docs: add linear static beam harness phase

2026-08-09 01:35:44 +09:00
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@@ -0,0 +1,110 @@
+# Step 20: MKL PARDISO Linear Solver
+
+## 담당 역할과 필수 스킬
+
+- 담당 역할: `implementation-agent`
+- 필수 스킬: `fesa-cpp-msvc-tdd`
+- 모든 C++ build/test와 최종 VERIFY는 MSVC x64 Debug 기준으로 수행한다.
+
+## 읽어야 할 파일
+
+- `/AGENTS.md`
+- `/docs/ARCHITECTURE.md`
+- `/docs/ADR.md`
+- `/docs/requirements/linear-static-3d-euler-beam.md`
+- `/docs/implementation-plans/linear-static-3d-euler-beam.md`
+- `/include/fesa/core/status.hpp`
+- `/include/fesa/core/diagnostic.hpp`
+- `/include/fesa/math/vector.hpp`
+- `/include/fesa/math/sparse_matrix.hpp`
+- `/src/fesa/math/sparse_matrix.cpp`
+- `/cmake/FesaDependencies.cmake`
+
+## 소유 파일
+
+- Create: `/include/fesa/solvers/linear/linear_solver.hpp`
+- Create: `/include/fesa/solvers/linear/mkl_pardiso_solver.hpp`
+- Create: `/src/fesa/solvers/linear/mkl_pardiso_solver.cpp`
+- Create: `/tests/unit/solvers/linear/linear_solver_test.cpp`
+- Create: `/tests/unit/solvers/linear/mkl_pardiso_solver_test.cpp`
+- Modify: `/src/fesa/CMakeLists.txt`
+- Modify: `/tests/CMakeLists.txt`
+
+## 작업
+
+MKL PARDISO를 solver core에서 숨기며 SPD `Kff` factorization과 RHS substitution을 분리하는
+adapter를 구현하라. Public interface는 승인된 계약과 동일해야 한다.
+
+```cpp
+class LinearSolver {
+public:
+    virtual ~LinearSolver() = default;
+    virtual Status factorize(const SparseMatrix& matrix) = 0;
+    virtual Status solve(const Vector& rhs, Vector& solution) const = 0;
+};
+
+class MklPardisoSolver final : public LinearSolver {
+public:
+    MklPardisoSolver();
+    ~MklPardisoSolver() override;
+    Status factorize(const SparseMatrix& matrix) override;
+    Status solve(const Vector& rhs, Vector& solution) const override;
+private:
+    class Impl;
+    std::unique_ptr<Impl> impl_;
+};
+```
+
+Adapter는 0-based CSR을 명시적으로 처리하고 real symmetric positive definite matrix
+descriptor를 사용한다. Factorization state/workspace를 RAII로 소유하고 destructor와
+re-factorization에서 누수 없이 해제한다. 동일 factorization에 여러 RHS를 substitution할
+수 있어야 한다. invalid CSR, solve-before-factorize, dimension mismatch, nonfinite RHS,
+PARDISO singular/positive-definite failure를 deterministic structured diagnostic으로 반환한다.
+MKL header/type은 `.cpp`/private Impl 밖에 노출하지 않는다.
+
+Tests는 known SPD solution/residual `1e-10`, repeated RHS, re-factorization, invalid CSR,
+singular/indefinite matrix, solve-before-factorize, dimension mismatch를 포함하고
+`MklPardisoSolver` regex로 등록한다.
+
+## Acceptance Criteria
+
+```powershell
+cmake --build .harness/build --config Debug --target fesa_tests
+ctest --test-dir .harness/build -C Debug -R MklPardisoSolver --output-on-failure
+```
+
+RED 후 GREEN/VERIFY:
+
+```powershell
+cmake -S . -B .harness/build -A x64 `
+  -DFESA_GTEST_SOURCE_DIR=C:/git/googletest `
+  "-DMKL_DIR=C:/Program Files (x86)/Intel/oneAPI/mkl/2026.1/lib/cmake/mkl" `
+  "-DTBB_DIR=C:/Program Files (x86)/Intel/oneAPI/tbb/2023.1/lib/cmake/tbb" `
+  "-DHDF5_DIR=C:/Program Files/HDF_Group/HDF5/2.1.1/cmake"
+cmake --build .harness/build --config Debug
+ctest --test-dir .harness/build -C Debug -R MklPardisoSolver --output-on-failure
+ctest --test-dir .harness/build -C Debug --show-only=json-v1
+ctest --test-dir .harness/build -C Debug --output-on-failure
+$leaks = rg -n "mkl\.h|MKL_INT|pardiso" include/fesa
+if ($LASTEXITCODE -eq 0) { throw "PARDISO API leaked into public headers:`n$leaks" }
+if ($LASTEXITCODE -ne 1) { throw 'Public-header dependency scan failed' }
+```
+
+마지막 scan은 public header에서 no-match여야 한다.
+
+## 검증 절차
+
+1. adapter tests를 먼저 작성하고 missing solver RED를 확인한다.
+2. factorize/solve phase를 분리한 최소 PARDISO adapter로 GREEN을 만든다.
+3. repeated RHS, RAII, residual, public boundary와 전체 VERIFY를 확인한다.
+4. `/docs/implementation-plans/linear-static-3d-euler-beam-implementation-report.md`의
+   Step 20 section에 실제 RED/GREEN/VERIFY command, exit code,
+   핵심 output과 변경 파일을 기록한다.
+5. Step 20을 `completed`로 갱신하고 factorization/substitution evidence를 summary에 기록한다.
+
+## 금지사항
+
+- factorization과 solve를 하나의 opaque method로 합치지 마라. 이유: 승인 runtime order를 깨뜨린다.
+- MKL type/header를 public interface에 노출하지 마라. 이유: adapter boundary 계약이다.
+- singularity에 임의 regularization을 적용하지 마라. 이유: invalid model을 숨긴다.
+- 직접 commit하지 마라. 이유: Harness executor가 담당한다.