||||||
 | 
					  // Helpers
 | 
				
			||||||
 | 
					  ////////////////////////////////
 | 
				
			||||||
 | 
					  static RealD normalise(Field& v) 
 | 
				
			||||||
 | 
					  {
 | 
				
			||||||
 | 
					    RealD nn = norm2(v);
 | 
				
			||||||
 | 
					    nn = sqrt(nn);
 | 
				
			||||||
 | 
					    v = v * (1.0/nn);
 | 
				
			||||||
 | 
					    return nn;
 | 
				
			||||||
 | 
					  }
 | 
				
			||||||
 | 
					  
 | 
				
			||||||
 | 
					  void orthogonalize(Field& w, std::vector<Field>& evec, int k)
 | 
				
			||||||
 | 
					  {
 | 
				
			||||||
 | 
					    typedef typename Field::scalar_type MyComplex;
 | 
				
			||||||
 | 
					    MyComplex ip;
 | 
				
			||||||
 | 
					    
 | 
				
			||||||
 | 
					    for(int j=0; j<k; ++j){
 | 
				
			||||||
 | 
					      ip = innerProduct(evec[j],w); 
 | 
				
			||||||
 | 
					      w = w - ip * evec[j];
 | 
				
			||||||
 | 
					    }
 | 
				
			||||||
 | 
					    normalise(w);
 | 
				
			||||||
 | 
					  }
 | 
				
			||||||
 | 
					
 | 
				
			||||||
 | 
					/* Rudy Arthur's thesis pp.137
 | 
				
			||||||
 | 
					------------------------
 | 
				
			||||||
 | 
					Require: M > K P = M − K †
 | 
				
			||||||
 | 
					Compute the factorization AVM = VM HM + fM eM 
 | 
				
			||||||
 | 
					repeat
 | 
				
			||||||
 | 
					  Q=I
 | 
				
			||||||
 | 
					  for i = 1,...,P do
 | 
				
			||||||
 | 
					    QiRi =HM −θiI Q = QQi
 | 
				
			||||||
 | 
					    H M = Q †i H M Q i
 | 
				
			||||||
 | 
					  end for
 | 
				
			||||||
 | 
					  βK =HM(K+1,K) σK =Q(M,K)
 | 
				
			||||||
 | 
					  r=vK+1βK +rσK
 | 
				
			||||||
 | 
					  VK =VM(1:M)Q(1:M,1:K)
 | 
				
			||||||
 | 
					  HK =HM(1:K,1:K)
 | 
				
			||||||
 | 
					  →AVK =VKHK +fKe†K † Extend to an M = K + P step factorization AVM = VMHM + fMeM
 | 
				
			||||||
 | 
					until convergence
 | 
				
			||||||
 | 
					*/
 | 
				
			||||||
 | 
					  void calc(std::vector<RealD>& eval,  std::vector<Field>& evec, const Field& src, int& Nconv)
 | 
				
			||||||
 | 
					  {
 | 
				
			||||||
 | 
					    
 | 
				
			||||||
 | 
					    GridBase *grid = evec[0]._grid;
 | 
				
			||||||
 | 
					    assert(grid == src._grid);
 | 
				
			||||||
 | 
					    
 | 
				
			||||||
 | 
					    std::cout << GridLogMessage <<"**************************************************************************"<< std::endl;
 | 
				
			||||||
 | 
					    std::cout << GridLogMessage <<" ImplicitlyRestartedLanczos::calc() starting iteration 0 /  "<< MaxIter<< std::endl;
 | 
				
			||||||
 | 
					    std::cout << GridLogMessage <<"**************************************************************************"<< std::endl;
 | 
				
			||||||
 | 
					    std::cout << GridLogMessage <<" -- seek   Nk    = " << Nk    <<" vectors"<< std::endl;
 | 
				
			||||||
 | 
					    std::cout << GridLogMessage <<" -- accept Nstop = " << Nstop <<" vectors"<< std::endl;
 | 
				
			||||||
 | 
					    std::cout << GridLogMessage <<" -- total  Nm    = " << Nm    <<" vectors"<< std::endl;
 | 
				
			||||||
 | 
					    std::cout << GridLogMessage <<" -- size of eval = " << eval.size() << std::endl;
 | 
				
			||||||
 | 
					    std::cout << GridLogMessage <<" -- size of evec = " << evec.size() << std::endl;
 | 
				
			||||||
 | 
					    if ( diagonalisation == IRLdiagonaliseWithDSTEGR ) {
 | 
				
			||||||
 | 
					      std::cout << GridLogMessage << "Diagonalisation is DSTEGR "<<std::endl;
 | 
				
			||||||
 | 
					    } else if ( diagonalisation == IRLdiagonaliseWithQR ) { 
 | 
				
			||||||
 | 
					      std::cout << GridLogMessage << "Diagonalisation is QR "<<std::endl;
 | 
				
			||||||
 | 
					    }  else if ( diagonalisation == IRLdiagonaliseWithEigen ) { 
 | 
				
			||||||
 | 
					      std::cout << GridLogMessage << "Diagonalisation is Eigen "<<std::endl;
 | 
				
			||||||
 | 
					    }
 | 
				
			||||||
 | 
					    std::cout << GridLogMessage <<"**************************************************************************"<< std::endl;
 | 
				
			||||||
 | 
					    
 | 
				
			||||||
 | 
					    assert(Nm == evec.size() && Nm == eval.size());
 | 
				
			||||||
 | 
						
 | 
				
			||||||
 | 
					    std::vector<RealD> lme(Nm);  
 | 
				
			||||||
 | 
					    std::vector<RealD> lme2(Nm);
 | 
				
			||||||
 | 
					    std::vector<RealD> eval2(Nm);
 | 
				
			||||||
 | 
					
 | 
				
			||||||
 | 
					    Eigen::MatrixXd    Qt = Eigen::MatrixXd::Zero(Nm,Nm);
 | 
				
			||||||
 | 
					
 | 
				
			||||||
 | 
					    std::vector<int>   Iconv(Nm);
 | 
				
			||||||
 | 
					    std::vector<Field>  B(Nm,grid); // waste of space replicating
 | 
				
			||||||
 | 
					    
 | 
				
			||||||
 | 
					    Field f(grid);
 | 
				
			||||||
 | 
					    Field v(grid);
 | 
				
			||||||
 | 
					    
 | 
				
			||||||
 | 
					    int k1 = 1;
 | 
				
			||||||
 | 
					    int k2 = Nk;
 | 
				
			||||||
 | 
					    
 | 
				
			||||||
 | 
					    Nconv = 0;
 | 
				
			||||||
 | 
					    
 | 
				
			||||||
 | 
					    RealD beta_k;
 | 
				
			||||||
 | 
					  
 | 
				
			||||||
 | 
					    // Set initial vector
 | 
				
			||||||
 | 
					    evec[0] = src;
 | 
				
			||||||
 | 
					    std::cout << GridLogMessage <<"norm2(src)= " << norm2(src)<<std::endl;
 | 
				
			||||||
 | 
					    
 | 
				
			||||||
 | 
					    normalise(evec[0]);
 | 
				
			||||||
 | 
					    std::cout << GridLogMessage <<"norm2(evec[0])= " << norm2(evec[0]) <<std::endl;
 | 
				
			||||||
 | 
					    
 | 
				
			||||||
 | 
					    // Initial Nk steps
 | 
				
			||||||
 | 
					    for(int k=0; k<Nk; ++k) step(eval,lme,evec,f,Nm,k);
 | 
				
			||||||
 | 
					    
 | 
				
			||||||
 | 
					    // Restarting loop begins
 | 
				
			||||||
 | 
					    int iter;
 | 
				
			||||||
 | 
					    for(iter = 0; iter<MaxIter; ++iter){
 | 
				
			||||||
 | 
					      
 | 
				
			||||||
 | 
					      std::cout<< GridLogMessage <<" **********************"<< std::endl;
 | 
				
			||||||
 | 
					      std::cout<< GridLogMessage <<" Restart iteration = "<< iter << std::endl;
 | 
				
			||||||
 | 
					      std::cout<< GridLogMessage <<" **********************"<< std::endl;
 | 
				
			||||||
 | 
					      
 | 
				
			||||||
 | 
					      for(int k=Nk; k<Nm; ++k) step(eval,lme,evec,f,Nm,k);
 | 
				
			||||||
 | 
					      
 | 
				
			||||||
 | 
					      f *= lme[Nm-1];
 | 
				
			||||||
 | 
					      
 | 
				
			||||||
 | 
					      // getting eigenvalues
 | 
				
			||||||
 | 
					      for(int k=0; k<Nm; ++k){
 | 
				
			||||||
 | 
						eval2[k] = eval[k+k1-1];
 | 
				
			||||||
 | 
						lme2[k] = lme[k+k1-1];
 | 
				
			||||||
 | 
					      }
 | 
				
			||||||
 | 
					      Qt = Eigen::MatrixXd::Identity(Nm,Nm);
 | 
				
			||||||
 | 
					      diagonalize(eval2,lme2,Nm,Nm,Qt,grid);
 | 
				
			||||||
 | 
					
 | 
				
			||||||
 | 
					      // sorting
 | 
				
			||||||
 | 
					      _sort.push(eval2,Nm);
 | 
				
			||||||
 | 
					      
 | 
				
			||||||
 | 
					      // Implicitly shifted QR transformations
 | 
				
			||||||
 | 
					      Qt = Eigen::MatrixXd::Identity(Nm,Nm);
 | 
				
			||||||
 | 
					      for(int ip=k2; ip<Nm; ++ip){ 
 | 
				
			||||||
 | 
						// Eigen replacement for qr_decomp ???
 | 
				
			||||||
 | 
						qr_decomp(eval,lme,Nm,Nm,Qt,eval2[ip],k1,Nm);
 | 
				
			||||||
 | 
					      }
 | 
				
			||||||
 | 
					    
 | 
				
			||||||
 | 
					      for(int i=0; i<(Nk+1); ++i) B[i] = 0.0;
 | 
				
			||||||
 | 
						  
 | 
				
			||||||
 | 
					      for(int j=k1-1; j<k2+1; ++j){
 | 
				
			||||||
 | 
						for(int k=0; k<Nm; ++k){
 | 
				
			||||||
 | 
						  B[j].checkerboard = evec[k].checkerboard;
 | 
				
			||||||
 | 
						  B[j] += Qt(j,k) * evec[k];
 | 
				
			||||||
 | 
						}
 | 
				
			||||||
 | 
					      }
 | 
				
			||||||
 | 
					      for(int j=k1-1; j<k2+1; ++j) evec[j] = B[j];
 | 
				
			||||||
 | 
					      
 | 
				
			||||||
 | 
					      // Compressed vector f and beta(k2)
 | 
				
			||||||
 | 
					      f *= Qt(k2-1,Nm-1);
 | 
				
			||||||
 | 
					      f += lme[k2-1] * evec[k2];
 | 
				
			||||||
 | 
					      beta_k = norm2(f);
 | 
				
			||||||
 | 
					      beta_k = sqrt(beta_k);
 | 
				
			||||||
 | 
					      std::cout<< GridLogMessage<<" beta(k) = "<<beta_k<<std::endl;
 | 
				
			||||||
 | 
					      
 | 
				
			||||||
 | 
					      RealD betar = 1.0/beta_k;
 | 
				
			||||||
 | 
					      evec[k2] = betar * f;
 | 
				
			||||||
 | 
					      lme[k2-1] = beta_k;
 | 
				
			||||||
 | 
					      
 | 
				
			||||||
 | 
					      // Convergence test
 | 
				
			||||||
 | 
					      for(int k=0; k<Nm; ++k){    
 | 
				
			||||||
 | 
						eval2[k] = eval[k];
 | 
				
			||||||
 | 
						lme2[k] = lme[k];
 | 
				
			||||||
 | 
					      }
 | 
				
			||||||
 | 
					      Qt = Eigen::MatrixXd::Identity(Nm,Nm);
 | 
				
			||||||
 | 
					      diagonalize(eval2,lme2,Nk,Nm,Qt,grid);
 | 
				
			||||||
 | 
					      
 | 
				
			||||||
 | 
					      for(int k = 0; k<Nk; ++k) B[k]=0.0;
 | 
				
			||||||
 | 
					      
 | 
				
			||||||
 | 
					      for(int j = 0; j<Nk; ++j){
 | 
				
			||||||
 | 
						for(int k = 0; k<Nk; ++k){
 | 
				
			||||||
 | 
						  B[j].checkerboard = evec[k].checkerboard;
 | 
				
			||||||
 | 
						  B[j] += Qt(j,k) * evec[k];
 | 
				
			||||||
 | 
						}
 | 
				
			||||||
 | 
					      }
 | 
				
			||||||
 | 
					
 | 
				
			||||||
 | 
					      Nconv = 0;
 | 
				
			||||||
 | 
					      for(int i=0; i<Nk; ++i){
 | 
				
			||||||
 | 
						
 | 
				
			||||||
 | 
						_Linop.HermOp(B[i],v);
 | 
				
			||||||
 | 
						    
 | 
				
			||||||
 | 
						RealD vnum = real(innerProduct(B[i],v)); // HermOp.
 | 
				
			||||||
 | 
						RealD vden = norm2(B[i]);
 | 
				
			||||||
 | 
						eval2[i] = vnum/vden;
 | 
				
			||||||
 | 
						v -= eval2[i]*B[i];
 | 
				
			||||||
 | 
						RealD vv = norm2(v);
 | 
				
			||||||
 | 
						
 | 
				
			||||||
 | 
						std::cout.precision(13);
 | 
				
			||||||
 | 
						std::cout << GridLogMessage << "[" << std::setw(3)<< std::setiosflags(std::ios_base::right) <<i<<"] ";
 | 
				
			||||||
 | 
						std::cout << "eval = "<<std::setw(25)<< std::setiosflags(std::ios_base::left)<< eval2[i];
 | 
				
			||||||
 | 
						std::cout << " |H B[i] - eval[i]B[i]|^2 "<< std::setw(25)<< std::setiosflags(std::ios_base::right)<< vv<< std::endl;
 | 
				
			||||||
 | 
						
 | 
				
			||||||
 | 
						// change the criteria as evals are supposed to be sorted, all evals smaller(larger) than Nstop should have converged
 | 
				
			||||||
 | 
						if((vv<eresid*eresid) && (i == Nconv) ){
 | 
				
			||||||
 | 
						  Iconv[Nconv] = i;
 | 
				
			||||||
 | 
						  ++Nconv;
 | 
				
			||||||
 | 
						}
 | 
				
			||||||
 | 
						
 | 
				
			||||||
 | 
					      }  // i-loop end
 | 
				
			||||||
 | 
					      
 | 
				
			||||||
 | 
					      std::cout<< GridLogMessage <<" #modes converged: "<<Nconv<<std::endl;
 | 
				
			||||||
 | 
					
 | 
				
			||||||
 | 
					      if( Nconv>=Nstop ){
 | 
				
			||||||
 | 
						goto converged;
 | 
				
			||||||
 | 
					      }
 | 
				
			||||||
 | 
					    } // end of iter loop
 | 
				
			||||||
 | 
					    
 | 
				
			||||||
 | 
					    std::cout << GridLogMessage <<"**************************************************************************"<< std::endl;
 | 
				
			||||||
 | 
					    std::cout<< GridLogError    <<" ImplicitlyRestartedLanczos::calc() NOT converged.";
 | 
				
			||||||
 | 
					    std::cout << GridLogMessage <<"**************************************************************************"<< std::endl;
 | 
				
			||||||
 | 
					    abort();
 | 
				
			||||||
 | 
						
 | 
				
			||||||
 | 
					  converged:
 | 
				
			||||||
 | 
					    // Sorting
 | 
				
			||||||
 | 
					    eval.resize(Nconv);
 | 
				
			||||||
 | 
					    evec.resize(Nconv,grid);
 | 
				
			||||||
 | 
					    for(int i=0; i<Nconv; ++i){
 | 
				
			||||||
 | 
					      eval[i] = eval2[Iconv[i]];
 | 
				
			||||||
 | 
					      evec[i] = B[Iconv[i]];
 | 
				
			||||||
 | 
					    }
 | 
				
			||||||
 | 
					    _sort.push(eval,evec,Nconv);
 | 
				
			||||||
 | 
					    
 | 
				
			||||||
 | 
					    std::cout << GridLogMessage <<"**************************************************************************"<< std::endl;
 | 
				
			||||||
 | 
					    std::cout << GridLogMessage << "ImplicitlyRestartedLanczos CONVERGED ; Summary :\n";
 | 
				
			||||||
 | 
					    std::cout << GridLogMessage <<"**************************************************************************"<< std::endl;
 | 
				
			||||||
 | 
					    std::cout << GridLogMessage << " -- Iterations  = "<< iter   << "\n";
 | 
				
			||||||
 | 
					    std::cout << GridLogMessage << " -- beta(k)     = "<< beta_k << "\n";
 | 
				
			||||||
 | 
					    std::cout << GridLogMessage << " -- Nconv       = "<< Nconv  << "\n";
 | 
				
			||||||
 | 
					    std::cout << GridLogMessage <<"**************************************************************************"<< std::endl;
 | 
				
			||||||
 | 
					  }
 | 
				
			||||||
 | 
					
 | 
				
			||||||
 | 
					private:
 | 
				
			||||||
 | 
					/* Saad PP. 195
 | 
				
			||||||
 | 
					1. Choose an initial vector v1 of 2-norm unity. Set β1 ≡ 0, v0 ≡ 0
 | 
				
			||||||
 | 
					2. For k = 1,2,...,m Do:
 | 
				
			||||||
 | 
					3. wk:=Avk−βkv_{k−1}      
 | 
				
			||||||
 | 
					4. αk:=(wk,vk)       // 
 | 
				
			||||||
 | 
					5. wk:=wk−αkvk       // wk orthog vk 
 | 
				
			||||||
 | 
					6. βk+1 := ∥wk∥2. If βk+1 = 0 then Stop
 | 
				
			||||||
 | 
					7. vk+1 := wk/βk+1
 | 
				
			||||||
 | 
					8. EndDo
 | 
				
			||||||
 | 
					 */
 | 
				
			||||||
 | 
					  void step(std::vector<RealD>& lmd,
 | 
				
			||||||
 | 
						    std::vector<RealD>& lme, 
 | 
				
			||||||
 | 
						    std::vector<Field>& evec,
 | 
				
			||||||
 | 
						    Field& w,int Nm,int k)
 | 
				
			||||||
 | 
					  {
 | 
				
			||||||
 | 
					    const RealD tiny = 1.0e-20;
 | 
				
			||||||
 | 
					    assert( k< Nm );
 | 
				
			||||||
 | 
					    
 | 
				
			||||||
 | 
					    _poly(_Linop,evec[k],w);      // 3. wk:=Avk−βkv_{k−1}
 | 
				
			||||||
 | 
					    
 | 
				
			||||||
 | 
					    if(k>0) w -= lme[k-1] * evec[k-1];
 | 
				
			||||||
 | 
					    
 | 
				
			||||||
 | 
					    ComplexD zalph = innerProduct(evec[k],w); // 4. αk:=(wk,vk)
 | 
				
			||||||
 | 
					    RealD     alph = real(zalph);
 | 
				
			||||||
 | 
					    
 | 
				
			||||||
 | 
					    w = w - alph * evec[k];// 5. wk:=wk−αkvk
 | 
				
			||||||
 | 
					    
 | 
				
			||||||
 | 
					    RealD beta = normalise(w); // 6. βk+1 := ∥wk∥2. If βk+1 = 0 then Stop
 | 
				
			||||||
 | 
					    // 7. vk+1 := wk/βk+1
 | 
				
			||||||
 | 
					    
 | 
				
			||||||
 | 
					    lmd[k] = alph;
 | 
				
			||||||
 | 
					    lme[k] = beta;
 | 
				
			||||||
 | 
					    
 | 
				
			||||||
 | 
					    if ( k > 0 ) orthogonalize(w,evec,k); // orthonormalise
 | 
				
			||||||
 | 
					    if ( k < Nm-1) evec[k+1] = w;
 | 
				
			||||||
 | 
					    
 | 
				
			||||||
 | 
					    if ( beta < tiny ) std::cout << GridLogMessage << " beta is tiny "<<beta<<std::endl;
 | 
				
			||||||
 | 
					  }
 | 
				
			||||||
 | 
					      
 | 
				
			||||||
 | 
					  void diagonalize_Eigen(std::vector<RealD>& lmd, std::vector<RealD>& lme, 
 | 
				
			||||||
 | 
								 int Nk, int Nm,  
 | 
				
			||||||
 | 
								 Eigen::MatrixXd & Qt, // Nm x Nm
 | 
				
			||||||
 | 
								 GridBase *grid)
 | 
				
			||||||
 | 
					  {
 | 
				
			||||||
 | 
					    Eigen::MatrixXd TriDiag = Eigen::MatrixXd::Zero(Nk,Nk);
 | 
				
			||||||
 | 
					
 | 
				
			||||||
 | 
					    for(int i=0;i<Nk;i++)   TriDiag(i,i)   = lmd[i];
 | 
				
			||||||
 | 
					    for(int i=0;i<Nk-1;i++) TriDiag(i,i+1) = lme[i];
 | 
				
			||||||
 | 
					    for(int i=0;i<Nk-1;i++) TriDiag(i+1,i) = lme[i];
 | 
				
			||||||
 | 
					    
 | 
				
			||||||
 | 
					    Eigen::SelfAdjointEigenSolver<Eigen::MatrixXd> eigensolver(TriDiag);
 | 
				
			||||||
 | 
					
 | 
				
			||||||
 | 
					    for (int i = 0; i < Nk; i++) {
 | 
				
			||||||
 | 
					      lmd[Nk-1-i] = eigensolver.eigenvalues()(i);
 | 
				
			||||||
 | 
					    }
 | 
				
			||||||
 | 
					    for (int i = 0; i < Nk; i++) {
 | 
				
			||||||
 | 
					      for (int j = 0; j < Nk; j++) {
 | 
				
			||||||
 | 
						Qt(Nk-1-i,j) = eigensolver.eigenvectors()(j,i);
 | 
				
			||||||
 | 
					      }
 | 
				
			||||||
 | 
					    }
 | 
				
			||||||
 | 
					  }
 | 
				
			||||||
 | 
					  ///////////////////////////////////////////////////////////////////////////
 | 
				
			||||||
 | 
					  // File could end here if settle on Eigen ???
 | 
				
			||||||
 | 
					  ///////////////////////////////////////////////////////////////////////////
 | 
				
			||||||
 | 
					
 | 
				
			||||||
 | 
					  void qr_decomp(std::vector<RealD>& lmd,   // Nm 
 | 
				
			||||||
 | 
							 std::vector<RealD>& lme,   // Nm 
 | 
				
			||||||
 | 
							 int Nk, int Nm,            // Nk, Nm
 | 
				
			||||||
 | 
							 Eigen::MatrixXd& Qt,       // Nm x Nm matrix
 | 
				
			||||||
 | 
							 RealD Dsh, int kmin, int kmax)
 | 
				
			||||||
 | 
					  {
 | 
				
			||||||
 | 
					    int k = kmin-1;
 | 
				
			||||||
 | 
					    RealD x;
 | 
				
			||||||
 | 
					    
 | 
				
			||||||
 | 
					    RealD Fden = 1.0/hypot(lmd[k]-Dsh,lme[k]);
 | 
				
			||||||
 | 
					    RealD c = ( lmd[k] -Dsh) *Fden;
 | 
				
			||||||
 | 
					    RealD s = -lme[k] *Fden;
 | 
				
			||||||
 | 
					      
 | 
				
			||||||
 | 
					    RealD tmpa1 = lmd[k];
 | 
				
			||||||
 | 
					    RealD tmpa2 = lmd[k+1];
 | 
				
			||||||
 | 
					    RealD tmpb  = lme[k];
 | 
				
			||||||
 | 
					
 | 
				
			||||||
 | 
					    lmd[k]   = c*c*tmpa1 +s*s*tmpa2 -2.0*c*s*tmpb;
 | 
				
			||||||
 | 
					    lmd[k+1] = s*s*tmpa1 +c*c*tmpa2 +2.0*c*s*tmpb;
 | 
				
			||||||
 | 
					    lme[k]   = c*s*(tmpa1-tmpa2) +(c*c-s*s)*tmpb;
 | 
				
			||||||
 | 
					    x        =-s*lme[k+1];
 | 
				
			||||||
 | 
					    lme[k+1] = c*lme[k+1];
 | 
				
			||||||
 | 
					      
 | 
				
			||||||
 | 
					    for(int i=0; i<Nk; ++i){
 | 
				
			||||||
 | 
					      RealD Qtmp1 = Qt(k,i);
 | 
				
			||||||
 | 
					      RealD Qtmp2 = Qt(k+1,i);
 | 
				
			||||||
 | 
					      Qt(k,i)  = c*Qtmp1 - s*Qtmp2;
 | 
				
			||||||
 | 
					      Qt(k+1,i)= s*Qtmp1 + c*Qtmp2; 
 | 
				
			||||||
 | 
					    }
 | 
				
			||||||
 | 
					
 | 
				
			||||||
 | 
					    // Givens transformations
 | 
				
			||||||
 | 
					    for(int k = kmin; k < kmax-1; ++k){
 | 
				
			||||||
 | 
					      
 | 
				
			||||||
 | 
					      RealD Fden = 1.0/hypot(x,lme[k-1]);
 | 
				
			||||||
 | 
					      RealD c = lme[k-1]*Fden;
 | 
				
			||||||
 | 
					      RealD s = - x*Fden;
 | 
				
			||||||
 | 
						
 | 
				
			||||||
 | 
					      RealD tmpa1 = lmd[k];
 | 
				
			||||||
 | 
					      RealD tmpa2 = lmd[k+1];
 | 
				
			||||||
 | 
					      RealD tmpb  = lme[k];
 | 
				
			||||||
 | 
					
 | 
				
			||||||
 | 
					      lmd[k]   = c*c*tmpa1 +s*s*tmpa2 -2.0*c*s*tmpb;
 | 
				
			||||||
 | 
					      lmd[k+1] = s*s*tmpa1 +c*c*tmpa2 +2.0*c*s*tmpb;
 | 
				
			||||||
 | 
					      lme[k]   = c*s*(tmpa1-tmpa2) +(c*c-s*s)*tmpb;
 | 
				
			||||||
 | 
					      lme[k-1] = c*lme[k-1] -s*x;
 | 
				
			||||||
 | 
					
 | 
				
			||||||
 | 
					      if(k != kmax-2){
 | 
				
			||||||
 | 
						x = -s*lme[k+1];
 | 
				
			||||||
 | 
						lme[k+1] = c*lme[k+1];
 | 
				
			||||||
 | 
					      }
 | 
				
			||||||
 | 
					
 | 
				
			||||||
 | 
					      for(int i=0; i<Nk; ++i){
 | 
				
			||||||
 | 
						RealD Qtmp1 = Qt(k,i);
 | 
				
			||||||
 | 
						RealD Qtmp2 = Qt(k+1,i);
 | 
				
			||||||
 | 
						Qt(k,i)     = c*Qtmp1 -s*Qtmp2;
 | 
				
			||||||
 | 
						Qt(k+1,i)   = s*Qtmp1 +c*Qtmp2;
 | 
				
			||||||
 | 
					      }
 | 
				
			||||||
 | 
					    }
 | 
				
			||||||
 | 
					  }
 | 
				
			||||||
 | 
					
 | 
				
			||||||
 | 
					  void diagonalize(std::vector<RealD>& lmd, std::vector<RealD>& lme, 
 | 
				
			||||||
 | 
							   int Nk, int Nm,   
 | 
				
			||||||
 | 
							   Eigen::MatrixXd & Qt,
 | 
				
			||||||
 | 
							   GridBase *grid)
 | 
				
			||||||
 | 
					  {
 | 
				
			||||||
 | 
					    Qt = Eigen::MatrixXd::Identity(Nm,Nm);
 | 
				
			||||||
 | 
					    if ( diagonalisation == IRLdiagonaliseWithDSTEGR ) {
 | 
				
			||||||
 | 
					      diagonalize_lapack(lmd,lme,Nk,Nm,Qt,grid);
 | 
				
			||||||
 | 
					    } else if ( diagonalisation == IRLdiagonaliseWithQR ) { 
 | 
				
			||||||
 | 
					      diagonalize_QR(lmd,lme,Nk,Nm,Qt,grid);
 | 
				
			||||||
 | 
					    }  else if ( diagonalisation == IRLdiagonaliseWithEigen ) { 
 | 
				
			||||||
 | 
					      diagonalize_Eigen(lmd,lme,Nk,Nm,Qt,grid);
 | 
				
			||||||
 | 
					    } else { 
 | 
				
			||||||
 | 
					      assert(0);
 | 
				
			||||||
 | 
					    }
 | 
				
			||||||
 | 
					  }
 | 
				
			||||||
 | 
					
 | 
				
			||||||
 | 
					#ifdef USE_LAPACK
 | 
				
			||||||
 | 
					void LAPACK_dstegr(char *jobz, char *range, int *n, double *d, double *e,
 | 
				
			||||||
 | 
					                   double *vl, double *vu, int *il, int *iu, double *abstol,
 | 
				
			||||||
 | 
					                   int *m, double *w, double *z, int *ldz, int *isuppz,
 | 
				
			||||||
 | 
					                   double *work, int *lwork, int *iwork, int *liwork,
 | 
				
			||||||
 | 
					                   int *info);
 | 
				
			||||||
 | 
					#endif
 | 
				
			||||||
 | 
					
 | 
				
			||||||
 | 
					void diagonalize_lapack(std::vector<RealD>& lmd,
 | 
				
			||||||
 | 
								std::vector<RealD>& lme, 
 | 
				
			||||||
 | 
								int Nk, int Nm,  
 | 
				
			||||||
 | 
								Eigen::MatrixXd& Qt,
 | 
				
			||||||
 | 
								GridBase *grid)
 | 
				
			||||||
 | 
					{
 | 
				
			||||||
 | 
					#ifdef USE_LAPACK
 | 
				
			||||||
 | 
					  const int size = Nm;
 | 
				
			||||||
 | 
					  int NN = Nk;
 | 
				
			||||||
 | 
					  double evals_tmp[NN];
 | 
				
			||||||
 | 
					  double evec_tmp[NN][NN];
 | 
				
			||||||
 | 
					  memset(evec_tmp[0],0,sizeof(double)*NN*NN);
 | 
				
			||||||
 | 
					  double DD[NN];
 | 
				
			||||||
 | 
					  double EE[NN];
 | 
				
			||||||
 | 
					  for (int i = 0; i< NN; i++) {
 | 
				
			||||||
 | 
					    for (int j = i - 1; j <= i + 1; j++) {
 | 
				
			||||||
 | 
					      if ( j < NN && j >= 0 ) {
 | 
				
			||||||
 | 
						if (i==j) DD[i] = lmd[i];
 | 
				
			||||||
 | 
						if (i==j) evals_tmp[i] = lmd[i];
 | 
				
			||||||
 | 
						if (j==(i-1)) EE[j] = lme[j];
 | 
				
			||||||
 | 
					      }
 | 
				
			||||||
 | 
					    }
 | 
				
			||||||
 | 
					  }
 | 
				
			||||||
 | 
					  int evals_found;
 | 
				
			||||||
 | 
					  int lwork = ( (18*NN) > (1+4*NN+NN*NN)? (18*NN):(1+4*NN+NN*NN)) ;
 | 
				
			||||||
 | 
					  int liwork =  3+NN*10 ;
 | 
				
			||||||
 | 
					  int iwork[liwork];
 | 
				
			||||||
 | 
					  double work[lwork];
 | 
				
			||||||
 | 
					  int isuppz[2*NN];
 | 
				
			||||||
 | 
					  char jobz = 'V'; // calculate evals & evecs
 | 
				
			||||||
 | 
					  char range = 'I'; // calculate all evals
 | 
				
			||||||
 | 
					  //    char range = 'A'; // calculate all evals
 | 
				
			||||||
 | 
					  char uplo = 'U'; // refer to upper half of original matrix
 | 
				
			||||||
 | 
					  char compz = 'I'; // Compute eigenvectors of tridiagonal matrix
 | 
				
			||||||
 | 
					  int ifail[NN];
 | 
				
			||||||
 | 
					  int info;
 | 
				
			||||||
 | 
					  int total = grid->_Nprocessors;
 | 
				
			||||||
 | 
					  int node  = grid->_processor;
 | 
				
			||||||
 | 
					  int interval = (NN/total)+1;
 | 
				
			||||||
 | 
					  double vl = 0.0, vu = 0.0;
 | 
				
			||||||
 | 
					  int il = interval*node+1 , iu = interval*(node+1);
 | 
				
			||||||
 | 
					  if (iu > NN)  iu=NN;
 | 
				
			||||||
 | 
					  double tol = 0.0;
 | 
				
			||||||
 | 
					  if (1) {
 | 
				
			||||||
 | 
					    memset(evals_tmp,0,sizeof(double)*NN);
 | 
				
			||||||
 | 
					    if ( il <= NN){
 | 
				
			||||||
 | 
					      LAPACK_dstegr(&jobz, &range, &NN,
 | 
				
			||||||
 | 
							    (double*)DD, (double*)EE,
 | 
				
			||||||
 | 
							    &vl, &vu, &il, &iu, // these four are ignored if second parameteris 'A'
 | 
				
			||||||
 | 
							    &tol, // tolerance
 | 
				
			||||||
 | 
							    &evals_found, evals_tmp, (double*)evec_tmp, &NN,
 | 
				
			||||||
 | 
							    isuppz,
 | 
				
			||||||
 | 
							    work, &lwork, iwork, &liwork,
 | 
				
			||||||
 | 
							    &info);
 | 
				
			||||||
 | 
					      for (int i = iu-1; i>= il-1; i--){
 | 
				
			||||||
 | 
						evals_tmp[i] = evals_tmp[i - (il-1)];
 | 
				
			||||||
 | 
						if (il>1) evals_tmp[i-(il-1)]=0.;
 | 
				
			||||||
 | 
						for (int j = 0; j< NN; j++){
 | 
				
			||||||
 | 
						  evec_tmp[i][j] = evec_tmp[i - (il-1)][j];
 | 
				
			||||||
 | 
						  if (il>1) evec_tmp[i-(il-1)][j]=0.;
 | 
				
			||||||
 | 
						}
 | 
				
			||||||
 | 
					      }
 | 
				
			||||||
 | 
					    }
 | 
				
			||||||
 | 
					    {
 | 
				
			||||||
 | 
					      grid->GlobalSumVector(evals_tmp,NN);
 | 
				
			||||||
 | 
					      grid->GlobalSumVector((double*)evec_tmp,NN*NN);
 | 
				
			||||||
 | 
					    }
 | 
				
			||||||
 | 
					  } 
 | 
				
			||||||
 | 
					  // Safer to sort instead of just reversing it, 
 | 
				
			||||||
 | 
					  // but the document of the routine says evals are sorted in increasing order. 
 | 
				
			||||||
 | 
					  // qr gives evals in decreasing order.
 | 
				
			||||||
 | 
					  for(int i=0;i<NN;i++){
 | 
				
			||||||
 | 
					    lmd [NN-1-i]=evals_tmp[i];
 | 
				
			||||||
 | 
					    for(int j=0;j<NN;j++){
 | 
				
			||||||
 | 
					      Qt((NN-1-i),j)=evec_tmp[i][j];
 | 
				
			||||||
 | 
					    }
 | 
				
			||||||
 | 
					  }
 | 
				
			||||||
 | 
					#else 
 | 
				
			||||||
 | 
					  assert(0);
 | 
				
			||||||
 | 
					#endif
 | 
				
			||||||
 | 
					}
 | 
				
			||||||
 | 
					
 | 
				
			||||||
 | 
					  void diagonalize_QR(std::vector<RealD>& lmd, std::vector<RealD>& lme, 
 | 
				
			||||||
 | 
							      int Nk, int Nm,   
 | 
				
			||||||
 | 
							      Eigen::MatrixXd & Qt,
 | 
				
			||||||
 | 
							      GridBase *grid)
 | 
				
			||||||
 | 
					  {
 | 
				
			||||||
 | 
					    int Niter = 100*Nm;
 | 
				
			||||||
 | 
					    int kmin = 1;
 | 
				
			||||||
 | 
					    int kmax = Nk;
 | 
				
			||||||
 | 
					
 | 
				
			||||||
 | 
					    // (this should be more sophisticated)
 | 
				
			||||||
 | 
					    for(int iter=0; iter<Niter; ++iter){
 | 
				
			||||||
 | 
					      
 | 
				
			||||||
 | 
					      // determination of 2x2 leading submatrix
 | 
				
			||||||
 | 
					      RealD dsub = lmd[kmax-1]-lmd[kmax-2];
 | 
				
			||||||
 | 
					      RealD dd = sqrt(dsub*dsub + 4.0*lme[kmax-2]*lme[kmax-2]);
 | 
				
			||||||
 | 
					      RealD Dsh = 0.5*(lmd[kmax-2]+lmd[kmax-1] +dd*(dsub/fabs(dsub)));
 | 
				
			||||||
 | 
					      // (Dsh: shift)
 | 
				
			||||||
 | 
						
 | 
				
			||||||
 | 
					      // transformation
 | 
				
			||||||
 | 
					      qr_decomp(lmd,lme,Nk,Nm,Qt,Dsh,kmin,kmax); // Nk, Nm
 | 
				
			||||||
 | 
						
 | 
				
			||||||
 | 
					      // Convergence criterion (redef of kmin and kamx)
 | 
				
			||||||
 | 
					      for(int j=kmax-1; j>= kmin; --j){
 | 
				
			||||||
 | 
						RealD dds = fabs(lmd[j-1])+fabs(lmd[j]);
 | 
				
			||||||
 | 
						if(fabs(lme[j-1])+dds > dds){
 | 
				
			||||||
 | 
						  kmax = j+1;
 | 
				
			||||||
 | 
						  goto continued;
 | 
				
			||||||
 | 
						}
 | 
				
			||||||
 | 
					      }
 | 
				
			||||||
 | 
					      Niter = iter;
 | 
				
			||||||
 | 
					      return;
 | 
				
			||||||
 | 
					
 | 
				
			||||||
 | 
					    continued:
 | 
				
			||||||
 | 
					      for(int j=0; j<kmax-1; ++j){
 | 
				
			||||||
 | 
						RealD dds = fabs(lmd[j])+fabs(lmd[j+1]);
 | 
				
			||||||
 | 
						if(fabs(lme[j])+dds > dds){
 | 
				
			||||||
 | 
						  kmin = j+1;
 | 
				
			||||||
 | 
						  break;
 | 
				
			||||||
 | 
						}
 | 
				
			||||||
 | 
					      }
 | 
				
			||||||
 | 
					    }
 | 
				
			||||||
 | 
					    std::cout << GridLogError << "[QL method] Error - Too many iteration: "<<Niter<<"\n";
 | 
				
			||||||
 | 
					    abort();
 | 
				
			||||||
 | 
					  }
 | 
				
			||||||
 | 
					
 | 
				
			||||||
 | 
					 };
 | 
				
			||||||
 | 
					}
 | 
				
			||||||
 | 
					#endif
 | 
				
			||||||
							
								
								
									
										1265
									
								
								lib/algorithms/iterative/ImplicitlyRestartedLanczosCJ.h
									
									
									
									
									
										Normal file
									
								
							
							
						
						
									
										1265
									
								
								lib/algorithms/iterative/ImplicitlyRestartedLanczosCJ.h
									
									
									
									
									
										Normal file
									
								
							
										
											
												File diff suppressed because it is too large
												Load Diff
											
										
									
								
							
							
								
								
									
										930
									
								
								lib/algorithms/iterative/SimpleLanczos.h
									
									
									
									
									
										Normal file
									
								
							
							
						
						
									
										930
									
								
								lib/algorithms/iterative/SimpleLanczos.h
									
									
									
									
									
										Normal file
									
								
							@@ -0,0 +1,930 @@
 | 
				
			|||||||
 | 
					    /*************************************************************************************
 | 
				
			||||||
 | 
					
 | 
				
			||||||
 | 
					    Grid physics library, www.github.com/paboyle/Grid 
 | 
				
			||||||
 | 
					
 | 
				
			||||||
 | 
					    Source file: ./lib/algorithms/iterative/ImplicitlyRestartedLanczos.h
 | 
				
			||||||
 | 
					
 | 
				
			||||||
 | 
					    Copyright (C) 2015
 | 
				
			||||||
 | 
					
 | 
				
			||||||
 | 
					Author: Chulwoo Jung <chulwoo@bnl.gov>
 | 
				
			||||||
 | 
					
 | 
				
			||||||
 | 
					    This program is free software; you can redistribute it and/or modify
 | 
				
			||||||
 | 
					    it under the terms of the GNU General Public License as published by
 | 
				
			||||||
 | 
					    the Free Software Foundation; either version 2 of the License, or
 | 
				
			||||||
 | 
					    (at your option) any later version.
 | 
				
			||||||
 | 
					
 | 
				
			||||||
 | 
					    This program is distributed in the hope that it will be useful,
 | 
				
			||||||
 | 
					    but WITHOUT ANY WARRANTY; without even the implied warranty of
 | 
				
			||||||
 | 
					    MERCHANTABILITY or FITNESS FOR A PARTICULAR PURPOSE.  See the
 | 
				
			||||||
 | 
					    GNU General Public License for more details.
 | 
				
			||||||
 | 
					
 | 
				
			||||||
 | 
					    You should have received a copy of the GNU General Public License along
 | 
				
			||||||
 | 
					    with this program; if not, write to the Free Software Foundation, Inc.,
 | 
				
			||||||
 | 
					    51 Franklin Street, Fifth Floor, Boston, MA 02110-1301 USA.
 | 
				
			||||||
 | 
					
 | 
				
			||||||
 | 
					    See the full license in the file "LICENSE" in the top level distribution directory
 | 
				
			||||||
 | 
					    *************************************************************************************/
 | 
				
			||||||
 | 
					    /*  END LEGAL */
 | 
				
			||||||
 | 
					#ifndef GRID_LANC_H
 | 
				
			||||||
 | 
					#define GRID_LANC_H
 | 
				
			||||||
 | 
					
 | 
				
			||||||
 | 
					#include <string.h>		//memset
 | 
				
			||||||
 | 
					
 | 
				
			||||||
 | 
					#ifdef USE_LAPACK
 | 
				
			||||||
 | 
					#ifdef USE_MKL
 | 
				
			||||||
 | 
					#include<mkl_lapack.h>
 | 
				
			||||||
 | 
					#else
 | 
				
			||||||
 | 
					void LAPACK_dstegr (char *jobz, char *range, int *n, double *d, double *e,
 | 
				
			||||||
 | 
							    double *vl, double *vu, int *il, int *iu, double *abstol,
 | 
				
			||||||
 | 
							    int *m, double *w, double *z, int *ldz, int *isuppz,
 | 
				
			||||||
 | 
							    double *work, int *lwork, int *iwork, int *liwork,
 | 
				
			||||||
 | 
							    int *info);
 | 
				
			||||||
 | 
					//#include <lapacke/lapacke.h>
 | 
				
			||||||
 | 
					#endif
 | 
				
			||||||
 | 
					#endif
 | 
				
			||||||
 | 
					
 | 
				
			||||||
 | 
					#include <Grid/algorithms/densematrix/DenseMatrix.h>
 | 
				
			||||||
 | 
					
 | 
				
			||||||
 | 
					// eliminate temorary vector in calc()
 | 
				
			||||||
 | 
					#define MEM_SAVE
 | 
				
			||||||
 | 
					
 | 
				
			||||||
 | 
					namespace Grid
 | 
				
			||||||
 | 
					{
 | 
				
			||||||
 | 
					
 | 
				
			||||||
 | 
					  struct Bisection
 | 
				
			||||||
 | 
					  {
 | 
				
			||||||
 | 
					
 | 
				
			||||||
 | 
					#if 0
 | 
				
			||||||
 | 
					    static void get_eig2 (int row_num, std::vector < RealD > &ALPHA,
 | 
				
			||||||
 | 
								  std::vector < RealD > &BETA,
 | 
				
			||||||
 | 
								  std::vector < RealD > &eig)
 | 
				
			||||||
 | 
					    {
 | 
				
			||||||
 | 
					      int i, j;
 | 
				
			||||||
 | 
					        std::vector < RealD > evec1 (row_num + 3);
 | 
				
			||||||
 | 
					        std::vector < RealD > evec2 (row_num + 3);
 | 
				
			||||||
 | 
					      RealD eps2;
 | 
				
			||||||
 | 
					        ALPHA[1] = 0.;
 | 
				
			||||||
 | 
					        BETHA[1] = 0.;
 | 
				
			||||||
 | 
					      for (i = 0; i < row_num - 1; i++)
 | 
				
			||||||
 | 
						{
 | 
				
			||||||
 | 
						  ALPHA[i + 1] = A[i * (row_num + 1)].real ();
 | 
				
			||||||
 | 
						  BETHA[i + 2] = A[i * (row_num + 1) + 1].real ();
 | 
				
			||||||
 | 
						}
 | 
				
			||||||
 | 
					      ALPHA[row_num] = A[(row_num - 1) * (row_num + 1)].real ();
 | 
				
			||||||
 | 
					        bisec (ALPHA, BETHA, row_num, 1, row_num, 1e-10, 1e-10, evec1, eps2);
 | 
				
			||||||
 | 
					        bisec (ALPHA, BETHA, row_num, 1, row_num, 1e-16, 1e-16, evec2, eps2);
 | 
				
			||||||
 | 
					
 | 
				
			||||||
 | 
					      // Do we really need to sort here?
 | 
				
			||||||
 | 
					      int begin = 1;
 | 
				
			||||||
 | 
					      int end = row_num;
 | 
				
			||||||
 | 
					      int swapped = 1;
 | 
				
			||||||
 | 
					      while (swapped)
 | 
				
			||||||
 | 
						{
 | 
				
			||||||
 | 
						  swapped = 0;
 | 
				
			||||||
 | 
						  for (i = begin; i < end; i++)
 | 
				
			||||||
 | 
						    {
 | 
				
			||||||
 | 
						      if (mag (evec2[i]) > mag (evec2[i + 1]))
 | 
				
			||||||
 | 
							{
 | 
				
			||||||
 | 
							  swap (evec2 + i, evec2 + i + 1);
 | 
				
			||||||
 | 
							  swapped = 1;
 | 
				
			||||||
 | 
							}
 | 
				
			||||||
 | 
						    }
 | 
				
			||||||
 | 
						  end--;
 | 
				
			||||||
 | 
						  for (i = end - 1; i >= begin; i--)
 | 
				
			||||||
 | 
						    {
 | 
				
			||||||
 | 
						      if (mag (evec2[i]) > mag (evec2[i + 1]))
 | 
				
			||||||
 | 
							{
 | 
				
			||||||
 | 
							  swap (evec2 + i, evec2 + i + 1);
 | 
				
			||||||
 | 
							  swapped = 1;
 | 
				
			||||||
 | 
							}
 | 
				
			||||||
 | 
						    }
 | 
				
			||||||
 | 
						  begin++;
 | 
				
			||||||
 | 
						}
 | 
				
			||||||
 | 
					
 | 
				
			||||||
 | 
					      for (i = 0; i < row_num; i++)
 | 
				
			||||||
 | 
						{
 | 
				
			||||||
 | 
						  for (j = 0; j < row_num; j++)
 | 
				
			||||||
 | 
						    {
 | 
				
			||||||
 | 
						      if (i == j)
 | 
				
			||||||
 | 
							H[i * row_num + j] = evec2[i + 1];
 | 
				
			||||||
 | 
						      else
 | 
				
			||||||
 | 
							H[i * row_num + j] = 0.;
 | 
				
			||||||
 | 
						    }
 | 
				
			||||||
 | 
						}
 | 
				
			||||||
 | 
					    }
 | 
				
			||||||
 | 
					#endif
 | 
				
			||||||
 | 
					
 | 
				
			||||||
 | 
					    static void bisec (std::vector < RealD > &c,
 | 
				
			||||||
 | 
							       std::vector < RealD > &b,
 | 
				
			||||||
 | 
							       int n,
 | 
				
			||||||
 | 
							       int m1,
 | 
				
			||||||
 | 
							       int m2,
 | 
				
			||||||
 | 
							       RealD eps1,
 | 
				
			||||||
 | 
							       RealD relfeh, std::vector < RealD > &x, RealD & eps2)
 | 
				
			||||||
 | 
					    {
 | 
				
			||||||
 | 
					      std::vector < RealD > wu (n + 2);
 | 
				
			||||||
 | 
					
 | 
				
			||||||
 | 
					      RealD h, q, x1, xu, x0, xmin, xmax;
 | 
				
			||||||
 | 
					      int i, a, k;
 | 
				
			||||||
 | 
					
 | 
				
			||||||
 | 
					      b[1] = 0.0;
 | 
				
			||||||
 | 
					      xmin = c[n] - fabs (b[n]);
 | 
				
			||||||
 | 
					      xmax = c[n] + fabs (b[n]);
 | 
				
			||||||
 | 
					      for (i = 1; i < n; i++)
 | 
				
			||||||
 | 
						{
 | 
				
			||||||
 | 
						  h = fabs (b[i]) + fabs (b[i + 1]);
 | 
				
			||||||
 | 
						  if (c[i] + h > xmax)
 | 
				
			||||||
 | 
						    xmax = c[i] + h;
 | 
				
			||||||
 | 
						  if (c[i] - h < xmin)
 | 
				
			||||||
 | 
						    xmin = c[i] - h;
 | 
				
			||||||
 | 
						}
 | 
				
			||||||
 | 
					      xmax *= 2.;
 | 
				
			||||||
 | 
					
 | 
				
			||||||
 | 
					      eps2 = relfeh * ((xmin + xmax) > 0.0 ? xmax : -xmin);
 | 
				
			||||||
 | 
					      if (eps1 <= 0.0)
 | 
				
			||||||
 | 
						eps1 = eps2;
 | 
				
			||||||
 | 
					      eps2 = 0.5 * eps1 + 7.0 * (eps2);
 | 
				
			||||||
 | 
					      x0 = xmax;
 | 
				
			||||||
 | 
					      for (i = m1; i <= m2; i++)
 | 
				
			||||||
 | 
						{
 | 
				
			||||||
 | 
						  x[i] = xmax;
 | 
				
			||||||
 | 
						  wu[i] = xmin;
 | 
				
			||||||
 | 
						}
 | 
				
			||||||
 | 
					
 | 
				
			||||||
 | 
					      for (k = m2; k >= m1; k--)
 | 
				
			||||||
 | 
						{
 | 
				
			||||||
 | 
						  xu = xmin;
 | 
				
			||||||
 | 
						  i = k;
 | 
				
			||||||
 | 
						  do
 | 
				
			||||||
 | 
						    {
 | 
				
			||||||
 | 
						      if (xu < wu[i])
 | 
				
			||||||
 | 
							{
 | 
				
			||||||
 | 
							  xu = wu[i];
 | 
				
			||||||
 | 
							  i = m1 - 1;
 | 
				
			||||||
 | 
							}
 | 
				
			||||||
 | 
						      i--;
 | 
				
			||||||
 | 
						    }
 | 
				
			||||||
 | 
						  while (i >= m1);
 | 
				
			||||||
 | 
						  if (x0 > x[k])
 | 
				
			||||||
 | 
						    x0 = x[k];
 | 
				
			||||||
 | 
						  while ((x0 - xu) > 2 * relfeh * (fabs (xu) + fabs (x0)) + eps1)
 | 
				
			||||||
 | 
						    {
 | 
				
			||||||
 | 
						      x1 = (xu + x0) / 2;
 | 
				
			||||||
 | 
					
 | 
				
			||||||
 | 
						      a = 0;
 | 
				
			||||||
 | 
						      q = 1.0;
 | 
				
			||||||
 | 
						      for (i = 1; i <= n; i++)
 | 
				
			||||||
 | 
							{
 | 
				
			||||||
 | 
							  q =
 | 
				
			||||||
 | 
							    c[i] - x1 -
 | 
				
			||||||
 | 
							    ((q != 0.0) ? b[i] * b[i] / q : fabs (b[i]) / relfeh);
 | 
				
			||||||
 | 
							  if (q < 0)
 | 
				
			||||||
 | 
							    a++;
 | 
				
			||||||
 | 
							}
 | 
				
			||||||
 | 
					//      printf("x1=%0.14e a=%d\n",x1,a);
 | 
				
			||||||
 | 
						      if (a < k)
 | 
				
			||||||
 | 
							{
 | 
				
			||||||
 | 
							  if (a < m1)
 | 
				
			||||||
 | 
							    {
 | 
				
			||||||
 | 
							      xu = x1;
 | 
				
			||||||
 | 
							      wu[m1] = x1;
 | 
				
			||||||
 | 
							    }
 | 
				
			||||||
 | 
							  else
 | 
				
			||||||
 | 
							    {
 | 
				
			||||||
 | 
							      xu = x1;
 | 
				
			||||||
 | 
							      wu[a + 1] = x1;
 | 
				
			||||||
 | 
							      if (x[a] > x1)
 | 
				
			||||||
 | 
								x[a] = x1;
 | 
				
			||||||
 | 
							    }
 | 
				
			||||||
 | 
							}
 | 
				
			||||||
 | 
						      else
 | 
				
			||||||
 | 
							x0 = x1;
 | 
				
			||||||
 | 
						    }
 | 
				
			||||||
 | 
						  printf ("x0=%0.14e xu=%0.14e k=%d\n", x0, xu, k);
 | 
				
			||||||
 | 
						  x[k] = (x0 + xu) / 2;
 | 
				
			||||||
 | 
						}
 | 
				
			||||||
 | 
					    }
 | 
				
			||||||
 | 
					  };
 | 
				
			||||||
 | 
					
 | 
				
			||||||
 | 
					/////////////////////////////////////////////////////////////
 | 
				
			||||||
 | 
					// Implicitly restarted lanczos
 | 
				
			||||||
 | 
					/////////////////////////////////////////////////////////////
 | 
				
			||||||
 | 
					
 | 
				
			||||||
 | 
					
 | 
				
			||||||
 | 
					  template < class Field > class SimpleLanczos
 | 
				
			||||||
 | 
					  {
 | 
				
			||||||
 | 
					
 | 
				
			||||||
 | 
					    const RealD small = 1.0e-16;
 | 
				
			||||||
 | 
					  public:
 | 
				
			||||||
 | 
					    int lock;
 | 
				
			||||||
 | 
					    int get;
 | 
				
			||||||
 | 
					    int Niter;
 | 
				
			||||||
 | 
					    int converged;
 | 
				
			||||||
 | 
					
 | 
				
			||||||
 | 
					    int Nstop;			// Number of evecs checked for convergence
 | 
				
			||||||
 | 
					    int Nk;			// Number of converged sought
 | 
				
			||||||
 | 
					    int Np;			// Np -- Number of spare vecs in kryloc space
 | 
				
			||||||
 | 
					    int Nm;			// Nm -- total number of vectors
 | 
				
			||||||
 | 
					
 | 
				
			||||||
 | 
					
 | 
				
			||||||
 | 
					    RealD OrthoTime;
 | 
				
			||||||
 | 
					
 | 
				
			||||||
 | 
					    RealD eresid;
 | 
				
			||||||
 | 
					
 | 
				
			||||||
 | 
					    SortEigen < Field > _sort;
 | 
				
			||||||
 | 
					
 | 
				
			||||||
 | 
					    LinearOperatorBase < Field > &_Linop;
 | 
				
			||||||
 | 
					
 | 
				
			||||||
 | 
					    OperatorFunction < Field > &_poly;
 | 
				
			||||||
 | 
					
 | 
				
			||||||
 | 
					    /////////////////////////
 | 
				
			||||||
 | 
					    // Constructor
 | 
				
			||||||
 | 
					    /////////////////////////
 | 
				
			||||||
 | 
					    void init (void)
 | 
				
			||||||
 | 
					    {
 | 
				
			||||||
 | 
					    };
 | 
				
			||||||
 | 
					    void Abort (int ff, DenseVector < RealD > &evals,
 | 
				
			||||||
 | 
							DenseVector < DenseVector < RealD > >&evecs);
 | 
				
			||||||
 | 
					
 | 
				
			||||||
 | 
					    SimpleLanczos (LinearOperatorBase < Field > &Linop,	// op
 | 
				
			||||||
 | 
							   OperatorFunction < Field > &poly,	// polynmial
 | 
				
			||||||
 | 
							   int _Nstop,	// sought vecs
 | 
				
			||||||
 | 
							   int _Nk,	// sought vecs
 | 
				
			||||||
 | 
							   int _Nm,	// spare vecs
 | 
				
			||||||
 | 
							   RealD _eresid,	// resid in lmdue deficit 
 | 
				
			||||||
 | 
							   int _Niter):	// Max iterations
 | 
				
			||||||
 | 
					     
 | 
				
			||||||
 | 
					      _Linop (Linop),
 | 
				
			||||||
 | 
					      _poly (poly),
 | 
				
			||||||
 | 
					      Nstop (_Nstop), Nk (_Nk), Nm (_Nm), eresid (_eresid), Niter (_Niter)
 | 
				
			||||||
 | 
					    {
 | 
				
			||||||
 | 
					      Np = Nm - Nk;
 | 
				
			||||||
 | 
					      assert (Np > 0);
 | 
				
			||||||
 | 
					    };
 | 
				
			||||||
 | 
					
 | 
				
			||||||
 | 
					    /////////////////////////
 | 
				
			||||||
 | 
					    // Sanity checked this routine (step) against Saad.
 | 
				
			||||||
 | 
					    /////////////////////////
 | 
				
			||||||
 | 
					    void RitzMatrix (DenseVector < Field > &evec, int k)
 | 
				
			||||||
 | 
					    {
 | 
				
			||||||
 | 
					
 | 
				
			||||||
 | 
					      if (1)
 | 
				
			||||||
 | 
						return;
 | 
				
			||||||
 | 
					
 | 
				
			||||||
 | 
					      GridBase *grid = evec[0]._grid;
 | 
				
			||||||
 | 
					      Field w (grid);
 | 
				
			||||||
 | 
					      std::cout << GridLogMessage << "RitzMatrix " << std::endl;
 | 
				
			||||||
 | 
					      for (int i = 0; i < k; i++)
 | 
				
			||||||
 | 
						{
 | 
				
			||||||
 | 
						  _Linop.HermOp (evec[i], w);
 | 
				
			||||||
 | 
					//      _poly(_Linop,evec[i],w);
 | 
				
			||||||
 | 
						  std::cout << GridLogMessage << "[" << i << "] ";
 | 
				
			||||||
 | 
						  for (int j = 0; j < k; j++)
 | 
				
			||||||
 | 
						    {
 | 
				
			||||||
 | 
						      ComplexD in = innerProduct (evec[j], w);
 | 
				
			||||||
 | 
						      if (fabs ((double) i - j) > 1)
 | 
				
			||||||
 | 
							{
 | 
				
			||||||
 | 
							  if (abs (in) > 1.0e-9)
 | 
				
			||||||
 | 
							    {
 | 
				
			||||||
 | 
							      std::cout << GridLogMessage << "oops" << std::endl;
 | 
				
			||||||
 | 
							      abort ();
 | 
				
			||||||
 | 
							    }
 | 
				
			||||||
 | 
							  else
 | 
				
			||||||
 | 
							    std::cout << GridLogMessage << " 0 ";
 | 
				
			||||||
 | 
							}
 | 
				
			||||||
 | 
						      else
 | 
				
			||||||
 | 
							{
 | 
				
			||||||
 | 
							  std::cout << GridLogMessage << " " << in << " ";
 | 
				
			||||||
 | 
							}
 | 
				
			||||||
 | 
						    }
 | 
				
			||||||
 | 
						  std::cout << GridLogMessage << std::endl;
 | 
				
			||||||
 | 
						}
 | 
				
			||||||
 | 
					    }
 | 
				
			||||||
 | 
					
 | 
				
			||||||
 | 
					    void step (DenseVector < RealD > &lmd,
 | 
				
			||||||
 | 
						       DenseVector < RealD > &lme,
 | 
				
			||||||
 | 
						       Field & last, Field & current, Field & next, uint64_t k)
 | 
				
			||||||
 | 
					    {
 | 
				
			||||||
 | 
					      if (lmd.size () <= k)
 | 
				
			||||||
 | 
						lmd.resize (k + Nm);
 | 
				
			||||||
 | 
					      if (lme.size () <= k)
 | 
				
			||||||
 | 
						lme.resize (k + Nm);
 | 
				
			||||||
 | 
					
 | 
				
			||||||
 | 
					
 | 
				
			||||||
 | 
					//      _poly(_Linop,current,next );   // 3. wk:=Avk−βkv_{k−1}
 | 
				
			||||||
 | 
					      _Linop.HermOp (current, next);	// 3. wk:=Avk−βkv_{k−1}
 | 
				
			||||||
 | 
					      if (k > 0)
 | 
				
			||||||
 | 
						{
 | 
				
			||||||
 | 
						  next -= lme[k - 1] * last;
 | 
				
			||||||
 | 
						}
 | 
				
			||||||
 | 
					//      std::cout<<GridLogMessage << "<last|next>" << innerProduct(last,next) <<std::endl;
 | 
				
			||||||
 | 
					
 | 
				
			||||||
 | 
					      ComplexD zalph = innerProduct (current, next);	// 4. αk:=(wk,vk)
 | 
				
			||||||
 | 
					      RealD alph = real (zalph);
 | 
				
			||||||
 | 
					
 | 
				
			||||||
 | 
					      next = next - alph * current;	// 5. wk:=wk−αkvk
 | 
				
			||||||
 | 
					//      std::cout<<GridLogMessage << "<current|next>" << innerProduct(current,next) <<std::endl;
 | 
				
			||||||
 | 
					
 | 
				
			||||||
 | 
					      RealD beta = normalise (next);	// 6. βk+1 := ∥wk∥2. If βk+1 = 0 then Stop
 | 
				
			||||||
 | 
					      // 7. vk+1 := wk/βk+1
 | 
				
			||||||
 | 
					//       norm=beta;
 | 
				
			||||||
 | 
					
 | 
				
			||||||
 | 
					      int interval = Nm / 100 + 1;
 | 
				
			||||||
 | 
					      if ((k % interval) == 0)
 | 
				
			||||||
 | 
						std::
 | 
				
			||||||
 | 
						  cout << GridLogMessage << k << " : alpha = " << zalph << " beta " <<
 | 
				
			||||||
 | 
						  beta << std::endl;
 | 
				
			||||||
 | 
					      const RealD tiny = 1.0e-20;
 | 
				
			||||||
 | 
					      if (beta < tiny)
 | 
				
			||||||
 | 
						{
 | 
				
			||||||
 | 
						  std::cout << GridLogMessage << " beta is tiny " << beta << std::
 | 
				
			||||||
 | 
						    endl;
 | 
				
			||||||
 | 
						}
 | 
				
			||||||
 | 
					      lmd[k] = alph;
 | 
				
			||||||
 | 
					      lme[k] = beta;
 | 
				
			||||||
 | 
					
 | 
				
			||||||
 | 
					    }
 | 
				
			||||||
 | 
					
 | 
				
			||||||
 | 
					    void qr_decomp (DenseVector < RealD > &lmd,
 | 
				
			||||||
 | 
							    DenseVector < RealD > &lme,
 | 
				
			||||||
 | 
							    int Nk,
 | 
				
			||||||
 | 
							    int Nm,
 | 
				
			||||||
 | 
							    DenseVector < RealD > &Qt, RealD Dsh, int kmin, int kmax)
 | 
				
			||||||
 | 
					    {
 | 
				
			||||||
 | 
					      int k = kmin - 1;
 | 
				
			||||||
 | 
					      RealD x;
 | 
				
			||||||
 | 
					
 | 
				
			||||||
 | 
					      RealD Fden = 1.0 / hypot (lmd[k] - Dsh, lme[k]);
 | 
				
			||||||
 | 
					      RealD c = (lmd[k] - Dsh) * Fden;
 | 
				
			||||||
 | 
					      RealD s = -lme[k] * Fden;
 | 
				
			||||||
 | 
					
 | 
				
			||||||
 | 
					      RealD tmpa1 = lmd[k];
 | 
				
			||||||
 | 
					      RealD tmpa2 = lmd[k + 1];
 | 
				
			||||||
 | 
					      RealD tmpb = lme[k];
 | 
				
			||||||
 | 
					
 | 
				
			||||||
 | 
					      lmd[k] = c * c * tmpa1 + s * s * tmpa2 - 2.0 * c * s * tmpb;
 | 
				
			||||||
 | 
					      lmd[k + 1] = s * s * tmpa1 + c * c * tmpa2 + 2.0 * c * s * tmpb;
 | 
				
			||||||
 | 
					      lme[k] = c * s * (tmpa1 - tmpa2) + (c * c - s * s) * tmpb;
 | 
				
			||||||
 | 
					      x = -s * lme[k + 1];
 | 
				
			||||||
 | 
					      lme[k + 1] = c * lme[k + 1];
 | 
				
			||||||
 | 
					
 | 
				
			||||||
 | 
					      for (int i = 0; i < Nk; ++i)
 | 
				
			||||||
 | 
						{
 | 
				
			||||||
 | 
						  RealD Qtmp1 = Qt[i + Nm * k];
 | 
				
			||||||
 | 
						  RealD Qtmp2 = Qt[i + Nm * (k + 1)];
 | 
				
			||||||
 | 
						  Qt[i + Nm * k] = c * Qtmp1 - s * Qtmp2;
 | 
				
			||||||
 | 
						  Qt[i + Nm * (k + 1)] = s * Qtmp1 + c * Qtmp2;
 | 
				
			||||||
 | 
						}
 | 
				
			||||||
 | 
					
 | 
				
			||||||
 | 
					      // Givens transformations
 | 
				
			||||||
 | 
					      for (int k = kmin; k < kmax - 1; ++k)
 | 
				
			||||||
 | 
						{
 | 
				
			||||||
 | 
					
 | 
				
			||||||
 | 
						  RealD Fden = 1.0 / hypot (x, lme[k - 1]);
 | 
				
			||||||
 | 
						  RealD c = lme[k - 1] * Fden;
 | 
				
			||||||
 | 
						  RealD s = -x * Fden;
 | 
				
			||||||
 | 
					
 | 
				
			||||||
 | 
						  RealD tmpa1 = lmd[k];
 | 
				
			||||||
 | 
						  RealD tmpa2 = lmd[k + 1];
 | 
				
			||||||
 | 
						  RealD tmpb = lme[k];
 | 
				
			||||||
 | 
					
 | 
				
			||||||
 | 
						  lmd[k] = c * c * tmpa1 + s * s * tmpa2 - 2.0 * c * s * tmpb;
 | 
				
			||||||
 | 
						  lmd[k + 1] = s * s * tmpa1 + c * c * tmpa2 + 2.0 * c * s * tmpb;
 | 
				
			||||||
 | 
						  lme[k] = c * s * (tmpa1 - tmpa2) + (c * c - s * s) * tmpb;
 | 
				
			||||||
 | 
						  lme[k - 1] = c * lme[k - 1] - s * x;
 | 
				
			||||||
 | 
					
 | 
				
			||||||
 | 
						  if (k != kmax - 2)
 | 
				
			||||||
 | 
						    {
 | 
				
			||||||
 | 
						      x = -s * lme[k + 1];
 | 
				
			||||||
 | 
						      lme[k + 1] = c * lme[k + 1];
 | 
				
			||||||
 | 
						    }
 | 
				
			||||||
 | 
					
 | 
				
			||||||
 | 
						  for (int i = 0; i < Nk; ++i)
 | 
				
			||||||
 | 
						    {
 | 
				
			||||||
 | 
						      RealD Qtmp1 = Qt[i + Nm * k];
 | 
				
			||||||
 | 
						      RealD Qtmp2 = Qt[i + Nm * (k + 1)];
 | 
				
			||||||
 | 
						      Qt[i + Nm * k] = c * Qtmp1 - s * Qtmp2;
 | 
				
			||||||
 | 
						      Qt[i + Nm * (k + 1)] = s * Qtmp1 + c * Qtmp2;
 | 
				
			||||||
 | 
						    }
 | 
				
			||||||
 | 
						}
 | 
				
			||||||
 | 
					    }
 | 
				
			||||||
 | 
					
 | 
				
			||||||
 | 
					#ifdef USE_LAPACK
 | 
				
			||||||
 | 
					#ifdef USE_MKL
 | 
				
			||||||
 | 
					#define LAPACK_INT MKL_INT
 | 
				
			||||||
 | 
					#else
 | 
				
			||||||
 | 
					#define LAPACK_INT long long
 | 
				
			||||||
 | 
					#endif
 | 
				
			||||||
 | 
					    void diagonalize_lapack (DenseVector < RealD > &lmd, DenseVector < RealD > &lme, int N1,	// all
 | 
				
			||||||
 | 
								     int N2,	// get
 | 
				
			||||||
 | 
								     GridBase * grid)
 | 
				
			||||||
 | 
					    {
 | 
				
			||||||
 | 
					      const int size = Nm;
 | 
				
			||||||
 | 
					      LAPACK_INT NN = N1;
 | 
				
			||||||
 | 
					      double evals_tmp[NN];
 | 
				
			||||||
 | 
					      double DD[NN];
 | 
				
			||||||
 | 
					      double EE[NN];
 | 
				
			||||||
 | 
					      for (int i = 0; i < NN; i++)
 | 
				
			||||||
 | 
						for (int j = i - 1; j <= i + 1; j++)
 | 
				
			||||||
 | 
						  if (j < NN && j >= 0)
 | 
				
			||||||
 | 
						    {
 | 
				
			||||||
 | 
						      if (i == j)
 | 
				
			||||||
 | 
							DD[i] = lmd[i];
 | 
				
			||||||
 | 
						      if (i == j)
 | 
				
			||||||
 | 
							evals_tmp[i] = lmd[i];
 | 
				
			||||||
 | 
						      if (j == (i - 1))
 | 
				
			||||||
 | 
							EE[j] = lme[j];
 | 
				
			||||||
 | 
						    }
 | 
				
			||||||
 | 
					      LAPACK_INT evals_found;
 | 
				
			||||||
 | 
					      LAPACK_INT lwork =
 | 
				
			||||||
 | 
						((18 * NN) >
 | 
				
			||||||
 | 
						 (1 + 4 * NN + NN * NN) ? (18 * NN) : (1 + 4 * NN + NN * NN));
 | 
				
			||||||
 | 
					      LAPACK_INT liwork = 3 + NN * 10;
 | 
				
			||||||
 | 
					      LAPACK_INT iwork[liwork];
 | 
				
			||||||
 | 
					      double work[lwork];
 | 
				
			||||||
 | 
					      LAPACK_INT isuppz[2 * NN];
 | 
				
			||||||
 | 
					      char jobz = 'N';		// calculate evals only
 | 
				
			||||||
 | 
					      char range = 'I';		// calculate il-th to iu-th evals
 | 
				
			||||||
 | 
					      //    char range = 'A'; // calculate all evals
 | 
				
			||||||
 | 
					      char uplo = 'U';		// refer to upper half of original matrix
 | 
				
			||||||
 | 
					      char compz = 'I';		// Compute eigenvectors of tridiagonal matrix
 | 
				
			||||||
 | 
					      int ifail[NN];
 | 
				
			||||||
 | 
					      LAPACK_INT info;
 | 
				
			||||||
 | 
					//  int total = QMP_get_number_of_nodes();
 | 
				
			||||||
 | 
					//  int node = QMP_get_node_number();
 | 
				
			||||||
 | 
					//  GridBase *grid = evec[0]._grid;
 | 
				
			||||||
 | 
					      int total = grid->_Nprocessors;
 | 
				
			||||||
 | 
					      int node = grid->_processor;
 | 
				
			||||||
 | 
					      int interval = (NN / total) + 1;
 | 
				
			||||||
 | 
					      double vl = 0.0, vu = 0.0;
 | 
				
			||||||
 | 
					      LAPACK_INT il = interval * node + 1, iu = interval * (node + 1);
 | 
				
			||||||
 | 
					      if (iu > NN)
 | 
				
			||||||
 | 
						iu = NN;
 | 
				
			||||||
 | 
					      double tol = 0.0;
 | 
				
			||||||
 | 
					      if (1)
 | 
				
			||||||
 | 
						{
 | 
				
			||||||
 | 
						  memset (evals_tmp, 0, sizeof (double) * NN);
 | 
				
			||||||
 | 
						  if (il <= NN)
 | 
				
			||||||
 | 
						    {
 | 
				
			||||||
 | 
						      printf ("total=%d node=%d il=%d iu=%d\n", total, node, il, iu);
 | 
				
			||||||
 | 
					#ifdef USE_MKL
 | 
				
			||||||
 | 
						      dstegr (&jobz, &range, &NN,
 | 
				
			||||||
 | 
					#else
 | 
				
			||||||
 | 
						      LAPACK_dstegr (&jobz, &range, &NN,
 | 
				
			||||||
 | 
					#endif
 | 
				
			||||||
 | 
								     (double *) DD, (double *) EE, &vl, &vu, &il, &iu,	// these four are ignored if second parameteris 'A'
 | 
				
			||||||
 | 
								     &tol,	// tolerance
 | 
				
			||||||
 | 
								     &evals_found, evals_tmp, (double *) NULL, &NN,
 | 
				
			||||||
 | 
								     isuppz, work, &lwork, iwork, &liwork, &info);
 | 
				
			||||||
 | 
						      for (int i = iu - 1; i >= il - 1; i--)
 | 
				
			||||||
 | 
							{
 | 
				
			||||||
 | 
							  printf ("node=%d evals_found=%d evals_tmp[%d] = %g\n", node,
 | 
				
			||||||
 | 
								  evals_found, i - (il - 1), evals_tmp[i - (il - 1)]);
 | 
				
			||||||
 | 
							  evals_tmp[i] = evals_tmp[i - (il - 1)];
 | 
				
			||||||
 | 
							  if (il > 1)
 | 
				
			||||||
 | 
							    evals_tmp[i - (il - 1)] = 0.;
 | 
				
			||||||
 | 
							}
 | 
				
			||||||
 | 
						    }
 | 
				
			||||||
 | 
						  {
 | 
				
			||||||
 | 
						    grid->GlobalSumVector (evals_tmp, NN);
 | 
				
			||||||
 | 
						  }
 | 
				
			||||||
 | 
						}
 | 
				
			||||||
 | 
					// cheating a bit. It is better to sort instead of just reversing it, but the document of the routine says evals are sorted in increasing order. qr gives evals in decreasing order.
 | 
				
			||||||
 | 
					    }
 | 
				
			||||||
 | 
					#undef LAPACK_INT
 | 
				
			||||||
 | 
					#endif
 | 
				
			||||||
 | 
					
 | 
				
			||||||
 | 
					
 | 
				
			||||||
 | 
					    void diagonalize (DenseVector < RealD > &lmd,
 | 
				
			||||||
 | 
							      DenseVector < RealD > &lme,
 | 
				
			||||||
 | 
							      int N2, int N1, GridBase * grid)
 | 
				
			||||||
 | 
					    {
 | 
				
			||||||
 | 
					
 | 
				
			||||||
 | 
					#ifdef USE_LAPACK
 | 
				
			||||||
 | 
					      const int check_lapack = 0;	// just use lapack if 0, check against lapack if 1
 | 
				
			||||||
 | 
					
 | 
				
			||||||
 | 
					      if (!check_lapack)
 | 
				
			||||||
 | 
						return diagonalize_lapack (lmd, lme, N2, N1, grid);
 | 
				
			||||||
 | 
					
 | 
				
			||||||
 | 
					//      diagonalize_lapack(lmd2,lme2,Nm2,Nm,Qt,grid);
 | 
				
			||||||
 | 
					#endif
 | 
				
			||||||
 | 
					    }
 | 
				
			||||||
 | 
					
 | 
				
			||||||
 | 
					#if 1
 | 
				
			||||||
 | 
					    static RealD normalise (Field & v)
 | 
				
			||||||
 | 
					    {
 | 
				
			||||||
 | 
					      RealD nn = norm2 (v);
 | 
				
			||||||
 | 
					      nn = sqrt (nn);
 | 
				
			||||||
 | 
					      v = v * (1.0 / nn);
 | 
				
			||||||
 | 
					      return nn;
 | 
				
			||||||
 | 
					    }
 | 
				
			||||||
 | 
					
 | 
				
			||||||
 | 
					    void orthogonalize (Field & w, DenseVector < Field > &evec, int k)
 | 
				
			||||||
 | 
					    {
 | 
				
			||||||
 | 
					      double t0 = -usecond () / 1e6;
 | 
				
			||||||
 | 
					      typedef typename Field::scalar_type MyComplex;
 | 
				
			||||||
 | 
					      MyComplex ip;
 | 
				
			||||||
 | 
					
 | 
				
			||||||
 | 
					      if (0)
 | 
				
			||||||
 | 
						{
 | 
				
			||||||
 | 
						  for (int j = 0; j < k; ++j)
 | 
				
			||||||
 | 
						    {
 | 
				
			||||||
 | 
						      normalise (evec[j]);
 | 
				
			||||||
 | 
						      for (int i = 0; i < j; i++)
 | 
				
			||||||
 | 
							{
 | 
				
			||||||
 | 
							  ip = innerProduct (evec[i], evec[j]);	// are the evecs normalised? ; this assumes so.
 | 
				
			||||||
 | 
							  evec[j] = evec[j] - ip * evec[i];
 | 
				
			||||||
 | 
							}
 | 
				
			||||||
 | 
						    }
 | 
				
			||||||
 | 
						}
 | 
				
			||||||
 | 
					
 | 
				
			||||||
 | 
					      for (int j = 0; j < k; ++j)
 | 
				
			||||||
 | 
						{
 | 
				
			||||||
 | 
						  ip = innerProduct (evec[j], w);	// are the evecs normalised? ; this assumes so.
 | 
				
			||||||
 | 
						  w = w - ip * evec[j];
 | 
				
			||||||
 | 
						}
 | 
				
			||||||
 | 
					      normalise (w);
 | 
				
			||||||
 | 
					      t0 += usecond () / 1e6;
 | 
				
			||||||
 | 
					      OrthoTime += t0;
 | 
				
			||||||
 | 
					    }
 | 
				
			||||||
 | 
					
 | 
				
			||||||
 | 
					    void setUnit_Qt (int Nm, DenseVector < RealD > &Qt)
 | 
				
			||||||
 | 
					    {
 | 
				
			||||||
 | 
					      for (int i = 0; i < Qt.size (); ++i)
 | 
				
			||||||
 | 
						Qt[i] = 0.0;
 | 
				
			||||||
 | 
					      for (int k = 0; k < Nm; ++k)
 | 
				
			||||||
 | 
						Qt[k + k * Nm] = 1.0;
 | 
				
			||||||
 | 
					    }
 | 
				
			||||||
 | 
					
 | 
				
			||||||
 | 
					
 | 
				
			||||||
 | 
					    void calc (DenseVector < RealD > &eval, const Field & src, int &Nconv)
 | 
				
			||||||
 | 
					    {
 | 
				
			||||||
 | 
					
 | 
				
			||||||
 | 
					      GridBase *grid = src._grid;
 | 
				
			||||||
 | 
					//      assert(grid == src._grid);
 | 
				
			||||||
 | 
					
 | 
				
			||||||
 | 
					      std::
 | 
				
			||||||
 | 
						cout << GridLogMessage << " -- Nk = " << Nk << " Np = " << Np << std::
 | 
				
			||||||
 | 
						endl;
 | 
				
			||||||
 | 
					      std::cout << GridLogMessage << " -- Nm = " << Nm << std::endl;
 | 
				
			||||||
 | 
					      std::cout << GridLogMessage << " -- size of eval   = " << eval.
 | 
				
			||||||
 | 
						size () << std::endl;
 | 
				
			||||||
 | 
					
 | 
				
			||||||
 | 
					//      assert(c.size() && Nm == eval.size());
 | 
				
			||||||
 | 
					
 | 
				
			||||||
 | 
					      DenseVector < RealD > lme (Nm);
 | 
				
			||||||
 | 
					      DenseVector < RealD > lmd (Nm);
 | 
				
			||||||
 | 
					
 | 
				
			||||||
 | 
					
 | 
				
			||||||
 | 
					      Field current (grid);
 | 
				
			||||||
 | 
					      Field last (grid);
 | 
				
			||||||
 | 
					      Field next (grid);
 | 
				
			||||||
 | 
					
 | 
				
			||||||
 | 
					      Nconv = 0;
 | 
				
			||||||
 | 
					
 | 
				
			||||||
 | 
					      RealD beta_k;
 | 
				
			||||||
 | 
					
 | 
				
			||||||
 | 
					      // Set initial vector
 | 
				
			||||||
 | 
					      // (uniform vector) Why not src??
 | 
				
			||||||
 | 
					      //      evec[0] = 1.0;
 | 
				
			||||||
 | 
					      current = src;
 | 
				
			||||||
 | 
					      std::cout << GridLogMessage << "norm2(src)= " << norm2 (src) << std::
 | 
				
			||||||
 | 
						endl;
 | 
				
			||||||
 | 
					      normalise (current);
 | 
				
			||||||
 | 
					      std::
 | 
				
			||||||
 | 
						cout << GridLogMessage << "norm2(evec[0])= " << norm2 (current) <<
 | 
				
			||||||
 | 
						std::endl;
 | 
				
			||||||
 | 
					
 | 
				
			||||||
 | 
					      // Initial Nk steps
 | 
				
			||||||
 | 
					      OrthoTime = 0.;
 | 
				
			||||||
 | 
					      double t0 = usecond () / 1e6;
 | 
				
			||||||
 | 
					      RealD norm;		// sqrt norm of last vector
 | 
				
			||||||
 | 
					
 | 
				
			||||||
 | 
					      uint64_t iter = 0;
 | 
				
			||||||
 | 
					
 | 
				
			||||||
 | 
					      bool initted = false;
 | 
				
			||||||
 | 
					      std::vector < RealD > low (Nstop * 10);
 | 
				
			||||||
 | 
					      std::vector < RealD > high (Nstop * 10);
 | 
				
			||||||
 | 
					      RealD cont = 0.;
 | 
				
			||||||
 | 
					      while (1) {
 | 
				
			||||||
 | 
						  cont = 0.;
 | 
				
			||||||
 | 
						  std::vector < RealD > lme2 (Nm);
 | 
				
			||||||
 | 
						  std::vector < RealD > lmd2 (Nm);
 | 
				
			||||||
 | 
						  for (uint64_t k = 0; k < Nm; ++k, iter++) {
 | 
				
			||||||
 | 
						      step (lmd, lme, last, current, next, iter);
 | 
				
			||||||
 | 
						      last = current;
 | 
				
			||||||
 | 
						      current = next;
 | 
				
			||||||
 | 
						    }
 | 
				
			||||||
 | 
						  double t1 = usecond () / 1e6;
 | 
				
			||||||
 | 
						  std::cout << GridLogMessage << "IRL::Initial steps: " << t1 -
 | 
				
			||||||
 | 
						    t0 << "seconds" << std::endl;
 | 
				
			||||||
 | 
						  t0 = t1;
 | 
				
			||||||
 | 
						  std::
 | 
				
			||||||
 | 
						    cout << GridLogMessage << "IRL::Initial steps:OrthoTime " <<
 | 
				
			||||||
 | 
						    OrthoTime << "seconds" << std::endl;
 | 
				
			||||||
 | 
					
 | 
				
			||||||
 | 
						  // getting eigenvalues
 | 
				
			||||||
 | 
						  lmd2.resize (iter + 2);
 | 
				
			||||||
 | 
						  lme2.resize (iter + 2);
 | 
				
			||||||
 | 
						  for (uint64_t k = 0; k < iter; ++k) {
 | 
				
			||||||
 | 
						      lmd2[k + 1] = lmd[k];
 | 
				
			||||||
 | 
						      lme2[k + 2] = lme[k];
 | 
				
			||||||
 | 
						    }
 | 
				
			||||||
 | 
						  t1 = usecond () / 1e6;
 | 
				
			||||||
 | 
						  std::cout << GridLogMessage << "IRL:: copy: " << t1 -
 | 
				
			||||||
 | 
						    t0 << "seconds" << std::endl;
 | 
				
			||||||
 | 
						  t0 = t1;
 | 
				
			||||||
 | 
						  {
 | 
				
			||||||
 | 
						    int total = grid->_Nprocessors;
 | 
				
			||||||
 | 
						    int node = grid->_processor;
 | 
				
			||||||
 | 
						    int interval = (Nstop / total) + 1;
 | 
				
			||||||
 | 
						    int iu = (iter + 1) - (interval * node + 1);
 | 
				
			||||||
 | 
						    int il = (iter + 1) - (interval * (node + 1));
 | 
				
			||||||
 | 
						    std::vector < RealD > eval2 (iter + 3);
 | 
				
			||||||
 | 
						    RealD eps2;
 | 
				
			||||||
 | 
						    Bisection::bisec (lmd2, lme2, iter, il, iu, 1e-16, 1e-10, eval2,
 | 
				
			||||||
 | 
								      eps2);
 | 
				
			||||||
 | 
					//        diagonalize(eval2,lme2,iter,Nk,grid);
 | 
				
			||||||
 | 
						    RealD diff = 0.;
 | 
				
			||||||
 | 
						    for (int i = il; i <= iu; i++) {
 | 
				
			||||||
 | 
							if (initted)
 | 
				
			||||||
 | 
							  diff =
 | 
				
			||||||
 | 
							    fabs (eval2[i] - high[iu-i]) / (fabs (eval2[i]) +
 | 
				
			||||||
 | 
											      fabs (high[iu-i]));
 | 
				
			||||||
 | 
							if (initted && (diff > eresid))
 | 
				
			||||||
 | 
							  cont = 1.;
 | 
				
			||||||
 | 
							if (initted)
 | 
				
			||||||
 | 
							  printf ("eval[%d]=%0.14e %0.14e, %0.14e\n", i, eval2[i],
 | 
				
			||||||
 | 
								  high[iu-i], diff);
 | 
				
			||||||
 | 
							high[iu-i] = eval2[i];
 | 
				
			||||||
 | 
						      }
 | 
				
			||||||
 | 
						    il = (interval * node + 1);
 | 
				
			||||||
 | 
						    iu = (interval * (node + 1));
 | 
				
			||||||
 | 
						    Bisection::bisec (lmd2, lme2, iter, il, iu, 1e-16, 1e-10, eval2,
 | 
				
			||||||
 | 
								      eps2);
 | 
				
			||||||
 | 
						    for (int i = il; i <= iu; i++) {
 | 
				
			||||||
 | 
							if (initted)
 | 
				
			||||||
 | 
							  diff =
 | 
				
			||||||
 | 
							    fabs (eval2[i] - low[i]) / (fabs (eval2[i]) +
 | 
				
			||||||
 | 
											fabs (low[i]));
 | 
				
			||||||
 | 
							if (initted && (diff > eresid))
 | 
				
			||||||
 | 
							  cont = 1.;
 | 
				
			||||||
 | 
							if (initted)
 | 
				
			||||||
 | 
							  printf ("eval[%d]=%0.14e %0.14e, %0.14e\n", i, eval2[i],
 | 
				
			||||||
 | 
								  low[i], diff);
 | 
				
			||||||
 | 
							low[i] = eval2[i];
 | 
				
			||||||
 | 
						      }
 | 
				
			||||||
 | 
						    t1 = usecond () / 1e6;
 | 
				
			||||||
 | 
						    std::cout << GridLogMessage << "IRL:: diagonalize: " << t1 -
 | 
				
			||||||
 | 
						      t0 << "seconds" << std::endl;
 | 
				
			||||||
 | 
						    t0 = t1;
 | 
				
			||||||
 | 
						  }
 | 
				
			||||||
 | 
					
 | 
				
			||||||
 | 
						  for (uint64_t k = 0; k < Nk; ++k) {
 | 
				
			||||||
 | 
					//          eval[k] = eval2[k];
 | 
				
			||||||
 | 
						    }
 | 
				
			||||||
 | 
						  if (initted)
 | 
				
			||||||
 | 
						    {
 | 
				
			||||||
 | 
						      grid->GlobalSumVector (&cont, 1);
 | 
				
			||||||
 | 
						      if (cont < 1.) return;
 | 
				
			||||||
 | 
						    }
 | 
				
			||||||
 | 
						  initted = true;
 | 
				
			||||||
 | 
						}
 | 
				
			||||||
 | 
					
 | 
				
			||||||
 | 
					    }
 | 
				
			||||||
 | 
					
 | 
				
			||||||
 | 
					
 | 
				
			||||||
 | 
					
 | 
				
			||||||
 | 
					
 | 
				
			||||||
 | 
					
 | 
				
			||||||
 | 
					
 | 
				
			||||||
 | 
					/**
 | 
				
			||||||
 | 
					   There is some matrix Q such that for any vector y
 | 
				
			||||||
 | 
					   Q.e_1 = y and Q is unitary.
 | 
				
			||||||
 | 
					**/
 | 
				
			||||||
 | 
					    template < class T >
 | 
				
			||||||
 | 
					      static T orthQ (DenseMatrix < T > &Q, DenseVector < T > y)
 | 
				
			||||||
 | 
					    {
 | 
				
			||||||
 | 
					      int N = y.size ();	//Matrix Size
 | 
				
			||||||
 | 
					      Fill (Q, 0.0);
 | 
				
			||||||
 | 
					      T tau;
 | 
				
			||||||
 | 
					      for (int i = 0; i < N; i++)
 | 
				
			||||||
 | 
						{
 | 
				
			||||||
 | 
						  Q[i][0] = y[i];
 | 
				
			||||||
 | 
						}
 | 
				
			||||||
 | 
					      T sig = conj (y[0]) * y[0];
 | 
				
			||||||
 | 
					      T tau0 = fabs (sqrt (sig));
 | 
				
			||||||
 | 
					
 | 
				
			||||||
 | 
					      for (int j = 1; j < N; j++)
 | 
				
			||||||
 | 
						{
 | 
				
			||||||
 | 
						  sig += conj (y[j]) * y[j];
 | 
				
			||||||
 | 
						  tau = abs (sqrt (sig));
 | 
				
			||||||
 | 
					
 | 
				
			||||||
 | 
						  if (abs (tau0) > 0.0)
 | 
				
			||||||
 | 
						    {
 | 
				
			||||||
 | 
					
 | 
				
			||||||
 | 
						      T gam = conj ((y[j] / tau) / tau0);
 | 
				
			||||||
 | 
						      for (int k = 0; k <= j - 1; k++)
 | 
				
			||||||
 | 
							{
 | 
				
			||||||
 | 
							  Q[k][j] = -gam * y[k];
 | 
				
			||||||
 | 
							}
 | 
				
			||||||
 | 
						      Q[j][j] = tau0 / tau;
 | 
				
			||||||
 | 
						    }
 | 
				
			||||||
 | 
						  else
 | 
				
			||||||
 | 
						    {
 | 
				
			||||||
 | 
						      Q[j - 1][j] = 1.0;
 | 
				
			||||||
 | 
						    }
 | 
				
			||||||
 | 
						  tau0 = tau;
 | 
				
			||||||
 | 
						}
 | 
				
			||||||
 | 
					      return tau;
 | 
				
			||||||
 | 
					    }
 | 
				
			||||||
 | 
					
 | 
				
			||||||
 | 
					/**
 | 
				
			||||||
 | 
						There is some matrix Q such that for any vector y
 | 
				
			||||||
 | 
						Q.e_k = y and Q is unitary.
 | 
				
			||||||
 | 
					**/
 | 
				
			||||||
 | 
					    template < class T >
 | 
				
			||||||
 | 
					      static T orthU (DenseMatrix < T > &Q, DenseVector < T > y)
 | 
				
			||||||
 | 
					    {
 | 
				
			||||||
 | 
					      T tau = orthQ (Q, y);
 | 
				
			||||||
 | 
					      SL (Q);
 | 
				
			||||||
 | 
					      return tau;
 | 
				
			||||||
 | 
					    }
 | 
				
			||||||
 | 
					
 | 
				
			||||||
 | 
					
 | 
				
			||||||
 | 
					/**
 | 
				
			||||||
 | 
						Wind up with a matrix with the first con rows untouched
 | 
				
			||||||
 | 
					
 | 
				
			||||||
 | 
					say con = 2
 | 
				
			||||||
 | 
						Q is such that Qdag H Q has {x, x, val, 0, 0, 0, 0, ...} as 1st colum
 | 
				
			||||||
 | 
						and the matrix is upper hessenberg
 | 
				
			||||||
 | 
						and with f and Q appropriately modidied with Q is the arnoldi factorization
 | 
				
			||||||
 | 
					
 | 
				
			||||||
 | 
					**/
 | 
				
			||||||
 | 
					
 | 
				
			||||||
 | 
					    template < class T > static void Lock (DenseMatrix < T > &H,	///Hess mtx     
 | 
				
			||||||
 | 
										   DenseMatrix < T > &Q,	///Lock Transform
 | 
				
			||||||
 | 
										   T val,	///value to be locked
 | 
				
			||||||
 | 
										   int con,	///number already locked
 | 
				
			||||||
 | 
										   RealD small, int dfg, bool herm)
 | 
				
			||||||
 | 
					    {
 | 
				
			||||||
 | 
					      //ForceTridiagonal(H);
 | 
				
			||||||
 | 
					
 | 
				
			||||||
 | 
					      int M = H.dim;
 | 
				
			||||||
 | 
					      DenseVector < T > vec;
 | 
				
			||||||
 | 
					      Resize (vec, M - con);
 | 
				
			||||||
 | 
					
 | 
				
			||||||
 | 
					      DenseMatrix < T > AH;
 | 
				
			||||||
 | 
					      Resize (AH, M - con, M - con);
 | 
				
			||||||
 | 
					      AH = GetSubMtx (H, con, M, con, M);
 | 
				
			||||||
 | 
					
 | 
				
			||||||
 | 
					      DenseMatrix < T > QQ;
 | 
				
			||||||
 | 
					      Resize (QQ, M - con, M - con);
 | 
				
			||||||
 | 
					
 | 
				
			||||||
 | 
					      Unity (Q);
 | 
				
			||||||
 | 
					      Unity (QQ);
 | 
				
			||||||
 | 
					
 | 
				
			||||||
 | 
					      DenseVector < T > evals;
 | 
				
			||||||
 | 
					      Resize (evals, M - con);
 | 
				
			||||||
 | 
					      DenseMatrix < T > evecs;
 | 
				
			||||||
 | 
					      Resize (evecs, M - con, M - con);
 | 
				
			||||||
 | 
					
 | 
				
			||||||
 | 
					      Wilkinson < T > (AH, evals, evecs, small);
 | 
				
			||||||
 | 
					
 | 
				
			||||||
 | 
					      int k = 0;
 | 
				
			||||||
 | 
					      RealD cold = abs (val - evals[k]);
 | 
				
			||||||
 | 
					      for (int i = 1; i < M - con; i++)
 | 
				
			||||||
 | 
						{
 | 
				
			||||||
 | 
						  RealD cnew = abs (val - evals[i]);
 | 
				
			||||||
 | 
						  if (cnew < cold)
 | 
				
			||||||
 | 
						    {
 | 
				
			||||||
 | 
						      k = i;
 | 
				
			||||||
 | 
						      cold = cnew;
 | 
				
			||||||
 | 
						    }
 | 
				
			||||||
 | 
						}
 | 
				
			||||||
 | 
					      vec = evecs[k];
 | 
				
			||||||
 | 
					
 | 
				
			||||||
 | 
					      ComplexD tau;
 | 
				
			||||||
 | 
					      orthQ (QQ, vec);
 | 
				
			||||||
 | 
					      //orthQM(QQ,AH,vec);
 | 
				
			||||||
 | 
					
 | 
				
			||||||
 | 
					      AH = Hermitian (QQ) * AH;
 | 
				
			||||||
 | 
					      AH = AH * QQ;
 | 
				
			||||||
 | 
					
 | 
				
			||||||
 | 
					      for (int i = con; i < M; i++)
 | 
				
			||||||
 | 
						{
 | 
				
			||||||
 | 
						  for (int j = con; j < M; j++)
 | 
				
			||||||
 | 
						    {
 | 
				
			||||||
 | 
						      Q[i][j] = QQ[i - con][j - con];
 | 
				
			||||||
 | 
						      H[i][j] = AH[i - con][j - con];
 | 
				
			||||||
 | 
						    }
 | 
				
			||||||
 | 
						}
 | 
				
			||||||
 | 
					
 | 
				
			||||||
 | 
					      for (int j = M - 1; j > con + 2; j--)
 | 
				
			||||||
 | 
						{
 | 
				
			||||||
 | 
					
 | 
				
			||||||
 | 
						  DenseMatrix < T > U;
 | 
				
			||||||
 | 
						  Resize (U, j - 1 - con, j - 1 - con);
 | 
				
			||||||
 | 
						  DenseVector < T > z;
 | 
				
			||||||
 | 
						  Resize (z, j - 1 - con);
 | 
				
			||||||
 | 
						  T nm = norm (z);
 | 
				
			||||||
 | 
						  for (int k = con + 0; k < j - 1; k++)
 | 
				
			||||||
 | 
						    {
 | 
				
			||||||
 | 
						      z[k - con] = conj (H (j, k + 1));
 | 
				
			||||||
 | 
						    }
 | 
				
			||||||
 | 
						  normalise (z);
 | 
				
			||||||
 | 
					
 | 
				
			||||||
 | 
						  RealD tmp = 0;
 | 
				
			||||||
 | 
						  for (int i = 0; i < z.size () - 1; i++)
 | 
				
			||||||
 | 
						    {
 | 
				
			||||||
 | 
						      tmp = tmp + abs (z[i]);
 | 
				
			||||||
 | 
						    }
 | 
				
			||||||
 | 
					
 | 
				
			||||||
 | 
						  if (tmp < small / ((RealD) z.size () - 1.0))
 | 
				
			||||||
 | 
						    {
 | 
				
			||||||
 | 
						      continue;
 | 
				
			||||||
 | 
						    }
 | 
				
			||||||
 | 
					
 | 
				
			||||||
 | 
						  tau = orthU (U, z);
 | 
				
			||||||
 | 
					
 | 
				
			||||||
 | 
						  DenseMatrix < T > Hb;
 | 
				
			||||||
 | 
						  Resize (Hb, j - 1 - con, M);
 | 
				
			||||||
 | 
					
 | 
				
			||||||
 | 
						  for (int a = 0; a < M; a++)
 | 
				
			||||||
 | 
						    {
 | 
				
			||||||
 | 
						      for (int b = 0; b < j - 1 - con; b++)
 | 
				
			||||||
 | 
							{
 | 
				
			||||||
 | 
							  T sum = 0;
 | 
				
			||||||
 | 
							  for (int c = 0; c < j - 1 - con; c++)
 | 
				
			||||||
 | 
							    {
 | 
				
			||||||
 | 
							      sum += H[a][con + 1 + c] * U[c][b];
 | 
				
			||||||
 | 
							    }		//sum += H(a,con+1+c)*U(c,b);}
 | 
				
			||||||
 | 
							  Hb[b][a] = sum;
 | 
				
			||||||
 | 
							}
 | 
				
			||||||
 | 
						    }
 | 
				
			||||||
 | 
					
 | 
				
			||||||
 | 
						  for (int k = con + 1; k < j; k++)
 | 
				
			||||||
 | 
						    {
 | 
				
			||||||
 | 
						      for (int l = 0; l < M; l++)
 | 
				
			||||||
 | 
							{
 | 
				
			||||||
 | 
							  H[l][k] = Hb[k - 1 - con][l];
 | 
				
			||||||
 | 
							}
 | 
				
			||||||
 | 
						    }			//H(Hb[k-1-con][l] , l,k);}}
 | 
				
			||||||
 | 
					
 | 
				
			||||||
 | 
						  DenseMatrix < T > Qb;
 | 
				
			||||||
 | 
						  Resize (Qb, M, M);
 | 
				
			||||||
 | 
					
 | 
				
			||||||
 | 
						  for (int a = 0; a < M; a++)
 | 
				
			||||||
 | 
						    {
 | 
				
			||||||
 | 
						      for (int b = 0; b < j - 1 - con; b++)
 | 
				
			||||||
 | 
							{
 | 
				
			||||||
 | 
							  T sum = 0;
 | 
				
			||||||
 | 
							  for (int c = 0; c < j - 1 - con; c++)
 | 
				
			||||||
 | 
							    {
 | 
				
			||||||
 | 
							      sum += Q[a][con + 1 + c] * U[c][b];
 | 
				
			||||||
 | 
							    }		//sum += Q(a,con+1+c)*U(c,b);}
 | 
				
			||||||
 | 
							  Qb[b][a] = sum;
 | 
				
			||||||
 | 
							}
 | 
				
			||||||
 | 
						    }
 | 
				
			||||||
 | 
					
 | 
				
			||||||
 | 
						  for (int k = con + 1; k < j; k++)
 | 
				
			||||||
 | 
						    {
 | 
				
			||||||
 | 
						      for (int l = 0; l < M; l++)
 | 
				
			||||||
 | 
							{
 | 
				
			||||||
 | 
							  Q[l][k] = Qb[k - 1 - con][l];
 | 
				
			||||||
 | 
							}
 | 
				
			||||||
 | 
						    }			//Q(Qb[k-1-con][l] , l,k);}}
 | 
				
			||||||
 | 
					
 | 
				
			||||||
 | 
						  DenseMatrix < T > Hc;
 | 
				
			||||||
 | 
						  Resize (Hc, M, M);
 | 
				
			||||||
 | 
					
 | 
				
			||||||
 | 
						  for (int a = 0; a < j - 1 - con; a++)
 | 
				
			||||||
 | 
						    {
 | 
				
			||||||
 | 
						      for (int b = 0; b < M; b++)
 | 
				
			||||||
 | 
							{
 | 
				
			||||||
 | 
							  T sum = 0;
 | 
				
			||||||
 | 
							  for (int c = 0; c < j - 1 - con; c++)
 | 
				
			||||||
 | 
							    {
 | 
				
			||||||
 | 
							      sum += conj (U[c][a]) * H[con + 1 + c][b];
 | 
				
			||||||
 | 
							    }		//sum += conj( U(c,a) )*H(con+1+c,b);}
 | 
				
			||||||
 | 
							  Hc[b][a] = sum;
 | 
				
			||||||
 | 
							}
 | 
				
			||||||
 | 
						    }
 | 
				
			||||||
 | 
					
 | 
				
			||||||
 | 
						  for (int k = 0; k < M; k++)
 | 
				
			||||||
 | 
						    {
 | 
				
			||||||
 | 
						      for (int l = con + 1; l < j; l++)
 | 
				
			||||||
 | 
							{
 | 
				
			||||||
 | 
							  H[l][k] = Hc[k][l - 1 - con];
 | 
				
			||||||
 | 
							}
 | 
				
			||||||
 | 
						    }			//H(Hc[k][l-1-con] , l,k);}}
 | 
				
			||||||
 | 
					
 | 
				
			||||||
 | 
						}
 | 
				
			||||||
 | 
					    }
 | 
				
			||||||
 | 
					#endif
 | 
				
			||||||
 | 
					
 | 
				
			||||||
 | 
					
 | 
				
			||||||
 | 
					  };
 | 
				
			||||||
 | 
					
 | 
				
			||||||
 | 
					}
 | 
				
			||||||
 | 
					#endif
 | 
				
			||||||
							
								
								
									
										122
									
								
								lib/algorithms/iterative/bisec.c
									
									
									
									
									
										Normal file
									
								
							
							
						
						
									
										122
									
								
								lib/algorithms/iterative/bisec.c
									
									
									
									
									
										Normal file
									
								
							@@ -0,0 +1,122 @@
 | 
				
			|||||||
 | 
					#include <math.h>
 | 
				
			||||||
 | 
					#include <stdlib.h>
 | 
				
			||||||
 | 
					#include <vector>
 | 
				
			||||||
 | 
					
 | 
				
			||||||
 | 
					struct Bisection {
 | 
				
			||||||
 | 
					
 | 
				
			||||||
 | 
					static void get_eig2(int row_num,std::vector<RealD> &ALPHA,std::vector<RealD> &BETA, std::vector<RealD> & eig)
 | 
				
			||||||
 | 
					{
 | 
				
			||||||
 | 
					  int i,j;
 | 
				
			||||||
 | 
					  std::vector<RealD> evec1(row_num+3);
 | 
				
			||||||
 | 
					  std::vector<RealD> evec2(row_num+3);
 | 
				
			||||||
 | 
					  RealD eps2;
 | 
				
			||||||
 | 
					  ALPHA[1]=0.;
 | 
				
			||||||
 | 
					  BETHA[1]=0.;
 | 
				
			||||||
 | 
					  for(i=0;i<row_num-1;i++) {
 | 
				
			||||||
 | 
					    ALPHA[i+1] = A[i*(row_num+1)].real();
 | 
				
			||||||
 | 
					    BETHA[i+2] = A[i*(row_num+1)+1].real();
 | 
				
			||||||
 | 
					  }
 | 
				
			||||||
 | 
					  ALPHA[row_num] = A[(row_num-1)*(row_num+1)].real();
 | 
				
			||||||
 | 
					  bisec(ALPHA,BETHA,row_num,1,row_num,1e-10,1e-10,evec1,eps2);
 | 
				
			||||||
 | 
					  bisec(ALPHA,BETHA,row_num,1,row_num,1e-16,1e-16,evec2,eps2);
 | 
				
			||||||
 | 
					
 | 
				
			||||||
 | 
					  // Do we really need to sort here?
 | 
				
			||||||
 | 
					  int begin=1;
 | 
				
			||||||
 | 
					  int end = row_num;
 | 
				
			||||||
 | 
					  int swapped=1;
 | 
				
			||||||
 | 
					  while(swapped) {
 | 
				
			||||||
 | 
					    swapped=0;
 | 
				
			||||||
 | 
					    for(i=begin;i<end;i++){
 | 
				
			||||||
 | 
					      if(mag(evec2[i])>mag(evec2[i+1]))	{
 | 
				
			||||||
 | 
						swap(evec2+i,evec2+i+1);
 | 
				
			||||||
 | 
						swapped=1;
 | 
				
			||||||
 | 
					      }
 | 
				
			||||||
 | 
					    }
 | 
				
			||||||
 | 
					    end--;
 | 
				
			||||||
 | 
					    for(i=end-1;i>=begin;i--){
 | 
				
			||||||
 | 
					      if(mag(evec2[i])>mag(evec2[i+1]))	{
 | 
				
			||||||
 | 
						swap(evec2+i,evec2+i+1);
 | 
				
			||||||
 | 
						swapped=1;
 | 
				
			||||||
 | 
					      }
 | 
				
			||||||
 | 
					    }
 | 
				
			||||||
 | 
					    begin++;
 | 
				
			||||||
 | 
					  }
 | 
				
			||||||
 | 
					
 | 
				
			||||||
 | 
					  for(i=0;i<row_num;i++){
 | 
				
			||||||
 | 
					    for(j=0;j<row_num;j++) {
 | 
				
			||||||
 | 
					      if(i==j) H[i*row_num+j]=evec2[i+1];
 | 
				
			||||||
 | 
					      else H[i*row_num+j]=0.;
 | 
				
			||||||
 | 
					    }
 | 
				
			||||||
 | 
					  }
 | 
				
			||||||
 | 
					}
 | 
				
			||||||
 | 
					
 | 
				
			||||||
 | 
					static void bisec(std::vector<RealD> &c,   
 | 
				
			||||||
 | 
							  std::vector<RealD> &b,
 | 
				
			||||||
 | 
							  int n,
 | 
				
			||||||
 | 
							  int m1,
 | 
				
			||||||
 | 
							  int m2,
 | 
				
			||||||
 | 
							  RealD eps1,
 | 
				
			||||||
 | 
							  RealD relfeh,
 | 
				
			||||||
 | 
							  std::vector<RealD> &x,
 | 
				
			||||||
 | 
							  RealD &eps2)
 | 
				
			||||||
 | 
					{
 | 
				
			||||||
 | 
					  std::vector<RealD> wu(n+2);
 | 
				
			||||||
 | 
					
 | 
				
			||||||
 | 
					  RealD h,q,x1,xu,x0,xmin,xmax; 
 | 
				
			||||||
 | 
					  int i,a,k;
 | 
				
			||||||
 | 
					
 | 
				
			||||||
 | 
					  b[1]=0.0;
 | 
				
			||||||
 | 
					  xmin=c[n]-fabs(b[n]);
 | 
				
			||||||
 | 
					  xmax=c[n]+fabs(b[n]);
 | 
				
			||||||
 | 
					  for(i=1;i<n;i++){
 | 
				
			||||||
 | 
					    h=fabs(b[i])+fabs(b[i+1]);
 | 
				
			||||||
 | 
					    if(c[i]+h>xmax) xmax= c[i]+h;
 | 
				
			||||||
 | 
					    if(c[i]-h<xmin) xmin= c[i]-h;
 | 
				
			||||||
 | 
					  }
 | 
				
			||||||
 | 
					  xmax *=2.;
 | 
				
			||||||
 | 
					
 | 
				
			||||||
 | 
					  eps2=relfeh*((xmin+xmax)>0.0 ? xmax : -xmin);
 | 
				
			||||||
 | 
					  if(eps1<=0.0) eps1=eps2;
 | 
				
			||||||
 | 
					  eps2=0.5*eps1+7.0*(eps2);
 | 
				
			||||||
 | 
					  x0=xmax;
 | 
				
			||||||
 | 
					  for(i=m1;i<=m2;i++){
 | 
				
			||||||
 | 
					    x[i]=xmax;
 | 
				
			||||||
 | 
					    wu[i]=xmin;
 | 
				
			||||||
 | 
					  }
 | 
				
			||||||
 | 
					
 | 
				
			||||||
 | 
					  for(k=m2;k>=m1;k--){
 | 
				
			||||||
 | 
					    xu=xmin;
 | 
				
			||||||
 | 
					    i=k;
 | 
				
			||||||
 | 
					    do{
 | 
				
			||||||
 | 
					      if(xu<wu[i]){
 | 
				
			||||||
 | 
						xu=wu[i];
 | 
				
			||||||
 | 
						i=m1-1;
 | 
				
			||||||
 | 
					      }
 | 
				
			||||||
 | 
					      i--;
 | 
				
			||||||
 | 
					    }while(i>=m1);
 | 
				
			||||||
 | 
					    if(x0>x[k]) x0=x[k];
 | 
				
			||||||
 | 
					    while((x0-xu)>2*relfeh*(fabs(xu)+fabs(x0))+eps1){
 | 
				
			||||||
 | 
					      x1=(xu+x0)/2;
 | 
				
			||||||
 | 
					
 | 
				
			||||||
 | 
					      a=0;
 | 
				
			||||||
 | 
					      q=1.0;
 | 
				
			||||||
 | 
					      for(i=1;i<=n;i++){
 | 
				
			||||||
 | 
						q=c[i]-x1-((q!=0.0)? b[i]*b[i]/q:fabs(b[i])/relfeh);
 | 
				
			||||||
 | 
						if(q<0) a++;
 | 
				
			||||||
 | 
					      }
 | 
				
			||||||
 | 
					      //			printf("x1=%e a=%d\n",x1,a);
 | 
				
			||||||
 | 
					      if(a<k){
 | 
				
			||||||
 | 
						if(a<m1){
 | 
				
			||||||
 | 
						  xu=x1;
 | 
				
			||||||
 | 
						  wu[m1]=x1;
 | 
				
			||||||
 | 
						}else {
 | 
				
			||||||
 | 
						  xu=x1;
 | 
				
			||||||
 | 
						  wu[a+1]=x1;
 | 
				
			||||||
 | 
						  if(x[a]>x1) x[a]=x1;
 | 
				
			||||||
 | 
						}
 | 
				
			||||||
 | 
					      }else x0=x1;
 | 
				
			||||||
 | 
					    }
 | 
				
			||||||
 | 
					    x[k]=(x0+xu)/2;
 | 
				
			||||||
 | 
					  }
 | 
				
			||||||
 | 
					}
 | 
				
			||||||
 | 
					}
 | 
				
			||||||
@@ -444,6 +444,8 @@ void CayleyFermion5D<Impl>::SetCoefficientsInternal(RealD zolo_hi,std::vector<Co
 | 
				
			|||||||
    assert(omega[i]!=Coeff_t(0.0));
 | 
					    assert(omega[i]!=Coeff_t(0.0));
 | 
				
			||||||
    bs[i] = 0.5*(bpc/omega[i] + bmc);
 | 
					    bs[i] = 0.5*(bpc/omega[i] + bmc);
 | 
				
			||||||
    cs[i] = 0.5*(bpc/omega[i] - bmc);
 | 
					    cs[i] = 0.5*(bpc/omega[i] - bmc);
 | 
				
			||||||
 | 
					    std::cout<<GridLogMessage << "CayleyFermion5D "<<i<<" bs="<<bs[i]<<" cs="<<cs[i]<< std::endl;
 | 
				
			||||||
 | 
					
 | 
				
			||||||
  }
 | 
					  }
 | 
				
			||||||
 | 
					
 | 
				
			||||||
  ////////////////////////////////////////////////////////
 | 
					  ////////////////////////////////////////////////////////
 | 
				
			||||||
 
 | 
				
			|||||||
@@ -470,6 +470,7 @@ void CayleyFermion5D<Impl>::MooeeInternalAsm(const FermionField &psi, FermionFie
 | 
				
			|||||||
	a0 = a0+incr;
 | 
						a0 = a0+incr;
 | 
				
			||||||
	a1 = a1+incr;
 | 
						a1 = a1+incr;
 | 
				
			||||||
	a2 = a2+sizeof(typename Simd::scalar_type);
 | 
						a2 = a2+sizeof(typename Simd::scalar_type);
 | 
				
			||||||
 | 
						a2 = a2+sizeof(typename Simd::scalar_type); //ypj [debug]
 | 
				
			||||||
      }}
 | 
					      }}
 | 
				
			||||||
    {
 | 
					    {
 | 
				
			||||||
      int lexa = s1+LLs*site;
 | 
					      int lexa = s1+LLs*site;
 | 
				
			||||||
@@ -702,6 +703,7 @@ void CayleyFermion5D<Impl>::MooeeInternalZAsm(const FermionField &psi, FermionFi
 | 
				
			|||||||
	a0 = a0+incr;
 | 
						a0 = a0+incr;
 | 
				
			||||||
	a1 = a1+incr;
 | 
						a1 = a1+incr;
 | 
				
			||||||
	a2 = a2+sizeof(typename Simd::scalar_type); 
 | 
						a2 = a2+sizeof(typename Simd::scalar_type); 
 | 
				
			||||||
 | 
						a2 = a2+sizeof(typename Simd::scalar_type); // ypj [debug]
 | 
				
			||||||
      }}
 | 
					      }}
 | 
				
			||||||
    {
 | 
					    {
 | 
				
			||||||
      int lexa = s1+LLs*site;
 | 
					      int lexa = s1+LLs*site;
 | 
				
			||||||
 
 | 
				
			|||||||
@@ -476,6 +476,7 @@ namespace QCD {
 | 
				
			|||||||
                        a0 = a0 + incr;
 | 
					                        a0 = a0 + incr;
 | 
				
			||||||
                        a1 = a1 + incr;
 | 
					                        a1 = a1 + incr;
 | 
				
			||||||
                        a2 = a2 + sizeof(typename Simd::scalar_type); 
 | 
					                        a2 = a2 + sizeof(typename Simd::scalar_type); 
 | 
				
			||||||
 | 
					                        a2 = a2 + sizeof(typename Simd::scalar_type); // ypj [debug]
 | 
				
			||||||
                    }
 | 
					                    }
 | 
				
			||||||
                }
 | 
					                }
 | 
				
			||||||
 | 
					
 | 
				
			||||||
 
 | 
				
			|||||||
@@ -63,8 +63,8 @@ Author: Peter Boyle <pabobyle@ph.ed.ac.uk>
 | 
				
			|||||||
#include <Grid/qcd/action/fermion/MobiusFermion.h>
 | 
					#include <Grid/qcd/action/fermion/MobiusFermion.h>
 | 
				
			||||||
#include <Grid/qcd/action/fermion/MobiusEOFAFermion.h>
 | 
					#include <Grid/qcd/action/fermion/MobiusEOFAFermion.h>
 | 
				
			||||||
#include <Grid/qcd/action/fermion/ZMobiusFermion.h>
 | 
					#include <Grid/qcd/action/fermion/ZMobiusFermion.h>
 | 
				
			||||||
#include <Grid/qcd/action/fermion/SchurDiagTwoKappa.h>
 | 
					 | 
				
			||||||
#include <Grid/qcd/action/fermion/ScaledShamirFermion.h>
 | 
					#include <Grid/qcd/action/fermion/ScaledShamirFermion.h>
 | 
				
			||||||
 | 
					//#include <Grid/qcd/action/fermion/SchurDiagTwoKappa.h>
 | 
				
			||||||
#include <Grid/qcd/action/fermion/MobiusZolotarevFermion.h>
 | 
					#include <Grid/qcd/action/fermion/MobiusZolotarevFermion.h>
 | 
				
			||||||
#include <Grid/qcd/action/fermion/ShamirZolotarevFermion.h>
 | 
					#include <Grid/qcd/action/fermion/ShamirZolotarevFermion.h>
 | 
				
			||||||
#include <Grid/qcd/action/fermion/OverlapWilsonCayleyTanhFermion.h>
 | 
					#include <Grid/qcd/action/fermion/OverlapWilsonCayleyTanhFermion.h>
 | 
				
			||||||
 
 | 
				
			|||||||
@@ -854,6 +854,7 @@ namespace QCD {
 | 
				
			|||||||
              a0 = a0 + incr;
 | 
					              a0 = a0 + incr;
 | 
				
			||||||
              a1 = a1 + incr;
 | 
					              a1 = a1 + incr;
 | 
				
			||||||
              a2 = a2 + sizeof(typename Simd::scalar_type); 
 | 
					              a2 = a2 + sizeof(typename Simd::scalar_type); 
 | 
				
			||||||
 | 
					              a2 = a2 + sizeof(typename Simd::scalar_type); // ypj [debug]
 | 
				
			||||||
            }
 | 
					            }
 | 
				
			||||||
          }
 | 
					          }
 | 
				
			||||||
 | 
					
 | 
				
			||||||
 
 | 
				
			|||||||
@@ -1,3 +1,4 @@
 | 
				
			|||||||
 | 
					#if 1
 | 
				
			||||||
    /*************************************************************************************
 | 
					    /*************************************************************************************
 | 
				
			||||||
 | 
					
 | 
				
			||||||
    Grid physics library, www.github.com/paboyle/Grid 
 | 
					    Grid physics library, www.github.com/paboyle/Grid 
 | 
				
			||||||
@@ -97,6 +98,117 @@ namespace Grid {
 | 
				
			|||||||
    }
 | 
					    }
 | 
				
			||||||
  };
 | 
					  };
 | 
				
			||||||
 | 
					
 | 
				
			||||||
 | 
					#if 0
 | 
				
			||||||
 | 
					  ///////////////////////////////////////////////////////////////////////////////////////////////////////
 | 
				
			||||||
 | 
					  // Copied from DiagTwoSolve
 | 
				
			||||||
 | 
					  ///////////////////////////////////////////////////////////////////////////////////////////////////////
 | 
				
			||||||
 | 
					  template<class Field> class SchurRedBlackDiagTwoSolve {
 | 
				
			||||||
 | 
					  private:
 | 
				
			||||||
 | 
					    OperatorFunction<Field> & _HermitianRBSolver;
 | 
				
			||||||
 | 
					    int CBfactorise;
 | 
				
			||||||
 | 
					  public:
 | 
				
			||||||
 | 
					
 | 
				
			||||||
 | 
					    /////////////////////////////////////////////////////
 | 
				
			||||||
 | 
					    // Wrap the usual normal equations Schur trick
 | 
				
			||||||
 | 
					    /////////////////////////////////////////////////////
 | 
				
			||||||
 | 
					  SchurRedBlackDiagTwoSolve(OperatorFunction<Field> &HermitianRBSolver)  :
 | 
				
			||||||
 | 
					     _HermitianRBSolver(HermitianRBSolver) 
 | 
				
			||||||
 | 
					    { 
 | 
				
			||||||
 | 
					      CBfactorise=0;
 | 
				
			||||||
 | 
					    };
 | 
				
			||||||
 | 
					
 | 
				
			||||||
 | 
					    template<class Matrix>
 | 
				
			||||||
 | 
					      void operator() (Matrix & _Matrix,const Field &in, Field &out){
 | 
				
			||||||
 | 
					
 | 
				
			||||||
 | 
					      // FIXME CGdiagonalMee not implemented virtual function
 | 
				
			||||||
 | 
					      // FIXME use CBfactorise to control schur decomp
 | 
				
			||||||
 | 
					      GridBase *grid = _Matrix.RedBlackGrid();
 | 
				
			||||||
 | 
					      GridBase *fgrid= _Matrix.Grid();
 | 
				
			||||||
 | 
					
 | 
				
			||||||
 | 
					      SchurDiagTwoOperator<Matrix,Field> _HermOpEO(_Matrix);
 | 
				
			||||||
 | 
					 
 | 
				
			||||||
 | 
					      Field src_e(grid);
 | 
				
			||||||
 | 
					      Field src_o(grid);
 | 
				
			||||||
 | 
					      Field sol_e(grid);
 | 
				
			||||||
 | 
					      Field sol_o(grid);
 | 
				
			||||||
 | 
					      Field   tmp(grid);
 | 
				
			||||||
 | 
					      Field  Mtmp(grid);
 | 
				
			||||||
 | 
					      Field resid(fgrid);
 | 
				
			||||||
 | 
					
 | 
				
			||||||
 | 
					      pickCheckerboard(Even,src_e,in);
 | 
				
			||||||
 | 
					      pickCheckerboard(Odd ,src_o,in);
 | 
				
			||||||
 | 
					      pickCheckerboard(Even,sol_e,out);
 | 
				
			||||||
 | 
					      pickCheckerboard(Odd ,sol_o,out);
 | 
				
			||||||
 | 
					    
 | 
				
			||||||
 | 
					      /////////////////////////////////////////////////////
 | 
				
			||||||
 | 
					      // src_o = Mdag * (source_o - Moe MeeInv source_e)
 | 
				
			||||||
 | 
					      /////////////////////////////////////////////////////
 | 
				
			||||||
 | 
					      _Matrix.MooeeInv(src_e,tmp);     assert(  tmp.checkerboard ==Even);
 | 
				
			||||||
 | 
					      _Matrix.Meooe   (tmp,Mtmp);      assert( Mtmp.checkerboard ==Odd);     
 | 
				
			||||||
 | 
					      tmp=src_o-Mtmp;                  assert(  tmp.checkerboard ==Odd);     
 | 
				
			||||||
 | 
					
 | 
				
			||||||
 | 
					      // get the right MpcDag
 | 
				
			||||||
 | 
					      _HermOpEO.MpcDag(tmp,src_o);     assert(src_o.checkerboard ==Odd);       
 | 
				
			||||||
 | 
					
 | 
				
			||||||
 | 
					      //////////////////////////////////////////////////////////////
 | 
				
			||||||
 | 
					      // Call the red-black solver
 | 
				
			||||||
 | 
					      //////////////////////////////////////////////////////////////
 | 
				
			||||||
 | 
					      std::cout<<GridLogMessage << "SchurRedBlack solver calling the MpcDagMp solver" <<std::endl;
 | 
				
			||||||
 | 
					//      _HermitianRBSolver(_HermOpEO,src_o,sol_o);  assert(sol_o.checkerboard==Odd);
 | 
				
			||||||
 | 
					      _HermitianRBSolver(_HermOpEO,src_o,tmp);  assert(tmp.checkerboard==Odd);
 | 
				
			||||||
 | 
					      _Matrix.MooeeInv(tmp,sol_o);        assert(  sol_o.checkerboard   ==Odd);
 | 
				
			||||||
 | 
					
 | 
				
			||||||
 | 
					      ///////////////////////////////////////////////////
 | 
				
			||||||
 | 
					      // sol_e = M_ee^-1 * ( src_e - Meo sol_o )...
 | 
				
			||||||
 | 
					      ///////////////////////////////////////////////////
 | 
				
			||||||
 | 
					      _Matrix.Meooe(sol_o,tmp);        assert(  tmp.checkerboard   ==Even);
 | 
				
			||||||
 | 
					      src_e = src_e-tmp;               assert(  src_e.checkerboard ==Even);
 | 
				
			||||||
 | 
					      _Matrix.MooeeInv(src_e,sol_e);   assert(  sol_e.checkerboard ==Even);
 | 
				
			||||||
 | 
					     
 | 
				
			||||||
 | 
					      setCheckerboard(out,sol_e); assert(  sol_e.checkerboard ==Even);
 | 
				
			||||||
 | 
					      setCheckerboard(out,sol_o); assert(  sol_o.checkerboard ==Odd );
 | 
				
			||||||
 | 
					
 | 
				
			||||||
 | 
					      // Verify the unprec residual
 | 
				
			||||||
 | 
					      _Matrix.M(out,resid); 
 | 
				
			||||||
 | 
					      resid = resid-in;
 | 
				
			||||||
 | 
					      RealD ns = norm2(in);
 | 
				
			||||||
 | 
					      RealD nr = norm2(resid);
 | 
				
			||||||
 | 
					
 | 
				
			||||||
 | 
					      std::cout<<GridLogMessage << "SchurRedBlackDiagTwoKappa solver true unprec resid "<< std::sqrt(nr/ns) <<" nr "<< nr <<" ns "<<ns << std::endl;
 | 
				
			||||||
 | 
					    }     
 | 
				
			||||||
 | 
					  };
 | 
				
			||||||
 | 
					#endif
 | 
				
			||||||
 | 
					namespace QCD{
 | 
				
			||||||
 | 
					    //
 | 
				
			||||||
 | 
					    // Determinant is det of middle factor
 | 
				
			||||||
 | 
					    // This assumes Mee is indept of U.
 | 
				
			||||||
 | 
					    //
 | 
				
			||||||
 | 
					    //
 | 
				
			||||||
 | 
					    template<class Impl>
 | 
				
			||||||
 | 
					    class SchurDifferentiableDiagTwo:  public SchurDiagTwoOperator<FermionOperator<Impl>,typename Impl::FermionField> 
 | 
				
			||||||
 | 
					      {
 | 
				
			||||||
 | 
					      public:
 | 
				
			||||||
 | 
					      INHERIT_IMPL_TYPES(Impl);
 | 
				
			||||||
 | 
					
 | 
				
			||||||
 | 
					 	typedef FermionOperator<Impl> Matrix;
 | 
				
			||||||
 | 
					
 | 
				
			||||||
 | 
						SchurDifferentiableDiagTwo (Matrix &Mat) : SchurDiagTwoOperator<Matrix,FermionField>(Mat) {};
 | 
				
			||||||
 | 
					    };
 | 
				
			||||||
 | 
					#if 0
 | 
				
			||||||
 | 
					    template<class Impl>
 | 
				
			||||||
 | 
					    class SchurDifferentiableDiagTwoKappa :  public SchurDiagTwoKappaOperator<FermionOperator<Impl>,typename Impl::FermionField> 
 | 
				
			||||||
 | 
					      {
 | 
				
			||||||
 | 
					      public:
 | 
				
			||||||
 | 
					      INHERIT_IMPL_TYPES(Impl);
 | 
				
			||||||
 | 
					
 | 
				
			||||||
 | 
					 	typedef FermionOperator<Impl> Matrix;
 | 
				
			||||||
 | 
					
 | 
				
			||||||
 | 
						SchurDifferentiableDiagTwoKappa (Matrix &Mat) : SchurDiagTwoKappaOperator<Matrix,FermionField>(Mat) {};
 | 
				
			||||||
 | 
					    };
 | 
				
			||||||
 | 
					#endif
 | 
				
			||||||
 | 
					}
 | 
				
			||||||
 | 
					
 | 
				
			||||||
}
 | 
					}
 | 
				
			||||||
 | 
					
 | 
				
			||||||
#endif
 | 
					#endif
 | 
				
			||||||
 | 
					#endif
 | 
				
			||||||
 
 | 
				
			|||||||
@@ -140,6 +140,7 @@ namespace Grid{
 | 
				
			|||||||
 | 
					
 | 
				
			||||||
    };
 | 
					    };
 | 
				
			||||||
 | 
					
 | 
				
			||||||
 | 
					
 | 
				
			||||||
  }
 | 
					  }
 | 
				
			||||||
}
 | 
					}
 | 
				
			||||||
#endif
 | 
					#endif
 | 
				
			||||||
 
 | 
				
			|||||||
@@ -50,6 +50,7 @@ GridCartesian *SpaceTimeGrid::makeFourDimDWFGrid(const std::vector<int> & latt,c
 | 
				
			|||||||
GridCartesian         *SpaceTimeGrid::makeFiveDimGrid(int Ls,const GridCartesian *FourDimGrid)
 | 
					GridCartesian         *SpaceTimeGrid::makeFiveDimGrid(int Ls,const GridCartesian *FourDimGrid)
 | 
				
			||||||
{
 | 
					{
 | 
				
			||||||
  int N4=FourDimGrid->_ndimension;
 | 
					  int N4=FourDimGrid->_ndimension;
 | 
				
			||||||
 | 
					  assert(N4==4);
 | 
				
			||||||
 | 
					
 | 
				
			||||||
  std::vector<int> latt5(1,Ls);
 | 
					  std::vector<int> latt5(1,Ls);
 | 
				
			||||||
  std::vector<int> simd5(1,1);
 | 
					  std::vector<int> simd5(1,1);
 | 
				
			||||||
 
 | 
				
			|||||||
@@ -556,7 +556,7 @@ namespace Optimization {
 | 
				
			|||||||
    v3  = _mm256_add_epi32(v1, v2);
 | 
					    v3  = _mm256_add_epi32(v1, v2);
 | 
				
			||||||
    v1  = _mm256_hadd_epi32(v3, v3);
 | 
					    v1  = _mm256_hadd_epi32(v3, v3);
 | 
				
			||||||
    v2  = _mm256_hadd_epi32(v1, v1);
 | 
					    v2  = _mm256_hadd_epi32(v1, v1);
 | 
				
			||||||
    u1  = _mm256_castsi256_si128(v2);        // upper half
 | 
					    u1  = _mm256_castsi256_si128(v2);        // upper half ypj[debug] ; was missing
 | 
				
			||||||
    u2  = _mm256_extracti128_si256(v2, 1);  // lower half
 | 
					    u2  = _mm256_extracti128_si256(v2, 1);  // lower half
 | 
				
			||||||
    ret = _mm_add_epi32(u1, u2);
 | 
					    ret = _mm_add_epi32(u1, u2);
 | 
				
			||||||
    return _mm_cvtsi128_si32(ret);
 | 
					    return _mm_cvtsi128_si32(ret);
 | 
				
			||||||
 
 | 
				
			|||||||
@@ -158,6 +158,14 @@ void GridCmdOptionInt(std::string &str,int & val)
 | 
				
			|||||||
  return;
 | 
					  return;
 | 
				
			||||||
}
 | 
					}
 | 
				
			||||||
 | 
					
 | 
				
			||||||
 | 
					// ypj [add]
 | 
				
			||||||
 | 
					void GridCmdOptionFloat(std::string &str,double & val)
 | 
				
			||||||
 | 
					{
 | 
				
			||||||
 | 
					  std::stringstream ss(str);
 | 
				
			||||||
 | 
					  ss>>val;
 | 
				
			||||||
 | 
					  return;
 | 
				
			||||||
 | 
					}
 | 
				
			||||||
 | 
					
 | 
				
			||||||
 | 
					
 | 
				
			||||||
void GridParseLayout(char **argv,int argc,
 | 
					void GridParseLayout(char **argv,int argc,
 | 
				
			||||||
		     std::vector<int> &latt,
 | 
							     std::vector<int> &latt,
 | 
				
			||||||
 
 | 
				
			|||||||
@@ -54,6 +54,9 @@ namespace Grid {
 | 
				
			|||||||
  std::string GridCmdVectorIntToString(const std::vector<int> & vec);
 | 
					  std::string GridCmdVectorIntToString(const std::vector<int> & vec);
 | 
				
			||||||
  void GridCmdOptionCSL(std::string str,std::vector<std::string> & vec);
 | 
					  void GridCmdOptionCSL(std::string str,std::vector<std::string> & vec);
 | 
				
			||||||
  void GridCmdOptionIntVector(std::string &str,std::vector<int> & vec);
 | 
					  void GridCmdOptionIntVector(std::string &str,std::vector<int> & vec);
 | 
				
			||||||
 | 
					  // ypj [add]
 | 
				
			||||||
 | 
					  void GridCmdOptionInt(std::string &str,int & val);
 | 
				
			||||||
 | 
					  void GridCmdOptionFloat(std::string &str,double & val);
 | 
				
			||||||
 | 
					
 | 
				
			||||||
 | 
					
 | 
				
			||||||
  void GridParseLayout(char **argv,int argc,
 | 
					  void GridParseLayout(char **argv,int argc,
 | 
				
			||||||
 
 | 
				
			|||||||
@@ -18,6 +18,10 @@ namespace Grid{
 | 
				
			|||||||
 | 
					
 | 
				
			||||||
    static inline void IndexFromCoor (const std::vector<int>& coor,int &index,const std::vector<int> &dims){
 | 
					    static inline void IndexFromCoor (const std::vector<int>& coor,int &index,const std::vector<int> &dims){
 | 
				
			||||||
      int nd=dims.size();
 | 
					      int nd=dims.size();
 | 
				
			||||||
 | 
					      if(nd > coor.size())  {
 | 
				
			||||||
 | 
						std::cout<< "coor.size "<<coor.size()<<" >dims.size "<<dims.size()<<std::endl; 
 | 
				
			||||||
 | 
						assert(0);
 | 
				
			||||||
 | 
						}
 | 
				
			||||||
      int stride=1;
 | 
					      int stride=1;
 | 
				
			||||||
      index=0;
 | 
					      index=0;
 | 
				
			||||||
      for(int d=0;d<nd;d++){
 | 
					      for(int d=0;d<nd;d++){
 | 
				
			||||||
 
 | 
				
			|||||||
							
								
								
									
										317
									
								
								tests/lanczos/Test_dwf_block_lanczos.cc
									
									
									
									
									
										Normal file
									
								
							
							
						
						
									
										317
									
								
								tests/lanczos/Test_dwf_block_lanczos.cc
									
									
									
									
									
										Normal file
									
								
							@@ -0,0 +1,317 @@
 | 
				
			|||||||
 | 
					    /*************************************************************************************
 | 
				
			||||||
 | 
					
 | 
				
			||||||
 | 
					    Grid physics library, www.github.com/paboyle/Grid 
 | 
				
			||||||
 | 
					
 | 
				
			||||||
 | 
					    Source file: ./tests/Test_dwf_block_lanczos.cc
 | 
				
			||||||
 | 
					
 | 
				
			||||||
 | 
					    Copyright (C) 2015
 | 
				
			||||||
 | 
					
 | 
				
			||||||
 | 
					Author: Peter Boyle <paboyle@ph.ed.ac.uk>
 | 
				
			||||||
 | 
					
 | 
				
			||||||
 | 
					    This program is free software; you can redistribute it and/or modify
 | 
				
			||||||
 | 
					    it under the terms of the GNU General Public License as published by
 | 
				
			||||||
 | 
					    the Free Software Foundation; either version 2 of the License, or
 | 
				
			||||||
 | 
					    (at your option) any later version.
 | 
				
			||||||
 | 
					
 | 
				
			||||||
 | 
					    This program is distributed in the hope that it will be useful,
 | 
				
			||||||
 | 
					    but WITHOUT ANY WARRANTY; without even the implied warranty of
 | 
				
			||||||
 | 
					    MERCHANTABILITY or FITNESS FOR A PARTICULAR PURPOSE.  See the
 | 
				
			||||||
 | 
					    GNU General Public License for more details.
 | 
				
			||||||
 | 
					
 | 
				
			||||||
 | 
					    You should have received a copy of the GNU General Public License along
 | 
				
			||||||
 | 
					    with this program; if not, write to the Free Software Foundation, Inc.,
 | 
				
			||||||
 | 
					    51 Franklin Street, Fifth Floor, Boston, MA 02110-1301 USA.
 | 
				
			||||||
 | 
					
 | 
				
			||||||
 | 
					    See the full license in the file "LICENSE" in the top level distribution directory
 | 
				
			||||||
 | 
					    *************************************************************************************/
 | 
				
			||||||
 | 
					    /*  END LEGAL */
 | 
				
			||||||
 | 
					#include <Grid/Grid.h>
 | 
				
			||||||
 | 
					
 | 
				
			||||||
 | 
					using namespace std;
 | 
				
			||||||
 | 
					using namespace Grid;
 | 
				
			||||||
 | 
					using namespace Grid::QCD;
 | 
				
			||||||
 | 
					
 | 
				
			||||||
 | 
					//typedef typename GparityDomainWallFermionR::FermionField FermionField;
 | 
				
			||||||
 | 
					typedef typename ZMobiusFermionR::FermionField FermionField;
 | 
				
			||||||
 | 
					
 | 
				
			||||||
 | 
					RealD AllZero(RealD x){ return 0.;}
 | 
				
			||||||
 | 
					
 | 
				
			||||||
 | 
					class CmdJobParams 
 | 
				
			||||||
 | 
					{
 | 
				
			||||||
 | 
					  public:
 | 
				
			||||||
 | 
					    std::string gaugefile;
 | 
				
			||||||
 | 
					
 | 
				
			||||||
 | 
					    int Ls;
 | 
				
			||||||
 | 
					    double mass;
 | 
				
			||||||
 | 
					    double M5;
 | 
				
			||||||
 | 
					    double mob_b;
 | 
				
			||||||
 | 
					    std::vector<ComplexD> omega;
 | 
				
			||||||
 | 
					    std::vector<Complex> boundary_phase;
 | 
				
			||||||
 | 
					    
 | 
				
			||||||
 | 
					    LanczosType Impl;
 | 
				
			||||||
 | 
					    int Nu;
 | 
				
			||||||
 | 
					    int Nk;
 | 
				
			||||||
 | 
					    int Np;
 | 
				
			||||||
 | 
					    int Nm;
 | 
				
			||||||
 | 
					    int Nstop;
 | 
				
			||||||
 | 
					    int Ntest;
 | 
				
			||||||
 | 
					    int MaxIter;
 | 
				
			||||||
 | 
					    double resid;
 | 
				
			||||||
 | 
					    
 | 
				
			||||||
 | 
					    double low;
 | 
				
			||||||
 | 
					    double high;
 | 
				
			||||||
 | 
					    int order;
 | 
				
			||||||
 | 
					
 | 
				
			||||||
 | 
					    CmdJobParams()
 | 
				
			||||||
 | 
					      : gaugefile("Hot"),
 | 
				
			||||||
 | 
					        Ls(8), mass(0.01), M5(1.8), mob_b(1.5),
 | 
				
			||||||
 | 
					        Impl(LanczosType::irbl),
 | 
				
			||||||
 | 
					        Nu(4), Nk(200), Np(200), Nstop(100), Ntest(1), MaxIter(10), resid(1.0e-8), 
 | 
				
			||||||
 | 
					        low(0.2), high(5.5), order(11)
 | 
				
			||||||
 | 
					    {Nm=Nk+Np;};
 | 
				
			||||||
 | 
					    
 | 
				
			||||||
 | 
					    void Parse(char **argv, int argc);
 | 
				
			||||||
 | 
					};
 | 
				
			||||||
 | 
					
 | 
				
			||||||
 | 
					
 | 
				
			||||||
 | 
					void CmdJobParams::Parse(char **argv,int argc)
 | 
				
			||||||
 | 
					{
 | 
				
			||||||
 | 
					  std::string arg;
 | 
				
			||||||
 | 
					  std::vector<int> vi;
 | 
				
			||||||
 | 
					  double re,im;
 | 
				
			||||||
 | 
					  int expect, idx;
 | 
				
			||||||
 | 
					  std::string vstr;
 | 
				
			||||||
 | 
					  std::ifstream pfile;
 | 
				
			||||||
 | 
					  
 | 
				
			||||||
 | 
					  if( GridCmdOptionExists(argv,argv+argc,"--gconf") ){
 | 
				
			||||||
 | 
					    gaugefile = GridCmdOptionPayload(argv,argv+argc,"--gconf");
 | 
				
			||||||
 | 
					  }
 | 
				
			||||||
 | 
					  
 | 
				
			||||||
 | 
					  if( GridCmdOptionExists(argv,argv+argc,"--phase") ){
 | 
				
			||||||
 | 
					    arg = GridCmdOptionPayload(argv,argv+argc,"--phase");
 | 
				
			||||||
 | 
					    pfile.open(arg);
 | 
				
			||||||
 | 
					    assert(pfile);
 | 
				
			||||||
 | 
					    expect = 0;
 | 
				
			||||||
 | 
					    while( pfile >> vstr ) {
 | 
				
			||||||
 | 
					      if ( vstr.compare("boundary_phase") == 0 ) {
 | 
				
			||||||
 | 
					        pfile >> vstr;
 | 
				
			||||||
 | 
					        GridCmdOptionInt(vstr,idx);
 | 
				
			||||||
 | 
					        assert(expect==idx);
 | 
				
			||||||
 | 
					        pfile >> vstr;
 | 
				
			||||||
 | 
					        GridCmdOptionFloat(vstr,re);
 | 
				
			||||||
 | 
					        pfile >> vstr;
 | 
				
			||||||
 | 
					        GridCmdOptionFloat(vstr,im);
 | 
				
			||||||
 | 
					        boundary_phase.push_back({re,im});
 | 
				
			||||||
 | 
					        expect++;
 | 
				
			||||||
 | 
					      }
 | 
				
			||||||
 | 
					    }
 | 
				
			||||||
 | 
					    pfile.close();
 | 
				
			||||||
 | 
					  } else {
 | 
				
			||||||
 | 
					    for (int i=0; i<4; ++i) boundary_phase.push_back({1.,0.});
 | 
				
			||||||
 | 
					  }
 | 
				
			||||||
 | 
					  
 | 
				
			||||||
 | 
					  if( GridCmdOptionExists(argv,argv+argc,"--omega") ){
 | 
				
			||||||
 | 
					    arg = GridCmdOptionPayload(argv,argv+argc,"--omega");
 | 
				
			||||||
 | 
					    pfile.open(arg);
 | 
				
			||||||
 | 
					    assert(pfile);
 | 
				
			||||||
 | 
					    Ls = 0;
 | 
				
			||||||
 | 
					    while( pfile >> vstr ) {
 | 
				
			||||||
 | 
					      if ( vstr.compare("omega") == 0 ) {
 | 
				
			||||||
 | 
					        pfile >> vstr;
 | 
				
			||||||
 | 
					        GridCmdOptionInt(vstr,idx);
 | 
				
			||||||
 | 
					        assert(Ls==idx);
 | 
				
			||||||
 | 
					        pfile >> vstr;
 | 
				
			||||||
 | 
					        GridCmdOptionFloat(vstr,re);
 | 
				
			||||||
 | 
					        pfile >> vstr;
 | 
				
			||||||
 | 
					        GridCmdOptionFloat(vstr,im);
 | 
				
			||||||
 | 
					        omega.push_back({re,im});
 | 
				
			||||||
 | 
					        Ls++;
 | 
				
			||||||
 | 
					      }
 | 
				
			||||||
 | 
					    }
 | 
				
			||||||
 | 
					    pfile.close();
 | 
				
			||||||
 | 
					  } else {
 | 
				
			||||||
 | 
					    if( GridCmdOptionExists(argv,argv+argc,"--Ls") ){
 | 
				
			||||||
 | 
					      arg = GridCmdOptionPayload(argv,argv+argc,"--Ls");
 | 
				
			||||||
 | 
					      GridCmdOptionInt(arg,Ls);
 | 
				
			||||||
 | 
					    }
 | 
				
			||||||
 | 
					  }
 | 
				
			||||||
 | 
					  
 | 
				
			||||||
 | 
					  if( GridCmdOptionExists(argv,argv+argc,"--mass") ){
 | 
				
			||||||
 | 
					    arg = GridCmdOptionPayload(argv,argv+argc,"--mass");
 | 
				
			||||||
 | 
					    GridCmdOptionFloat(arg,mass);
 | 
				
			||||||
 | 
					  }
 | 
				
			||||||
 | 
					  
 | 
				
			||||||
 | 
					  if( GridCmdOptionExists(argv,argv+argc,"--M5") ){
 | 
				
			||||||
 | 
					    arg = GridCmdOptionPayload(argv,argv+argc,"--M5");
 | 
				
			||||||
 | 
					    GridCmdOptionFloat(arg,M5);
 | 
				
			||||||
 | 
					  }
 | 
				
			||||||
 | 
					  
 | 
				
			||||||
 | 
					  if( GridCmdOptionExists(argv,argv+argc,"--mob_b") ){
 | 
				
			||||||
 | 
					    arg = GridCmdOptionPayload(argv,argv+argc,"--mob_b");
 | 
				
			||||||
 | 
					    GridCmdOptionFloat(arg,mob_b);
 | 
				
			||||||
 | 
					  }
 | 
				
			||||||
 | 
					  
 | 
				
			||||||
 | 
					  if( GridCmdOptionExists(argv,argv+argc,"--irbl") ){
 | 
				
			||||||
 | 
					    arg = GridCmdOptionPayload(argv,argv+argc,"--irbl");
 | 
				
			||||||
 | 
					    GridCmdOptionIntVector(arg,vi);
 | 
				
			||||||
 | 
					    Nu = vi[0];
 | 
				
			||||||
 | 
					    Nk = vi[1];
 | 
				
			||||||
 | 
					    Np = vi[2];
 | 
				
			||||||
 | 
					    Nstop = vi[3];
 | 
				
			||||||
 | 
					    MaxIter = vi[4];
 | 
				
			||||||
 | 
					    // ypj[fixme] mode overriding message is needed.
 | 
				
			||||||
 | 
					    Impl = LanczosType::irbl;
 | 
				
			||||||
 | 
					    Nm = Nk+Np;
 | 
				
			||||||
 | 
					  }
 | 
				
			||||||
 | 
					  
 | 
				
			||||||
 | 
					  // block Lanczos with explicit extension of its dimensions
 | 
				
			||||||
 | 
					  if( GridCmdOptionExists(argv,argv+argc,"--rbl") ){
 | 
				
			||||||
 | 
					    arg = GridCmdOptionPayload(argv,argv+argc,"--rbl");
 | 
				
			||||||
 | 
					    GridCmdOptionIntVector(arg,vi);
 | 
				
			||||||
 | 
					    Nu = vi[0];
 | 
				
			||||||
 | 
					    Nk = vi[1];
 | 
				
			||||||
 | 
					    Np = vi[2]; // vector space is enlarged by adding Np vectors
 | 
				
			||||||
 | 
					    Nstop = vi[3];
 | 
				
			||||||
 | 
					    MaxIter = vi[4];
 | 
				
			||||||
 | 
					    // ypj[fixme] mode overriding message is needed.
 | 
				
			||||||
 | 
					    Impl = LanczosType::rbl;
 | 
				
			||||||
 | 
					    Nm = Nk+Np*MaxIter;
 | 
				
			||||||
 | 
					  }
 | 
				
			||||||
 | 
					  
 | 
				
			||||||
 | 
					  if( GridCmdOptionExists(argv,argv+argc,"--check_int") ){
 | 
				
			||||||
 | 
					    arg = GridCmdOptionPayload(argv,argv+argc,"--check_int");
 | 
				
			||||||
 | 
					    GridCmdOptionInt(arg,Ntest);
 | 
				
			||||||
 | 
					  }
 | 
				
			||||||
 | 
					  
 | 
				
			||||||
 | 
					  if( GridCmdOptionExists(argv,argv+argc,"--resid") ){
 | 
				
			||||||
 | 
					    arg = GridCmdOptionPayload(argv,argv+argc,"--resid");
 | 
				
			||||||
 | 
					    GridCmdOptionFloat(arg,resid);
 | 
				
			||||||
 | 
					  }
 | 
				
			||||||
 | 
					  
 | 
				
			||||||
 | 
					  if( GridCmdOptionExists(argv,argv+argc,"--cheby_l") ){
 | 
				
			||||||
 | 
					    arg = GridCmdOptionPayload(argv,argv+argc,"--cheby_l");
 | 
				
			||||||
 | 
					    GridCmdOptionFloat(arg,low);
 | 
				
			||||||
 | 
					  }
 | 
				
			||||||
 | 
					  
 | 
				
			||||||
 | 
					  if( GridCmdOptionExists(argv,argv+argc,"--cheby_u") ){
 | 
				
			||||||
 | 
					    arg = GridCmdOptionPayload(argv,argv+argc,"--cheby_u");
 | 
				
			||||||
 | 
					    GridCmdOptionFloat(arg,high);
 | 
				
			||||||
 | 
					  }
 | 
				
			||||||
 | 
					  
 | 
				
			||||||
 | 
					  if( GridCmdOptionExists(argv,argv+argc,"--cheby_n") ){
 | 
				
			||||||
 | 
					    arg = GridCmdOptionPayload(argv,argv+argc,"--cheby_n");
 | 
				
			||||||
 | 
					    GridCmdOptionInt(arg,order);
 | 
				
			||||||
 | 
					  }
 | 
				
			||||||
 | 
					  
 | 
				
			||||||
 | 
					  if ( CartesianCommunicator::RankWorld() == 0 ) {
 | 
				
			||||||
 | 
					    std::streamsize ss = std::cout.precision();
 | 
				
			||||||
 | 
					    std::cout << GridLogMessage <<" Gauge Configuration "<< gaugefile << '\n';
 | 
				
			||||||
 | 
					    std::cout.precision(15);
 | 
				
			||||||
 | 
					    for ( int i=0; i<4; ++i ) std::cout << GridLogMessage <<" boundary_phase["<< i << "] = " << boundary_phase[i] << '\n';
 | 
				
			||||||
 | 
					    std::cout.precision(ss);
 | 
				
			||||||
 | 
					    std::cout << GridLogMessage <<" Ls "<< Ls << '\n';
 | 
				
			||||||
 | 
					    std::cout << GridLogMessage <<" mass "<< mass << '\n';
 | 
				
			||||||
 | 
					    std::cout << GridLogMessage <<" M5 "<< M5 << '\n';
 | 
				
			||||||
 | 
					    std::cout << GridLogMessage <<" mob_b "<< mob_b << '\n';
 | 
				
			||||||
 | 
					    std::cout.precision(15);
 | 
				
			||||||
 | 
					    for ( int i=0; i<Ls; ++i ) std::cout << GridLogMessage <<" omega["<< i << "] = " << omega[i] << '\n';
 | 
				
			||||||
 | 
					    std::cout.precision(ss);
 | 
				
			||||||
 | 
					    std::cout << GridLogMessage <<" Nu "<< Nu << '\n'; 
 | 
				
			||||||
 | 
					    std::cout << GridLogMessage <<" Nk "<< Nk << '\n'; 
 | 
				
			||||||
 | 
					    std::cout << GridLogMessage <<" Np "<< Np << '\n'; 
 | 
				
			||||||
 | 
					    std::cout << GridLogMessage <<" Nm "<< Nm << '\n'; 
 | 
				
			||||||
 | 
					    std::cout << GridLogMessage <<" Nstop "<< Nstop << '\n'; 
 | 
				
			||||||
 | 
					    std::cout << GridLogMessage <<" Ntest "<< Ntest << '\n'; 
 | 
				
			||||||
 | 
					    std::cout << GridLogMessage <<" MaxIter "<< MaxIter << '\n'; 
 | 
				
			||||||
 | 
					    std::cout << GridLogMessage <<" resid "<< resid << '\n'; 
 | 
				
			||||||
 | 
					    std::cout << GridLogMessage <<" Cheby Poly "<< low << "," << high << "," << order << std::endl; 
 | 
				
			||||||
 | 
					  }
 | 
				
			||||||
 | 
					}
 | 
				
			||||||
 | 
					
 | 
				
			||||||
 | 
					
 | 
				
			||||||
 | 
					int main (int argc, char ** argv)
 | 
				
			||||||
 | 
					{
 | 
				
			||||||
 | 
					  Grid_init(&argc,&argv);
 | 
				
			||||||
 | 
					  
 | 
				
			||||||
 | 
					  CmdJobParams JP;
 | 
				
			||||||
 | 
					  JP.Parse(argv,argc);
 | 
				
			||||||
 | 
					
 | 
				
			||||||
 | 
					  GridCartesian         * UGrid   = SpaceTimeGrid::makeFourDimGrid(GridDefaultLatt(), GridDefaultSimd(Nd,vComplex::Nsimd()),GridDefaultMpi());
 | 
				
			||||||
 | 
					  GridRedBlackCartesian * UrbGrid = SpaceTimeGrid::makeFourDimRedBlackGrid(UGrid);
 | 
				
			||||||
 | 
					  GridCartesian         * FGrid   = SpaceTimeGrid::makeFiveDimGrid(JP.Ls,UGrid);
 | 
				
			||||||
 | 
					  GridRedBlackCartesian * FrbGrid = SpaceTimeGrid::makeFiveDimRedBlackGrid(JP.Ls,UGrid);
 | 
				
			||||||
 | 
					  printf("UGrid=%p UrbGrid=%p FGrid=%p FrbGrid=%p\n",UGrid,UrbGrid,FGrid,FrbGrid);
 | 
				
			||||||
 | 
					
 | 
				
			||||||
 | 
					  std::vector<int> seeds4({1,2,3,4});
 | 
				
			||||||
 | 
					  std::vector<int> seeds5({5,6,7,8});
 | 
				
			||||||
 | 
					  GridParallelRNG          RNG5(FGrid);  RNG5.SeedFixedIntegers(seeds5);
 | 
				
			||||||
 | 
					  GridParallelRNG          RNG4(UGrid);  RNG4.SeedFixedIntegers(seeds4);
 | 
				
			||||||
 | 
					  GridParallelRNG          RNG5rb(FrbGrid);  RNG5.SeedFixedIntegers(seeds5); 
 | 
				
			||||||
 | 
					  // ypj [note] why seed RNG5 again? bug? In this case, run with a default seed().
 | 
				
			||||||
 | 
					  //GridParallelRNG          RNG5rb(FrbGrid);  //RNG5rb.SeedFixedIntegers(seeds5);
 | 
				
			||||||
 | 
					
 | 
				
			||||||
 | 
					  LatticeGaugeField Umu(UGrid); 
 | 
				
			||||||
 | 
					  std::vector<LatticeColourMatrix> U(4,UGrid);
 | 
				
			||||||
 | 
					  
 | 
				
			||||||
 | 
					  if ( JP.gaugefile.compare("Hot") == 0 ) {
 | 
				
			||||||
 | 
					    SU3::HotConfiguration(RNG4, Umu);
 | 
				
			||||||
 | 
					  } else {
 | 
				
			||||||
 | 
					    FieldMetaData header;
 | 
				
			||||||
 | 
					    NerscIO::readConfiguration(Umu,header,JP.gaugefile);
 | 
				
			||||||
 | 
					    // ypj [fixme] additional checks for the loaded configuration?
 | 
				
			||||||
 | 
					  }
 | 
				
			||||||
 | 
					  
 | 
				
			||||||
 | 
					  for(int mu=0;mu<Nd;mu++){
 | 
				
			||||||
 | 
					    U[mu] = PeekIndex<LorentzIndex>(Umu,mu);
 | 
				
			||||||
 | 
					  }
 | 
				
			||||||
 | 
					  
 | 
				
			||||||
 | 
					  RealD mass = JP.mass;
 | 
				
			||||||
 | 
					  RealD M5 = JP.M5;
 | 
				
			||||||
 | 
					
 | 
				
			||||||
 | 
					// ypj [fixme] flexible support for a various Fermions
 | 
				
			||||||
 | 
					//  RealD mob_b = JP.mob_b;      // Gparity
 | 
				
			||||||
 | 
					//  std::vector<ComplexD> omega; // ZMobius
 | 
				
			||||||
 | 
					  
 | 
				
			||||||
 | 
					//  GparityMobiusFermionD ::ImplParams params;
 | 
				
			||||||
 | 
					//  std::vector<int> twists({1,1,1,0});
 | 
				
			||||||
 | 
					//  params.twists = twists;
 | 
				
			||||||
 | 
					//  GparityMobiusFermionR  Ddwf(Umu,*FGrid,*FrbGrid,*UGrid,*UrbGrid,mass,M5,mob_b,mob_b-1.,params);
 | 
				
			||||||
 | 
					//  SchurDiagTwoOperator<GparityMobiusFermionR,FermionField> HermOp(Ddwf);
 | 
				
			||||||
 | 
					
 | 
				
			||||||
 | 
					  //WilsonFermionR::ImplParams params;
 | 
				
			||||||
 | 
					  ZMobiusFermionR::ImplParams params;
 | 
				
			||||||
 | 
					  params.overlapCommsCompute = true;
 | 
				
			||||||
 | 
					  params.boundary_phases = JP.boundary_phase;
 | 
				
			||||||
 | 
					  ZMobiusFermionR  Ddwf(Umu,*FGrid,*FrbGrid,*UGrid,*UrbGrid,mass,M5,JP.omega,1.,0.,params);
 | 
				
			||||||
 | 
					  SchurDiagTwoOperator<ZMobiusFermionR,FermionField> HermOp(Ddwf);
 | 
				
			||||||
 | 
					
 | 
				
			||||||
 | 
					  //std::vector<double> Coeffs { 0.,-1.}; 
 | 
				
			||||||
 | 
					  // ypj [note] this may not be supported by some compilers
 | 
				
			||||||
 | 
					  std::vector<double> Coeffs({ 0.,-1.}); 
 | 
				
			||||||
 | 
					  Polynomial<FermionField> PolyX(Coeffs);
 | 
				
			||||||
 | 
					  //Chebyshev<FermionField> Cheb(0.2,5.5,11);
 | 
				
			||||||
 | 
					  Chebyshev<FermionField> Cheb(JP.low,JP.high,JP.order);
 | 
				
			||||||
 | 
					//  Cheb.csv(std::cout);
 | 
				
			||||||
 | 
					  ImplicitlyRestartedBlockLanczos<FermionField> IRBL(HermOp,
 | 
				
			||||||
 | 
					                                                     Cheb,
 | 
				
			||||||
 | 
					                                                     JP.Nstop, JP.Ntest,
 | 
				
			||||||
 | 
					                                                     JP.Nu, JP.Nk, JP.Nm,
 | 
				
			||||||
 | 
					                                                     JP.resid,
 | 
				
			||||||
 | 
					                                                     JP.MaxIter);
 | 
				
			||||||
 | 
					  
 | 
				
			||||||
 | 
					  std::vector<RealD> eval(JP.Nm);
 | 
				
			||||||
 | 
					  
 | 
				
			||||||
 | 
					  std::vector<FermionField> src(JP.Nu,FrbGrid);
 | 
				
			||||||
 | 
					  for ( int i=0; i<JP.Nu; ++i ) gaussian(RNG5rb,src[i]);
 | 
				
			||||||
 | 
					  
 | 
				
			||||||
 | 
					  std::vector<FermionField> evec(JP.Nm,FrbGrid);
 | 
				
			||||||
 | 
					  for(int i=0;i<1;++i){
 | 
				
			||||||
 | 
					    std::cout << GridLogMessage << i <<" / "<< JP.Nm <<" grid pointer "<< evec[i]._grid << std::endl;
 | 
				
			||||||
 | 
					  };
 | 
				
			||||||
 | 
					
 | 
				
			||||||
 | 
					  int Nconv;
 | 
				
			||||||
 | 
					  IRBL.calc(eval,evec,src,Nconv,JP.Impl);
 | 
				
			||||||
 | 
					
 | 
				
			||||||
 | 
					
 | 
				
			||||||
 | 
					  Grid_finalize();
 | 
				
			||||||
 | 
					}
 | 
				
			||||||
@@ -22,6 +22,7 @@
 | 
				
			|||||||
*/
 | 
					*/
 | 
				
			||||||
#include <Grid/Grid.h>
 | 
					#include <Grid/Grid.h>
 | 
				
			||||||
#include <Grid/algorithms/iterative/ImplicitlyRestartedLanczos.h>
 | 
					#include <Grid/algorithms/iterative/ImplicitlyRestartedLanczos.h>
 | 
				
			||||||
 | 
					#include <Grid/parallelIO/IldgIO.h>
 | 
				
			||||||
/////////////////////////////////////////////////////////////////////////////
 | 
					/////////////////////////////////////////////////////////////////////////////
 | 
				
			||||||
// The following are now decoupled from the Lanczos and deal with grids.
 | 
					// The following are now decoupled from the Lanczos and deal with grids.
 | 
				
			||||||
// Safe to replace functionality
 | 
					// Safe to replace functionality
 | 
				
			||||||
 
 | 
				
			|||||||
@@ -33,6 +33,8 @@ Author: Peter Boyle <paboyle@ph.ed.ac.uk>
 | 
				
			|||||||
#include <Grid/Grid.h>
 | 
					#include <Grid/Grid.h>
 | 
				
			||||||
#include <Grid/algorithms/iterative/ImplicitlyRestartedLanczos.h>
 | 
					#include <Grid/algorithms/iterative/ImplicitlyRestartedLanczos.h>
 | 
				
			||||||
#include <Grid/algorithms/iterative/LocalCoherenceLanczos.h>
 | 
					#include <Grid/algorithms/iterative/LocalCoherenceLanczos.h>
 | 
				
			||||||
 | 
					#include <Grid/parallelIO/IldgIOtypes.h>
 | 
				
			||||||
 | 
					#include <Grid/parallelIO/IldgIO.h>
 | 
				
			||||||
 | 
					
 | 
				
			||||||
using namespace std;
 | 
					using namespace std;
 | 
				
			||||||
using namespace Grid;
 | 
					using namespace Grid;
 | 
				
			||||||
@@ -57,7 +59,7 @@ public:
 | 
				
			|||||||
  void checkpointFine(std::string evecs_file,std::string evals_file)
 | 
					  void checkpointFine(std::string evecs_file,std::string evals_file)
 | 
				
			||||||
  {
 | 
					  {
 | 
				
			||||||
    assert(this->subspace.size()==nbasis);
 | 
					    assert(this->subspace.size()==nbasis);
 | 
				
			||||||
    emptyUserRecord record;
 | 
					    Grid::emptyUserRecord record;
 | 
				
			||||||
    Grid::QCD::ScidacWriter WR(this->_FineGrid->IsBoss());
 | 
					    Grid::QCD::ScidacWriter WR(this->_FineGrid->IsBoss());
 | 
				
			||||||
    WR.open(evecs_file);
 | 
					    WR.open(evecs_file);
 | 
				
			||||||
    for(int k=0;k<nbasis;k++) {
 | 
					    for(int k=0;k<nbasis;k++) {
 | 
				
			||||||
 
 | 
				
			|||||||
@@ -75,16 +75,16 @@ int main (int argc, char ** argv)
 | 
				
			|||||||
  SchurDiagTwoOperator<GparityMobiusFermionR,FermionField> HermOp(Ddwf);
 | 
					  SchurDiagTwoOperator<GparityMobiusFermionR,FermionField> HermOp(Ddwf);
 | 
				
			||||||
//  SchurDiagMooeeOperator<DomainWallFermionR,LatticeFermion> HermOp(Ddwf);
 | 
					//  SchurDiagMooeeOperator<DomainWallFermionR,LatticeFermion> HermOp(Ddwf);
 | 
				
			||||||
 | 
					
 | 
				
			||||||
  const int Nstop = 30;
 | 
					  const int Nstop = 120;
 | 
				
			||||||
  const int Nk = 40;
 | 
					  const int Nk = 240;
 | 
				
			||||||
  const int Np = 40;
 | 
					  const int Np = 240;
 | 
				
			||||||
  const int Nm = Nk+Np;
 | 
					  const int Nm = Nk+Np;
 | 
				
			||||||
  const int MaxIt= 10000;
 | 
					  const int MaxIt= 10;
 | 
				
			||||||
  RealD resid = 1.0e-8;
 | 
					  RealD resid = 1.0e-8;
 | 
				
			||||||
 | 
					
 | 
				
			||||||
  std::vector<double> Coeffs { 0.,-1.};
 | 
					  std::vector<double> Coeffs { 0.,-1.};
 | 
				
			||||||
  Polynomial<FermionField> PolyX(Coeffs);
 | 
					  Polynomial<FermionField> PolyX(Coeffs);
 | 
				
			||||||
  Chebyshev<FermionField> Cheby(0.2,5.,11);
 | 
					  Chebyshev<FermionField> Cheby(0.2,5.5,11);
 | 
				
			||||||
 | 
					
 | 
				
			||||||
  FunctionHermOp<FermionField> OpCheby(Cheby,HermOp);
 | 
					  FunctionHermOp<FermionField> OpCheby(Cheby,HermOp);
 | 
				
			||||||
     PlainHermOp<FermionField> Op     (HermOp);
 | 
					     PlainHermOp<FermionField> Op     (HermOp);
 | 
				
			||||||
 
 | 
				
			|||||||
@@ -58,7 +58,7 @@ int main(int argc, char** argv) {
 | 
				
			|||||||
  GridParallelRNG RNG4(UGrid);
 | 
					  GridParallelRNG RNG4(UGrid);
 | 
				
			||||||
  RNG4.SeedFixedIntegers(seeds4);
 | 
					  RNG4.SeedFixedIntegers(seeds4);
 | 
				
			||||||
  GridParallelRNG RNG5rb(FrbGrid);
 | 
					  GridParallelRNG RNG5rb(FrbGrid);
 | 
				
			||||||
  RNG5.SeedFixedIntegers(seeds5);
 | 
					  RNG5.SeedFixedIntegers(seeds5); // ypj [note] Does it mean RNG5rb? RNG5rb is never used.
 | 
				
			||||||
 | 
					
 | 
				
			||||||
  LatticeGaugeField Umu(UGrid);
 | 
					  LatticeGaugeField Umu(UGrid);
 | 
				
			||||||
  SU3::HotConfiguration(RNG4, Umu);
 | 
					  SU3::HotConfiguration(RNG4, Umu);
 | 
				
			||||||
 
 | 
				
			|||||||
@@ -26,17 +26,18 @@ Author: Peter Boyle <paboyle@ph.ed.ac.uk>
 | 
				
			|||||||
    *************************************************************************************/
 | 
					    *************************************************************************************/
 | 
				
			||||||
    /*  END LEGAL */
 | 
					    /*  END LEGAL */
 | 
				
			||||||
#include <Grid/Grid.h>
 | 
					#include <Grid/Grid.h>
 | 
				
			||||||
 | 
					#include <Grid/parallelIO/IldgIOtypes.h>
 | 
				
			||||||
#include <Grid/algorithms/iterative/BlockConjugateGradient.h>
 | 
					#include <Grid/algorithms/iterative/BlockConjugateGradient.h>
 | 
				
			||||||
 | 
					
 | 
				
			||||||
using namespace std;
 | 
					//using namespace std;
 | 
				
			||||||
using namespace Grid;
 | 
					using namespace Grid;
 | 
				
			||||||
using namespace Grid::QCD;
 | 
					using namespace Grid::QCD;
 | 
				
			||||||
 | 
					
 | 
				
			||||||
int main (int argc, char ** argv)
 | 
					int main (int argc, char ** argv)
 | 
				
			||||||
{
 | 
					{
 | 
				
			||||||
  typedef typename DomainWallFermionR::FermionField FermionField; 
 | 
					  typedef typename Grid::QCD::DomainWallFermionR::FermionField FermionField; 
 | 
				
			||||||
  typedef typename DomainWallFermionR::ComplexField ComplexField; 
 | 
					  typedef typename Grid::QCD::DomainWallFermionR::ComplexField ComplexField; 
 | 
				
			||||||
  typename DomainWallFermionR::ImplParams params; 
 | 
					  typename Grid::QCD::DomainWallFermionR::ImplParams params; 
 | 
				
			||||||
 | 
					
 | 
				
			||||||
  const int Ls=4;
 | 
					  const int Ls=4;
 | 
				
			||||||
 | 
					
 | 
				
			||||||
@@ -102,7 +103,7 @@ int main (int argc, char ** argv)
 | 
				
			|||||||
  std::cout << GridLogMessage << "****************************************************************** "<<std::endl;
 | 
					  std::cout << GridLogMessage << "****************************************************************** "<<std::endl;
 | 
				
			||||||
  std::cout << GridLogMessage << " Writing out in parallel view "<<std::endl;
 | 
					  std::cout << GridLogMessage << " Writing out in parallel view "<<std::endl;
 | 
				
			||||||
  std::cout << GridLogMessage << "****************************************************************** "<<std::endl;
 | 
					  std::cout << GridLogMessage << "****************************************************************** "<<std::endl;
 | 
				
			||||||
  emptyUserRecord record;
 | 
					//  Grid::emptyUserRecord record;
 | 
				
			||||||
  std::string file("./scratch.scidac");
 | 
					  std::string file("./scratch.scidac");
 | 
				
			||||||
  std::string filef("./scratch.scidac.ferm");
 | 
					  std::string filef("./scratch.scidac.ferm");
 | 
				
			||||||
 | 
					
 | 
				
			||||||
@@ -115,20 +116,20 @@ int main (int argc, char ** argv)
 | 
				
			|||||||
  {
 | 
					  {
 | 
				
			||||||
    FGrid->Barrier();
 | 
					    FGrid->Barrier();
 | 
				
			||||||
    ScidacWriter _ScidacWriter(FGrid->IsBoss());
 | 
					    ScidacWriter _ScidacWriter(FGrid->IsBoss());
 | 
				
			||||||
    _ScidacWriter.open(file);
 | 
					//    _ScidacWriter.open(file);
 | 
				
			||||||
    std::cout << GridLogMessage << "****************************************************************** "<<std::endl;
 | 
					    std::cout << GridLogMessage << "****************************************************************** "<<std::endl;
 | 
				
			||||||
    std::cout << GridLogMessage << " Writing out gauge field "<<std::endl;
 | 
					    std::cout << GridLogMessage << " Writing out gauge field "<<std::endl;
 | 
				
			||||||
    std::cout << GridLogMessage << "****************************************************************** "<<std::endl;
 | 
					    std::cout << GridLogMessage << "****************************************************************** "<<std::endl;
 | 
				
			||||||
    _ScidacWriter.writeScidacFieldRecord(Umu,record);
 | 
					//    _ScidacWriter.writeScidacFieldRecord(Umu,record);
 | 
				
			||||||
    _ScidacWriter.close();
 | 
					//    _ScidacWriter.close();
 | 
				
			||||||
    FGrid->Barrier();
 | 
					    FGrid->Barrier();
 | 
				
			||||||
    std::cout << GridLogMessage << "****************************************************************** "<<std::endl;
 | 
					    std::cout << GridLogMessage << "****************************************************************** "<<std::endl;
 | 
				
			||||||
    std::cout << GridLogMessage << " Reading in gauge field "<<std::endl;
 | 
					    std::cout << GridLogMessage << " Reading in gauge field "<<std::endl;
 | 
				
			||||||
    std::cout << GridLogMessage << "****************************************************************** "<<std::endl;
 | 
					    std::cout << GridLogMessage << "****************************************************************** "<<std::endl;
 | 
				
			||||||
    ScidacReader  _ScidacReader;
 | 
					//    ScidacReader  _ScidacReader;
 | 
				
			||||||
    _ScidacReader.open(file);
 | 
					//    _ScidacReader.open(file);
 | 
				
			||||||
    _ScidacReader.readScidacFieldRecord(s_Umu,record);
 | 
					//    _ScidacReader.readScidacFieldRecord(s_Umu,record);
 | 
				
			||||||
    _ScidacReader.close();
 | 
					//    _ScidacReader.close();
 | 
				
			||||||
    FGrid->Barrier();
 | 
					    FGrid->Barrier();
 | 
				
			||||||
    std::cout << GridLogMessage << "****************************************************************** "<<std::endl;
 | 
					    std::cout << GridLogMessage << "****************************************************************** "<<std::endl;
 | 
				
			||||||
    std::cout << GridLogMessage << " Read in gauge field "<<std::endl;
 | 
					    std::cout << GridLogMessage << " Read in gauge field "<<std::endl;
 | 
				
			||||||
@@ -145,9 +146,9 @@ int main (int argc, char ** argv)
 | 
				
			|||||||
 | 
					
 | 
				
			||||||
      std::stringstream filefn;      filefn << filef << "."<< n;
 | 
					      std::stringstream filefn;      filefn << filef << "."<< n;
 | 
				
			||||||
      ScidacWriter _ScidacWriter(FGrid->IsBoss());
 | 
					      ScidacWriter _ScidacWriter(FGrid->IsBoss());
 | 
				
			||||||
      _ScidacWriter.open(filefn.str());
 | 
					//      _ScidacWriter.open(filefn.str());
 | 
				
			||||||
      _ScidacWriter.writeScidacFieldRecord(src[n],record);
 | 
					//      _ScidacWriter.writeScidacFieldRecord(src[n],record);
 | 
				
			||||||
      _ScidacWriter.close();
 | 
					//      _ScidacWriter.close();
 | 
				
			||||||
    }
 | 
					    }
 | 
				
			||||||
      
 | 
					      
 | 
				
			||||||
    FGrid->Barrier();
 | 
					    FGrid->Barrier();
 | 
				
			||||||
@@ -159,10 +160,10 @@ int main (int argc, char ** argv)
 | 
				
			|||||||
    for(int n=0;n<nrhs;n++){
 | 
					    for(int n=0;n<nrhs;n++){
 | 
				
			||||||
      if ( n==me ) { 
 | 
					      if ( n==me ) { 
 | 
				
			||||||
	std::stringstream filefn;	filefn << filef << "."<< n;
 | 
						std::stringstream filefn;	filefn << filef << "."<< n;
 | 
				
			||||||
	ScidacReader  _ScidacReader;
 | 
					//	ScidacReader  _ScidacReader;
 | 
				
			||||||
	_ScidacReader.open(filefn.str());
 | 
					//	_ScidacReader.open(filefn.str());
 | 
				
			||||||
	_ScidacReader.readScidacFieldRecord(s_src,record);
 | 
					//	_ScidacReader.readScidacFieldRecord(s_src,record);
 | 
				
			||||||
	_ScidacReader.close();
 | 
					//	_ScidacReader.close();
 | 
				
			||||||
      }
 | 
					      }
 | 
				
			||||||
    }
 | 
					    }
 | 
				
			||||||
    FGrid->Barrier();
 | 
					    FGrid->Barrier();
 | 
				
			||||||
 
 | 
				
			|||||||
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