Как использовать cusparseXcoo2csr в cuSparse для конвертации из coo в cs c?

Question

В документации cuSparse указано, что функцию cusparseXcoo2csr

можно также использовать для преобразования массива, содержащего индексы несжатого столбца (соответствующий формату COO ) в массив указателей столбцов (соответствует формату CS C)

, однако я не смог найти способ воспроизвести его. Ниже приведен минимальный код:

CMakeLists.txt

cmake_minimum_required(VERSION 3.11)

project(sample)

find_package(CUDA REQUIRED)

add_executable(${PROJECT_NAME} main.cpp)

target_compile_features(${PROJECT_NAME} PUBLIC cxx_std_14)

target_include_directories(${PROJECT_NAME} SYSTEM PUBLIC ${CUDA_INCLUDE_DIRS})

target_link_libraries(${PROJECT_NAME} ${CUDA_LIBRARIES} ${CUDA_cusparse_LIBRARY})

main. cpp

#include <iostream>
#include <vector>

#include <cuda_runtime_api.h>
#include <cusparse_v2.h>

int main(){
  // using the matrix as shown in https://docs.nvidia.com/cuda/cusparse/index.html#coo-format
  // 1 4 0 0 0
  // 0 2 3 0 0
  // 5 0 0 7 8
  // 0 0 9 0 6

  std::vector<int> row;
  std::vector<int> col;
  std::vector<double> val;

  row.emplace_back(0);
  row.emplace_back(0);
  row.emplace_back(1);
  row.emplace_back(1);
  row.emplace_back(2);
  row.emplace_back(2);
  row.emplace_back(2);
  row.emplace_back(3);
  row.emplace_back(3);

  col.emplace_back(0);
  col.emplace_back(1);
  col.emplace_back(1);
  col.emplace_back(2);
  col.emplace_back(0);
  col.emplace_back(3);
  col.emplace_back(4);
  col.emplace_back(2);
  col.emplace_back(4);

  val.emplace_back(1);
  val.emplace_back(4);
  val.emplace_back(2);
  val.emplace_back(3);
  val.emplace_back(5);
  val.emplace_back(7);
  val.emplace_back(8);
  val.emplace_back(9);
  val.emplace_back(6);

  int *d_row;
  int *d_col;
  double *d_val;

  cudaMalloc(reinterpret_cast<void **>(&d_row), row.size() * sizeof(int));
  cudaMalloc(reinterpret_cast<void **>(&d_col), col.size() * sizeof(int));
  cudaMalloc(reinterpret_cast<void **>(&d_val), val.size() * sizeof(double));

  cudaMemcpy(d_row, row.data(), sizeof(int) * row.size(), cudaMemcpyHostToDevice);
  cudaMemcpy(d_col, col.data(), sizeof(int) * col.size(), cudaMemcpyHostToDevice);
  cudaMemcpy(d_val, val.data(), sizeof(double) * val.size(), cudaMemcpyHostToDevice);

  cusparseHandle_t handle;
  cusparseCreate(&handle);

  cusparseMatDescr_t descr;
  cusparseCreateMatDescr(&descr);
  cusparseSetMatType(descr, CUSPARSE_MATRIX_TYPE_GENERAL);
  cusparseSetMatIndexBase(descr, CUSPARSE_INDEX_BASE_ZERO);

  cusparseMatDescr_t descr_out;
  cusparseCreateMatDescr(&descr_out);
  cusparseSetMatType(descr_out, CUSPARSE_MATRIX_TYPE_GENERAL);
  cusparseSetMatIndexBase(descr_out, CUSPARSE_INDEX_BASE_ZERO);

  int *d_row_csr;

  cudaMalloc(reinterpret_cast<void **>(&d_row_csr), (4 + 1) * sizeof(int));

  cusparseXcoo2csr(handle, d_row, 9, 4, d_row_csr, CUSPARSE_INDEX_BASE_ZERO);

  std::vector<int> row_csr(4 + 1);

  cudaMemcpy(row_csr.data(), d_row_csr, sizeof(int) * (4 + 1), cudaMemcpyDeviceToHost);

  std::cout << "row" << std::endl;
  for (int i : row_csr){
    std::cout << i << std::endl; // prints 0 2 4 7 9 as expected
  }

  // however when I try to compress the column the same way...
  int *d_col_csc;

  cudaMalloc(reinterpret_cast<void **>(&d_col_csc), (5 + 1) * sizeof(int));

  cusparseXcoo2csr(handle, d_col, 9, 5, d_col_csc, CUSPARSE_INDEX_BASE_ZERO);

  std::vector<int> col_csc(5 + 1);

  cudaMemcpy(col_csc.data(), d_col_csc, sizeof(int) * (5 + 1), cudaMemcpyDeviceToHost);

  std::cout << "col" << std::endl;
  for (int i : col_csc){
    std::cout << i << std::endl; // prints 0 5 3 8 6 9, shouldn't it be 0 2 4 6 7 9?
  }

  return 0;
}

Как вы можете видеть по некоторым причинам, преобразование из coo к cs c не правильно по какой-то причине. Я временно обошел эту проблему, вызвав cusparseXcoo2csr для преобразования coo в csr, а затем вызвал другой cusparseDcsr2csc для преобразования промежуточного результата csr в cs c. Это дополнительные вычисления, поэтому я хотел бы знать, как использовать cusparseXcoo2csr для прямого преобразования coo в cs c, как указано в документации.

Answer 1

Сжатие строк координат строки COO к указателям на строки и сжатие столбцов координат столбца COO к указателям на столбцы - это, по сути, одна и та же операция (в основном просто сумма префикса по ключу). Хотя это явно не задокументировано, cusparseXcoo2csr требует, чтобы данные входных координат были отсортированы.

В вашем примере преобразование CSR работает, потому что ваши координаты сортируются в порядке строк, а CS C завершается ошибкой, потому что координаты столбцов не сортируются в порядке столбцов. Если вы упорядочите входы так, чтобы индексы столбцов были отсортированы, преобразование будет работать.