mirror of
https://github.com/OpenFOAM/OpenFOAM-6.git
synced 2025-12-08 06:57:46 +00:00
Matrix: Replace the row-start pointer array with computed offsets
The row-start pointer array provided performance benefits on old computers but now that computation is often cache-miss limited the benefit of avoiding a integer multiply is more than offset by the addition memory access into a separately allocated array. With the new addressing scheme LUsolve is 15% faster.
This commit is contained in:
@ -32,13 +32,7 @@ void Foam::Matrix<Form, Type>::allocate()
|
||||
{
|
||||
if (nRows_ && nCols_)
|
||||
{
|
||||
v_ = new Type*[nRows_];
|
||||
v_[0] = new Type[nRows_*nCols_];
|
||||
|
||||
for (label i=1; i<nRows_; i++)
|
||||
{
|
||||
v_[i] = v_[i-1] + nCols_;
|
||||
}
|
||||
v_ = new Type[size()];
|
||||
}
|
||||
}
|
||||
|
||||
@ -50,7 +44,6 @@ Foam::Matrix<Form, Type>::~Matrix()
|
||||
{
|
||||
if (v_)
|
||||
{
|
||||
delete[] (v_[0]);
|
||||
delete[] v_;
|
||||
}
|
||||
}
|
||||
@ -59,16 +52,16 @@ Foam::Matrix<Form, Type>::~Matrix()
|
||||
// * * * * * * * * * * * * * * * Member Functions * * * * * * * * * * * * * //
|
||||
|
||||
template<class Form, class Type>
|
||||
Foam::Matrix<Form, Type>::Matrix(const label n, const label m)
|
||||
Foam::Matrix<Form, Type>::Matrix(const label m, const label n)
|
||||
:
|
||||
nRows_(n),
|
||||
nCols_(m),
|
||||
nRows_(m),
|
||||
nCols_(n),
|
||||
v_(NULL)
|
||||
{
|
||||
if (nRows_ < 0 || nCols_ < 0)
|
||||
{
|
||||
FatalErrorInFunction
|
||||
<< "bad n, m " << nRows_ << ", " << nCols_
|
||||
<< "Bad m, n " << nRows_ << ", " << nCols_
|
||||
<< abort(FatalError);
|
||||
}
|
||||
|
||||
@ -77,16 +70,16 @@ Foam::Matrix<Form, Type>::Matrix(const label n, const label m)
|
||||
|
||||
|
||||
template<class Form, class Type>
|
||||
Foam::Matrix<Form, Type>::Matrix(const label n, const label m, const Type& a)
|
||||
Foam::Matrix<Form, Type>::Matrix(const label m, const label n, const Type& a)
|
||||
:
|
||||
nRows_(n),
|
||||
nCols_(m),
|
||||
nRows_(m),
|
||||
nCols_(n),
|
||||
v_(NULL)
|
||||
{
|
||||
if (nRows_ < 0 || nCols_ < 0)
|
||||
{
|
||||
FatalErrorInFunction
|
||||
<< "bad n, m " << nRows_ << ", " << nCols_
|
||||
<< "bad m, n " << nRows_ << ", " << nCols_
|
||||
<< abort(FatalError);
|
||||
}
|
||||
|
||||
@ -94,13 +87,10 @@ Foam::Matrix<Form, Type>::Matrix(const label n, const label m, const Type& a)
|
||||
|
||||
if (v_)
|
||||
{
|
||||
Type* v = v_[0];
|
||||
|
||||
label mn = nRows_*nCols_;
|
||||
|
||||
const label mn = size();
|
||||
for (label i=0; i<mn; i++)
|
||||
{
|
||||
v[i] = a;
|
||||
v_[i] = a;
|
||||
}
|
||||
}
|
||||
}
|
||||
@ -116,13 +106,11 @@ Foam::Matrix<Form, Type>::Matrix(const Matrix<Form, Type>& a)
|
||||
if (a.v_)
|
||||
{
|
||||
allocate();
|
||||
Type* v = v_[0];
|
||||
const Type* av = a.v_[0];
|
||||
|
||||
label mn = nRows_*nCols_;
|
||||
const label mn = size();
|
||||
for (label i=0; i<mn; i++)
|
||||
{
|
||||
v[i] = av[i];
|
||||
v_[i] = a.v_[i];
|
||||
}
|
||||
}
|
||||
}
|
||||
@ -133,12 +121,12 @@ void Foam::Matrix<Form, Type>::clear()
|
||||
{
|
||||
if (v_)
|
||||
{
|
||||
delete[] (v_[0]);
|
||||
delete[] v_;
|
||||
v_ = NULL;
|
||||
}
|
||||
|
||||
nRows_ = 0;
|
||||
nCols_ = 0;
|
||||
v_ = NULL;
|
||||
}
|
||||
|
||||
|
||||
@ -183,12 +171,10 @@ void Foam::Matrix<Form, Type>::operator=(const Type& t)
|
||||
{
|
||||
if (v_)
|
||||
{
|
||||
Type* v = v_[0];
|
||||
|
||||
label mn = nRows_*nCols_;
|
||||
const label mn = size();
|
||||
for (label i=0; i<mn; i++)
|
||||
{
|
||||
v[i] = t;
|
||||
v_[i] = t;
|
||||
}
|
||||
}
|
||||
}
|
||||
@ -214,13 +200,10 @@ void Foam::Matrix<Form, Type>::operator=(const Matrix<Form, Type>& a)
|
||||
|
||||
if (v_)
|
||||
{
|
||||
Type* v = v_[0];
|
||||
const Type* av = a.v_[0];
|
||||
|
||||
label mn = nRows_*nCols_;
|
||||
const label mn = size();
|
||||
for (label i=0; i<mn; i++)
|
||||
{
|
||||
v[i] = av[i];
|
||||
v_[i] = a.v_[i];
|
||||
}
|
||||
}
|
||||
}
|
||||
@ -231,12 +214,12 @@ void Foam::Matrix<Form, Type>::operator=(const Matrix<Form, Type>& a)
|
||||
template<class Form, class Type>
|
||||
const Type& Foam::max(const Matrix<Form, Type>& a)
|
||||
{
|
||||
label mn = a.m()*a.n();
|
||||
const label mn = a.size();
|
||||
|
||||
if (mn)
|
||||
{
|
||||
label curMaxI = 0;
|
||||
const Type* v = a[0];
|
||||
const Type* v = a.v();
|
||||
|
||||
for (label i=1; i<mn; i++)
|
||||
{
|
||||
@ -263,12 +246,12 @@ const Type& Foam::max(const Matrix<Form, Type>& a)
|
||||
template<class Form, class Type>
|
||||
const Type& Foam::min(const Matrix<Form, Type>& a)
|
||||
{
|
||||
label mn = a.m()*a.n();
|
||||
const label mn = a.size();
|
||||
|
||||
if (mn)
|
||||
{
|
||||
label curMinI = 0;
|
||||
const Type* v = a[0];
|
||||
const Type* v = a.v();
|
||||
|
||||
for (label i=1; i<mn; i++)
|
||||
{
|
||||
@ -301,10 +284,10 @@ Form Foam::operator-(const Matrix<Form, Type>& a)
|
||||
|
||||
if (a.m() && a.n())
|
||||
{
|
||||
Type* nav = na[0];
|
||||
const Type* av = a[0];
|
||||
Type* nav = na.v();
|
||||
const Type* av = a.v();
|
||||
|
||||
label mn = a.m()*a.n();
|
||||
const label mn = a.size();
|
||||
for (label i=0; i<mn; i++)
|
||||
{
|
||||
nav[i] = -av[i];
|
||||
@ -336,11 +319,11 @@ Form Foam::operator+(const Matrix<Form, Type>& a, const Matrix<Form, Type>& b)
|
||||
|
||||
Form ab(a.m(), a.n());
|
||||
|
||||
Type* abv = ab[0];
|
||||
const Type* av = a[0];
|
||||
const Type* bv = b[0];
|
||||
Type* abv = ab.v();
|
||||
const Type* av = a.v();
|
||||
const Type* bv = b.v();
|
||||
|
||||
label mn = a.m()*a.n();
|
||||
const label mn = a.size();
|
||||
for (label i=0; i<mn; i++)
|
||||
{
|
||||
abv[i] = av[i] + bv[i];
|
||||
@ -371,11 +354,11 @@ Form Foam::operator-(const Matrix<Form, Type>& a, const Matrix<Form, Type>& b)
|
||||
|
||||
Form ab(a.m(), a.n());
|
||||
|
||||
Type* abv = ab[0];
|
||||
const Type* av = a[0];
|
||||
const Type* bv = b[0];
|
||||
Type* abv = ab.v();
|
||||
const Type* av = a.v();
|
||||
const Type* bv = b.v();
|
||||
|
||||
label mn = a.m()*a.n();
|
||||
const label mn = a.size();
|
||||
for (label i=0; i<mn; i++)
|
||||
{
|
||||
abv[i] = av[i] - bv[i];
|
||||
@ -392,10 +375,10 @@ Form Foam::operator*(const scalar s, const Matrix<Form, Type>& a)
|
||||
|
||||
if (a.m() && a.n())
|
||||
{
|
||||
Type* sav = sa[0];
|
||||
const Type* av = a[0];
|
||||
Type* sav = sa.v();
|
||||
const Type* av = a.v();
|
||||
|
||||
label mn = a.m()*a.n();
|
||||
const label mn = a.size();
|
||||
for (label i=0; i<mn; i++)
|
||||
{
|
||||
sav[i] = s*av[i];
|
||||
|
||||
@ -79,10 +79,9 @@ class Matrix
|
||||
label nRows_, nCols_;
|
||||
|
||||
//- Row pointers
|
||||
Type** __restrict__ v_;
|
||||
Type* __restrict__ v_;
|
||||
|
||||
//- Allocate the storage for the row-pointers and the data
|
||||
// and set the row pointers
|
||||
//- Allocate the storage for the element vector
|
||||
void allocate();
|
||||
|
||||
|
||||
@ -100,11 +99,11 @@ public:
|
||||
inline Matrix();
|
||||
|
||||
//- Construct given number of rows and columns.
|
||||
Matrix(const label n, const label m);
|
||||
Matrix(const label m, const label n);
|
||||
|
||||
//- Construct with given number of rows and columns
|
||||
// and value for all elements.
|
||||
Matrix(const label n, const label m, const Type&);
|
||||
Matrix(const label m, const label n, const Type&);
|
||||
|
||||
//- Copy constructor.
|
||||
Matrix(const Matrix<Form, Type>&);
|
||||
@ -130,16 +129,16 @@ public:
|
||||
//- Return the number of columns
|
||||
inline label n() const;
|
||||
|
||||
//- Return the number of elements in matrix (n*m)
|
||||
//- Return the number of elements in matrix (m*n)
|
||||
inline label size() const;
|
||||
|
||||
|
||||
// Check
|
||||
|
||||
//- Check index i is within valid range (0 ... n-1).
|
||||
//- Check index i is within valid range (0 ... m-1).
|
||||
inline void checki(const label i) const;
|
||||
|
||||
//- Check index j is within valid range (0 ... m-1).
|
||||
//- Check index j is within valid range (0 ... n-1).
|
||||
inline void checkj(const label j) const;
|
||||
|
||||
|
||||
@ -159,12 +158,24 @@ public:
|
||||
|
||||
// Member operators
|
||||
|
||||
//- Return element vector of the constant Matrix
|
||||
inline const Type* v() const;
|
||||
|
||||
//- Return element vector of the Matrix
|
||||
inline Type* v();
|
||||
|
||||
//- Return subscript-checked row of Matrix.
|
||||
inline Type* operator[](const label);
|
||||
|
||||
//- Return subscript-checked row of constant Matrix.
|
||||
inline const Type* operator[](const label) const;
|
||||
|
||||
//- (i, j) const element access operator
|
||||
inline const Type& operator()(const label i, const label j) const;
|
||||
|
||||
//- (i, j) element access operator
|
||||
inline Type& operator()(const label i, const label j);
|
||||
|
||||
//- Assignment operator. Takes linear time.
|
||||
void operator=(const Matrix<Form, Type>&);
|
||||
|
||||
@ -221,13 +232,14 @@ template<class Form, class Type> Form operator*
|
||||
const Matrix<Form, Type>&
|
||||
);
|
||||
|
||||
|
||||
// * * * * * * * * * * * * * * * * * * * * * * * * * * * * * * * * * * * * * //
|
||||
|
||||
} // End namespace Foam
|
||||
|
||||
// * * * * * * * * * * * * * * * * * * * * * * * * * * * * * * * * * * * * * //
|
||||
|
||||
#include "MatrixI.H"
|
||||
#include "MatrixI.H"
|
||||
|
||||
// * * * * * * * * * * * * * * * * * * * * * * * * * * * * * * * * * * * * * //
|
||||
|
||||
|
||||
@ -51,7 +51,6 @@ inline const Foam::Matrix<Form, Type>& Foam::Matrix<Form, Type>::null()
|
||||
}
|
||||
|
||||
|
||||
//- Return the number of rows
|
||||
template<class Form, class Type>
|
||||
inline Foam::label Foam::Matrix<Form, Type>::m() const
|
||||
{
|
||||
@ -76,6 +75,7 @@ inline Foam::label Foam::Matrix<Form, Type>::size() const
|
||||
template<class Form, class Type>
|
||||
inline void Foam::Matrix<Form, Type>::checki(const label i) const
|
||||
{
|
||||
#ifdef FULLDEBUG
|
||||
if (!nRows_)
|
||||
{
|
||||
FatalErrorInFunction
|
||||
@ -88,12 +88,14 @@ inline void Foam::Matrix<Form, Type>::checki(const label i) const
|
||||
<< "index " << i << " out of range 0 ... " << nRows_-1
|
||||
<< abort(FatalError);
|
||||
}
|
||||
#endif
|
||||
}
|
||||
|
||||
|
||||
template<class Form, class Type>
|
||||
inline void Foam::Matrix<Form, Type>::checkj(const label j) const
|
||||
{
|
||||
#ifdef FULLDEBUG
|
||||
if (!nCols_)
|
||||
{
|
||||
FatalErrorInFunction
|
||||
@ -106,28 +108,65 @@ inline void Foam::Matrix<Form, Type>::checkj(const label j) const
|
||||
<< "index " << j << " out of range 0 ... " << nCols_-1
|
||||
<< abort(FatalError);
|
||||
}
|
||||
#endif
|
||||
}
|
||||
|
||||
|
||||
// * * * * * * * * * * * * * * * Member Operators * * * * * * * * * * * * * //
|
||||
|
||||
template<class Form, class Type>
|
||||
inline Type* Foam::Matrix<Form, Type>::operator[](const label i)
|
||||
inline const Type* Foam::Matrix<Form, Type>::v() const
|
||||
{
|
||||
return v_;
|
||||
}
|
||||
|
||||
|
||||
template<class Form, class Type>
|
||||
inline Type* Foam::Matrix<Form, Type>::v()
|
||||
{
|
||||
return v_;
|
||||
}
|
||||
|
||||
|
||||
template<class Form, class Type>
|
||||
inline const Type& Foam::Matrix<Form, Type>::operator()
|
||||
(
|
||||
const label i,
|
||||
const label j
|
||||
) const
|
||||
{
|
||||
#ifdef FULLDEBUG
|
||||
checki(i);
|
||||
#endif
|
||||
return v_[i];
|
||||
checki(j);
|
||||
return v_[i*nCols_ + j];
|
||||
}
|
||||
|
||||
|
||||
template<class Form, class Type>
|
||||
inline Type& Foam::Matrix<Form, Type>::operator()
|
||||
(
|
||||
const label i,
|
||||
const label j
|
||||
)
|
||||
{
|
||||
checki(i);
|
||||
checki(j);
|
||||
return v_[i*nCols_ + j];
|
||||
}
|
||||
|
||||
|
||||
template<class Form, class Type>
|
||||
inline const Type* Foam::Matrix<Form, Type>::operator[](const label i) const
|
||||
{
|
||||
#ifdef FULLDEBUG
|
||||
checki(i);
|
||||
#endif
|
||||
return v_[i];
|
||||
return v_ + i*nCols_;
|
||||
}
|
||||
|
||||
|
||||
template<class Form, class Type>
|
||||
inline Type* Foam::Matrix<Form, Type>::operator[](const label i)
|
||||
{
|
||||
checki(i);
|
||||
return v_ + i*nCols_;
|
||||
}
|
||||
|
||||
|
||||
|
||||
@ -73,7 +73,7 @@ Foam::Istream& Foam::operator>>(Istream& is, Matrix<Form, Type>& M)
|
||||
if (mn)
|
||||
{
|
||||
M.allocate();
|
||||
Type* v = M.v_[0];
|
||||
Type* v = M.v_;
|
||||
|
||||
if (listDelimiter == token::BEGIN_LIST)
|
||||
{
|
||||
@ -124,7 +124,7 @@ Foam::Istream& Foam::operator>>(Istream& is, Matrix<Form, Type>& M)
|
||||
if (mn)
|
||||
{
|
||||
M.allocate();
|
||||
Type* v = M.v_[0];
|
||||
Type* v = M.v_;
|
||||
|
||||
is.read(reinterpret_cast<char*>(v), mn*sizeof(Type));
|
||||
|
||||
@ -162,7 +162,7 @@ Foam::Ostream& Foam::operator<<(Ostream& os, const Matrix<Form, Type>& M)
|
||||
{
|
||||
bool uniform = false;
|
||||
|
||||
const Type* v = M.v_[0];
|
||||
const Type* v = M.v_;
|
||||
|
||||
if (mn > 1 && contiguous<Type>())
|
||||
{
|
||||
@ -248,7 +248,7 @@ Foam::Ostream& Foam::operator<<(Ostream& os, const Matrix<Form, Type>& M)
|
||||
{
|
||||
if (mn)
|
||||
{
|
||||
os.write(reinterpret_cast<const char*>(M.v_[0]), mn*sizeof(Type));
|
||||
os.write(reinterpret_cast<const char*>(M.v_), mn*sizeof(Type));
|
||||
}
|
||||
}
|
||||
|
||||
|
||||
@ -56,8 +56,6 @@ void Foam::solve
|
||||
|
||||
if (i != iMax)
|
||||
{
|
||||
//Info<< "Pivoted on " << i << " " << iMax << endl;
|
||||
|
||||
for (label k=i; k<m; k++)
|
||||
{
|
||||
Swap(tmpMatrix[i][k], tmpMatrix[iMax][k]);
|
||||
|
||||
@ -279,12 +279,12 @@ public:
|
||||
//- (i, j) const element access operator
|
||||
inline const Cmpt& operator()
|
||||
(
|
||||
const direction& row,
|
||||
const direction& col
|
||||
const direction& i,
|
||||
const direction& j
|
||||
) const;
|
||||
|
||||
//- (i, j) element access operator
|
||||
inline Cmpt& operator()(const direction& row, const direction& col);
|
||||
inline Cmpt& operator()(const direction& i, const direction& j);
|
||||
|
||||
|
||||
// Member Operators
|
||||
|
||||
@ -322,12 +322,12 @@ Foam::MatrixSpace<Form, Cmpt, Nrows, Ncols>::block()
|
||||
template<class Form, class Cmpt, Foam::direction Nrows, Foam::direction Ncols>
|
||||
inline const Cmpt& Foam::MatrixSpace<Form, Cmpt, Nrows, Ncols>::operator()
|
||||
(
|
||||
const direction& row,
|
||||
const direction& col
|
||||
const direction& i,
|
||||
const direction& j
|
||||
) const
|
||||
{
|
||||
#ifdef FULLDEBUG
|
||||
if (row < 0 || row > Nrows-1 || col < 0 || col > Ncols-1)
|
||||
if (i < 0 || i > Nrows-1 || j < 0 || j > Ncols-1)
|
||||
{
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||||
FatalErrorInFunction
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||||
<< "indices out of range"
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||||
@ -335,19 +335,19 @@ inline const Cmpt& Foam::MatrixSpace<Form, Cmpt, Nrows, Ncols>::operator()
|
||||
}
|
||||
#endif
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||||
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||||
return this->v_[row*Ncols + col];
|
||||
return this->v_[i*Ncols + j];
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||||
}
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||||
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||||
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||||
template<class Form, class Cmpt, Foam::direction Nrows, Foam::direction Ncols>
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||||
inline Cmpt& Foam::MatrixSpace<Form, Cmpt, Nrows, Ncols>::operator()
|
||||
(
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||||
const direction& row,
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||||
const direction& col
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||||
const direction& i,
|
||||
const direction& j
|
||||
)
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||||
{
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||||
#ifdef FULLDEBUG
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||||
if (row < 0 || row > Nrows-1 || col < 0 || col > Ncols-1)
|
||||
if (i < 0 || i > Nrows-1 || j < 0 || j > Ncols-1)
|
||||
{
|
||||
FatalErrorInFunction
|
||||
<< "indices out of range"
|
||||
@ -355,7 +355,7 @@ inline Cmpt& Foam::MatrixSpace<Form, Cmpt, Nrows, Ncols>::operator()
|
||||
}
|
||||
#endif
|
||||
|
||||
return this->v_[row*Ncols + col];
|
||||
return this->v_[i*Ncols + j];
|
||||
}
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