/[escript]/branches/diaplayground/ripley/src/Brick.cpp
ViewVC logotype

Diff of /branches/diaplayground/ripley/src/Brick.cpp

Parent Directory Parent Directory | Revision Log Revision Log | View Patch Patch

revision 3702 by caltinay, Fri Dec 2 06:12:32 2011 UTC revision 3777 by caltinay, Thu Jan 19 06:17:38 2012 UTC
# Line 1  Line 1 
1    
2  /*******************************************************  /*******************************************************
3  *  *
4  * Copyright (c) 2003-2011 by University of Queensland  * Copyright (c) 2003-2012 by University of Queensland
5  * Earth Systems Science Computational Center (ESSCC)  * Earth Systems Science Computational Center (ESSCC)
6  * http://www.uq.edu.au/esscc  * http://www.uq.edu.au/esscc
7  *  *
# Line 13  Line 13 
13    
14  #include <ripley/Brick.h>  #include <ripley/Brick.h>
15  extern "C" {  extern "C" {
16  #include "paso/SystemMatrixPattern.h"  #include "paso/SystemMatrix.h"
17  }  }
18    
19  #if USE_SILO  #if USE_SILO
# Line 47  Brick::Brick(int n0, int n1, int n2, dou Line 47  Brick::Brick(int n0, int n1, int n2, dou
47      if (m_NX*m_NY*m_NZ != m_mpiInfo->size)      if (m_NX*m_NY*m_NZ != m_mpiInfo->size)
48          throw RipleyException("Invalid number of spatial subdivisions");          throw RipleyException("Invalid number of spatial subdivisions");
49    
50      if (n0%m_NX > 0 || n1%m_NY > 0 || n2%m_NZ > 0)      if ((n0+1)%m_NX > 0 || (n1+1)%m_NY > 0 || (n2+1)%m_NZ > 0)
51          throw RipleyException("Number of elements must be separable into number of ranks in each dimension");          throw RipleyException("Number of elements+1 must be separable into number of ranks in each dimension");
52    
53      // local number of elements      if ((m_NX > 1 && (n0+1)/m_NX<2) || (m_NY > 1 && (n1+1)/m_NY<2) || (m_NZ > 1 && (n2+1)/m_NZ<2))
54      m_NE0 = n0/m_NX;          throw RipleyException("Too few elements for the number of ranks");
55      m_NE1 = n1/m_NY;  
56      m_NE2 = n2/m_NZ;      // local number of elements (including overlap)
57      // local number of nodes (not necessarily owned)      m_NE0 = m_ownNE0 = (m_NX>1 ? (n0+1)/m_NX : n0);
58        if (m_mpiInfo->rank%m_NX>0 && m_mpiInfo->rank%m_NX<m_NX-1)
59            m_NE0++;
60        else if (m_NX>1 && m_mpiInfo->rank%m_NX==m_NX-1)
61            m_ownNE0--;
62    
63        m_NE1 = m_ownNE1 = (m_NY>1 ? (n1+1)/m_NY : n1);
64        if (m_mpiInfo->rank%(m_NX*m_NY)/m_NX>0 && m_mpiInfo->rank%(m_NX*m_NY)/m_NX<m_NY-1)
65            m_NE1++;
66        else if (m_NY>1 && m_mpiInfo->rank%(m_NX*m_NY)/m_NX==m_NY-1)
67            m_ownNE1--;
68    
69        m_NE2 = m_ownNE2 = (m_NZ>1 ? (n2+1)/m_NZ : n2);
70        if (m_mpiInfo->rank/(m_NX*m_NY)>0 && m_mpiInfo->rank/(m_NX*m_NY)<m_NZ-1)
71            m_NE2++;
72        else if (m_NZ>1 && m_mpiInfo->rank/(m_NX*m_NY)==m_NZ-1)
73            m_ownNE2--;
74    
75        // local number of nodes
76      m_N0 = m_NE0+1;      m_N0 = m_NE0+1;
77      m_N1 = m_NE1+1;      m_N1 = m_NE1+1;
78      m_N2 = m_NE2+1;      m_N2 = m_NE2+1;
79    
80      // bottom-left-front node is at (offset0,offset1,offset2) in global mesh      // bottom-left-front node is at (offset0,offset1,offset2) in global mesh
81      m_offset0 = m_NE0*(m_mpiInfo->rank%m_NX);      m_offset0 = (n0+1)/m_NX*(m_mpiInfo->rank%m_NX);
82      m_offset1 = m_NE1*(m_mpiInfo->rank%(m_NX*m_NY)/m_NX);      if (m_offset0 > 0)
83      m_offset2 = m_NE2*(m_mpiInfo->rank/(m_NX*m_NY));          m_offset0--;
84        m_offset1 = (n1+1)/m_NY*(m_mpiInfo->rank%(m_NX*m_NY)/m_NX);
85        if (m_offset1 > 0)
86            m_offset1--;
87        m_offset2 = (n2+1)/m_NZ*(m_mpiInfo->rank/(m_NX*m_NY));
88        if (m_offset2 > 0)
89            m_offset2--;
90    
91      populateSampleIds();      populateSampleIds();
92        createPattern();
93  }  }
94    
95    
# Line 77  string Brick::getDescription() const Line 104  string Brick::getDescription() const
104    
105  bool Brick::operator==(const AbstractDomain& other) const  bool Brick::operator==(const AbstractDomain& other) const
106  {  {
107      if (dynamic_cast<const Brick*>(&other))      const Brick* o=dynamic_cast<const Brick*>(&other);
108          return this==&other;      if (o) {
109            return (RipleyDomain::operator==(other) &&
110                    m_gNE0==o->m_gNE0 && m_gNE1==o->m_gNE1 && m_gNE2==o->m_gNE2
111                    && m_l0==o->m_l0 && m_l1==o->m_l1 && m_l2==o->m_l2
112                    && m_NX==o->m_NX && m_NY==o->m_NY && m_NZ==o->m_NZ);
113        }
114    
115      return false;      return false;
116  }  }
# Line 232  const int* Brick::borrowSampleReferenceI Line 264  const int* Brick::borrowSampleReferenceI
264  {  {
265      switch (fsType) {      switch (fsType) {
266          case Nodes:          case Nodes:
267            case ReducedNodes: //FIXME: reduced
268              return &m_nodeId[0];              return &m_nodeId[0];
269            case DegreesOfFreedom:
270            case ReducedDegreesOfFreedom: //FIXME: reduced
271                return &m_dofId[0];
272          case Elements:          case Elements:
273            case ReducedElements:
274              return &m_elementId[0];              return &m_elementId[0];
275          case FaceElements:          case FaceElements:
276            case ReducedFaceElements:
277              return &m_faceId[0];              return &m_faceId[0];
278          default:          default:
279              break;              break;
# Line 247  const int* Brick::borrowSampleReferenceI Line 285  const int* Brick::borrowSampleReferenceI
285      throw RipleyException(msg.str());      throw RipleyException(msg.str());
286  }  }
287    
288  bool Brick::ownSample(int fsCode, index_t id) const  bool Brick::ownSample(int fsType, index_t id) const
289  {  {
290  #ifdef ESYS_MPI      if (getMPISize()==1)
291      if (fsCode == Nodes) {          return true;
292          const index_t myFirst=m_nodeDistribution[m_mpiInfo->rank];  
293          const index_t myLast=m_nodeDistribution[m_mpiInfo->rank+1]-1;      switch (fsType) {
294          return (m_nodeId[id]>=myFirst && m_nodeId[id]<=myLast);          case Nodes:
295      } else          case ReducedNodes: //FIXME: reduced
296          throw RipleyException("ownSample() only implemented for Nodes");              return (m_dofMap[id] < getNumDOF());
297  #else          case DegreesOfFreedom:
298      return true;          case ReducedDegreesOfFreedom:
299  #endif              return true;
300            case Elements:
301            case ReducedElements:
302                {
303                    // check ownership of element's _last_ node
304                    const index_t x=id%m_NE0 + 1;
305                    const index_t y=id%(m_NE0*m_NE1)/m_NE0 + 1;
306                    const index_t z=id/(m_NE0*m_NE1) + 1;
307                    return (m_dofMap[x + m_N0*y +m_N0*m_N1*z] < getNumDOF());
308                }
309            case FaceElements:
310            case ReducedFaceElements:
311                {
312                    // check ownership of face element's last node
313                    const IndexVector faces = getNumFacesPerBoundary();
314                    dim_t n=0;
315                    for (size_t i=0; i<faces.size(); i++) {
316                        n+=faces[i];
317                        if (id<n) {
318                            const index_t j=id-n+faces[i];
319                            if (i>=4) { // front or back
320                                const index_t first=(i==4 ? 0 : m_N0*m_N1*(m_N2-1));
321                                return (m_dofMap[first+j%m_NE0+1+(j/m_NE0+1)*m_N0] < getNumDOF());
322                            } else if (i>=2) { // bottom or top
323                                const index_t first=(i==2 ? 0 : m_N0*(m_N1-1));
324                                return (m_dofMap[first+j%m_NE0+1+(j/m_NE0+1)*m_N0*m_N1] < getNumDOF());
325                            } else { // left or right
326                                const index_t first=(i==0 ? 0 : m_N0-1);
327                                return (m_dofMap[first+(j%m_NE1+1)*m_N0+(j/m_NE1+1)*m_N0*m_N1] < getNumDOF());
328                            }
329                        }
330                    }
331                    return false;
332                }
333            default:
334                break;
335        }
336    
337        stringstream msg;
338        msg << "ownSample() not implemented for "
339            << functionSpaceTypeAsString(fsType);
340        throw RipleyException(msg.str());
341    }
342    
343    void Brick::setToNormal(escript::Data& out) const
344    {
345        if (out.getFunctionSpace().getTypeCode() == FaceElements) {
346            out.requireWrite();
347    #pragma omp parallel
348            {
349                if (m_faceOffset[0] > -1) {
350    #pragma omp for nowait
351                    for (index_t k2 = 0; k2 < m_NE2; ++k2) {
352                        for (index_t k1 = 0; k1 < m_NE1; ++k1) {
353                            double* o = out.getSampleDataRW(m_faceOffset[0]+INDEX2(k1,k2,m_NE1));
354                            // set vector at four quadrature points
355                            *o++ = -1.; *o++ = 0.; *o++ = 0.;
356                            *o++ = -1.; *o++ = 0.; *o++ = 0.;
357                            *o++ = -1.; *o++ = 0.; *o++ = 0.;
358                            *o++ = -1.; *o++ = 0.; *o = 0.;
359                        }
360                    }
361                }
362    
363                if (m_faceOffset[1] > -1) {
364    #pragma omp for nowait
365                    for (index_t k2 = 0; k2 < m_NE2; ++k2) {
366                        for (index_t k1 = 0; k1 < m_NE1; ++k1) {
367                            double* o = out.getSampleDataRW(m_faceOffset[1]+INDEX2(k1,k2,m_NE1));
368                            // set vector at four quadrature points
369                            *o++ = 1.; *o++ = 0.; *o++ = 0.;
370                            *o++ = 1.; *o++ = 0.; *o++ = 0.;
371                            *o++ = 1.; *o++ = 0.; *o++ = 0.;
372                            *o++ = 1.; *o++ = 0.; *o = 0.;
373                        }
374                    }
375                }
376    
377                if (m_faceOffset[2] > -1) {
378    #pragma omp for nowait
379                    for (index_t k2 = 0; k2 < m_NE2; ++k2) {
380                        for (index_t k0 = 0; k0 < m_NE0; ++k0) {
381                            double* o = out.getSampleDataRW(m_faceOffset[2]+INDEX2(k0,k2,m_NE0));
382                            // set vector at four quadrature points
383                            *o++ = 0.; *o++ = -1.; *o++ = 0.;
384                            *o++ = 0.; *o++ = -1.; *o++ = 0.;
385                            *o++ = 0.; *o++ = -1.; *o++ = 0.;
386                            *o++ = 0.; *o++ = -1.; *o = 0.;
387                        }
388                    }
389                }
390    
391                if (m_faceOffset[3] > -1) {
392    #pragma omp for nowait
393                    for (index_t k2 = 0; k2 < m_NE2; ++k2) {
394                        for (index_t k0 = 0; k0 < m_NE0; ++k0) {
395                            double* o = out.getSampleDataRW(m_faceOffset[3]+INDEX2(k0,k2,m_NE0));
396                            // set vector at four quadrature points
397                            *o++ = 0.; *o++ = 1.; *o++ = 0.;
398                            *o++ = 0.; *o++ = 1.; *o++ = 0.;
399                            *o++ = 0.; *o++ = 1.; *o++ = 0.;
400                            *o++ = 0.; *o++ = 1.; *o = 0.;
401                        }
402                    }
403                }
404    
405                if (m_faceOffset[4] > -1) {
406    #pragma omp for nowait
407                    for (index_t k1 = 0; k1 < m_NE1; ++k1) {
408                        for (index_t k0 = 0; k0 < m_NE0; ++k0) {
409                            double* o = out.getSampleDataRW(m_faceOffset[4]+INDEX2(k0,k1,m_NE0));
410                            // set vector at four quadrature points
411                            *o++ = 0.; *o++ = 0.; *o++ = -1.;
412                            *o++ = 0.; *o++ = 0.; *o++ = -1.;
413                            *o++ = 0.; *o++ = 0.; *o++ = -1.;
414                            *o++ = 0.; *o++ = 0.; *o = -1.;
415                        }
416                    }
417                }
418    
419                if (m_faceOffset[5] > -1) {
420    #pragma omp for nowait
421                    for (index_t k1 = 0; k1 < m_NE1; ++k1) {
422                        for (index_t k0 = 0; k0 < m_NE0; ++k0) {
423                            double* o = out.getSampleDataRW(m_faceOffset[5]+INDEX2(k0,k1,m_NE0));
424                            // set vector at four quadrature points
425                            *o++ = 0.; *o++ = 0.; *o++ = 1.;
426                            *o++ = 0.; *o++ = 0.; *o++ = 1.;
427                            *o++ = 0.; *o++ = 0.; *o++ = 1.;
428                            *o++ = 0.; *o++ = 0.; *o = 1.;
429                        }
430                    }
431                }
432            } // end of parallel section
433        } else if (out.getFunctionSpace().getTypeCode() == ReducedFaceElements) {
434            out.requireWrite();
435    #pragma omp parallel
436            {
437                if (m_faceOffset[0] > -1) {
438    #pragma omp for nowait
439                    for (index_t k2 = 0; k2 < m_NE2; ++k2) {
440                        for (index_t k1 = 0; k1 < m_NE1; ++k1) {
441                            double* o = out.getSampleDataRW(m_faceOffset[0]+INDEX2(k1,k2,m_NE1));
442                            *o++ = -1.;
443                            *o++ = 0.;
444                            *o = 0.;
445                        }
446                    }
447                }
448    
449                if (m_faceOffset[1] > -1) {
450    #pragma omp for nowait
451                    for (index_t k2 = 0; k2 < m_NE2; ++k2) {
452                        for (index_t k1 = 0; k1 < m_NE1; ++k1) {
453                            double* o = out.getSampleDataRW(m_faceOffset[1]+INDEX2(k1,k2,m_NE1));
454                            *o++ = 1.;
455                            *o++ = 0.;
456                            *o = 0.;
457                        }
458                    }
459                }
460    
461                if (m_faceOffset[2] > -1) {
462    #pragma omp for nowait
463                    for (index_t k2 = 0; k2 < m_NE2; ++k2) {
464                        for (index_t k0 = 0; k0 < m_NE0; ++k0) {
465                            double* o = out.getSampleDataRW(m_faceOffset[2]+INDEX2(k0,k2,m_NE0));
466                            *o++ = 0.;
467                            *o++ = -1.;
468                            *o = 0.;
469                        }
470                    }
471                }
472    
473                if (m_faceOffset[3] > -1) {
474    #pragma omp for nowait
475                    for (index_t k2 = 0; k2 < m_NE2; ++k2) {
476                        for (index_t k0 = 0; k0 < m_NE0; ++k0) {
477                            double* o = out.getSampleDataRW(m_faceOffset[3]+INDEX2(k0,k2,m_NE0));
478                            *o++ = 0.;
479                            *o++ = 1.;
480                            *o = 0.;
481                        }
482                    }
483                }
484    
485                if (m_faceOffset[4] > -1) {
486    #pragma omp for nowait
487                    for (index_t k1 = 0; k1 < m_NE1; ++k1) {
488                        for (index_t k0 = 0; k0 < m_NE0; ++k0) {
489                            double* o = out.getSampleDataRW(m_faceOffset[4]+INDEX2(k0,k1,m_NE0));
490                            *o++ = 0.;
491                            *o++ = 0.;
492                            *o = -1.;
493                        }
494                    }
495                }
496    
497                if (m_faceOffset[5] > -1) {
498    #pragma omp for nowait
499                    for (index_t k1 = 0; k1 < m_NE1; ++k1) {
500                        for (index_t k0 = 0; k0 < m_NE0; ++k0) {
501                            double* o = out.getSampleDataRW(m_faceOffset[5]+INDEX2(k0,k1,m_NE0));
502                            *o++ = 0.;
503                            *o++ = 0.;
504                            *o = 1.;
505                        }
506                    }
507                }
508            } // end of parallel section
509    
510        } else {
511            stringstream msg;
512            msg << "setToNormal() not implemented for "
513                << functionSpaceTypeAsString(out.getFunctionSpace().getTypeCode());
514            throw RipleyException(msg.str());
515        }
516    }
517    
518    void Brick::setToSize(escript::Data& out) const
519    {
520        if (out.getFunctionSpace().getTypeCode() == Elements
521                || out.getFunctionSpace().getTypeCode() == ReducedElements) {
522            out.requireWrite();
523            const dim_t numQuad=out.getNumDataPointsPerSample();
524            const double xSize=getFirstCoordAndSpacing(0).second;
525            const double ySize=getFirstCoordAndSpacing(1).second;
526            const double zSize=getFirstCoordAndSpacing(2).second;
527            const double size=min(min(xSize,ySize),zSize);
528    #pragma omp parallel for
529            for (index_t k = 0; k < getNumElements(); ++k) {
530                double* o = out.getSampleDataRW(k);
531                fill(o, o+numQuad, size);
532            }
533        } else if (out.getFunctionSpace().getTypeCode() == FaceElements
534                || out.getFunctionSpace().getTypeCode() == ReducedFaceElements) {
535            out.requireWrite();
536            const dim_t numQuad=out.getNumDataPointsPerSample();
537            const double xSize=getFirstCoordAndSpacing(0).second;
538            const double ySize=getFirstCoordAndSpacing(1).second;
539            const double zSize=getFirstCoordAndSpacing(2).second;
540    #pragma omp parallel
541            {
542                if (m_faceOffset[0] > -1) {
543                    const double size=min(ySize,zSize);
544    #pragma omp for nowait
545                    for (index_t k2 = 0; k2 < m_NE2; ++k2) {
546                        for (index_t k1 = 0; k1 < m_NE1; ++k1) {
547                            double* o = out.getSampleDataRW(m_faceOffset[0]+INDEX2(k1,k2,m_NE1));
548                            fill(o, o+numQuad, size);
549                        }
550                    }
551                }
552    
553                if (m_faceOffset[1] > -1) {
554                    const double size=min(ySize,zSize);
555    #pragma omp for nowait
556                    for (index_t k2 = 0; k2 < m_NE2; ++k2) {
557                        for (index_t k1 = 0; k1 < m_NE1; ++k1) {
558                            double* o = out.getSampleDataRW(m_faceOffset[1]+INDEX2(k1,k2,m_NE1));
559                            fill(o, o+numQuad, size);
560                        }
561                    }
562                }
563    
564                if (m_faceOffset[2] > -1) {
565                    const double size=min(xSize,zSize);
566    #pragma omp for nowait
567                    for (index_t k2 = 0; k2 < m_NE2; ++k2) {
568                        for (index_t k0 = 0; k0 < m_NE0; ++k0) {
569                            double* o = out.getSampleDataRW(m_faceOffset[2]+INDEX2(k0,k2,m_NE0));
570                            fill(o, o+numQuad, size);
571                        }
572                    }
573                }
574    
575                if (m_faceOffset[3] > -1) {
576                    const double size=min(xSize,zSize);
577    #pragma omp for nowait
578                    for (index_t k2 = 0; k2 < m_NE2; ++k2) {
579                        for (index_t k0 = 0; k0 < m_NE0; ++k0) {
580                            double* o = out.getSampleDataRW(m_faceOffset[3]+INDEX2(k0,k2,m_NE0));
581                            fill(o, o+numQuad, size);
582                        }
583                    }
584                }
585    
586                if (m_faceOffset[4] > -1) {
587                    const double size=min(xSize,ySize);
588    #pragma omp for nowait
589                    for (index_t k1 = 0; k1 < m_NE1; ++k1) {
590                        for (index_t k0 = 0; k0 < m_NE0; ++k0) {
591                            double* o = out.getSampleDataRW(m_faceOffset[4]+INDEX2(k0,k1,m_NE0));
592                            fill(o, o+numQuad, size);
593                        }
594                    }
595                }
596    
597                if (m_faceOffset[5] > -1) {
598                    const double size=min(xSize,ySize);
599    #pragma omp for nowait
600                    for (index_t k1 = 0; k1 < m_NE1; ++k1) {
601                        for (index_t k0 = 0; k0 < m_NE0; ++k0) {
602                            double* o = out.getSampleDataRW(m_faceOffset[5]+INDEX2(k0,k1,m_NE0));
603                            fill(o, o+numQuad, size);
604                        }
605                    }
606                }
607            } // end of parallel section
608    
609        } else {
610            stringstream msg;
611            msg << "setToSize() not implemented for "
612                << functionSpaceTypeAsString(out.getFunctionSpace().getTypeCode());
613            throw RipleyException(msg.str());
614        }
615  }  }
616    
617  Paso_SystemMatrixPattern* Brick::getPattern(bool reducedRowOrder,  Paso_SystemMatrixPattern* Brick::getPattern(bool reducedRowOrder,
618                                              bool reducedColOrder) const                                              bool reducedColOrder) const
619  {  {
620        /* FIXME: reduced
621      if (reducedRowOrder || reducedColOrder)      if (reducedRowOrder || reducedColOrder)
622          throw RipleyException("getPattern() not implemented for reduced order");          throw RipleyException("getPattern() not implemented for reduced order");
623        */
624      throw RipleyException("getPattern() not implemented");      return m_pattern;
625  }  }
626    
627  void Brick::Print_Mesh_Info(const bool full) const  void Brick::Print_Mesh_Info(const bool full) const
# Line 331  IndexVector Brick::getNumFacesPerBoundar Line 685  IndexVector Brick::getNumFacesPerBoundar
685      return ret;      return ret;
686  }  }
687    
688    IndexVector Brick::getNumSubdivisionsPerDim() const
689    {
690        IndexVector ret;
691        ret.push_back(m_NX);
692        ret.push_back(m_NY);
693        ret.push_back(m_NZ);
694        return ret;
695    }
696    
697  pair<double,double> Brick::getFirstCoordAndSpacing(dim_t dim) const  pair<double,double> Brick::getFirstCoordAndSpacing(dim_t dim) const
698  {  {
699      if (dim==0)      if (dim==0)
# Line 343  pair<double,double> Brick::getFirstCoord Line 706  pair<double,double> Brick::getFirstCoord
706      throw RipleyException("getFirstCoordAndSpacing(): invalid argument");      throw RipleyException("getFirstCoordAndSpacing(): invalid argument");
707  }  }
708    
709    //protected
710    dim_t Brick::getNumDOF() const
711    {
712        return (m_gNE0+1)/m_NX*(m_gNE1+1)/m_NY*(m_gNE2+1)/m_NZ;
713    }
714    
715  //protected  //protected
716  dim_t Brick::getNumFaceElements() const  dim_t Brick::getNumFaceElements() const
717  {  {
718        const IndexVector faces = getNumFacesPerBoundary();
719      dim_t n=0;      dim_t n=0;
720      //left      for (size_t i=0; i<faces.size(); i++)
721      if (m_offset0==0)          n+=faces[i];
         n+=m_NE1*m_NE2;  
     //right  
     if (m_mpiInfo->rank%m_NX==m_NX-1)  
         n+=m_NE1*m_NE2;  
     //bottom  
     if (m_offset1==0)  
         n+=m_NE0*m_NE2;  
     //top  
     if (m_mpiInfo->rank%(m_NX*m_NY)/m_NX==m_NY-1)  
         n+=m_NE0*m_NE2;  
     //front  
     if (m_offset2==0)  
         n+=m_NE0*m_NE1;  
     //back  
     if (m_mpiInfo->rank/(m_NX*m_NY)==m_NZ-1)  
         n+=m_NE0*m_NE1;  
   
722      return n;      return n;
723  }  }
724    
# Line 397  void Brick::assembleCoordinates(escript: Line 749  void Brick::assembleCoordinates(escript:
749      }      }
750  }  }
751    
752    //protected
753    void Brick::assembleGradient(escript::Data& out, escript::Data& in) const
754    {
755        const dim_t numComp = in.getDataPointSize();
756        const double h0 = m_l0/m_gNE0;
757        const double h1 = m_l1/m_gNE1;
758        const double h2 = m_l1/m_gNE2;
759        const double C0 = .044658198738520451079;
760        const double C1 = .16666666666666666667;
761        const double C2 = .21132486540518711775;
762        const double C3 = .25;
763        const double C4 = .5;
764        const double C5 = .62200846792814621559;
765        const double C6 = .78867513459481288225;
766    
767        if (out.getFunctionSpace().getTypeCode() == Elements) {
768            out.requireWrite();
769    #pragma omp parallel for
770            for (index_t k2=0; k2 < m_NE2; ++k2) {
771                for (index_t k1=0; k1 < m_NE1; ++k1) {
772                    for (index_t k0=0; k0 < m_NE0; ++k0) {
773                        const double* f_000 = in.getSampleDataRO(INDEX3(k0,k1,k2, m_N0,m_N1));
774                        const double* f_001 = in.getSampleDataRO(INDEX3(k0,k1,k2+1, m_N0,m_N1));
775                        const double* f_101 = in.getSampleDataRO(INDEX3(k0+1,k1,k2+1, m_N0,m_N1));
776                        const double* f_111 = in.getSampleDataRO(INDEX3(k0+1,k1+1,k2+1, m_N0,m_N1));
777                        const double* f_110 = in.getSampleDataRO(INDEX3(k0+1,k1+1,k2, m_N0,m_N1));
778                        const double* f_011 = in.getSampleDataRO(INDEX3(k0,k1+1,k2+1, m_N0,m_N1));
779                        const double* f_010 = in.getSampleDataRO(INDEX3(k0,k1+1,k2, m_N0,m_N1));
780                        const double* f_100 = in.getSampleDataRO(INDEX3(k0+1,k1,k2, m_N0,m_N1));
781                        double* o = out.getSampleDataRW(INDEX3(k0,k1,k2,m_NE0,m_NE1));
782                        for (index_t i=0; i < numComp; ++i) {
783                            const double V0=((f_100[i]-f_000[i])*C5 + (f_111[i]-f_011[i])*C0 + (f_101[i]+f_110[i]-f_001[i]-f_010[i])*C1) / h0;
784                            const double V1=((f_110[i]-f_010[i])*C5 + (f_101[i]-f_001[i])*C0 + (f_100[i]+f_111[i]-f_000[i]-f_011[i])*C1) / h0;
785                            const double V2=((f_101[i]-f_001[i])*C5 + (f_110[i]-f_010[i])*C0 + (f_100[i]+f_111[i]-f_000[i]-f_011[i])*C1) / h0;
786                            const double V3=((f_111[i]-f_011[i])*C5 + (f_100[i]-f_000[i])*C0 + (f_101[i]+f_110[i]-f_001[i]-f_010[i])*C1) / h0;
787                            const double V4=((f_010[i]-f_000[i])*C5 + (f_111[i]-f_101[i])*C0 + (f_011[i]+f_110[i]-f_001[i]-f_100[i])*C1) / h1;
788                            const double V5=((f_110[i]-f_100[i])*C5 + (f_011[i]-f_001[i])*C0 + (f_010[i]+f_111[i]-f_000[i]-f_101[i])*C1) / h1;
789                            const double V6=((f_011[i]-f_001[i])*C5 + (f_110[i]-f_100[i])*C0 + (f_010[i]+f_111[i]-f_000[i]-f_101[i])*C1) / h1;
790                            const double V7=((f_111[i]-f_101[i])*C5 + (f_010[i]-f_000[i])*C0 + (f_011[i]+f_110[i]-f_001[i]-f_100[i])*C1) / h1;
791                            const double V8=((f_001[i]-f_000[i])*C5 + (f_111[i]-f_110[i])*C0 + (f_011[i]+f_101[i]-f_010[i]-f_100[i])*C1) / h2;
792                            const double V9=((f_101[i]-f_100[i])*C5 + (f_011[i]-f_010[i])*C0 + (f_001[i]+f_111[i]-f_000[i]-f_110[i])*C1) / h2;
793                            const double V10=((f_011[i]-f_010[i])*C5 + (f_101[i]-f_100[i])*C0 + (f_001[i]+f_111[i]-f_000[i]-f_110[i])*C1) / h2;
794                            const double V11=((f_111[i]-f_110[i])*C5 + (f_001[i]-f_000[i])*C0 + (f_011[i]+f_101[i]-f_010[i]-f_100[i])*C1) / h2;
795                            o[INDEX3(i,0,0,numComp,3)] = V0;
796                            o[INDEX3(i,1,0,numComp,3)] = V4;
797                            o[INDEX3(i,2,0,numComp,3)] = V8;
798                            o[INDEX3(i,0,1,numComp,3)] = V0;
799                            o[INDEX3(i,1,1,numComp,3)] = V5;
800                            o[INDEX3(i,2,1,numComp,3)] = V9;
801                            o[INDEX3(i,0,2,numComp,3)] = V1;
802                            o[INDEX3(i,1,2,numComp,3)] = V4;
803                            o[INDEX3(i,2,2,numComp,3)] = V10;
804                            o[INDEX3(i,0,3,numComp,3)] = V1;
805                            o[INDEX3(i,1,3,numComp,3)] = V5;
806                            o[INDEX3(i,2,3,numComp,3)] = V11;
807                            o[INDEX3(i,0,4,numComp,3)] = V2;
808                            o[INDEX3(i,1,4,numComp,3)] = V6;
809                            o[INDEX3(i,2,4,numComp,3)] = V8;
810                            o[INDEX3(i,0,5,numComp,3)] = V2;
811                            o[INDEX3(i,1,5,numComp,3)] = V7;
812                            o[INDEX3(i,2,5,numComp,3)] = V9;
813                            o[INDEX3(i,0,6,numComp,3)] = V3;
814                            o[INDEX3(i,1,6,numComp,3)] = V6;
815                            o[INDEX3(i,2,6,numComp,3)] = V10;
816                            o[INDEX3(i,0,7,numComp,3)] = V3;
817                            o[INDEX3(i,1,7,numComp,3)] = V7;
818                            o[INDEX3(i,2,7,numComp,3)] = V11;
819                        } // end of component loop i
820                    } // end of k0 loop
821                } // end of k1 loop
822            } // end of k2 loop
823        } else if (out.getFunctionSpace().getTypeCode() == ReducedElements) {
824            out.requireWrite();
825    #pragma omp parallel for
826            for (index_t k2=0; k2 < m_NE2; ++k2) {
827                for (index_t k1=0; k1 < m_NE1; ++k1) {
828                    for (index_t k0=0; k0 < m_NE0; ++k0) {
829                        const double* f_000 = in.getSampleDataRO(INDEX3(k0,k1,k2, m_N0,m_N1));
830                        const double* f_001 = in.getSampleDataRO(INDEX3(k0,k1,k2+1, m_N0,m_N1));
831                        const double* f_101 = in.getSampleDataRO(INDEX3(k0+1,k1,k2+1, m_N0,m_N1));
832                        const double* f_011 = in.getSampleDataRO(INDEX3(k0,k1+1,k2+1, m_N0,m_N1));
833                        const double* f_100 = in.getSampleDataRO(INDEX3(k0+1,k1,k2, m_N0,m_N1));
834                        const double* f_110 = in.getSampleDataRO(INDEX3(k0+1,k1+1,k2, m_N0,m_N1));
835                        const double* f_010 = in.getSampleDataRO(INDEX3(k0,k1+1,k2, m_N0,m_N1));
836                        const double* f_111 = in.getSampleDataRO(INDEX3(k0+1,k1+1,k2+1, m_N0,m_N1));
837                        double* o = out.getSampleDataRW(INDEX3(k0,k1,k2,m_NE0,m_NE1));
838                        for (index_t i=0; i < numComp; ++i) {
839                            o[INDEX3(i,0,0,numComp,3)] = (f_100[i]+f_101[i]+f_110[i]+f_111[i]-f_000[i]-f_001[i]-f_010[i]-f_011[i])*C3 / h0;
840                            o[INDEX3(i,1,0,numComp,3)] = (f_010[i]+f_011[i]+f_110[i]+f_111[i]-f_000[i]-f_001[i]-f_100[i]-f_101[i])*C3 / h1;
841                            o[INDEX3(i,2,0,numComp,3)] = (f_001[i]+f_011[i]+f_101[i]+f_111[i]-f_000[i]-f_010[i]-f_100[i]-f_110[i])*C3 / h2;
842                        } // end of component loop i
843                    } // end of k0 loop
844                } // end of k1 loop
845            } // end of k2 loop
846        } else if (out.getFunctionSpace().getTypeCode() == FaceElements) {
847            out.requireWrite();
848    #pragma omp parallel
849            {
850                if (m_faceOffset[0] > -1) {
851    #pragma omp for nowait
852                    for (index_t k2=0; k2 < m_NE2; ++k2) {
853                        for (index_t k1=0; k1 < m_NE1; ++k1) {
854                            const double* f_000 = in.getSampleDataRO(INDEX3(0,k1,k2, m_N0,m_N1));
855                            const double* f_001 = in.getSampleDataRO(INDEX3(0,k1,k2+1, m_N0,m_N1));
856                            const double* f_101 = in.getSampleDataRO(INDEX3(1,k1,k2+1, m_N0,m_N1));
857                            const double* f_111 = in.getSampleDataRO(INDEX3(1,k1+1,k2+1, m_N0,m_N1));
858                            const double* f_110 = in.getSampleDataRO(INDEX3(1,k1+1,k2, m_N0,m_N1));
859                            const double* f_011 = in.getSampleDataRO(INDEX3(0,k1+1,k2+1, m_N0,m_N1));
860                            const double* f_010 = in.getSampleDataRO(INDEX3(0,k1+1,k2, m_N0,m_N1));
861                            const double* f_100 = in.getSampleDataRO(INDEX3(1,k1,k2, m_N0,m_N1));
862                            double* o = out.getSampleDataRW(m_faceOffset[0]+INDEX2(k1,k2,m_NE1));
863                            for (index_t i=0; i < numComp; ++i) {
864                                const double V0=((f_010[i]-f_000[i])*C6 + (f_011[i]-f_001[i])*C2) / h1;
865                                const double V1=((f_010[i]-f_000[i])*C2 + (f_011[i]-f_001[i])*C6) / h1;
866                                const double V2=((f_001[i]-f_000[i])*C6 + (f_010[i]-f_011[i])*C2) / h2;
867                                const double V3=((f_001[i]-f_000[i])*C2 + (f_011[i]-f_010[i])*C6) / h2;
868                                o[INDEX3(i,0,0,numComp,3)] = ((f_100[i]-f_000[i])*C5 + (f_111[i]-f_011[i])*C0 + (f_101[i]+f_110[i]-f_001[i]-f_010[i])*C1) / h0;
869                                o[INDEX3(i,1,0,numComp,3)] = V0;
870                                o[INDEX3(i,2,0,numComp,3)] = V2;
871                                o[INDEX3(i,0,1,numComp,3)] = ((f_110[i]-f_010[i])*C5 + (f_101[i]-f_001[i])*C0 + (f_100[i]+f_111[i]-f_000[i]-f_011[i])*C1) / h0;
872                                o[INDEX3(i,1,1,numComp,3)] = V0;
873                                o[INDEX3(i,2,1,numComp,3)] = V3;
874                                o[INDEX3(i,0,2,numComp,3)] = ((f_101[i]-f_001[i])*C5 + (f_110[i]-f_010[i])*C0 + (f_100[i]+f_111[i]-f_000[i]-f_011[i])*C1) / h0;
875                                o[INDEX3(i,1,2,numComp,3)] = V1;
876                                o[INDEX3(i,2,2,numComp,3)] = V2;
877                                o[INDEX3(i,0,3,numComp,3)] = ((f_111[i]-f_011[i])*C5 + (f_100[i]-f_000[i])*C0 + (f_101[i]+f_110[i]-f_001[i]-f_010[i])*C1) / h0;
878                                o[INDEX3(i,1,3,numComp,3)] = V1;
879                                o[INDEX3(i,2,3,numComp,3)] = V3;
880                            } // end of component loop i
881                        } // end of k1 loop
882                    } // end of k2 loop
883                } // end of face 0
884                if (m_faceOffset[1] > -1) {
885    #pragma omp for nowait
886                    for (index_t k2=0; k2 < m_NE2; ++k2) {
887                        for (index_t k1=0; k1 < m_NE1; ++k1) {
888                            const double* f_000 = in.getSampleDataRO(INDEX3(m_N0-2,k1,k2, m_N0,m_N1));
889                            const double* f_001 = in.getSampleDataRO(INDEX3(m_N0-2,k1,k2+1, m_N0,m_N1));
890                            const double* f_101 = in.getSampleDataRO(INDEX3(m_N0-1,k1,k2+1, m_N0,m_N1));
891                            const double* f_111 = in.getSampleDataRO(INDEX3(m_N0-1,k1+1,k2+1, m_N0,m_N1));
892                            const double* f_110 = in.getSampleDataRO(INDEX3(m_N0-1,k1+1,k2, m_N0,m_N1));
893                            const double* f_011 = in.getSampleDataRO(INDEX3(m_N0-2,k1+1,k2+1, m_N0,m_N1));
894                            const double* f_010 = in.getSampleDataRO(INDEX3(m_N0-2,k1+1,k2, m_N0,m_N1));
895                            const double* f_100 = in.getSampleDataRO(INDEX3(m_N0-1,k1,k2, m_N0,m_N1));
896                            double* o = out.getSampleDataRW(m_faceOffset[1]+INDEX2(k1,k2,m_NE1));
897                            for (index_t i=0; i < numComp; ++i) {
898                                const double V0=((f_110[i]-f_100[i])*C6 + (f_111[i]-f_101[i])*C2) / h1;
899                                const double V1=((f_110[i]-f_100[i])*C2 + (f_111[i]-f_101[i])*C6) / h1;
900                                const double V2=((f_101[i]-f_100[i])*C6 + (f_111[i]-f_110[i])*C2) / h2;
901                                const double V3=((f_101[i]-f_100[i])*C2 + (f_111[i]-f_110[i])*C6) / h2;
902                                o[INDEX3(i,0,0,numComp,3)] = ((f_100[i]-f_000[i])*C5 + (f_111[i]-f_011[i])*C0 + (f_101[i]+f_110[i]-f_001[i]-f_010[i])*C1) / h0;
903                                o[INDEX3(i,1,0,numComp,3)] = V0;
904                                o[INDEX3(i,2,0,numComp,3)] = V2;
905                                o[INDEX3(i,0,1,numComp,3)] = ((f_110[i]-f_010[i])*C5 + (f_101[i]-f_001[i])*C0 + (f_100[i]+f_111[i]-f_000[i]-f_011[i])*C1) / h0;
906                                o[INDEX3(i,1,1,numComp,3)] = V0;
907                                o[INDEX3(i,2,1,numComp,3)] = V3;
908                                o[INDEX3(i,0,2,numComp,3)] = ((f_101[i]-f_001[i])*C5 + (f_110[i]-f_010[i])*C0 + (f_100[i]+f_111[i]-f_000[i]-f_011[i])*C1) / h0;
909                                o[INDEX3(i,1,2,numComp,3)] = V1;
910                                o[INDEX3(i,2,2,numComp,3)] = V2;
911                                o[INDEX3(i,0,3,numComp,3)] = ((f_111[i]-f_011[i])*C5 + (f_100[i]-f_000[i])*C0 + (f_101[i]+f_110[i]-f_001[i]-f_010[i])*C1) / h0;
912                                o[INDEX3(i,1,3,numComp,3)] = V1;
913                                o[INDEX3(i,2,3,numComp,3)] = V3;
914                            } // end of component loop i
915                        } // end of k1 loop
916                    } // end of k2 loop
917                } // end of face 1
918                if (m_faceOffset[2] > -1) {
919    #pragma omp for nowait
920                    for (index_t k2=0; k2 < m_NE2; ++k2) {
921                        for (index_t k0=0; k0 < m_NE0; ++k0) {
922                            const double* f_000 = in.getSampleDataRO(INDEX3(k0,0,k2, m_N0,m_N1));
923                            const double* f_001 = in.getSampleDataRO(INDEX3(k0,0,k2+1, m_N0,m_N1));
924                            const double* f_101 = in.getSampleDataRO(INDEX3(k0+1,0,k2+1, m_N0,m_N1));
925                            const double* f_100 = in.getSampleDataRO(INDEX3(k0+1,0,k2, m_N0,m_N1));
926                            const double* f_111 = in.getSampleDataRO(INDEX3(k0+1,1,k2+1, m_N0,m_N1));
927                            const double* f_110 = in.getSampleDataRO(INDEX3(k0+1,1,k2, m_N0,m_N1));
928                            const double* f_011 = in.getSampleDataRO(INDEX3(k0,1,k2+1, m_N0,m_N1));
929                            const double* f_010 = in.getSampleDataRO(INDEX3(k0,1,k2, m_N0,m_N1));
930                            double* o = out.getSampleDataRW(m_faceOffset[2]+INDEX2(k0,k2,m_NE0));
931                            for (index_t i=0; i < numComp; ++i) {
932                                const double V0=((f_100[i]-f_000[i])*C6 + (f_101[i]-f_001[i])*C2) / h0;
933                                const double V1=((f_001[i]-f_000[i])*C6 + (f_101[i]-f_100[i])*C2) / h2;
934                                const double V2=((f_001[i]-f_000[i])*C2 + (f_101[i]-f_100[i])*C6) / h2;
935                                o[INDEX3(i,0,0,numComp,3)] = V0;
936                                o[INDEX3(i,1,0,numComp,3)] = ((f_010[i]-f_000[i])*C5 + (f_111[i]-f_101[i])*C0 + (f_011[i]+f_110[i]-f_001[i]-f_100[i])*C1) / h1;
937                                o[INDEX3(i,2,0,numComp,3)] = V1;
938                                o[INDEX3(i,0,1,numComp,3)] = V0;
939                                o[INDEX3(i,1,1,numComp,3)] = ((f_110[i]-f_100[i])*C5 + (f_011[i]-f_001[i])*C0 + (f_010[i]+f_111[i]-f_000[i]-f_101[i])*C1) / h1;
940                                o[INDEX3(i,2,1,numComp,3)] = V2;
941                                o[INDEX3(i,0,2,numComp,3)] = V0;
942                                o[INDEX3(i,1,2,numComp,3)] = ((f_011[i]-f_001[i])*C5 + (f_110[i]-f_100[i])*C0 + (f_010[i]+f_111[i]-f_000[i]-f_101[i])*C1) / h1;
943                                o[INDEX3(i,2,2,numComp,3)] = V1;
944                                o[INDEX3(i,0,3,numComp,3)] = V0;
945                                o[INDEX3(i,1,3,numComp,3)] = ((f_111[i]-f_101[i])*C5 + (f_010[i]-f_000[i])*C0 + (f_011[i]+f_110[i]-f_001[i]-f_100[i])*C1) / h1;
946                                o[INDEX3(i,2,3,numComp,3)] = V2;
947                            } // end of component loop i
948                        } // end of k0 loop
949                    } // end of k2 loop
950                } // end of face 2
951                if (m_faceOffset[3] > -1) {
952    #pragma omp for nowait
953                    for (index_t k2=0; k2 < m_NE2; ++k2) {
954                        for (index_t k0=0; k0 < m_NE0; ++k0) {
955                            const double* f_011 = in.getSampleDataRO(INDEX3(k0,m_N1-1,k2+1, m_N0,m_N1));
956                            const double* f_110 = in.getSampleDataRO(INDEX3(k0+1,m_N1-1,k2, m_N0,m_N1));
957                            const double* f_010 = in.getSampleDataRO(INDEX3(k0,m_N1-1,k2, m_N0,m_N1));
958                            const double* f_111 = in.getSampleDataRO(INDEX3(k0+1,m_N1-1,k2+1, m_N0,m_N1));
959                            const double* f_000 = in.getSampleDataRO(INDEX3(k0,m_N1-2,k2, m_N0,m_N1));
960                            const double* f_001 = in.getSampleDataRO(INDEX3(k0,m_N1-2,k2+1, m_N0,m_N1));
961                            const double* f_101 = in.getSampleDataRO(INDEX3(k0+1,m_N1-2,k2+1, m_N0,m_N1));
962                            const double* f_100 = in.getSampleDataRO(INDEX3(k0+1,m_N1-2,k2, m_N0,m_N1));
963                            double* o = out.getSampleDataRW(m_faceOffset[3]+INDEX2(k0,k2,m_NE0));
964                            for (index_t i=0; i < numComp; ++i) {
965                                const double V0=((f_110[i]-f_010[i])*C6 + (f_111[i]-f_011[i])*C2) / h0;
966                                const double V1=((f_110[i]-f_010[i])*C2 + (f_111[i]-f_011[i])*C6) / h0;
967                                const double V2=((f_011[i]-f_010[i])*C6 + (f_111[i]-f_110[i])*C2) / h2;
968                                const double V3=((f_011[i]-f_010[i])*C2 + (f_111[i]-f_110[i])*C6) / h2;
969                                o[INDEX3(i,0,0,numComp,3)] = V0;
970                                o[INDEX3(i,1,0,numComp,3)] = ((f_010[i]-f_000[i])*C5 + (f_111[i]-f_101[i])*C0 + (f_011[i]+f_110[i]-f_001[i]-f_100[i])*C1) / h1;
971                                o[INDEX3(i,2,0,numComp,3)] = V2;
972                                o[INDEX3(i,0,1,numComp,3)] = V0;
973                                o[INDEX3(i,1,1,numComp,3)] = ((f_110[i]-f_100[i])*C5 + (f_011[i]-f_001[i])*C0 + (f_010[i]+f_111[i]-f_000[i]-f_101[i])*C1) / h1;
974                                o[INDEX3(i,2,1,numComp,3)] = V3;
975                                o[INDEX3(i,0,2,numComp,3)] = V1;
976                                o[INDEX3(i,1,2,numComp,3)] = ((f_011[i]-f_001[i])*C5 + (f_110[i]-f_100[i])*C0 + (f_010[i]+f_111[i]-f_000[i]-f_101[i])*C1) / h1;
977                                o[INDEX3(i,2,2,numComp,3)] = V2;
978                                o[INDEX3(i,0,3,numComp,3)] = V1;
979                                o[INDEX3(i,1,3,numComp,3)] = ((f_111[i]-f_101[i])*C5 + (f_010[i]-f_000[i])*C0 + (f_011[i]+f_110[i]-f_001[i]-f_100[i])*C1) / h1;
980                                o[INDEX3(i,2,3,numComp,3)] = V3;
981                            } // end of component loop i
982                        } // end of k0 loop
983                    } // end of k2 loop
984                } // end of face 3
985                if (m_faceOffset[4] > -1) {
986    #pragma omp for nowait
987                    for (index_t k1=0; k1 < m_NE1; ++k1) {
988                        for (index_t k0=0; k0 < m_NE0; ++k0) {
989                            const double* f_000 = in.getSampleDataRO(INDEX3(k0,k1,0, m_N0,m_N1));
990                            const double* f_100 = in.getSampleDataRO(INDEX3(k0+1,k1,0, m_N0,m_N1));
991                            const double* f_110 = in.getSampleDataRO(INDEX3(k0+1,k1+1,0, m_N0,m_N1));
992                            const double* f_010 = in.getSampleDataRO(INDEX3(k0,k1+1,0, m_N0,m_N1));
993                            const double* f_001 = in.getSampleDataRO(INDEX3(k0,k1,1, m_N0,m_N1));
994                            const double* f_101 = in.getSampleDataRO(INDEX3(k0+1,k1,1, m_N0,m_N1));
995                            const double* f_011 = in.getSampleDataRO(INDEX3(k0,k1+1,1, m_N0,m_N1));
996                            const double* f_111 = in.getSampleDataRO(INDEX3(k0+1,k1+1,1, m_N0,m_N1));
997                            double* o = out.getSampleDataRW(m_faceOffset[4]+INDEX2(k0,k1,m_NE0));
998                            for (index_t i=0; i < numComp; ++i) {
999                                const double V0=((f_100[i]-f_000[i])*C6 + (f_110[i]-f_010[i])*C2) / h0;
1000                                const double V1=((f_100[i]-f_000[i])*C2 + (f_110[i]-f_010[i])*C6) / h0;
1001                                const double V2=((f_010[i]-f_000[i])*C6 + (f_110[i]-f_100[i])*C2) / h1;
1002                                const double V3=((f_010[i]-f_000[i])*C2 + (f_110[i]-f_100[i])*C6) / h1;
1003                                o[INDEX3(i,0,0,numComp,3)] = V0;
1004                                o[INDEX3(i,1,0,numComp,3)] = V2;
1005                                o[INDEX3(i,2,0,numComp,3)] = ((f_001[i]-f_000[i])*C5 + (f_111[i]-f_110[i])*C0 + (f_011[i]+f_101[i]-f_010[i]-f_100[i])*C1) / h2;
1006                                o[INDEX3(i,0,1,numComp,3)] = V0;
1007                                o[INDEX3(i,1,1,numComp,3)] = V3;
1008                                o[INDEX3(i,2,1,numComp,3)] = ((f_101[i]-f_100[i])*C5 + (f_011[i]-f_010[i])*C0 + (f_001[i]+f_111[i]-f_000[i]-f_110[i])*C1) / h2;
1009                                o[INDEX3(i,0,2,numComp,3)] = V1;
1010                                o[INDEX3(i,1,2,numComp,3)] = V2;
1011                                o[INDEX3(i,2,2,numComp,3)] = ((f_011[i]-f_010[i])*C5 + (f_101[i]-f_100[i])*C0 + (f_001[i]+f_111[i]-f_000[i]-f_110[i])*C1) / h2;
1012                                o[INDEX3(i,0,3,numComp,3)] = V1;
1013                                o[INDEX3(i,1,3,numComp,3)] = V3;
1014                                o[INDEX3(i,2,3,numComp,3)] = ((f_111[i]-f_110[i])*C5 + (f_001[i]-f_000[i])*C0 + (f_011[i]+f_101[i]-f_010[i]-f_100[i])*C1) / h2;
1015                            } // end of component loop i
1016                        } // end of k0 loop
1017                    } // end of k1 loop
1018                } // end of face 4
1019                if (m_faceOffset[5] > -1) {
1020    #pragma omp for nowait
1021                    for (index_t k1=0; k1 < m_NE1; ++k1) {
1022                        for (index_t k0=0; k0 < m_NE0; ++k0) {
1023                            const double* f_001 = in.getSampleDataRO(INDEX3(k0,k1,m_N2-1, m_N0,m_N1));
1024                            const double* f_101 = in.getSampleDataRO(INDEX3(k0+1,k1,m_N2-1, m_N0,m_N1));
1025                            const double* f_011 = in.getSampleDataRO(INDEX3(k0,k1+1,m_N2-1, m_N0,m_N1));
1026                            const double* f_111 = in.getSampleDataRO(INDEX3(k0+1,k1+1,m_N2-1, m_N0,m_N1));
1027                            const double* f_000 = in.getSampleDataRO(INDEX3(k0,k1,m_N2-2, m_N0,m_N1));
1028                            const double* f_110 = in.getSampleDataRO(INDEX3(k0+1,k1+1,m_N2-2, m_N0,m_N1));
1029                            const double* f_010 = in.getSampleDataRO(INDEX3(k0,k1+1,m_N2-2, m_N0,m_N1));
1030                            const double* f_100 = in.getSampleDataRO(INDEX3(k0+1,k1,m_N2-2, m_N0,m_N1));
1031                            double* o = out.getSampleDataRW(m_faceOffset[5]+INDEX2(k0,k1,m_NE0));
1032                            for (index_t i=0; i < numComp; ++i) {
1033                                const double V0=((f_101[i]-f_001[i])*C6 + (f_111[i]-f_011[i])*C2) / h0;
1034                                const double V1=((f_101[i]-f_001[i])*C2 + (f_111[i]-f_011[i])*C6) / h0;
1035                                const double V2=((f_011[i]-f_001[i])*C6 + (f_111[i]-f_101[i])*C2) / h1;
1036                                const double V3=((f_011[i]-f_001[i])*C2 + (f_111[i]-f_101[i])*C6) / h1;
1037                                o[INDEX3(i,0,0,numComp,3)] = V0;
1038                                o[INDEX3(i,1,0,numComp,3)] = V2;
1039                                o[INDEX3(i,2,0,numComp,3)] = ((f_001[i]-f_000[i])*C5 + (f_111[i]-f_110[i])*C0 + (f_011[i]+f_101[i]-f_010[i]-f_100[i])*C1) / h2;
1040                                o[INDEX3(i,0,1,numComp,3)] = V0;
1041                                o[INDEX3(i,1,1,numComp,3)] = V3;
1042                                o[INDEX3(i,2,1,numComp,3)] = ((f_011[i]-f_010[i])*C0 + (f_101[i]-f_100[i])*C5 + (f_001[i]+f_111[i]-f_000[i]-f_110[i])*C1) / h2;
1043                                o[INDEX3(i,0,2,numComp,3)] = V1;
1044                                o[INDEX3(i,1,2,numComp,3)] = V2;
1045                                o[INDEX3(i,2,2,numComp,3)] = ((f_011[i]-f_010[i])*C5 + (f_101[i]-f_100[i])*C0 + (f_001[i]+f_111[i]-f_000[i]-f_110[i])*C1) / h2;
1046                                o[INDEX3(i,0,3,numComp,3)] = V1;
1047                                o[INDEX3(i,1,3,numComp,3)] = V3;
1048                                o[INDEX3(i,2,3,numComp,3)] = ((f_001[i]-f_000[i])*C0 + (f_111[i]-f_110[i])*C5 + (f_011[i]+f_101[i]-f_010[i]-f_100[i])*C1) / h2;
1049                            } // end of component loop i
1050                        } // end of k0 loop
1051                    } // end of k1 loop
1052                } // end of face 5
1053            } // end of parallel section
1054        } else if (out.getFunctionSpace().getTypeCode() == ReducedFaceElements) {
1055            out.requireWrite();
1056    #pragma omp parallel
1057            {
1058                if (m_faceOffset[0] > -1) {
1059    #pragma omp for nowait
1060                    for (index_t k2=0; k2 < m_NE2; ++k2) {
1061                        for (index_t k1=0; k1 < m_NE1; ++k1) {
1062                            const double* f_000 = in.getSampleDataRO(INDEX3(0,k1,k2, m_N0,m_N1));
1063                            const double* f_001 = in.getSampleDataRO(INDEX3(0,k1,k2+1, m_N0,m_N1));
1064                            const double* f_101 = in.getSampleDataRO(INDEX3(1,k1,k2+1, m_N0,m_N1));
1065                            const double* f_011 = in.getSampleDataRO(INDEX3(0,k1+1,k2+1, m_N0,m_N1));
1066                            const double* f_100 = in.getSampleDataRO(INDEX3(1,k1,k2, m_N0,m_N1));
1067                            const double* f_110 = in.getSampleDataRO(INDEX3(1,k1+1,k2, m_N0,m_N1));
1068                            const double* f_010 = in.getSampleDataRO(INDEX3(0,k1+1,k2, m_N0,m_N1));
1069                            const double* f_111 = in.getSampleDataRO(INDEX3(1,k1+1,k2+1, m_N0,m_N1));
1070                            double* o = out.getSampleDataRW(m_faceOffset[0]+INDEX2(k1,k2,m_NE1));
1071                            for (index_t i=0; i < numComp; ++i) {
1072                                o[INDEX3(i,0,0,numComp,3)] = (f_100[i]+f_101[i]+f_110[i]+f_111[i]-f_000[i]-f_001[i]-f_010[i]-f_011[i])*C3 / h0;
1073                                o[INDEX3(i,1,0,numComp,3)] = (f_010[i]+f_011[i]-f_000[i]-f_001[i])*C4 / h1;
1074                                o[INDEX3(i,2,0,numComp,3)] = (f_001[i]+f_011[i]-f_000[i]-f_010[i])*C4 / h2;
1075                            } // end of component loop i
1076                        } // end of k1 loop
1077                    } // end of k2 loop
1078                } // end of face 0
1079                if (m_faceOffset[1] > -1) {
1080    #pragma omp for nowait
1081                    for (index_t k2=0; k2 < m_NE2; ++k2) {
1082                        for (index_t k1=0; k1 < m_NE1; ++k1) {
1083                            const double* f_000 = in.getSampleDataRO(INDEX3(m_N0-2,k1,k2, m_N0,m_N1));
1084                            const double* f_001 = in.getSampleDataRO(INDEX3(m_N0-2,k1,k2+1, m_N0,m_N1));
1085                            const double* f_101 = in.getSampleDataRO(INDEX3(m_N0-1,k1,k2+1, m_N0,m_N1));
1086                            const double* f_011 = in.getSampleDataRO(INDEX3(m_N0-2,k1+1,k2+1, m_N0,m_N1));
1087                            const double* f_100 = in.getSampleDataRO(INDEX3(m_N0-1,k1,k2, m_N0,m_N1));
1088                            const double* f_110 = in.getSampleDataRO(INDEX3(m_N0-1,k1+1,k2, m_N0,m_N1));
1089                            const double* f_010 = in.getSampleDataRO(INDEX3(m_N0-2,k1+1,k2, m_N0,m_N1));
1090                            const double* f_111 = in.getSampleDataRO(INDEX3(m_N0-1,k1+1,k2+1, m_N0,m_N1));
1091                            double* o = out.getSampleDataRW(m_faceOffset[1]+INDEX2(k1,k2,m_NE1));
1092                            for (index_t i=0; i < numComp; ++i) {
1093                                o[INDEX3(i,0,0,numComp,3)] = (f_100[i]+f_101[i]+f_110[i]+f_111[i]-f_000[i]-f_001[i]-f_010[i]-f_011[i])*C3 / h0;
1094                                o[INDEX3(i,1,0,numComp,3)] = (f_110[i]+f_111[i]-f_100[i]-f_101[i])*C4 / h1;
1095                                o[INDEX3(i,2,0,numComp,3)] = (f_101[i]+f_111[i]-f_100[i]-f_110[i])*C4 / h2;
1096                            } // end of component loop i
1097                        } // end of k1 loop
1098                    } // end of k2 loop
1099                } // end of face 1
1100                if (m_faceOffset[2] > -1) {
1101    #pragma omp for nowait
1102                    for (index_t k2=0; k2 < m_NE2; ++k2) {
1103                        for (index_t k0=0; k0 < m_NE0; ++k0) {
1104                            const double* f_000 = in.getSampleDataRO(INDEX3(k0,0,k2, m_N0,m_N1));
1105                            const double* f_001 = in.getSampleDataRO(INDEX3(k0,0,k2+1, m_N0,m_N1));
1106                            const double* f_101 = in.getSampleDataRO(INDEX3(k0+1,0,k2+1, m_N0,m_N1));
1107                            const double* f_100 = in.getSampleDataRO(INDEX3(k0+1,0,k2, m_N0,m_N1));
1108                            const double* f_011 = in.getSampleDataRO(INDEX3(k0,1,k2+1, m_N0,m_N1));
1109                            const double* f_110 = in.getSampleDataRO(INDEX3(k0+1,1,k2, m_N0,m_N1));
1110                            const double* f_010 = in.getSampleDataRO(INDEX3(k0,1,k2, m_N0,m_N1));
1111                            const double* f_111 = in.getSampleDataRO(INDEX3(k0+1,1,k2+1, m_N0,m_N1));
1112                            double* o = out.getSampleDataRW(m_faceOffset[2]+INDEX2(k0,k2,m_NE0));
1113                            for (index_t i=0; i < numComp; ++i) {
1114                                o[INDEX3(i,0,0,numComp,3)] = (f_100[i]+f_101[i]-f_000[i]-f_001[i])*C4 / h0;
1115                                o[INDEX3(i,1,0,numComp,3)] = (f_010[i]+f_011[i]+f_110[i]+f_111[i]-f_000[i]-f_001[i]-f_100[i]-f_101[i])*C3 / h1;
1116                                o[INDEX3(i,2,0,numComp,3)] = (f_001[i]+f_101[i]-f_000[i]-f_100[i])*C4 / h2;
1117                            } // end of component loop i
1118                        } // end of k0 loop
1119                    } // end of k2 loop
1120                } // end of face 2
1121                if (m_faceOffset[3] > -1) {
1122    #pragma omp for nowait
1123                    for (index_t k2=0; k2 < m_NE2; ++k2) {
1124                        for (index_t k0=0; k0 < m_NE0; ++k0) {
1125                            const double* f_011 = in.getSampleDataRO(INDEX3(k0,m_N1-1,k2+1, m_N0,m_N1));
1126                            const double* f_110 = in.getSampleDataRO(INDEX3(k0+1,m_N1-1,k2, m_N0,m_N1));
1127                            const double* f_010 = in.getSampleDataRO(INDEX3(k0,m_N1-1,k2, m_N0,m_N1));
1128                            const double* f_111 = in.getSampleDataRO(INDEX3(k0+1,m_N1-1,k2+1, m_N0,m_N1));
1129                            const double* f_000 = in.getSampleDataRO(INDEX3(k0,m_N1-2,k2, m_N0,m_N1));
1130                            const double* f_101 = in.getSampleDataRO(INDEX3(k0+1,m_N1-2,k2+1, m_N0,m_N1));
1131                            const double* f_001 = in.getSampleDataRO(INDEX3(k0,m_N1-2,k2+1, m_N0,m_N1));
1132                            const double* f_100 = in.getSampleDataRO(INDEX3(k0+1,m_N1-2,k2, m_N0,m_N1));
1133                            double* o = out.getSampleDataRW(m_faceOffset[3]+INDEX2(k0,k2,m_NE0));
1134                            for (index_t i=0; i < numComp; ++i) {
1135                                o[INDEX3(i,0,0,numComp,3)] = (f_110[i]+f_111[i]-f_010[i]-f_011[i])*C4 / h0;
1136                                o[INDEX3(i,1,0,numComp,3)] = (f_010[i]+f_011[i]+f_110[i]+f_111[i]-f_000[i]-f_001[i]-f_100[i]-f_101[i])*C3 / h1;
1137                                o[INDEX3(i,2,0,numComp,3)] = (f_011[i]+f_111[i]-f_010[i]-f_110[i])*C4 / h2;
1138                            } // end of component loop i
1139                        } // end of k0 loop
1140                    } // end of k2 loop
1141                } // end of face 3
1142                if (m_faceOffset[4] > -1) {
1143    #pragma omp for nowait
1144                    for (index_t k1=0; k1 < m_NE1; ++k1) {
1145                        for (index_t k0=0; k0 < m_NE0; ++k0) {
1146                            const double* f_000 = in.getSampleDataRO(INDEX3(k0,k1,0, m_N0,m_N1));
1147                            const double* f_100 = in.getSampleDataRO(INDEX3(k0+1,k1,0, m_N0,m_N1));
1148                            const double* f_110 = in.getSampleDataRO(INDEX3(k0+1,k1+1,0, m_N0,m_N1));
1149                            const double* f_010 = in.getSampleDataRO(INDEX3(k0,k1+1,0, m_N0,m_N1));
1150                            const double* f_001 = in.getSampleDataRO(INDEX3(k0,k1,1, m_N0,m_N1));
1151                            const double* f_101 = in.getSampleDataRO(INDEX3(k0+1,k1,1, m_N0,m_N1));
1152                            const double* f_011 = in.getSampleDataRO(INDEX3(k0,k1+1,1, m_N0,m_N1));
1153                            const double* f_111 = in.getSampleDataRO(INDEX3(k0+1,k1+1,1, m_N0,m_N1));
1154                            double* o = out.getSampleDataRW(m_faceOffset[4]+INDEX2(k0,k1,m_NE0));
1155                            for (index_t i=0; i < numComp; ++i) {
1156                                o[INDEX3(i,0,0,numComp,3)] = (f_100[i]+f_110[i]-f_000[i]-f_010[i])*C4 / h0;
1157                                o[INDEX3(i,1,0,numComp,3)] = (f_010[i]+f_110[i]-f_000[i]-f_100[i])*C4 / h1;
1158                                o[INDEX3(i,2,0,numComp,3)] = (f_001[i]+f_011[i]+f_101[i]+f_111[i]-f_000[i]-f_010[i]-f_100[i]-f_110[i])*C4 / h2;
1159                            } // end of component loop i
1160                        } // end of k0 loop
1161                    } // end of k1 loop
1162                } // end of face 4
1163                if (m_faceOffset[5] > -1) {
1164    #pragma omp for nowait
1165                    for (index_t k1=0; k1 < m_NE1; ++k1) {
1166                        for (index_t k0=0; k0 < m_NE0; ++k0) {
1167                            const double* f_001 = in.getSampleDataRO(INDEX3(k0,k1,m_N2-1, m_N0,m_N1));
1168                            const double* f_101 = in.getSampleDataRO(INDEX3(k0+1,k1,m_N2-1, m_N0,m_N1));
1169                            const double* f_011 = in.getSampleDataRO(INDEX3(k0,k1+1,m_N2-1, m_N0,m_N1));
1170                            const double* f_111 = in.getSampleDataRO(INDEX3(k0+1,k1+1,m_N2-1, m_N0,m_N1));
1171                            const double* f_000 = in.getSampleDataRO(INDEX3(k0,k1,m_N2-2, m_N0,m_N1));
1172                            const double* f_100 = in.getSampleDataRO(INDEX3(k0+1,k1,m_N2-2, m_N0,m_N1));
1173                            const double* f_110 = in.getSampleDataRO(INDEX3(k0+1,k1+1,m_N2-2, m_N0,m_N1));
1174                            const double* f_010 = in.getSampleDataRO(INDEX3(k0,k1+1,m_N2-2, m_N0,m_N1));
1175                            double* o = out.getSampleDataRW(m_faceOffset[5]+INDEX2(k0,k1,m_NE0));
1176                            for (index_t i=0; i < numComp; ++i) {
1177                                o[INDEX3(i,0,0,numComp,3)] = (f_101[i]+f_111[i]-f_001[i]-f_011[i])*C4 / h0;
1178                                o[INDEX3(i,1,0,numComp,3)] = (f_011[i]+f_111[i]-f_001[i]-f_101[i])*C4 / h1;
1179                                o[INDEX3(i,2,0,numComp,3)] = (f_001[i]+f_011[i]+f_101[i]+f_111[i]-f_000[i]-f_010[i]-f_100[i]-f_110[i])*C3 / h2;
1180                            } // end of component loop i
1181                        } // end of k0 loop
1182                    } // end of k1 loop
1183                } // end of face 5
1184            } // end of parallel section
1185        }
1186    }
1187    
1188    //protected
1189    void Brick::assembleIntegrate(vector<double>& integrals, escript::Data& arg) const
1190    {
1191        const dim_t numComp = arg.getDataPointSize();
1192        const double h0 = m_l0/m_gNE0;
1193        const double h1 = m_l1/m_gNE1;
1194        const double h2 = m_l2/m_gNE2;
1195        const index_t left = (m_offset0==0 ? 0 : 1);
1196        const index_t bottom = (m_offset1==0 ? 0 : 1);
1197        const index_t front = (m_offset2==0 ? 0 : 1);
1198        if (arg.getFunctionSpace().getTypeCode() == Elements) {
1199            const double w_0 = h0*h1*h2/8.;
1200    #pragma omp parallel
1201            {
1202                vector<double> int_local(numComp, 0);
1203    #pragma omp for nowait
1204                for (index_t k2 = front; k2 < front+m_ownNE2; ++k2) {
1205                    for (index_t k1 = bottom; k1 < bottom+m_ownNE1; ++k1) {
1206                        for (index_t k0 = left; k0 < left+m_ownNE0; ++k0) {
1207                            const double* f = arg.getSampleDataRO(INDEX3(k0, k1, k2, m_NE0, m_NE1));
1208                            for (index_t i=0; i < numComp; ++i) {
1209                                const double f_0 = f[INDEX2(i,0,numComp)];
1210                                const double f_1 = f[INDEX2(i,1,numComp)];
1211                                const double f_2 = f[INDEX2(i,2,numComp)];
1212                                const double f_3 = f[INDEX2(i,3,numComp)];
1213                                const double f_4 = f[INDEX2(i,4,numComp)];
1214                                const double f_5 = f[INDEX2(i,5,numComp)];
1215                                const double f_6 = f[INDEX2(i,6,numComp)];
1216                                const double f_7 = f[INDEX2(i,7,numComp)];
1217                                int_local[i]+=(f_0+f_1+f_2+f_3+f_4+f_5+f_6+f_7)*w_0;
1218                            }  // end of component loop i
1219                        } // end of k0 loop
1220                    } // end of k1 loop
1221                } // end of k2 loop
1222    
1223    #pragma omp critical
1224                for (index_t i=0; i<numComp; i++)
1225                    integrals[i]+=int_local[i];
1226            } // end of parallel section
1227        } else if (arg.getFunctionSpace().getTypeCode() == ReducedElements) {
1228            const double w_0 = h0*h1*h2;
1229    #pragma omp parallel
1230            {
1231                vector<double> int_local(numComp, 0);
1232    #pragma omp for nowait
1233                for (index_t k2 = front; k2 < front+m_ownNE2; ++k2) {
1234                    for (index_t k1 = bottom; k1 < bottom+m_ownNE1; ++k1) {
1235                        for (index_t k0 = left; k0 < left+m_ownNE0; ++k0) {
1236                            const double* f = arg.getSampleDataRO(INDEX3(k0, k1, k2, m_NE0, m_NE1));
1237                            for (index_t i=0; i < numComp; ++i) {
1238                                int_local[i]+=f[i]*w_0;
1239                            }  // end of component loop i
1240                        } // end of k0 loop
1241                    } // end of k1 loop
1242                } // end of k2 loop
1243    
1244    #pragma omp critical
1245                for (index_t i=0; i<numComp; i++)
1246                    integrals[i]+=int_local[i];
1247            } // end of parallel section
1248        } else if (arg.getFunctionSpace().getTypeCode() == FaceElements) {
1249            const double w_0 = h1*h2/4.;
1250            const double w_1 = h0*h2/4.;
1251            const double w_2 = h0*h1/4.;
1252    #pragma omp parallel
1253            {
1254                vector<double> int_local(numComp, 0);
1255                if (m_faceOffset[0] > -1) {
1256    #pragma omp for nowait
1257                    for (index_t k2 = front; k2 < front+m_ownNE2; ++k2) {
1258                        for (index_t k1 = bottom; k1 < bottom+m_ownNE1; ++k1) {
1259                            const double* f = arg.getSampleDataRO(m_faceOffset[0]+INDEX2(k1,k2,m_NE1));
1260                            for (index_t i=0; i < numComp; ++i) {
1261                                const double f_0 = f[INDEX2(i,0,numComp)];
1262                                const double f_1 = f[INDEX2(i,1,numComp)];
1263                                const double f_2 = f[INDEX2(i,2,numComp)];
1264                                const double f_3 = f[INDEX2(i,3,numComp)];
1265                                int_local[i]+=(f_0+f_1+f_2+f_3)*w_0;
1266                            }  // end of component loop i
1267                        } // end of k1 loop
1268                    } // end of k2 loop
1269                }
1270    
1271                if (m_faceOffset[1] > -1) {
1272    #pragma omp for nowait
1273                    for (index_t k2 = front; k2 < front+m_ownNE2; ++k2) {
1274                        for (index_t k1 = bottom; k1 < bottom+m_ownNE1; ++k1) {
1275                            const double* f = arg.getSampleDataRO(m_faceOffset[1]+INDEX2(k1,k2,m_NE1));
1276                            for (index_t i=0; i < numComp; ++i) {
1277                                const double f_0 = f[INDEX2(i,0,numComp)];
1278                                const double f_1 = f[INDEX2(i,1,numComp)];
1279                                const double f_2 = f[INDEX2(i,2,numComp)];
1280                                const double f_3 = f[INDEX2(i,3,numComp)];
1281                                int_local[i]+=(f_0+f_1+f_2+f_3)*w_0;
1282                            }  // end of component loop i
1283                        } // end of k1 loop
1284                    } // end of k2 loop
1285                }
1286    
1287                if (m_faceOffset[2] > -1) {
1288    #pragma omp for nowait
1289                    for (index_t k2 = front; k2 < front+m_ownNE2; ++k2) {
1290                        for (index_t k0 = left; k0 < left+m_ownNE0; ++k0) {
1291                            const double* f = arg.getSampleDataRO(m_faceOffset[2]+INDEX2(k0,k2,m_NE0));
1292                            for (index_t i=0; i < numComp; ++i) {
1293                                const double f_0 = f[INDEX2(i,0,numComp)];
1294                                const double f_1 = f[INDEX2(i,1,numComp)];
1295                                const double f_2 = f[INDEX2(i,2,numComp)];
1296                                const double f_3 = f[INDEX2(i,3,numComp)];
1297                                int_local[i]+=(f_0+f_1+f_2+f_3)*w_1;
1298                            }  // end of component loop i
1299                        } // end of k1 loop
1300                    } // end of k2 loop
1301                }
1302    
1303                if (m_faceOffset[3] > -1) {
1304    #pragma omp for nowait
1305                    for (index_t k2 = front; k2 < front+m_ownNE2; ++k2) {
1306                        for (index_t k0 = left; k0 < left+m_ownNE0; ++k0) {
1307                            const double* f = arg.getSampleDataRO(m_faceOffset[3]+INDEX2(k0,k2,m_NE0));
1308                            for (index_t i=0; i < numComp; ++i) {
1309                                const double f_0 = f[INDEX2(i,0,numComp)];
1310                                const double f_1 = f[INDEX2(i,1,numComp)];
1311                                const double f_2 = f[INDEX2(i,2,numComp)];
1312                                const double f_3 = f[INDEX2(i,3,numComp)];
1313                                int_local[i]+=(f_0+f_1+f_2+f_3)*w_1;
1314                            }  // end of component loop i
1315                        } // end of k1 loop
1316                    } // end of k2 loop
1317                }
1318    
1319                if (m_faceOffset[4] > -1) {
1320    #pragma omp for nowait
1321                    for (index_t k1 = bottom; k1 < bottom+m_ownNE1; ++k1) {
1322                        for (index_t k0 = left; k0 < left+m_ownNE0; ++k0) {
1323                            const double* f = arg.getSampleDataRO(m_faceOffset[4]+INDEX2(k0,k1,m_NE0));
1324                            for (index_t i=0; i < numComp; ++i) {
1325                                const double f_0 = f[INDEX2(i,0,numComp)];
1326                                const double f_1 = f[INDEX2(i,1,numComp)];
1327                                const double f_2 = f[INDEX2(i,2,numComp)];
1328                                const double f_3 = f[INDEX2(i,3,numComp)];
1329                                int_local[i]+=(f_0+f_1+f_2+f_3)*w_2;
1330                            }  // end of component loop i
1331                        } // end of k1 loop
1332                    } // end of k2 loop
1333                }
1334    
1335                if (m_faceOffset[5] > -1) {
1336    #pragma omp for nowait
1337                    for (index_t k1 = bottom; k1 < bottom+m_ownNE1; ++k1) {
1338                        for (index_t k0 = left; k0 < left+m_ownNE0; ++k0) {
1339                            const double* f = arg.getSampleDataRO(m_faceOffset[5]+INDEX2(k0,k1,m_NE0));
1340                            for (index_t i=0; i < numComp; ++i) {
1341                                const double f_0 = f[INDEX2(i,0,numComp)];
1342                                const double f_1 = f[INDEX2(i,1,numComp)];
1343                                const double f_2 = f[INDEX2(i,2,numComp)];
1344                                const double f_3 = f[INDEX2(i,3,numComp)];
1345                                int_local[i]+=(f_0+f_1+f_2+f_3)*w_2;
1346                            }  // end of component loop i
1347                        } // end of k1 loop
1348                    } // end of k2 loop
1349                }
1350    
1351    #pragma omp critical
1352                for (index_t i=0; i<numComp; i++)
1353                    integrals[i]+=int_local[i];
1354            } // end of parallel section
1355    
1356        } else if (arg.getFunctionSpace().getTypeCode() == ReducedFaceElements) {
1357            const double w_0 = h1*h2;
1358            const double w_1 = h0*h2;
1359            const double w_2 = h0*h1;
1360    #pragma omp parallel
1361            {
1362                vector<double> int_local(numComp, 0);
1363                if (m_faceOffset[0] > -1) {
1364    #pragma omp for nowait
1365                    for (index_t k2 = front; k2 < front+m_ownNE2; ++k2) {
1366                        for (index_t k1 = bottom; k1 < bottom+m_ownNE1; ++k1) {
1367                            const double* f = arg.getSampleDataRO(m_faceOffset[0]+INDEX2(k1,k2,m_NE1));
1368                            for (index_t i=0; i < numComp; ++i) {
1369                                int_local[i]+=f[i]*w_0;
1370                            }  // end of component loop i
1371                        } // end of k1 loop
1372                    } // end of k2 loop
1373                }
1374    
1375                if (m_faceOffset[1] > -1) {
1376    #pragma omp for nowait
1377                    for (index_t k2 = front; k2 < front+m_ownNE2; ++k2) {
1378                        for (index_t k1 = bottom; k1 < bottom+m_ownNE1; ++k1) {
1379                            const double* f = arg.getSampleDataRO(m_faceOffset[1]+INDEX2(k1,k2,m_NE1));
1380                            for (index_t i=0; i < numComp; ++i) {
1381                                int_local[i]+=f[i]*w_0;
1382                            }  // end of component loop i
1383                        } // end of k1 loop
1384                    } // end of k2 loop
1385                }
1386    
1387                if (m_faceOffset[2] > -1) {
1388    #pragma omp for nowait
1389                    for (index_t k2 = front; k2 < front+m_ownNE2; ++k2) {
1390                        for (index_t k0 = left; k0 < left+m_ownNE0; ++k0) {
1391                            const double* f = arg.getSampleDataRO(m_faceOffset[2]+INDEX2(k0,k2,m_NE0));
1392                            for (index_t i=0; i < numComp; ++i) {
1393                                int_local[i]+=f[i]*w_1;
1394                            }  // end of component loop i
1395                        } // end of k1 loop
1396                    } // end of k2 loop
1397                }
1398    
1399                if (m_faceOffset[3] > -1) {
1400    #pragma omp for nowait
1401                    for (index_t k2 = front; k2 < front+m_ownNE2; ++k2) {
1402                        for (index_t k0 = left; k0 < left+m_ownNE0; ++k0) {
1403                            const double* f = arg.getSampleDataRO(m_faceOffset[3]+INDEX2(k0,k2,m_NE0));
1404                            for (index_t i=0; i < numComp; ++i) {
1405                                int_local[i]+=f[i]*w_1;
1406                            }  // end of component loop i
1407                        } // end of k1 loop
1408                    } // end of k2 loop
1409                }
1410    
1411                if (m_faceOffset[4] > -1) {
1412    #pragma omp for nowait
1413                    for (index_t k1 = bottom; k1 < bottom+m_ownNE1; ++k1) {
1414                        for (index_t k0 = left; k0 < left+m_ownNE0; ++k0) {
1415                            const double* f = arg.getSampleDataRO(m_faceOffset[4]+INDEX2(k0,k1,m_NE0));
1416                            for (index_t i=0; i < numComp; ++i) {
1417                                int_local[i]+=f[i]*w_2;
1418                            }  // end of component loop i
1419                        } // end of k1 loop
1420                    } // end of k2 loop
1421                }
1422    
1423                if (m_faceOffset[5] > -1) {
1424    #pragma omp for nowait
1425                    for (index_t k1 = bottom; k1 < bottom+m_ownNE1; ++k1) {
1426                        for (index_t k0 = left; k0 < left+m_ownNE0; ++k0) {
1427                            const double* f = arg.getSampleDataRO(m_faceOffset[5]+INDEX2(k0,k1,m_NE0));
1428                            for (index_t i=0; i < numComp; ++i) {
1429                                int_local[i]+=f[i]*w_2;
1430                            }  // end of component loop i
1431                        } // end of k1 loop
1432                    } // end of k2 loop
1433                }
1434    
1435    #pragma omp critical
1436                for (index_t i=0; i<numComp; i++)
1437                    integrals[i]+=int_local[i];
1438            } // end of parallel section
1439    
1440        }
1441    }
1442    
1443    //protected
1444    dim_t Brick::insertNeighbourNodes(IndexVector& index, index_t node) const
1445    {
1446        const dim_t nDOF0 = (m_gNE0+1)/m_NX;
1447        const dim_t nDOF1 = (m_gNE1+1)/m_NY;
1448        const dim_t nDOF2 = (m_gNE2+1)/m_NZ;
1449        const int x=node%nDOF0;
1450        const int y=node%(nDOF0*nDOF1)/nDOF0;
1451        const int z=node/(nDOF0*nDOF1);
1452        int num=0;
1453        // loop through potential neighbours and add to index if positions are
1454        // within bounds
1455        for (int i2=-1; i2<2; i2++) {
1456            for (int i1=-1; i1<2; i1++) {
1457                for (int i0=-1; i0<2; i0++) {
1458                    // skip node itself
1459                    if (i0==0 && i1==0 && i2==0)
1460                        continue;
1461                    // location of neighbour node
1462                    const int nx=x+i0;
1463                    const int ny=y+i1;
1464                    const int nz=z+i2;
1465                    if (nx>=0 && ny>=0 && nz>=0
1466                            && nx<nDOF0 && ny<nDOF1 && nz<nDOF2) {
1467                        index.push_back(nz*nDOF0*nDOF1+ny*nDOF0+nx);
1468                        num++;
1469                    }
1470                }
1471            }
1472        }
1473    
1474        return num;
1475    }
1476    
1477    //protected
1478    void Brick::nodesToDOF(escript::Data& out, escript::Data& in) const
1479    {
1480        const dim_t numComp = in.getDataPointSize();
1481        out.requireWrite();
1482    
1483        const index_t left = (m_offset0==0 ? 0 : 1);
1484        const index_t bottom = (m_offset1==0 ? 0 : 1);
1485        const index_t front = (m_offset2==0 ? 0 : 1);
1486        const dim_t nDOF0 = (m_gNE0+1)/m_NX;
1487        const dim_t nDOF1 = (m_gNE1+1)/m_NY;
1488        const dim_t nDOF2 = (m_gNE2+1)/m_NZ;
1489    #pragma omp parallel for
1490        for (index_t i=0; i<nDOF2; i++) {
1491            for (index_t j=0; j<nDOF1; j++) {
1492                for (index_t k=0; k<nDOF0; k++) {
1493                    const index_t n=k+left+(j+bottom)*m_N0+(i+front)*m_N0*m_N1;
1494                    const double* src=in.getSampleDataRO(n);
1495                    copy(src, src+numComp, out.getSampleDataRW(k+j*nDOF0+i*nDOF0*nDOF1));
1496                }
1497            }
1498        }
1499    }
1500    
1501    //protected
1502    void Brick::dofToNodes(escript::Data& out, escript::Data& in) const
1503    {
1504        const dim_t numComp = in.getDataPointSize();
1505        Paso_Coupler* coupler = Paso_Coupler_alloc(m_connector, numComp);
1506        in.requireWrite();
1507        Paso_Coupler_startCollect(coupler, in.getSampleDataRW(0));
1508    
1509        const dim_t numDOF = getNumDOF();
1510        out.requireWrite();
1511        const double* buffer = Paso_Coupler_finishCollect(coupler);
1512    
1513    #pragma omp parallel for
1514        for (index_t i=0; i<getNumNodes(); i++) {
1515            const double* src=(m_dofMap[i]<numDOF ?
1516                    in.getSampleDataRO(m_dofMap[i])
1517                    : &buffer[(m_dofMap[i]-numDOF)*numComp]);
1518            copy(src, src+numComp, out.getSampleDataRW(i));
1519        }
1520    }
1521    
1522  //private  //private
1523  void Brick::populateSampleIds()  void Brick::populateSampleIds()
1524  {  {
1525      // identifiers are ordered from left to right, bottom to top, front to back      // identifiers are ordered from left to right, bottom to top, front to back
1526      // on each rank, except for the shared nodes which are owned by the rank      // globally
     // below / to the left / to the front of the current rank  
1527    
1528      // build node distribution vector first.      // build node distribution vector first.
     // m_nodeDistribution[i] is the first node id on rank i, that is  
1529      // rank i owns m_nodeDistribution[i+1]-nodeDistribution[i] nodes      // rank i owns m_nodeDistribution[i+1]-nodeDistribution[i] nodes
1530      m_nodeDistribution.assign(m_mpiInfo->size+1, 0);      m_nodeDistribution.assign(m_mpiInfo->size+1, 0);
1531      m_nodeDistribution[1]=getNumNodes();      const dim_t numDOF=getNumDOF();
1532      for (dim_t k=1; k<m_mpiInfo->size-1; k++) {      for (dim_t k=1; k<m_mpiInfo->size; k++) {
1533          const index_t x = k%m_NX;          m_nodeDistribution[k]=k*numDOF;
         const index_t y = k%(m_NX*m_NY)/m_NX;  
         const index_t z = k/(m_NX*m_NY);  
         index_t numNodes=getNumNodes();  
         if (x>0)  
             numNodes-=m_N1*m_N2;  
         if (y>0)  
             numNodes-=m_N0*m_N2;  
         if (z>0)  
             numNodes-=m_N0*m_N1;  
         // if an edge was subtracted twice add it back  
         if (x>0 && y>0)  
             numNodes+=m_N2;  
         if (x>0 && z>0)  
             numNodes+=m_N1;  
         if (y>0 && z>0)  
             numNodes+=m_N0;  
         // the corner node was removed 3x and added back 3x, so subtract it  
         if (x>0 && y>0 && z>0)  
             numNodes--;  
         m_nodeDistribution[k+1]=m_nodeDistribution[k]+numNodes;  
1534      }      }
1535      m_nodeDistribution[m_mpiInfo->size]=getNumDataPointsGlobal();      m_nodeDistribution[m_mpiInfo->size]=getNumDataPointsGlobal();
   
1536      m_nodeId.resize(getNumNodes());      m_nodeId.resize(getNumNodes());
1537        m_dofId.resize(numDOF);
1538        m_elementId.resize(getNumElements());
1539        m_faceId.resize(getNumFaceElements());
1540    
1541    #pragma omp parallel
1542        {
1543    #pragma omp for nowait
1544            // nodes
1545            for (dim_t i2=0; i2<m_N2; i2++) {
1546                for (dim_t i1=0; i1<m_N1; i1++) {
1547                    for (dim_t i0=0; i0<m_N0; i0++) {
1548                        m_nodeId[i0+i1*m_N0+i2*m_N0*m_N1] =
1549                            (m_offset2+i2)*(m_gNE0+1)*(m_gNE1+1)
1550                            +(m_offset1+i1)*(m_gNE0+1)
1551                            +m_offset0+i0;
1552                    }
1553                }
1554            }
1555    
1556      // the bottom, left and front planes are not owned by this rank so the          // degrees of freedom
1557      // identifiers need to be computed accordingly  #pragma omp for nowait
1558            for (dim_t k=0; k<numDOF; k++)
1559                m_dofId[k] = m_nodeDistribution[m_mpiInfo->rank]+k;
1560    
1561            // elements
1562    #pragma omp for nowait
1563            for (dim_t i2=0; i2<m_NE2; i2++) {
1564                for (dim_t i1=0; i1<m_NE1; i1++) {
1565                    for (dim_t i0=0; i0<m_NE0; i0++) {
1566                        m_elementId[i0+i1*m_NE0+i2*m_NE0*m_NE1] =
1567                            (m_offset2+i2)*m_gNE0*m_gNE1
1568                            +(m_offset1+i1)*m_gNE0
1569                            +m_offset0+i0;
1570                    }
1571                }
1572            }
1573    
1574            // face elements
1575    #pragma omp for
1576            for (dim_t k=0; k<getNumFaceElements(); k++)
1577                m_faceId[k]=k;
1578        } // end parallel section
1579    
1580        m_nodeTags.assign(getNumNodes(), 0);
1581        updateTagsInUse(Nodes);
1582    
1583        m_elementTags.assign(getNumElements(), 0);
1584        updateTagsInUse(Elements);
1585    
1586        // generate face offset vector and set face tags
1587        const IndexVector facesPerEdge = getNumFacesPerBoundary();
1588        const index_t LEFT=1, RIGHT=2, BOTTOM=10, TOP=20, FRONT=100, BACK=200;
1589        const index_t faceTag[] = { LEFT, RIGHT, BOTTOM, TOP, FRONT, BACK };
1590        m_faceOffset.assign(facesPerEdge.size(), -1);
1591        m_faceTags.clear();
1592        index_t offset=0;
1593        for (size_t i=0; i<facesPerEdge.size(); i++) {
1594            if (facesPerEdge[i]>0) {
1595                m_faceOffset[i]=offset;
1596                offset+=facesPerEdge[i];
1597                m_faceTags.insert(m_faceTags.end(), facesPerEdge[i], faceTag[i]);
1598            }
1599        }
1600        setTagMap("left", LEFT);
1601        setTagMap("right", RIGHT);
1602        setTagMap("bottom", BOTTOM);
1603        setTagMap("top", TOP);
1604        setTagMap("front", FRONT);
1605        setTagMap("back", BACK);
1606        updateTagsInUse(FaceElements);
1607    }
1608    
1609    //private
1610    void Brick::createPattern()
1611    {
1612        const dim_t nDOF0 = (m_gNE0+1)/m_NX;
1613        const dim_t nDOF1 = (m_gNE1+1)/m_NY;
1614        const dim_t nDOF2 = (m_gNE2+1)/m_NZ;
1615      const index_t left = (m_offset0==0 ? 0 : 1);      const index_t left = (m_offset0==0 ? 0 : 1);
1616      const index_t bottom = (m_offset1==0 ? 0 : 1);      const index_t bottom = (m_offset1==0 ? 0 : 1);
1617      const index_t front = (m_offset2==0 ? 0 : 1);      const index_t front = (m_offset2==0 ? 0 : 1);
1618    
1619      // case 1: all nodes on left plane are owned by rank on the left      // populate node->DOF mapping with own degrees of freedom.
1620      if (left>0) {      // The rest is assigned in the loop further down
1621          const int neighbour=m_mpiInfo->rank-1;      m_dofMap.assign(getNumNodes(), 0);
         const index_t leftN0=(neighbour%m_NX == 0 ? m_N0 : m_N0-1);  
         const index_t leftN1=(neighbour%(m_NX*m_NY)/m_NX==0 ? m_N1 : m_N1-1);  
1622  #pragma omp parallel for  #pragma omp parallel for
1623          for (dim_t i2=front; i2<m_N2; i2++) {      for (index_t i=front; i<front+nDOF2; i++) {
1624              for (dim_t i1=bottom; i1<m_N1; i1++) {          for (index_t j=bottom; j<bottom+nDOF1; j++) {
1625                  m_nodeId[i1*m_N0+i2*m_N0*m_N1]=m_nodeDistribution[neighbour]              for (index_t k=left; k<left+nDOF0; k++) {
1626                      + (i1-bottom+1)*leftN0                  m_dofMap[i*m_N0*m_N1+j*m_N0+k]=(i-front)*nDOF0*nDOF1+(j-bottom)*nDOF0+k-left;
                     + (i2-front)*leftN0*leftN1 - 1;  
1627              }              }
1628          }          }
1629      }      }
1630      // case 2: all nodes on bottom plane are owned by rank below  
1631      if (bottom>0) {      // build list of shared components and neighbours by looping through
1632          const int neighbour=m_mpiInfo->rank-m_NX;      // all potential neighbouring ranks and checking if positions are
1633          const index_t bottomN0=(neighbour%m_NX == 0 ? m_N0 : m_N0-1);      // within bounds
1634          const index_t bottomN1=(neighbour%(m_NX*m_NY)/m_NX==0 ? m_N1 : m_N1-1);      const dim_t numDOF=nDOF0*nDOF1*nDOF2;
1635  #pragma omp parallel for      vector<IndexVector> colIndices(numDOF); // for the couple blocks
1636          for (dim_t i2=front; i2<m_N2; i2++) {      RankVector neighbour;
1637              for (dim_t i0=left; i0<m_N0; i0++) {      IndexVector offsetInShared(1,0);
1638                  m_nodeId[i0+i2*m_N0*m_N1]=m_nodeDistribution[neighbour]      IndexVector sendShared, recvShared;
1639                      + bottomN0*(bottomN1-1)      int numShared=0;
1640                      + (i2-front)*bottomN0*bottomN1 + i0-left;      const int x=m_mpiInfo->rank%m_NX;
1641        const int y=m_mpiInfo->rank%(m_NX*m_NY)/m_NX;
1642        const int z=m_mpiInfo->rank/(m_NX*m_NY);
1643        for (int i2=-1; i2<2; i2++) {
1644            for (int i1=-1; i1<2; i1++) {
1645                for (int i0=-1; i0<2; i0++) {
1646                    // skip this rank
1647                    if (i0==0 && i1==0 && i2==0)
1648                        continue;
1649                    // location of neighbour rank
1650                    const int nx=x+i0;
1651                    const int ny=y+i1;
1652                    const int nz=z+i2;
1653                    if (nx>=0 && ny>=0 && nz>=0 && nx<m_NX && ny<m_NY && nz<m_NZ) {
1654                        neighbour.push_back(nz*m_NX*m_NY+ny*m_NX+nx);
1655                        if (i0==0 && i1==0) {
1656                            // sharing front or back plane
1657                            offsetInShared.push_back(offsetInShared.back()+nDOF0*nDOF1);
1658                            for (dim_t i=0; i<nDOF1; i++) {
1659                                const int firstDOF=(i2==-1 ? i*nDOF0
1660                                        : i*nDOF0 + nDOF0*nDOF1*(nDOF2-1));
1661                                const int firstNode=(i2==-1 ? left+(i+bottom)*m_N0
1662                                        : left+(i+bottom)*m_N0+m_N0*m_N1*(m_N2-1));
1663                                for (dim_t j=0; j<nDOF0; j++, numShared++) {
1664                                    sendShared.push_back(firstDOF+j);
1665                                    recvShared.push_back(numDOF+numShared);
1666                                    if (j>0) {
1667                                        if (i>0)
1668                                            colIndices[firstDOF+j-1-nDOF0].push_back(numShared);
1669                                        colIndices[firstDOF+j-1].push_back(numShared);
1670                                        if (i<nDOF1-1)
1671                                            colIndices[firstDOF+j-1+nDOF0].push_back(numShared);
1672                                    }
1673                                    if (i>0)
1674                                        colIndices[firstDOF+j-nDOF0].push_back(numShared);
1675                                    colIndices[firstDOF+j].push_back(numShared);
1676                                    if (i<nDOF1-1)
1677                                        colIndices[firstDOF+j+nDOF0].push_back(numShared);
1678                                    if (j<nDOF0-1) {
1679                                        if (i>0)
1680                                            colIndices[firstDOF+j+1-nDOF0].push_back(numShared);
1681                                        colIndices[firstDOF+j+1].push_back(numShared);
1682                                        if (i<nDOF1-1)
1683                                            colIndices[firstDOF+j+1+nDOF0].push_back(numShared);
1684                                    }
1685                                    m_dofMap[firstNode+j]=numDOF+numShared;
1686                                }
1687                            }
1688                        } else if (i0==0 && i2==0) {
1689                            // sharing top or bottom plane
1690                            offsetInShared.push_back(offsetInShared.back()+nDOF0*nDOF2);
1691                            for (dim_t i=0; i<nDOF2; i++) {
1692                                const int firstDOF=(i1==-1 ? i*nDOF0*nDOF1
1693                                        : nDOF0*((i+1)*nDOF1-1));
1694                                const int firstNode=(i1==-1 ?
1695                                        left+(i+front)*m_N0*m_N1
1696                                        : left+m_N0*((i+1+front)*m_N1-1));
1697                                for (dim_t j=0; j<nDOF0; j++, numShared++) {
1698                                    sendShared.push_back(firstDOF+j);
1699                                    recvShared.push_back(numDOF+numShared);
1700                                    if (j>0) {
1701                                        if (i>0)
1702                                            colIndices[firstDOF+j-1-nDOF0*nDOF1].push_back(numShared);
1703                                        colIndices[firstDOF+j-1].push_back(numShared);
1704                                        if (i<nDOF2-1)
1705                                            colIndices[firstDOF+j-1+nDOF0*nDOF1].push_back(numShared);
1706                                    }
1707                                    if (i>0)
1708                                        colIndices[firstDOF+j-nDOF0*nDOF1].push_back(numShared);
1709                                    colIndices[firstDOF+j].push_back(numShared);
1710                                    if (i<nDOF2-1)
1711                                        colIndices[firstDOF+j+nDOF0*nDOF1].push_back(numShared);
1712                                    if (j<nDOF0-1) {
1713                                        if (i>0)
1714                                            colIndices[firstDOF+j+1-nDOF0*nDOF1].push_back(numShared);
1715                                        colIndices[firstDOF+j+1].push_back(numShared);
1716                                        if (i<nDOF2-1)
1717                                            colIndices[firstDOF+j+1+nDOF0*nDOF1].push_back(numShared);
1718                                    }
1719                                    m_dofMap[firstNode+j]=numDOF+numShared;
1720                                }
1721                            }
1722                        } else if (i1==0 && i2==0) {
1723                            // sharing left or right plane
1724                            offsetInShared.push_back(offsetInShared.back()+nDOF1*nDOF2);
1725                            for (dim_t i=0; i<nDOF2; i++) {
1726                                const int firstDOF=(i0==-1 ? i*nDOF0*nDOF1
1727                                        : nDOF0*(1+i*nDOF1)-1);
1728                                const int firstNode=(i0==-1 ?
1729                                        (bottom+(i+front)*m_N1)*m_N0
1730                                        : (bottom+1+(i+front)*m_N1)*m_N0-1);
1731                                for (dim_t j=0; j<nDOF1; j++, numShared++) {
1732                                    sendShared.push_back(firstDOF+j*nDOF0);
1733                                    recvShared.push_back(numDOF+numShared);
1734                                    if (j>0) {
1735                                        if (i>0)
1736                                            colIndices[firstDOF+(j-1)*nDOF0-nDOF0*nDOF1].push_back(numShared);
1737                                        colIndices[firstDOF+(j-1)*nDOF0].push_back(numShared);
1738                                        if (i<nDOF2-1)
1739                                            colIndices[firstDOF+(j-1)*nDOF0+nDOF0*nDOF1].push_back(numShared);
1740                                    }
1741                                    if (i>0)
1742                                        colIndices[firstDOF+j*nDOF0-nDOF0*nDOF1].push_back(numShared);
1743                                    colIndices[firstDOF+j*nDOF0].push_back(numShared);
1744                                    if (i<nDOF2-1)
1745                                        colIndices[firstDOF+j*nDOF0+nDOF0*nDOF1].push_back(numShared);
1746                                    if (j<nDOF1-1) {
1747                                        if (i>0)
1748                                            colIndices[firstDOF+(j+1)*nDOF0-nDOF0*nDOF1].push_back(numShared);
1749                                        colIndices[firstDOF+(j+1)*nDOF0].push_back(numShared);
1750                                        if (i<nDOF2-1)
1751                                            colIndices[firstDOF+(j+1)*nDOF0+nDOF0*nDOF1].push_back(numShared);
1752                                    }
1753                                    m_dofMap[firstNode+j*m_N0]=numDOF+numShared;
1754                                }
1755                            }
1756                        } else if (i0==0) {
1757                            // sharing an edge in x direction
1758                            offsetInShared.push_back(offsetInShared.back()+nDOF0);
1759                            const int firstDOF=(i1+1)/2*nDOF0*(nDOF1-1)
1760                                               +(i2+1)/2*nDOF0*nDOF1*(nDOF2-1);
1761                            const int firstNode=(i1+1)/2*m_N0*(m_N1-1)
1762                                                +(i2+1)/2*m_N0*m_N1*(m_N2-1);
1763                            for (dim_t i=0; i<nDOF0; i++, numShared++) {
1764                                sendShared.push_back(firstDOF+i);
1765                                recvShared.push_back(numDOF+numShared);
1766                                if (i>0)
1767                                    colIndices[firstDOF+i-1].push_back(numShared);
1768                                colIndices[firstDOF+i].push_back(numShared);
1769                                if (i<nDOF0-1)
1770                                    colIndices[firstDOF+i+1].push_back(numShared);
1771                                m_dofMap[firstNode+i]=numDOF+numShared;
1772                            }
1773                        } else if (i1==0) {
1774                            // sharing an edge in y direction
1775                            offsetInShared.push_back(offsetInShared.back()+nDOF1);
1776                            const int firstDOF=(i0+1)/2*(nDOF0-1)
1777                                               +(i2+1)/2*nDOF0*nDOF1*(nDOF2-1);
1778                            const int firstNode=(i0+1)/2*(m_N0-1)
1779                                                +(i2+1)/2*m_N0*m_N1*(m_N2-1);
1780                            for (dim_t i=0; i<nDOF1; i++, numShared++) {
1781                                sendShared.push_back(firstDOF+i*nDOF0);
1782                                recvShared.push_back(numDOF+numShared);
1783                                if (i>0)
1784                                    colIndices[firstDOF+(i-1)*nDOF0].push_back(numShared);
1785                                colIndices[firstDOF+i*nDOF0].push_back(numShared);
1786                                if (i<nDOF1-1)
1787                                    colIndices[firstDOF+(i+1)*nDOF0].push_back(numShared);
1788                                m_dofMap[firstNode+i*m_N0]=numDOF+numShared;
1789                            }
1790                        } else if (i2==0) {
1791                            // sharing an edge in z direction
1792                            offsetInShared.push_back(offsetInShared.back()+nDOF2);
1793                            const int firstDOF=(i0+1)/2*(nDOF0-1)
1794                                               +(i1+1)/2*nDOF0*(nDOF1-1);
1795                            const int firstNode=(i0+1)/2*(m_N0-1)
1796                                                +(i1+1)/2*m_N0*(m_N1-1);
1797                            for (dim_t i=0; i<nDOF2; i++, numShared++) {
1798                                sendShared.push_back(firstDOF+i*nDOF0*nDOF1);
1799                                recvShared.push_back(numDOF+numShared);
1800                                if (i>0)
1801                                    colIndices[firstDOF+(i-1)*nDOF0*nDOF1].push_back(numShared);
1802                                colIndices[firstDOF+i*nDOF0*nDOF1].push_back(numShared);
1803                                if (i<nDOF2-1)
1804                                    colIndices[firstDOF+(i+1)*nDOF0*nDOF1].push_back(numShared);
1805                                m_dofMap[firstNode+i*m_N0*m_N1]=numDOF+numShared;
1806                            }
1807                        } else {
1808                            // sharing a node
1809                            const int dof=(i0+1)/2*(nDOF0-1)
1810                                          +(i1+1)/2*nDOF0*(nDOF1-1)
1811                                          +(i2+1)/2*nDOF0*nDOF1*(nDOF2-1);
1812                            const int node=(i0+1)/2*(m_N0-1)
1813                                           +(i1+1)/2*m_N0*(m_N1-1)
1814                                           +(i2+1)/2*m_N0*m_N1*(m_N2-1);
1815                            offsetInShared.push_back(offsetInShared.back()+1);
1816                            sendShared.push_back(dof);
1817                            recvShared.push_back(numDOF+numShared);
1818                            colIndices[dof].push_back(numShared);
1819                            m_dofMap[node]=numDOF+numShared;
1820                            ++numShared;
1821                        }
1822                    }
1823              }              }
1824          }          }
1825      }      }
1826      // case 3: all nodes on front plane are owned by rank in front  
1827      if (front>0) {      // create connector
1828          const int neighbour=m_mpiInfo->rank-m_NX*m_NY;      Paso_SharedComponents *snd_shcomp = Paso_SharedComponents_alloc(
1829          const index_t N0=(neighbour%m_NX == 0 ? m_N0 : m_N0-1);              numDOF, neighbour.size(), &neighbour[0], &sendShared[0],
1830          const index_t N1=(neighbour%(m_NX*m_NY)/m_NX==0 ? m_N1 : m_N1-1);              &offsetInShared[0], 1, 0, m_mpiInfo);
1831          const index_t N2=(neighbour/(m_NX*m_NY)==0 ? m_N2 : m_N2-1);      Paso_SharedComponents *rcv_shcomp = Paso_SharedComponents_alloc(
1832  #pragma omp parallel for              numDOF, neighbour.size(), &neighbour[0], &recvShared[0],
1833          for (dim_t i1=bottom; i1<m_N1; i1++) {              &offsetInShared[0], 1, 0, m_mpiInfo);
1834              for (dim_t i0=left; i0<m_N0; i0++) {      m_connector = Paso_Connector_alloc(snd_shcomp, rcv_shcomp);
1835                  m_nodeId[i0+i1*m_N0]=m_nodeDistribution[neighbour]      Paso_SharedComponents_free(snd_shcomp);
1836                      + N0*N1*(N2-1)+(i1-bottom)*N0 + i0-left;      Paso_SharedComponents_free(rcv_shcomp);
1837              }  
1838          }      // create main and couple blocks
1839        Paso_Pattern *mainPattern = createMainPattern();
1840        Paso_Pattern *colPattern, *rowPattern;
1841        createCouplePatterns(colIndices, numShared, &colPattern, &rowPattern);
1842    
1843        // allocate paso distribution
1844        Paso_Distribution* distribution = Paso_Distribution_alloc(m_mpiInfo,
1845                const_cast<index_t*>(&m_nodeDistribution[0]), 1, 0);
1846    
1847        // finally create the system matrix
1848        m_pattern = Paso_SystemMatrixPattern_alloc(MATRIX_FORMAT_DEFAULT,
1849                distribution, distribution, mainPattern, colPattern, rowPattern,
1850                m_connector, m_connector);
1851    
1852        Paso_Distribution_free(distribution);
1853    
1854        // useful debug output
1855        /*
1856        cout << "--- rcv_shcomp ---" << endl;
1857        cout << "numDOF=" << numDOF << ", numNeighbors=" << neighbour.size() << endl;
1858        for (size_t i=0; i<neighbour.size(); i++) {
1859            cout << "neighbor[" << i << "]=" << neighbour[i]
1860                << " offsetInShared[" << i+1 << "]=" << offsetInShared[i+1] << endl;
1861      }      }
1862      // case 4: nodes on front bottom edge are owned by the corresponding rank      for (size_t i=0; i<recvShared.size(); i++) {
1863      if (front>0 && bottom>0) {          cout << "shared[" << i << "]=" << recvShared[i] << endl;
         const int neighbour=m_mpiInfo->rank-m_NX*(m_NY+1);  
         const index_t N0=(neighbour%m_NX == 0 ? m_N0 : m_N0-1);  
         const index_t N1=(neighbour%(m_NX*m_NY)/m_NX==0 ? m_N1 : m_N1-1);  
         const index_t N2=(neighbour/(m_NX*m_NY)==0 ? m_N2 : m_N2-1);  
 #pragma omp parallel for  
         for (dim_t i0=left; i0<m_N0; i0++) {  
             m_nodeId[i0]=m_nodeDistribution[neighbour]  
                 + N0*N1*(N2-1)+(N1-1)*N0 + i0-left;  
         }  
1864      }      }
1865      // case 5: nodes on left bottom edge are owned by the corresponding rank      cout << "--- snd_shcomp ---" << endl;
1866      if (left>0 && bottom>0) {      for (size_t i=0; i<sendShared.size(); i++) {
1867          const int neighbour=m_mpiInfo->rank-m_NX-1;          cout << "shared[" << i << "]=" << sendShared[i] << endl;
         const index_t N0=(neighbour%m_NX == 0 ? m_N0 : m_N0-1);  
         const index_t N1=(neighbour%(m_NX*m_NY)/m_NX==0 ? m_N1 : m_N1-1);  
 #pragma omp parallel for  
         for (dim_t i2=front; i2<m_N2; i2++) {  
             m_nodeId[i2*m_N0*m_N1]=m_nodeDistribution[neighbour]  
                 + (1+i2-front)*N0*N1-1;  
         }  
1868      }      }
1869      // case 6: nodes on left front edge are owned by the corresponding rank      cout << "--- dofMap ---" << endl;
1870      if (left>0 && front>0) {      for (size_t i=0; i<m_dofMap.size(); i++) {
1871          const int neighbour=m_mpiInfo->rank-m_NX*m_NY-1;          cout << "m_dofMap[" << i << "]=" << m_dofMap[i] << endl;
1872          const index_t N0=(neighbour%m_NX == 0 ? m_N0 : m_N0-1);      }
1873          const index_t N1=(neighbour%(m_NX*m_NY)/m_NX==0 ? m_N1 : m_N1-1);      cout << "--- colIndices ---" << endl;
1874          const index_t N2=(neighbour/(m_NX*m_NY)==0 ? m_N2 : m_N2-1);      for (size_t i=0; i<colIndices.size(); i++) {
1875  #pragma omp parallel for          cout << "colIndices[" << i << "].size()=" << colIndices[i].size() << endl;
         for (dim_t i1=bottom; i1<m_N1; i1++) {  
             m_nodeId[i1*m_N0]=m_nodeDistribution[neighbour]  
                 + N0*N1*(N2-1)+N0-1+(i1-bottom)*N0;  
         }  
     }  
     // case 7: bottom-left-front corner node owned by corresponding rank  
     if (left>0 && bottom>0 && front>0) {  
         const int neighbour=m_mpiInfo->rank-m_NX*(m_NY+1)-1;  
         const index_t N0=(neighbour%m_NX == 0 ? m_N0 : m_N0-1);  
         const index_t N1=(neighbour%(m_NX*m_NY)/m_NX==0 ? m_N1 : m_N1-1);  
         const index_t N2=(neighbour/(m_NX*m_NY) == 0 ? m_N2 : m_N2-1);  
         m_nodeId[0]=m_nodeDistribution[neighbour]+N0*N1*N2-1;  
1876      }      }
1877        */
1878    
1879      // the rest of the id's are contiguous      /*
1880      const index_t firstId=m_nodeDistribution[m_mpiInfo->rank];      cout << "--- main_pattern ---" << endl;
1881  #pragma omp parallel for      cout << "M=" << mainPattern->numOutput << ", N=" << mainPattern->numInput << endl;
1882      for (dim_t i2=front; i2<m_N2; i2++) {      for (size_t i=0; i<mainPattern->numOutput+1; i++) {
1883          for (dim_t i1=bottom; i1<m_N1; i1++) {          cout << "ptr[" << i << "]=" << mainPattern->ptr[i] << endl;
1884              for (dim_t i0=left; i0<m_N0; i0++) {      }
1885                  m_nodeId[i0+i1*m_N0+i2*m_N0*m_N1] = firstId+i0-left      for (size_t i=0; i<mainPattern->ptr[mainPattern->numOutput]; i++) {
1886                      +(i1-bottom)*(m_N0-left)          cout << "index[" << i << "]=" << mainPattern->index[i] << endl;
1887                      +(i2-front)*(m_N0-left)*(m_N1-bottom);      }
1888        */
1889    
1890        /*
1891        cout << "--- colCouple_pattern ---" << endl;
1892        cout << "M=" << colPattern->numOutput << ", N=" << colPattern->numInput << endl;
1893        for (size_t i=0; i<colPattern->numOutput+1; i++) {
1894            cout << "ptr[" << i << "]=" << colPattern->ptr[i] << endl;
1895        }
1896        for (size_t i=0; i<colPattern->ptr[colPattern->numOutput]; i++) {
1897            cout << "index[" << i << "]=" << colPattern->index[i] << endl;
1898        }
1899        */
1900    
1901        /*
1902        cout << "--- rowCouple_pattern ---" << endl;
1903        cout << "M=" << rowPattern->numOutput << ", N=" << rowPattern->numInput << endl;
1904        for (size_t i=0; i<rowPattern->numOutput+1; i++) {
1905            cout << "ptr[" << i << "]=" << rowPattern->ptr[i] << endl;
1906        }
1907        for (size_t i=0; i<rowPattern->ptr[rowPattern->numOutput]; i++) {
1908            cout << "index[" << i << "]=" << rowPattern->index[i] << endl;
1909        }
1910        */
1911    
1912        Paso_Pattern_free(mainPattern);
1913        Paso_Pattern_free(colPattern);
1914        Paso_Pattern_free(rowPattern);
1915    }
1916    
1917    //private
1918    void Brick::addToMatrixAndRHS(Paso_SystemMatrix* S, escript::Data& F,
1919             const vector<double>& EM_S, const vector<double>& EM_F, bool addS,
1920             bool addF, index_t firstNode, dim_t nEq, dim_t nComp) const
1921    {
1922        IndexVector rowIndex;
1923        rowIndex.push_back(m_dofMap[firstNode]);
1924        rowIndex.push_back(m_dofMap[firstNode+1]);
1925        rowIndex.push_back(m_dofMap[firstNode+m_N0]);
1926        rowIndex.push_back(m_dofMap[firstNode+m_N0+1]);
1927        rowIndex.push_back(m_dofMap[firstNode+m_N0*m_N1]);
1928        rowIndex.push_back(m_dofMap[firstNode+m_N0*m_N1+1]);
1929        rowIndex.push_back(m_dofMap[firstNode+m_N0*(m_N1+1)]);
1930        rowIndex.push_back(m_dofMap[firstNode+m_N0*(m_N1+1)+1]);
1931        if (addF) {
1932            double *F_p=F.getSampleDataRW(0);
1933            for (index_t i=0; i<rowIndex.size(); i++) {
1934                if (rowIndex[i]<getNumDOF()) {
1935                    for (index_t eq=0; eq<nEq; eq++) {
1936                        F_p[INDEX2(eq, rowIndex[i], nEq)]+=EM_F[INDEX2(eq,i,nEq)];
1937                    }
1938              }              }
1939          }          }
1940      }      }
1941        if (addS) {
1942            addToSystemMatrix(S, rowIndex, nEq, rowIndex, nComp, EM_S);
1943        }
1944    }
1945    
1946      // elements  //protected
1947      m_elementId.resize(getNumElements());  void Brick::interpolateNodesOnElements(escript::Data& out, escript::Data& in,
1948                                           bool reduced) const
1949    {
1950        const dim_t numComp = in.getDataPointSize();
1951        if (reduced) {
1952            out.requireWrite();
1953            const double c0 = .125;
1954    #pragma omp parallel for
1955            for (index_t k2=0; k2 < m_NE2; ++k2) {
1956                for (index_t k1=0; k1 < m_NE1; ++k1) {
1957                    for (index_t k0=0; k0 < m_NE0; ++k0) {
1958                        const double* f_000 = in.getSampleDataRO(INDEX3(k0,k1,k2, m_N0,m_N1));
1959                        const double* f_001 = in.getSampleDataRO(INDEX3(k0,k1,k2+1, m_N0,m_N1));
1960                        const double* f_101 = in.getSampleDataRO(INDEX3(k0+1,k1,k2+1, m_N0,m_N1));
1961                        const double* f_011 = in.getSampleDataRO(INDEX3(k0,k1+1,k2+1, m_N0,m_N1));
1962                        const double* f_100 = in.getSampleDataRO(INDEX3(k0+1,k1,k2, m_N0,m_N1));
1963                        const double* f_110 = in.getSampleDataRO(INDEX3(k0+1,k1+1,k2, m_N0,m_N1));
1964                        const double* f_010 = in.getSampleDataRO(INDEX3(k0,k1+1,k2, m_N0,m_N1));
1965                        const double* f_111 = in.getSampleDataRO(INDEX3(k0+1,k1+1,k2+1, m_N0,m_N1));
1966                        double* o = out.getSampleDataRW(INDEX3(k0,k1,k2,m_NE0,m_NE1));
1967                        for (index_t i=0; i < numComp; ++i) {
1968                            o[INDEX2(i,numComp,0)] = c0*(f_000[i] + f_001[i] + f_010[i] + f_011[i] + f_100[i] + f_101[i] + f_110[i] + f_111[i]);
1969                        } // end of component loop i
1970                    } // end of k0 loop
1971                } // end of k1 loop
1972            } // end of k2 loop
1973        } else {
1974            out.requireWrite();
1975            const double c0 = .0094373878376559314545;
1976            const double c1 = .035220810900864519624;
1977            const double c2 = .13144585576580214704;
1978            const double c3 = .49056261216234406855;
1979  #pragma omp parallel for  #pragma omp parallel for
1980      for (dim_t k=0; k<getNumElements(); k++) {          for (index_t k2=0; k2 < m_NE2; ++k2) {
1981          m_elementId[k]=k;              for (index_t k1=0; k1 < m_NE1; ++k1) {
1982                    for (index_t k0=0; k0 < m_NE0; ++k0) {
1983                        const double* f_000 = in.getSampleDataRO(INDEX3(k0,k1,k2, m_N0,m_N1));
1984                        const double* f_001 = in.getSampleDataRO(INDEX3(k0,k1,k2+1, m_N0,m_N1));
1985                        const double* f_101 = in.getSampleDataRO(INDEX3(k0+1,k1,k2+1, m_N0,m_N1));
1986                        const double* f_011 = in.getSampleDataRO(INDEX3(k0,k1+1,k2+1, m_N0,m_N1));
1987                        const double* f_110 = in.getSampleDataRO(INDEX3(k0+1,k1+1,k2, m_N0,m_N1));
1988                        const double* f_010 = in.getSampleDataRO(INDEX3(k0,k1+1,k2, m_N0,m_N1));
1989                        const double* f_100 = in.getSampleDataRO(INDEX3(k0+1,k1,k2, m_N0,m_N1));
1990                        const double* f_111 = in.getSampleDataRO(INDEX3(k0+1,k1+1,k2+1, m_N0,m_N1));
1991                        double* o = out.getSampleDataRW(INDEX3(k0,k1,k2,m_NE0,m_NE1));
1992                        for (index_t i=0; i < numComp; ++i) {
1993                            o[INDEX2(i,numComp,0)] = f_000[i]*c3 + f_111[i]*c0 + c2*(f_001[i] + f_010[i] + f_100[i]) + c1*(f_011[i] + f_101[i] + f_110[i]);
1994                            o[INDEX2(i,numComp,1)] = f_011[i]*c0 + f_100[i]*c3 + c2*(f_000[i] + f_101[i] + f_110[i]) + c1*(f_001[i] + f_010[i] + f_111[i]);
1995                            o[INDEX2(i,numComp,2)] = f_010[i]*c3 + f_101[i]*c0 + c2*(f_000[i] + f_011[i] + f_110[i]) + c1*(f_001[i] + f_100[i] + f_111[i]);
1996                            o[INDEX2(i,numComp,3)] = f_001[i]*c0 + f_110[i]*c3 + c2*(f_010[i] + f_100[i] + f_111[i]) + c1*(f_000[i] + f_011[i] + f_101[i]);
1997                            o[INDEX2(i,numComp,4)] = f_001[i]*c3 + f_110[i]*c0 + c2*(f_000[i] + f_011[i] + f_101[i]) + c1*(f_010[i] + f_100[i] + f_111[i]);
1998                            o[INDEX2(i,numComp,5)] = f_010[i]*c0 + f_101[i]*c3 + c2*(f_001[i] + f_100[i] + f_111[i]) + c1*(f_000[i] + f_011[i] + f_110[i]);
1999                            o[INDEX2(i,numComp,6)] = f_011[i]*c3 + f_100[i]*c0 + c2*(f_001[i] + f_010[i] + f_111[i]) + c1*(f_000[i] + f_101[i] + f_110[i]);
2000                            o[INDEX2(i,numComp,7)] = f_000[i]*c0 + f_111[i]*c3 + c2*(f_011[i] + f_101[i] + f_110[i]) + c1*(f_001[i] + f_010[i] + f_100[i]);
2001                        } // end of component loop i
2002                    } // end of k0 loop
2003                } // end of k1 loop
2004            } // end of k2 loop
2005      }      }
2006    }
2007    
2008      // face elements  //protected
2009      m_faceId.resize(getNumFaceElements());  void Brick::interpolateNodesOnFaces(escript::Data& out, escript::Data& in,
2010  #pragma omp parallel for                                      bool reduced) const
2011      for (dim_t k=0; k<getNumFaceElements(); k++) {  {
2012          m_faceId[k]=k;      const dim_t numComp = in.getDataPointSize();
2013        if (reduced) {
2014            out.requireWrite();
2015            const double c0 = .25;
2016    #pragma omp parallel
2017            {
2018                if (m_faceOffset[0] > -1) {
2019    #pragma omp for nowait
2020                    for (index_t k2=0; k2 < m_NE2; ++k2) {
2021                        for (index_t k1=0; k1 < m_NE1; ++k1) {
2022                            const double* f_011 = in.getSampleDataRO(INDEX3(0,k1+1,k2+1, m_N0,m_N1));
2023                            const double* f_010 = in.getSampleDataRO(INDEX3(0,k1+1,k2, m_N0,m_N1));
2024                            const double* f_001 = in.getSampleDataRO(INDEX3(0,k1,k2+1, m_N0,m_N1));
2025                            const double* f_000 = in.getSampleDataRO(INDEX3(0,k1,k2, m_N0,m_N1));
2026                            double* o = out.getSampleDataRW(m_faceOffset[0]+INDEX2(k1,k2,m_NE1));
2027                            for (index_t i=0; i < numComp; ++i) {
2028                                o[INDEX2(i,numComp,0)] = c0*(f_000[i] + f_001[i] + f_010[i] + f_011[i]);
2029                            } // end of component loop i
2030                        } // end of k1 loop
2031                    } // end of k2 loop
2032                } // end of face 0
2033                if (m_faceOffset[1] > -1) {
2034    #pragma omp for nowait
2035                    for (index_t k2=0; k2 < m_NE2; ++k2) {
2036                        for (index_t k1=0; k1 < m_NE1; ++k1) {
2037                            const double* f_110 = in.getSampleDataRO(INDEX3(m_N0-1,k1+1,k2, m_N0,m_N1));
2038                            const double* f_100 = in.getSampleDataRO(INDEX3(m_N0-1,k1,k2, m_N0,m_N1));
2039                            const double* f_101 = in.getSampleDataRO(INDEX3(m_N0-1,k1,k2+1, m_N0,m_N1));
2040                            const double* f_111 = in.getSampleDataRO(INDEX3(m_N0-1,k1+1,k2+1, m_N0,m_N1));
2041                            double* o = out.getSampleDataRW(m_faceOffset[1]+INDEX2(k1,k2,m_NE1));
2042                            for (index_t i=0; i < numComp; ++i) {
2043                                o[INDEX2(i,numComp,0)] = c0*(f_100[i] + f_101[i] + f_110[i] + f_111[i]);
2044                            } // end of component loop i
2045                        } // end of k1 loop
2046                    } // end of k2 loop
2047                } // end of face 1
2048                if (m_faceOffset[2] > -1) {
2049    #pragma omp for nowait
2050                    for (index_t k2=0; k2 < m_NE2; ++k2) {
2051                        for (index_t k0=0; k0 < m_NE0; ++k0) {
2052                            const double* f_000 = in.getSampleDataRO(INDEX3(k0,0,k2, m_N0,m_N1));
2053                            const double* f_001 = in.getSampleDataRO(INDEX3(k0,0,k2+1, m_N0,m_N1));
2054                            const double* f_101 = in.getSampleDataRO(INDEX3(k0+1,0,k2+1, m_N0,m_N1));
2055                            const double* f_100 = in.getSampleDataRO(INDEX3(k0+1,0,k2, m_N0,m_N1));
2056                            double* o = out.getSampleDataRW(m_faceOffset[2]+INDEX2(k0,k2,m_NE0));
2057                            for (index_t i=0; i < numComp; ++i) {
2058                                o[INDEX2(i,numComp,0)] = c0*(f_000[i] + f_001[i] + f_100[i] + f_101[i]);
2059                            } // end of component loop i
2060                        } // end of k0 loop
2061                    } // end of k2 loop
2062                } // end of face 2
2063                if (m_faceOffset[3] > -1) {
2064    #pragma omp for nowait
2065                    for (index_t k2=0; k2 < m_NE2; ++k2) {
2066                        for (index_t k0=0; k0 < m_NE0; ++k0) {
2067                            const double* f_110 = in.getSampleDataRO(INDEX3(k0+1,m_N1-1,k2, m_N0,m_N1));
2068                            const double* f_011 = in.getSampleDataRO(INDEX3(k0,m_N1-1,k2+1, m_N0,m_N1));
2069                            const double* f_010 = in.getSampleDataRO(INDEX3(k0,m_N1-1,k2, m_N0,m_N1));
2070                            const double* f_111 = in.getSampleDataRO(INDEX3(k0+1,m_N1-1,k2+1, m_N0,m_N1));
2071                            double* o = out.getSampleDataRW(m_faceOffset[3]+INDEX2(k0,k2,m_NE0));
2072                            for (index_t i=0; i < numComp; ++i) {
2073                                o[INDEX2(i,numComp,0)] = c0*(f_010[i] + f_011[i] + f_110[i] + f_111[i]);
2074                            } // end of component loop i
2075                        } // end of k0 loop
2076                    } // end of k2 loop
2077                } // end of face 3
2078                if (m_faceOffset[4] > -1) {
2079    #pragma omp for nowait
2080                    for (index_t k1=0; k1 < m_NE1; ++k1) {
2081                        for (index_t k0=0; k0 < m_NE0; ++k0) {
2082                            const double* f_110 = in.getSampleDataRO(INDEX3(k0+1,k1+1,0, m_N0,m_N1));
2083                            const double* f_010 = in.getSampleDataRO(INDEX3(k0,k1+1,0, m_N0,m_N1));
2084                            const double* f_100 = in.getSampleDataRO(INDEX3(k0+1,k1,0, m_N0,m_N1));
2085                            const double* f_000 = in.getSampleDataRO(INDEX3(k0,k1,0, m_N0,m_N1));
2086                            double* o = out.getSampleDataRW(m_faceOffset[4]+INDEX2(k0,k1,m_NE0));
2087                            for (index_t i=0; i < numComp; ++i) {
2088                                o[INDEX2(i,numComp,0)] = c0*(f_000[i] + f_010[i] + f_100[i] + f_110[i]);
2089                            } // end of component loop i
2090                        } // end of k0 loop
2091                    } // end of k1 loop
2092                } // end of face 4
2093                if (m_faceOffset[5] > -1) {
2094    #pragma omp for nowait
2095                    for (index_t k1=0; k1 < m_NE1; ++k1) {
2096                        for (index_t k0=0; k0 < m_NE0; ++k0) {
2097                            const double* f_011 = in.getSampleDataRO(INDEX3(k0,k1+1,m_N2-1, m_N0,m_N1));
2098                            const double* f_001 = in.getSampleDataRO(INDEX3(k0,k1,m_N2-1, m_N0,m_N1));
2099                            const double* f_101 = in.getSampleDataRO(INDEX3(k0+1,k1,m_N2-1, m_N0,m_N1));
2100                            const double* f_111 = in.getSampleDataRO(INDEX3(k0+1,k1+1,m_N2-1, m_N0,m_N1));
2101                            double* o = out.getSampleDataRW(m_faceOffset[5]+INDEX2(k0,k1,m_NE0));
2102                            for (index_t i=0; i < numComp; ++i) {
2103                                o[INDEX2(i,numComp,0)] = c0*(f_001[i] + f_011[i] + f_101[i] + f_111[i]);
2104                            } // end of component loop i
2105                        } // end of k0 loop
2106                    } // end of k1 loop
2107                } // end of face 5
2108            } // end of parallel section
2109        } else {
2110            out.requireWrite();
2111            const double c0 = 0.044658198738520451079;
2112            const double c1 = 0.16666666666666666667;
2113            const double c2 = 0.62200846792814621559;
2114    #pragma omp parallel
2115            {
2116                if (m_faceOffset[0] > -1) {
2117    #pragma omp for nowait
2118                    for (index_t k2=0; k2 < m_NE2; ++k2) {
2119                        for (index_t k1=0; k1 < m_NE1; ++k1) {
2120                            const double* f_000 = in.getSampleDataRO(INDEX3(0,k1,k2, m_N0,m_N1));
2121                            const double* f_001 = in.getSampleDataRO(INDEX3(0,k1,k2+1, m_N0,m_N1));
2122                            const double* f_011 = in.getSampleDataRO(INDEX3(0,k1+1,k2+1, m_N0,m_N1));
2123                            const double* f_010 = in.getSampleDataRO(INDEX3(0,k1+1,k2, m_N0,m_N1));
2124                            double* o = out.getSampleDataRW(m_faceOffset[0]+INDEX2(k1,k2,m_NE1));
2125                            for (index_t i=0; i < numComp; ++i) {
2126                                o[INDEX2(i,numComp,0)] = f_000[i]*c2 + f_011[i]*c0 + c1*(f_001[i] + f_010[i]);
2127                                o[INDEX2(i,numComp,1)] = f_001[i]*c0 + f_010[i]*c2 + c1*(f_000[i] + f_011[i]);
2128                                o[INDEX2(i,numComp,2)] = f_001[i]*c2 + f_010[i]*c0 + c1*(f_000[i] + f_011[i]);
2129                                o[INDEX2(i,numComp,3)] = f_000[i]*c0 + f_011[i]*c2 + c1*(f_001[i] + f_010[i]);
2130                            } // end of component loop i
2131                        } // end of k1 loop
2132                    } // end of k2 loop
2133                } // end of face 0
2134                if (m_faceOffset[1] > -1) {
2135    #pragma omp for nowait
2136                    for (index_t k2=0; k2 < m_NE2; ++k2) {
2137                        for (index_t k1=0; k1 < m_NE1; ++k1) {
2138                            const double* f_101 = in.getSampleDataRO(INDEX3(m_N0-1,k1,k2+1, m_N0,m_N1));
2139                            const double* f_100 = in.getSampleDataRO(INDEX3(m_N0-1,k1,k2, m_N0,m_N1));
2140                            const double* f_110 = in.getSampleDataRO(INDEX3(m_N0-1,k1+1,k2, m_N0,m_N1));
2141                            const double* f_111 = in.getSampleDataRO(INDEX3(m_N0-1,k1+1,k2+1, m_N0,m_N1));
2142                            double* o = out.getSampleDataRW(m_faceOffset[1]+INDEX2(k1,k2,m_NE1));
2143                            for (index_t i=0; i < numComp; ++i) {
2144                                o[INDEX2(i,numComp,0)] = f_100[i]*c2 + f_111[i]*c0 + c1*(f_101[i] + f_110[i]);
2145                                o[INDEX2(i,numComp,1)] = f_101[i]*c0 + f_110[i]*c2 + c1*(f_100[i] + f_111[i]);
2146                                o[INDEX2(i,numComp,2)] = f_101[i]*c2 + f_110[i]*c0 + c1*(f_100[i] + f_111[i]);
2147                                o[INDEX2(i,numComp,3)] = f_100[i]*c0 + f_111[i]*c2 + c1*(f_101[i] + f_110[i]);
2148                            } // end of component loop i
2149                        } // end of k1 loop
2150                    } // end of k2 loop
2151                } // end of face 1
2152                if (m_faceOffset[2] > -1) {
2153    #pragma omp for nowait
2154                    for (index_t k2=0; k2 < m_NE2; ++k2) {
2155                        for (index_t k0=0; k0 < m_NE0; ++k0) {
2156                            const double* f_000 = in.getSampleDataRO(INDEX3(k0,0,k2, m_N0,m_N1));
2157                            const double* f_001 = in.getSampleDataRO(INDEX3(k0,0,k2+1, m_N0,m_N1));
2158                            const double* f_101 = in.getSampleDataRO(INDEX3(k0+1,0,k2+1, m_N0,m_N1));
2159                            const double* f_100 = in.getSampleDataRO(INDEX3(k0+1,0,k2, m_N0,m_N1));
2160                            double* o = out.getSampleDataRW(m_faceOffset[2]+INDEX2(k0,k2,m_NE0));
2161                            for (index_t i=0; i < numComp; ++i) {
2162                                o[INDEX2(i,numComp,0)] = f_000[i]*c2 + f_101[i]*c0 + c1*(f_001[i] + f_100[i]);
2163                                o[INDEX2(i,numComp,1)] = f_001[i]*c0 + f_100[i]*c2 + c1*(f_000[i] + f_101[i]);
2164                                o[INDEX2(i,numComp,2)] = f_001[i]*c2 + f_100[i]*c0 + c1*(f_000[i] + f_101[i]);
2165                                o[INDEX2(i,numComp,3)] = f_000[i]*c0 + f_101[i]*c2 + c1*(f_001[i] + f_100[i]);
2166                            } // end of component loop i
2167                        } // end of k0 loop
2168                    } // end of k2 loop
2169                } // end of face 2
2170                if (m_faceOffset[3] > -1) {
2171    #pragma omp for nowait
2172                    for (index_t k2=0; k2 < m_NE2; ++k2) {
2173                        for (index_t k0=0; k0 < m_NE0; ++k0) {
2174                            const double* f_110 = in.getSampleDataRO(INDEX3(k0+1,m_N1-1,k2, m_N0,m_N1));
2175                            const double* f_011 = in.getSampleDataRO(INDEX3(k0,m_N1-1,k2+1, m_N0,m_N1));
2176                            const double* f_010 = in.getSampleDataRO(INDEX3(k0,m_N1-1,k2, m_N0,m_N1));
2177                            const double* f_111 = in.getSampleDataRO(INDEX3(k0+1,m_N1-1,k2+1, m_N0,m_N1));
2178                            double* o = out.getSampleDataRW(m_faceOffset[3]+INDEX2(k0,k2,m_NE0));
2179                            for (index_t i=0; i < numComp; ++i) {
2180                                o[INDEX2(i,numComp,0)] = f_010[i]*c2 + f_111[i]*c0 + c1*(f_011[i] + f_110[i]);
2181                                o[INDEX2(i,numComp,1)] = f_011[i]*c0 + f_110[i]*c2 + c1*(f_010[i] + f_111[i]);
2182                                o[INDEX2(i,numComp,2)] = f_011[i]*c2 + f_110[i]*c0 + c1*(f_010[i] + f_111[i]);
2183                                o[INDEX2(i,numComp,3)] = f_010[i]*c0 + f_111[i]*c2 + c1*(f_011[i] + f_110[i]);
2184                            } // end of component loop i
2185                        } // end of k0 loop
2186                    } // end of k2 loop
2187                } // end of face 3
2188                if (m_faceOffset[4] > -1) {
2189    #pragma omp for nowait
2190                    for (index_t k1=0; k1 < m_NE1; ++k1) {
2191                        for (index_t k0=0; k0 < m_NE0; ++k0) {
2192                            const double* f_000 = in.getSampleDataRO(INDEX3(k0,k1,0, m_N0,m_N1));
2193                            const double* f_100 = in.getSampleDataRO(INDEX3(k0+1,k1,0, m_N0,m_N1));
2194                            const double* f_110 = in.getSampleDataRO(INDEX3(k0+1,k1+1,0, m_N0,m_N1));
2195                            const double* f_010 = in.getSampleDataRO(INDEX3(k0,k1+1,0, m_N0,m_N1));
2196                            double* o = out.getSampleDataRW(m_faceOffset[4]+INDEX2(k0,k1,m_NE0));
2197                            for (index_t i=0; i < numComp; ++i) {
2198                                o[INDEX2(i,numComp,0)] = f_000[i]*c2 + f_110[i]*c0 + c1*(f_010[i] + f_100[i]);
2199                                o[INDEX2(i,numComp,1)] = f_010[i]*c0 + f_100[i]*c2 + c1*(f_000[i] + f_110[i]);
2200                                o[INDEX2(i,numComp,2)] = f_010[i]*c2 + f_100[i]*c0 + c1*(f_000[i] + f_110[i]);
2201                                o[INDEX2(i,numComp,3)] = f_000[i]*c0 + f_110[i]*c2 + c1*(f_010[i] + f_100[i]);
2202                            } // end of component loop i
2203                        } // end of k0 loop
2204                    } // end of k1 loop
2205                } // end of face 4
2206                if (m_faceOffset[5] > -1) {
2207    #pragma omp for nowait
2208                    for (index_t k1=0; k1 < m_NE1; ++k1) {
2209                        for (index_t k0=0; k0 < m_NE0; ++k0) {
2210                            const double* f_001 = in.getSampleDataRO(INDEX3(k0,k1,m_N2-1, m_N0,m_N1));
2211                            const double* f_101 = in.getSampleDataRO(INDEX3(k0+1,k1,m_N2-1, m_N0,m_N1));
2212                            const double* f_011 = in.getSampleDataRO(INDEX3(k0,k1+1,m_N2-1, m_N0,m_N1));
2213                            const double* f_111 = in.getSampleDataRO(INDEX3(k0+1,k1+1,m_N2-1, m_N0,m_N1));
2214                            double* o = out.getSampleDataRW(m_faceOffset[5]+INDEX2(k0,k1,m_NE0));
2215                            for (index_t i=0; i < numComp; ++i) {
2216                                o[INDEX2(i,numComp,0)] = f_001[i]*c2 + f_111[i]*c0 + c1*(f_011[i] + f_101[i]);
2217                                o[INDEX2(i,numComp,1)] = f_011[i]*c0 + f_101[i]*c2 + c1*(f_001[i] + f_111[i]);
2218                                o[INDEX2(i,numComp,2)] = f_011[i]*c2 + f_101[i]*c0 + c1*(f_001[i] + f_111[i]);
2219                                o[INDEX2(i,numComp,3)] = f_001[i]*c0 + f_111[i]*c2 + c1*(f_011[i] + f_101[i]);
2220                            } // end of component loop i
2221                        } // end of k0 loop
2222                    } // end of k1 loop
2223                } // end of face 5
2224            } // end of parallel section
2225        }
2226    }
2227    
2228    //protected
2229    void Brick::assemblePDESingle(Paso_SystemMatrix* mat, escript::Data& rhs,
2230            const escript::Data& A, const escript::Data& B,
2231            const escript::Data& C, const escript::Data& D,
2232            const escript::Data& X, const escript::Data& Y) const
2233    {
2234        const double h0 = m_l0/m_gNE0;
2235        const double h1 = m_l1/m_gNE1;
2236        const double h2 = m_l2/m_gNE2;
2237        const double w0 = 0.0009303791403858427308*h1*h2/h0;
2238        const double w1 = 0.0009303791403858427308*h2;
2239        const double w2 = -0.00024929433932114870101*h1;
2240        const double w3 = 0.0009303791403858427308*h0*h2/h1;
2241        const double w4 = -0.00024929433932114870101*h0;
2242        const double w5 = 0.0009303791403858427308*h1;
2243        const double w6 = 0.0009303791403858427308*h0;
2244        const double w7 = -0.00024929433932114870101*h0*h1/h2;
2245        const double w8 = 0.0034722222222222222222*h2;
2246        const double w9 = -0.0009303791403858427308*h1;
2247        const double w10 = 0.012958509748503046158*h0*h2/h1;
2248        const double w11 = -0.0034722222222222222222*h0;
2249        const double w12 = 0.0034722222222222222222*h1;
2250        const double w13 = 0.012958509748503046158*h0;
2251        const double w14 = -0.0034722222222222222222*h0*h1/h2;
2252        const double w15 = 0.012958509748503046158*h1*h2/h0;
2253        const double w16 = -0.0034722222222222222222*h1;
2254        const double w17 = -0.0009303791403858427308*h0;
2255        const double w18 = 0.012958509748503046158*h1;
2256        const double w19 = 0.0034722222222222222222*h0;
2257        const double w20 = 0.012958509748503046158*h2;
2258        const double w21 = -0.012958509748503046158*h1;
2259        const double w22 = -0.012958509748503046158*h0;
2260        const double w23 = 0.04836181677178996241*h1;
2261        const double w24 = 0.04836181677178996241*h0;
2262        const double w25 = -0.04836181677178996241*h0*h1/h2;
2263        const double w26 = 0.00024929433932114870101*h1;
2264        const double w27 = 0.00024929433932114870101*h0;
2265        const double w28 = -0.04836181677178996241*h1;
2266        const double w29 = -0.04836181677178996241*h0;
2267        const double w30 = -0.0009303791403858427308*h1*h2/h0;
2268        const double w31 = -0.0009303791403858427308*h2;
2269        const double w32 = -0.0009303791403858427308*h0*h2/h1;
2270        const double w33 = 0.0034722222222222222222*h0*h1/h2;
2271        const double w34 = -0.0034722222222222222222*h2;
2272        const double w35 = -0.00024929433932114870101*h2;
2273        const double w36 = -0.012958509748503046158*h1*h2/h0;
2274        const double w37 = -0.012958509748503046158*h2;
2275        const double w38 = -0.012958509748503046158*h0*h2/h1;
2276        const double w39 = -0.04836181677178996241*h2;
2277        const double w40 = -0.0034722222222222222222*h0*h2/h1;
2278        const double w41 = 0.0009303791403858427308*h0*h1/h2;
2279        const double w42 = 0.04836181677178996241*h2;
2280        const double w43 = -0.04836181677178996241*h0*h2/h1;
2281        const double w44 = 0.012958509748503046158*h0*h1/h2;
2282        const double w45 = -0.00024929433932114870101*h0*h2/h1;
2283        const double w46 = 0.00024929433932114870101*h2;
2284        const double w47 = -0.0034722222222222222222*h1*h2/h0;
2285        const double w48 = -0.00024929433932114870101*h1*h2/h0;
2286        const double w49 = -0.04836181677178996241*h1*h2/h0;
2287        const double w50 = 0.0034722222222222222222*h0*h2/h1;
2288        const double w51 = -0.0009303791403858427308*h0*h1/h2;
2289        const double w52 = -0.012958509748503046158*h0*h1/h2;
2290        const double w53 = 0.0034722222222222222222*h1*h2/h0;
2291        const double w54 = 0.00024929433932114870101*h0*h1/h2;
2292        const double w55 = 0.04836181677178996241*h0*h2/h1;
2293        const double w56 = 0.04836181677178996241*h1*h2/h0;
2294        const double w57 = 0.04836181677178996241*h0*h1/h2;
2295        const double w58 = 0.00024929433932114870101*h1*h2/h0;
2296        const double w59 = 0.00024929433932114870101*h0*h2/h1;
2297        const double w60 = 0.055555555555555555556*h1*h2/h0;
2298        const double w61 = 0.041666666666666666667*h2;
2299        const double w62 = -0.083333333333333333333*h1;
2300        const double w63 = 0.055555555555555555556*h0*h2/h1;
2301        const double w64 = -0.083333333333333333333*h0;
2302        const double w65 = 0.083333333333333333333*h1;
2303        const double w66 = 0.083333333333333333333*h0;
2304        const double w67 = -0.11111111111111111111*h0*h1/h2;
2305        const double w68 = -0.055555555555555555556*h1*h2/h0;
2306        const double w69 = -0.083333333333333333333*h2;
2307        const double w70 = -0.041666666666666666667*h1;
2308        const double w71 = -0.055555555555555555556*h0*h2/h1;
2309        const double w72 = -0.041666666666666666667*h0;
2310        const double w73 = 0.041666666666666666667*h1;
2311        const double w74 = 0.041666666666666666667*h0;
2312        const double w75 = 0.027777777777777777778*h0*h1/h2;
2313        const double w76 = 0.083333333333333333333*h2;
2314        const double w77 = -0.11111111111111111111*h0*h2/h1;
2315        const double w78 = 0.055555555555555555556*h0*h1/h2;
2316        const double w79 = -0.11111111111111111111*h1*h2/h0;
2317        const double w80 = -0.027777777777777777778*h1*h2/h0;
2318        const double w81 = -0.041666666666666666667*h2;
2319        const double w82 = -0.027777777777777777778*h0*h2/h1;
2320        const double w83 = -0.027777777777777777778*h0*h1/h2;
2321        const double w84 = 0.027777777777777777778*h0*h2/h1;
2322        const double w85 = -0.055555555555555555556*h0*h1/h2;
2323        const double w86 = 0.11111111111111111111*h1*h2/h0;
2324        const double w87 = 0.11111111111111111111*h0*h2/h1;
2325        const double w88 = 0.11111111111111111111*h0*h1/h2;
2326        const double w89 = 0.027777777777777777778*h1*h2/h0;
2327        const double w90 = 0.0001966122466178319053*h1*h2;
2328        const double w91 = 0.0001966122466178319053*h0*h2;
2329        const double w92 = 0.0001966122466178319053*h0*h1;
2330        const double w93 = 0.0007337668937680108255*h1*h2;
2331        const double w94 = 0.0027384553284542113967*h0*h2;
2332        const double w95 = 0.0027384553284542113967*h0*h1;
2333        const double w96 = 0.0027384553284542113967*h1*h2;
2334        const double w97 = 0.0007337668937680108255*h0*h2;
2335        const double w98 = 0.010220054420048834761*h1*h2;
2336        const double w99 = 0.010220054420048834761*h0*h2;
2337        const double w100 = 0.038141762351741127649*h0*h1;
2338        const double w101 = 0.000052682092703316795705*h0*h1;
2339        const double w102 = 0.0007337668937680108255*h0*h1;
2340        const double w103 = 0.010220054420048834761*h0*h1;
2341        const double w104 = -0.0001966122466178319053*h1*h2;
2342        const double w105 = -0.0001966122466178319053*h0*h2;
2343        const double w106 = -0.0007337668937680108255*h1*h2;
2344        const double w107 = -0.0007337668937680108255*h0*h2;
2345        const double w108 = -0.0027384553284542113967*h1*h2;
2346        const double w109 = -0.0027384553284542113967*h0*h2;
2347        const double w110 = -0.010220054420048834761*h1*h2;
2348        const double w111 = -0.010220054420048834761*h0*h2;
2349        const double w112 = -0.0007337668937680108255*h0*h1;
2350        const double w113 = -0.010220054420048834761*h0*h1;
2351        const double w114 = -0.038141762351741127649*h0*h2;
2352        const double w115 = -0.000052682092703316795705*h0*h2;
2353        const double w116 = -0.0001966122466178319053*h0*h1;
2354        const double w117 = -0.0027384553284542113967*h0*h1;
2355        const double w118 = 0.000052682092703316795705*h0*h2;
2356        const double w119 = 0.038141762351741127649*h0*h2;
2357        const double w120 = 0.000052682092703316795705*h1*h2;
2358        const double w121 = 0.038141762351741127649*h1*h2;
2359        const double w122 = -0.000052682092703316795705*h0*h1;
2360        const double w123 = -0.038141762351741127649*h0*h1;
2361        const double w124 = -0.000052682092703316795705*h1*h2;
2362        const double w125 = -0.038141762351741127649*h1*h2;
2363        const double w126 = 0.027777777777777777778*h1*h2;
2364        const double w127 = 0.027777777777777777778*h0*h2;
2365        const double w128 = 0.055555555555555555556*h0*h1;
2366        const double w129 = -0.027777777777777777778*h1*h2;
2367        const double w130 = -0.027777777777777777778*h0*h2;
2368        const double w131 = 0.013888888888888888889*h0*h1;
2369        const double w132 = -0.055555555555555555556*h0*h2;
2370        const double w133 = -0.027777777777777777778*h0*h1;
2371        const double w134 = 0.055555555555555555556*h0*h2;
2372        const double w135 = 0.027777777777777777778*h0*h1;
2373        const double w136 = -0.013888888888888888889*h0*h1;
2374        const double w137 = 0.055555555555555555556*h1*h2;
2375        const double w138 = -0.013888888888888888889*h1*h2;
2376        const double w139 = -0.013888888888888888889*h0*h2;
2377        const double w140 = -0.055555555555555555556*h0*h1;
2378        const double w141 = 0.013888888888888888889*h1*h2;
2379        const double w142 = 0.013888888888888888889*h0*h2;
2380        const double w143 = -0.055555555555555555556*h1*h2;
2381        const double w144 = 0.000041549056553524783501*h0*h1*h2;
2382        const double w145 = 0.0005787037037037037037*h0*h1*h2;
2383        const double w146 = 0.0080603027952983270684*h0*h1*h2;
2384        const double w147 = 0.0001550631900643071218*h0*h1*h2;
2385        const double w148 = 0.002159751624750507693*h0*h1*h2;
2386        const double w149 = 0.03008145955644280058*h0*h1*h2;
2387        const double w150 = 0.000011133036149792012204*h0*h1*h2;
2388        const double w151 = 0.018518518518518518519*h0*h1*h2;
2389        const double w152 = 0.0092592592592592592592*h0*h1*h2;
2390        const double w153 = 0.0046296296296296296296*h0*h1*h2;
2391        const double w154 = 0.037037037037037037037*h0*h1*h2;
2392        const double w155 = -0.077751058491018276949*h1*h2;
2393        const double w156 = -0.077751058491018276949*h0*h2;
2394        const double w157 = -0.077751058491018276949*h0*h1;
2395        const double w158 = -0.020833333333333333333*h0*h2;
2396        const double w159 = -0.020833333333333333333*h0*h1;
2397        const double w160 = -0.020833333333333333333*h1*h2;
2398        const double w161 = -0.0055822748423150563848*h0*h1;
2399        const double w162 = -0.0055822748423150563848*h0*h2;
2400        const double w163 = -0.0055822748423150563848*h1*h2;
2401        const double w164 = 0.077751058491018276949*h1*h2;
2402        const double w165 = 0.020833333333333333333*h1*h2;
2403        const double w166 = 0.0055822748423150563848*h1*h2;
2404        const double w167 = 0.077751058491018276949*h0*h2;
2405        const double w168 = 0.020833333333333333333*h0*h2;
2406        const double w169 = 0.0055822748423150563848*h0*h2;
2407        const double w170 = 0.077751058491018276949*h0*h1;
2408        const double w171 = 0.020833333333333333333*h0*h1;
2409        const double w172 = 0.0055822748423150563848*h0*h1;
2410        const double w173 = -0.25*h1*h2;
2411        const double w174 = -0.25*h0*h2;
2412        const double w175 = -0.25*h0*h1;
2413        const double w176 = 0.25*h1*h2;
2414        const double w177 = 0.25*h0*h2;
2415        const double w178 = 0.25*h0*h1;
2416        const double w179 = 0.061320326520293008568*h0*h1*h2;
2417        const double w180 = 0.01643073197072526838*h0*h1*h2;
2418        const double w181 = 0.004402601362608064953*h0*h1*h2;
2419        const double w182 = 0.0011796734797069914318*h0*h1*h2;
2420        const double w183 = 0.125*h0*h1*h2;
2421    
2422        rhs.requireWrite();
2423    #pragma omp parallel
2424        {
2425            for (index_t k2_0=0; k2_0<2; k2_0++) { // colouring
2426    #pragma omp for
2427                for (index_t k2=k2_0; k2<m_NE2; k2+=2) {
2428                    for (index_t k1=0; k1<m_NE1; ++k1) {
2429                        for (index_t k0=0; k0<m_NE0; ++k0)  {
2430                            bool add_EM_S=false;
2431                            bool add_EM_F=false;
2432                            vector<double> EM_S(8*8, 0);
2433                            vector<double> EM_F(8, 0);
2434                            const index_t e = k0 + m_NE0*k1 + m_NE0*m_NE1*k2;
2435                            ///////////////
2436                            // process A //
2437                            ///////////////
2438                            if (!A.isEmpty()) {
2439                                add_EM_S=true;
2440                                const double* A_p=const_cast<escript::Data*>(&A)->getSampleDataRO(e);
2441                                if (A.actsExpanded()) {
2442                                    const double A_00_0 = A_p[INDEX3(0,0,0,3,3)];
2443                                    const double A_01_0 = A_p[INDEX3(0,1,0,3,3)];
2444                                    const double A_02_0 = A_p[INDEX3(0,2,0,3,3)];
2445                                    const double A_10_0 = A_p[INDEX3(1,0,0,3,3)];
2446                                    const double A_11_0 = A_p[INDEX3(1,1,0,3,3)];
2447                                    const double A_12_0 = A_p[INDEX3(1,2,0,3,3)];
2448                                    const double A_20_0 = A_p[INDEX3(2,0,0,3,3)];
2449                                    const double A_21_0 = A_p[INDEX3(2,1,0,3,3)];
2450                                    const double A_22_0 = A_p[INDEX3(2,2,0,3,3)];
2451                                    const double A_00_1 = A_p[INDEX3(0,0,1,3,3)];
2452                                    const double A_01_1 = A_p[INDEX3(0,1,1,3,3)];
2453                                    const double A_02_1 = A_p[INDEX3(0,2,1,3,3)];
2454                                    const double A_10_1 = A_p[INDEX3(1,0,1,3,3)];
2455                                    const double A_11_1 = A_p[INDEX3(1,1,1,3,3)];
2456                                    const double A_12_1 = A_p[INDEX3(1,2,1,3,3)];
2457                                    const double A_20_1 = A_p[INDEX3(2,0,1,3,3)];
2458                                    const double A_21_1 = A_p[INDEX3(2,1,1,3,3)];
2459                                    const double A_22_1 = A_p[INDEX3(2,2,1,3,3)];
2460                                    const double A_00_2 = A_p[INDEX3(0,0,2,3,3)];
2461                                    const double A_01_2 = A_p[INDEX3(0,1,2,3,3)];
2462                                    const double A_02_2 = A_p[INDEX3(0,2,2,3,3)];
2463                                    const double A_10_2 = A_p[INDEX3(1,0,2,3,3)];
2464                                    const double A_11_2 = A_p[INDEX3(1,1,2,3,3)];
2465                                    const double A_12_2 = A_p[INDEX3(1,2,2,3,3)];
2466                                    const double A_20_2 = A_p[INDEX3(2,0,2,3,3)];
2467                                    const double A_21_2 = A_p[INDEX3(2,1,2,3,3)];
2468                                    const double A_22_2 = A_p[INDEX3(2,2,2,3,3)];
2469                                    const double A_00_3 = A_p[INDEX3(0,0,3,3,3)];
2470                                    const double A_01_3 = A_p[INDEX3(0,1,3,3,3)];
2471                                    const double A_02_3 = A_p[INDEX3(0,2,3,3,3)];
2472                                    const double A_10_3 = A_p[INDEX3(1,0,3,3,3)];
2473                                    const double A_11_3 = A_p[INDEX3(1,1,3,3,3)];
2474                                    const double A_12_3 = A_p[INDEX3(1,2,3,3,3)];
2475                                    const double A_20_3 = A_p[INDEX3(2,0,3,3,3)];
2476                                    const double A_21_3 = A_p[INDEX3(2,1,3,3,3)];
2477                                    const double A_22_3 = A_p[INDEX3(2,2,3,3,3)];
2478                                    const double A_00_4 = A_p[INDEX3(0,0,4,3,3)];
2479                                    const double A_01_4 = A_p[INDEX3(0,1,4,3,3)];
2480                                    const double A_02_4 = A_p[INDEX3(0,2,4,3,3)];
2481                                    const double A_10_4 = A_p[INDEX3(1,0,4,3,3)];
2482                                    const double A_11_4 = A_p[INDEX3(1,1,4,3,3)];
2483                                    const double A_12_4 = A_p[INDEX3(1,2,4,3,3)];
2484                                    const double A_20_4 = A_p[INDEX3(2,0,4,3,3)];
2485                                    const double A_21_4 = A_p[INDEX3(2,1,4,3,3)];
2486                                    const double A_22_4 = A_p[INDEX3(2,2,4,3,3)];
2487                                    const double A_00_5 = A_p[INDEX3(0,0,5,3,3)];
2488                                    const double A_01_5 = A_p[INDEX3(0,1,5,3,3)];
2489                                    const double A_02_5 = A_p[INDEX3(0,2,5,3,3)];
2490                                    const double A_10_5 = A_p[INDEX3(1,0,5,3,3)];
2491                                    const double A_11_5 = A_p[INDEX3(1,1,5,3,3)];
2492                                    const double A_12_5 = A_p[INDEX3(1,2,5,3,3)];
2493                                    const double A_20_5 = A_p[INDEX3(2,0,5,3,3)];
2494                                    const double A_21_5 = A_p[INDEX3(2,1,5,3,3)];
2495                                    const double A_22_5 = A_p[INDEX3(2,2,5,3,3)];
2496                                    const double A_00_6 = A_p[INDEX3(0,0,6,3,3)];
2497                                    const double A_01_6 = A_p[INDEX3(0,1,6,3,3)];
2498                                    const double A_02_6 = A_p[INDEX3(0,2,6,3,3)];
2499                                    const double A_10_6 = A_p[INDEX3(1,0,6,3,3)];
2500                                    const double A_11_6 = A_p[INDEX3(1,1,6,3,3)];
2501                                    const double A_12_6 = A_p[INDEX3(1,2,6,3,3)];
2502                                    const double A_20_6 = A_p[INDEX3(2,0,6,3,3)];
2503                                    const double A_21_6 = A_p[INDEX3(2,1,6,3,3)];
2504                                    const double A_22_6 = A_p[INDEX3(2,2,6,3,3)];
2505                                    const double A_00_7 = A_p[INDEX3(0,0,7,3,3)];
2506                                    const double A_01_7 = A_p[INDEX3(0,1,7,3,3)];
2507                                    const double A_02_7 = A_p[INDEX3(0,2,7,3,3)];
2508                                    const double A_10_7 = A_p[INDEX3(1,0,7,3,3)];
2509                                    const double A_11_7 = A_p[INDEX3(1,1,7,3,3)];
2510                                    const double A_12_7 = A_p[INDEX3(1,2,7,3,3)];
2511                                    const double A_20_7 = A_p[INDEX3(2,0,7,3,3)];
2512                                    const double A_21_7 = A_p[INDEX3(2,1,7,3,3)];
2513                                    const double A_22_7 = A_p[INDEX3(2,2,7,3,3)];
2514                                    const double tmp160_0 = A_12_0 + A_12_6 + A_21_0 + A_21_6;
2515                                    const double tmp8_0 = A_21_0 + A_21_6;
2516                                    const double tmp135_0 = A_10_1 + A_10_2 + A_10_5 + A_10_6;
2517                                    const double tmp67_0 = A_02_2 + A_02_7;
2518                                    const double tmp211_0 = A_12_6 + A_21_6;
2519                                    const double tmp180_0 = A_10_2 + A_10_6;
2520                                    const double tmp37_0 = A_00_0 + A_00_1 + A_00_2 + A_00_3;
2521                                    const double tmp92_0 = A_11_0 + A_11_1 + A_11_2 + A_11_3 + A_11_4 + A_11_5 + A_11_6 + A_11_7;
2522                                    const double tmp195_0 = A_02_2 + A_20_2;
2523                                    const double tmp70_0 = A_01_0 + A_01_7;
2524                                    const double tmp139_0 = A_02_3 + A_02_4 + A_20_1 + A_20_6;
2525                                    const double tmp200_0 = A_12_3 + A_12_5 + A_21_3 + A_21_5;
2526                                    const double tmp60_0 = A_22_0 + A_22_2 + A_22_4 + A_22_6;
2527                                    const double tmp192_0 = A_01_5 + A_10_5;
2528                                    const double tmp46_0 = A_21_0 + A_21_7;
2529                                    const double tmp48_0 = A_10_0 + A_10_7;
2530                                    const double tmp166_0 = A_11_5 + A_11_7;
2531                                    const double tmp221_0 = A_02_1 + A_02_6 + A_20_3 + A_20_4;
2532                                    const double tmp50_0 = A_02_4 + A_02_6 + A_20_4 + A_20_6;
2533                                    const double tmp217_0 = A_02_3 + A_02_4 + A_20_3 + A_20_4;
2534                                    const double tmp216_0 = A_01_2 + A_01_5 + A_10_2 + A_10_5;
2535                                    const double tmp104_0 = A_22_2 + A_22_6;
2536                                    const double tmp72_0 = A_20_3 + A_20_6;
2537                                    const double tmp79_0 = A_10_4 + A_10_7;
2538                                    const double tmp86_0 = A_01_2 + A_01_6 + A_10_1 + A_10_5;
2539                                    const double tmp214_0 = A_12_0 + A_12_7 + A_21_0 + A_21_7;
2540                                    const double tmp32_0 = A_02_0 + A_02_2;
2541                                    const double tmp112_0 = A_01_0 + A_01_4 + A_10_3 + A_10_7;
2542                                    const double tmp197_0 = A_12_0 + A_21_0;
2543                                    const double tmp106_0 = A_22_1 + A_22_5;
2544                                    const double tmp2_0 = A_00_0 + A_00_1 + A_00_4 + A_00_5;
2545                                    const double tmp115_0 = A_02_5 + A_02_7 + A_20_0 + A_20_2;
2546                                    const double tmp175_0 = A_01_3 + A_01_7;
2547                                    const double tmp126_0 = A_01_2 + A_01_5 + A_10_1 + A_10_6;
2548                                    const double tmp90_0 = A_00_0 + A_00_1 + A_00_2 + A_00_3 + A_00_4 + A_00_5 + A_00_6 + A_00_7;
2549                                    const double tmp47_0 = A_12_0 + A_12_6;
2550                                    const double tmp205_0 = A_02_7 + A_20_7;
2551                                    const double tmp148_0 = A_01_3 + A_01_4;
2552                                    const double tmp113_0 = A_01_3 + A_01_7 + A_10_0 + A_10_4;
2553                                    const double tmp43_0 = A_20_4 + A_20_6;
2554                                    const double tmp161_0 = A_02_1 + A_02_6 + A_20_1 + A_20_6;
2555                                    const double tmp69_0 = A_12_0 + A_12_1 + A_12_6 + A_12_7 + A_21_0 + A_21_1 + A_21_6 + A_21_7;
2556                                    const double tmp176_0 = A_01_1 + A_01_2 + A_01_5 + A_01_6;
2557                                    const double tmp105_0 = A_01_2 + A_01_6 + A_10_2 + A_10_6;
2558                                    const double tmp22_0 = A_01_5 + A_10_6;
2559                                    const double tmp91_0 = A_02_4 + A_02_6 + A_20_1 + A_20_3;
2560                                    const double tmp206_0 = A_12_7 + A_21_7;
2561                                    const double tmp188_0 = A_02_5 + A_20_5;
2562                                    const double tmp117_0 = A_21_1 + A_21_6;
2563                                    const double tmp165_0 = A_01_1 + A_01_6;
2564                                    const double tmp66_0 = A_00_4 + A_00_5;
2565                                    const double tmp57_0 = A_02_0 + A_02_2 + A_02_5 + A_02_7 + A_20_0 + A_20_2 + A_20_5 + A_20_7;
2566                                    const double tmp31_0 = A_21_4 + A_21_5;
2567                                    const double tmp3_0 = A_11_0 + A_11_2 + A_11_4 + A_11_6;
2568                                    const double tmp183_0 = A_12_0 + A_12_7;
2569                                    const double tmp61_0 = A_02_1 + A_02_3 + A_20_1 + A_20_3;
2570                                    const double tmp54_0 = A_10_5 + A_10_6;
2571                                    const double tmp18_0 = A_02_3 + A_02_6;
2572                                    const double tmp119_0 = A_12_2 + A_12_3 + A_12_4 + A_12_5 + A_21_2 + A_21_3 + A_21_4 + A_21_5;
2573                                    const double tmp29_0 = A_21_2 + A_21_3;
2574                                    const double tmp17_0 = A_01_3 + A_01_7 + A_10_3 + A_10_7;
2575                                    const double tmp212_0 = A_02_6 + A_20_6;
2576                                    const double tmp220_0 = A_02_3 + A_20_6;
2577                                    const double tmp78_0 = A_20_0 + A_20_7;
2578                                    const double tmp215_0 = A_01_6 + A_10_6;
2579                                    const double tmp203_0 = A_01_7 + A_10_7;
2580                                    const double tmp87_0 = A_12_2 + A_12_3 + A_21_4 + A_21_5;
2581                                    const double tmp114_0 = A_02_0 + A_02_2 + A_20_5 + A_20_7;
2582                                    const double tmp0_0 = A_01_0 + A_01_4 + A_10_0 + A_10_4;
2583                                    const double tmp202_0 = A_01_3 + A_01_4 + A_10_3 + A_10_4;
2584                                    const double tmp4_0 = A_20_0 + A_20_5;
2585                                    const double tmp65_0 = A_00_2 + A_00_3;
2586                                    const double tmp24_0 = A_20_1 + A_20_3;
2587                                    const double tmp64_0 = A_10_0 + A_10_3;
2588                                    const double tmp170_0 = A_02_0 + A_02_2 + A_20_0 + A_20_2;
2589                                    const double tmp11_0 = A_20_1 + A_20_6;
2590                                    const double tmp82_0 = A_12_4 + A_12_5 + A_21_4 + A_21_5;
2591                                    const double tmp99_0 = A_01_4 + A_10_7;
2592                                    const double tmp49_0 = A_12_1 + A_12_7;
2593                                    const double tmp130_0 = A_12_0 + A_12_1 + A_12_6 + A_12_7;
2594                                    const double tmp144_0 = A_01_0 + A_10_3;
2595                                    const double tmp109_0 = A_22_0 + A_22_3 + A_22_4 + A_22_7;
2596                                    const double tmp185_0 = A_02_0 + A_02_7 + A_20_2 + A_20_5;
2597                                    const double tmp157_0 = A_01_4 + A_10_4;
2598                                    const double tmp51_0 = A_22_1 + A_22_3 + A_22_5 + A_22_7;
2599                                    const double tmp146_0 = A_00_6 + A_00_7;
2600                                    const double tmp147_0 = A_12_0 + A_12_1 + A_21_0 + A_21_1;
2601                                    const double tmp150_0 = A_00_2 + A_00_3 + A_00_4 + A_00_5;
2602                                    const double tmp62_0 = A_21_3 + A_21_5;
2603                                    const double tmp223_0 = A_12_2 + A_21_4;
2604                                    const double tmp16_0 = A_02_2 + A_02_5;
2605                                    const double tmp168_0 = A_11_1 + A_11_3 + A_11_4 + A_11_6;
2606                                    const double tmp88_0 = A_12_4 + A_12_5 + A_21_2 + A_21_3;
2607                                    const double tmp142_0 = A_01_7 + A_10_4;
2608                                    const double tmp34_0 = A_20_0 + A_20_2 + A_20_5 + A_20_7;
2609                                    const double tmp71_0 = A_00_0 + A_00_1 + A_00_6 + A_00_7;
2610                                    const double tmp213_0 = A_02_1 + A_20_1;
2611                                    const double tmp227_0 = A_12_2 + A_12_5 + A_21_3 + A_21_4;
2612                                    const double tmp228_0 = A_12_1 + A_21_7;
2613                                    const double tmp140_0 = A_01_2 + A_01_6;
2614                                    const double tmp74_0 = A_22_0 + A_22_1 + A_22_4 + A_22_5;
2615                                    const double tmp167_0 = A_11_0 + A_11_2;
2616                                    const double tmp143_0 = A_01_3 + A_01_4 + A_10_0 + A_10_7;
2617                                    const double tmp83_0 = A_02_0 + A_02_5;
2618                                    const double tmp14_0 = A_22_1 + A_22_2 + A_22_5 + A_22_6;
2619                                    const double tmp5_0 = A_12_1 + A_12_6;
2620                                    const double tmp94_0 = A_02_1 + A_02_3;
2621                                    const double tmp193_0 = A_01_1 + A_01_6 + A_10_1 + A_10_6;
2622                                    const double tmp97_0 = A_02_0 + A_02_2 + A_02_5 + A_02_7;
2623                                    const double tmp131_0 = A_01_1 + A_01_5;
2624                                    const double tmp124_0 = A_01_6 + A_10_5;
2625                                    const double tmp149_0 = A_12_6 + A_12_7 + A_21_6 + A_21_7;
2626                                    const double tmp187_0 = A_01_2 + A_10_2;
2627                                    const double tmp93_0 = A_01_1 + A_01_2 + A_10_1 + A_10_2;
2628                                    const double tmp25_0 = A_01_4 + A_01_7 + A_10_4 + A_10_7;
2629                                    const double tmp156_0 = A_12_2 + A_12_5 + A_21_2 + A_21_5;
2630                                    const double tmp20_0 = A_21_2 + A_21_5;
2631                                    const double tmp55_0 = A_21_2 + A_21_4;
2632                                    const double tmp208_0 = A_12_1 + A_12_6 + A_21_0 + A_21_7;
2633                                    const double tmp125_0 = A_12_4 + A_12_5;
2634                                    const double tmp158_0 = A_01_0 + A_01_7 + A_10_0 + A_10_7;
2635                                    const double tmp108_0 = A_01_1 + A_01_5 + A_10_1 + A_10_5;
2636                                    const double tmp199_0 = A_12_2 + A_12_4 + A_21_2 + A_21_4;
2637                                    const double tmp10_0 = A_02_1 + A_02_4;
2638                                    const double tmp182_0 = A_02_3 + A_02_6 + A_20_3 + A_20_6;
2639                                    const double tmp132_0 = A_02_1 + A_20_4;
2640                                    const double tmp191_0 = A_12_3 + A_12_4 + A_21_3 + A_21_4;
2641                                    const double tmp35_0 = A_11_0 + A_11_1 + A_11_2 + A_11_3;
2642                                    const double tmp164_0 = A_10_3 + A_10_4;
2643                                    const double tmp190_0 = A_12_5 + A_21_5;
2644                                    const double tmp73_0 = A_02_1 + A_02_6;
2645                                    const double tmp98_0 = A_01_0 + A_01_7 + A_10_3 + A_10_4;
2646                                    const double tmp225_0 = A_12_4 + A_21_2;
2647                                    const double tmp103_0 = A_02_4 + A_02_6;
2648                                    const double tmp194_0 = A_02_0 + A_02_7 + A_20_0 + A_20_7;
2649                                    const double tmp207_0 = A_12_0 + A_21_6;
2650                                    const double tmp102_0 = A_20_5 + A_20_7;
2651                                    const double tmp1_0 = A_22_3 + A_22_7;
2652                                    const double tmp172_0 = A_10_1 + A_10_5;
2653                                    const double tmp222_0 = A_12_5 + A_21_3;
2654                                    const double tmp201_0 = A_02_2 + A_02_5 + A_20_2 + A_20_5;
2655                                    const double tmp155_0 = A_12_4 + A_21_4;
2656                                    const double tmp174_0 = A_02_1 + A_02_4 + A_20_1 + A_20_4;
2657                                    const double tmp59_0 = A_01_0 + A_01_3;
2658                                    const double tmp21_0 = A_20_2 + A_20_7;
2659                                    const double tmp141_0 = A_02_2 + A_02_7 + A_20_2 + A_20_7;
2660                                    const double tmp210_0 = A_01_1 + A_10_1;
2661                                    const double tmp145_0 = A_00_0 + A_00_1;
2662                                    const double tmp121_0 = A_12_0 + A_12_1 + A_21_6 + A_21_7;
2663                                    const double tmp224_0 = A_12_3 + A_12_4 + A_21_2 + A_21_5;
2664                                    const double tmp186_0 = A_02_2 + A_20_7;
2665                                    const double tmp53_0 = A_11_4 + A_11_6;
2666                                    const double tmp184_0 = A_02_5 + A_20_0;
2667                                    const double tmp38_0 = A_12_0 + A_12_1;
2668                                    const double tmp12_0 = A_01_1 + A_01_2 + A_01_5 + A_01_6 + A_10_1 + A_10_2 + A_10_5 + A_10_6;
2669                                    const double tmp230_0 = A_12_6 + A_21_0;
2670                                    const double tmp23_0 = A_11_4 + A_11_5 + A_11_6 + A_11_7;
2671                                    const double tmp81_0 = A_20_1 + A_20_4;
2672                                    const double tmp134_0 = A_10_3 + A_10_7;
2673                                    const double tmp129_0 = A_21_0 + A_21_1;
2674                                    const double tmp137_0 = A_01_0 + A_01_3 + A_01_4 + A_01_7;
2675                                    const double tmp198_0 = A_01_0 + A_10_0;
2676                                    const double tmp9_0 = A_21_1 + A_21_7;
2677                                    const double tmp179_0 = A_01_0 + A_01_4;
2678                                    const double tmp100_0 = A_20_1 + A_20_3 + A_20_4 + A_20_6;
2679                                    const double tmp173_0 = A_02_0 + A_20_5;
2680                                    const double tmp42_0 = A_21_0 + A_21_1 + A_21_6 + A_21_7;
2681                                    const double tmp226_0 = A_12_3 + A_21_5;
2682                                    const double tmp6_0 = A_22_0 + A_22_4;
2683                                    const double tmp218_0 = A_12_1 + A_21_1;
2684                                    const double tmp28_0 = A_01_2 + A_10_1;
2685                                    const double tmp133_0 = A_02_6 + A_20_3;
2686                                    const double tmp13_0 = A_00_2 + A_00_3 + A_00_6 + A_00_7;
2687                                    const double tmp27_0 = A_12_2 + A_12_3 + A_12_4 + A_12_5;
2688                                    const double tmp75_0 = A_10_1 + A_10_6;
2689                                    const double tmp36_0 = A_01_0 + A_01_3 + A_10_0 + A_10_3;
2690                                    const double tmp138_0 = A_10_0 + A_10_4;
2691                                    const double tmp189_0 = A_12_2 + A_21_2;
2692                                    const double tmp181_0 = A_02_7 + A_20_2;
2693                                    const double tmp85_0 = A_02_1 + A_02_3 + A_20_4 + A_20_6;
2694                                    const double tmp122_0 = A_01_1 + A_10_2;
2695                                    const double tmp95_0 = A_01_3 + A_10_0;
2696                                    const double tmp120_0 = A_12_6 + A_12_7 + A_21_0 + A_21_1;
2697                                    const double tmp196_0 = A_02_0 + A_20_0;
2698                                    const double tmp171_0 = A_02_3 + A_02_4;
2699                                    const double tmp204_0 = A_12_1 + A_12_6 + A_21_1 + A_21_6;
2700                                    const double tmp45_0 = A_10_1 + A_10_2;
2701                                    const double tmp101_0 = A_01_5 + A_01_6 + A_10_5 + A_10_6;
2702                                    const double tmp58_0 = A_11_0 + A_11_2 + A_11_5 + A_11_7;
2703                                    const double tmp107_0 = A_20_3 + A_20_4;
2704                                    const double tmp30_0 = A_01_1 + A_01_6 + A_10_2 + A_10_5;
2705                                    const double tmp63_0 = A_12_2 + A_12_5;
2706                                    const double tmp127_0 = A_12_2 + A_12_3;
2707                                    const double tmp177_0 = A_02_2 + A_02_5 + A_20_0 + A_20_7;
2708                                    const double tmp178_0 = A_10_0 + A_10_3 + A_10_4 + A_10_7;
2709                                    const double tmp76_0 = A_01_1 + A_01_2;
2710                                    const double tmp80_0 = A_22_2 + A_22_3 + A_22_6 + A_22_7;
2711                                    const double tmp41_0 = A_12_6 + A_12_7;
2712                                    const double tmp89_0 = A_01_0 + A_01_3 + A_01_4 + A_01_7 + A_10_0 + A_10_3 + A_10_4 + A_10_7;
2713                                    const double tmp116_0 = A_02_1 + A_02_3 + A_02_4 + A_02_6 + A_20_1 + A_20_3 + A_20_4 + A_20_6;
2714                                    const double tmp33_0 = A_22_0 + A_22_1 + A_22_2 + A_22_3 + A_22_4 + A_22_5 + A_22_6 + A_22_7;
2715                                    const double tmp169_0 = A_21_3 + A_21_4;
2716                                    const double tmp96_0 = A_20_0 + A_20_2;
2717                                    const double tmp111_0 = A_12_3 + A_12_4;
2718                                    const double tmp118_0 = A_20_2 + A_20_5;
2719                                    const double tmp19_0 = A_12_3 + A_12_5;
2720                                    const double tmp68_0 = A_01_5 + A_01_6;
2721                                    const double tmp7_0 = A_11_1 + A_11_3 + A_11_5 + A_11_7;
2722                                    const double tmp154_0 = A_12_3 + A_21_3;
2723                                    const double tmp152_0 = A_02_4 + A_20_4;
2724                                    const double tmp153_0 = A_02_3 + A_20_3;
2725                                    const double tmp163_0 = A_02_5 + A_02_7 + A_20_5 + A_20_7;
2726                                    const double tmp44_0 = A_01_4 + A_01_7;
2727                                    const double tmp39_0 = A_02_1 + A_02_3 + A_02_4 + A_02_6;
2728                                    const double tmp123_0 = A_21_2 + A_21_3 + A_21_4 + A_21_5;
2729                                    const double tmp40_0 = A_02_5 + A_02_7;
2730                                    const double tmp110_0 = A_02_0 + A_02_7;
2731                                    const double tmp77_0 = A_12_2 + A_12_3 + A_21_2 + A_21_3;
2732                                    const double tmp209_0 = A_12_7 + A_21_1;
2733                                    const double tmp219_0 = A_02_4 + A_20_1;
2734                                    const double tmp84_0 = A_01_1 + A_01_5 + A_10_2 + A_10_6;
2735                                    const double tmp162_0 = A_12_1 + A_12_7 + A_21_1 + A_21_7;
2736                                    const double tmp159_0 = A_01_3 + A_10_3;
2737                                    const double tmp56_0 = A_11_1 + A_11_3;
2738                                    const double tmp52_0 = A_01_2 + A_01_5;
2739                                    const double tmp26_0 = A_00_4 + A_00_5 + A_00_6 + A_00_7;
2740                                    const double tmp229_0 = A_12_0 + A_12_7 + A_21_1 + A_21_6;
2741                                    const double tmp151_0 = A_10_2 + A_10_5;
2742                                    const double tmp136_0 = A_02_0 + A_02_5 + A_20_0 + A_20_5;
2743                                    const double tmp128_0 = A_21_6 + A_21_7;
2744                                    const double tmp15_0 = A_12_2 + A_12_4;
2745                                    const double tmp296_1 = tmp159_0*w42;
2746                                    const double tmp130_1 = tmp67_0*w5;
2747                                    const double tmp98_1 = A_01_6*w42;
2748                                    const double tmp231_1 = tmp125_0*w6;
2749                                    const double tmp42_1 = tmp34_0*w12;
2750                                    const double tmp199_1 = A_02_5*w28;
2751                                    const double tmp113_1 = tmp29_0*w13;
2752                                    const double tmp330_1 = tmp152_0*w28;
2753                                    const double tmp90_1 = A_01_1*w46;
2754                                    const double tmp446_1 = tmp77_0*w22;
2755                                    const double tmp108_1 = tmp43_0*w5;
2756                                    const double tmp524_1 = A_12_6*w29;
2757                                    const double tmp232_1 = tmp126_0*w34;
2758                                    const double tmp33_1 = tmp25_0*w37;
2759                                    const double tmp461_1 = tmp180_0*w1;
2760                                    const double tmp14_1 = tmp8_0*w6;
2761                                    const double tmp447_1 = tmp205_0*w26;
2762                                    const double tmp452_1 = tmp198_0*w42;
2763                                    const double tmp217_1 = tmp81_0*w9;
2764                                    const double tmp76_1 = tmp59_0*w20;
2765                                    const double tmp421_1 = tmp134_0*w31;
2766                                    const double tmp485_1 = tmp51_0*w51;
2767                                    const double tmp240_1 = tmp131_0*w1;
2768                                    const double tmp160_1 = tmp91_0*w9;
2769                                    const double tmp174_1 = A_20_1*w26;
2770                                    const double tmp273_1 = A_10_1*w46;
2771                                    const double tmp159_1 = tmp90_0*w47;
2772                                    const double tmp228_1 = tmp103_0*w5;
2773                                    const double tmp313_1 = tmp166_0*w45;
2774                                    const double tmp45_1 = tmp37_0*w30;
2775                                    const double tmp512_1 = tmp147_0*w13;
2776                                    const double tmp73_1 = tmp56_0*w43;
2777                                    const double tmp61_1 = A_01_6*w46;
2778                                    const double tmp316_1 = tmp167_0*w43;
2779                                    const double tmp189_1 = tmp112_0*w20;
2780                                    const double tmp455_1 = tmp215_0*w39;
2781                                    const double tmp360_1 = A_21_5*w24;
2782                                    const double tmp258_1 = A_20_7*w2;
2783                                    const double tmp196_1 = A_20_6*w26;
2784                                    const double tmp37_1 = tmp29_0*w6;
2785                                    const double tmp9_1 = A_12_7*w29;
2786                                    const double tmp80_1 = tmp63_0*w19;
2787                                    const double tmp312_1 = tmp165_0*w8;
2788                                    const double tmp264_1 = tmp101_0*w1;
2789                                    const double tmp124_1 = A_02_3*w26;
2790                                    const double tmp229_1 = tmp123_0*w11;
2791                                    const double tmp333_1 = tmp159_0*w46;
2792                                    const double tmp533_1 = tmp222_0*w4;
2793                                    const double tmp201_1 = tmp108_0*w37;
2794                                    const double tmp444_1 = tmp35_0*w10;
2795                                    const double tmp51_1 = tmp43_0*w18;
2796                                    const double tmp214_1 = A_21_7*w29;
2797                                    const double tmp518_1 = tmp86_0*w37;
2798                                    const double tmp192_1 = tmp115_0*w5;
2799                                    const double tmp355_1 = A_21_2*w27;
2800                                    const double tmp156_1 = tmp87_0*w22;
2801                                    const double tmp516_1 = tmp230_0*w27;
2802                                    const double tmp366_1 = tmp104_0*w57;
2803                                    const double tmp271_1 = tmp146_0*w49;
2804                                    const double tmp437_1 = tmp218_0*w24;
2805                                    const double tmp436_1 = tmp104_0*w54;
2806                                    const double tmp167_1 = tmp98_0*w8;
2807                                    const double tmp136_1 = tmp70_0*w34;
2808                                    const double tmp406_1 = tmp207_0*w27;
2809                                    const double tmp193_1 = tmp116_0*w12;
2810                                    const double tmp486_1 = tmp225_0*w29;
2811                                    const double tmp469_1 = tmp224_0*w11;
2812                                    const double tmp287_1 = tmp71_0*w53;
2813                                    const double tmp430_1 = tmp213_0*w28;
2814                                    const double tmp462_1 = tmp220_0*w2;
2815                                    const double tmp294_1 = tmp53_0*w59;
2816                                    const double tmp218_1 = tmp118_0*w16;
2817                                    const double tmp116_1 = tmp25_0*w31;
2818                                    const double tmp495_1 = tmp76_0*w37;
2819                                    const double tmp501_1 = tmp99_0*w46;
2820                                    const double tmp0_1 = tmp0_0*w1;
2821                                    const double tmp99_1 = tmp62_0*w17;
2822                                    const double tmp429_1 = tmp212_0*w2;
2823                                    const double tmp249_1 = tmp136_0*w9;
2824                                    const double tmp504_1 = tmp229_0*w19;
2825                                    const double tmp197_1 = A_12_2*w27;
2826                                    const double tmp531_1 = tmp122_0*w35;
2827                                    const double tmp265_1 = tmp142_0*w46;
2828                                    const double tmp488_1 = tmp226_0*w4;
2829                                    const double tmp528_1 = tmp115_0*w18;
2830                                    const double tmp438_1 = tmp219_0*w2;
2831                                    const double tmp233_1 = tmp127_0*w13;
2832                                    const double tmp491_1 = tmp79_0*w1;
2833                                    const double tmp215_1 = A_21_0*w4;
2834                                    const double tmp24_1 = tmp18_0*w21;
2835                                    const double tmp538_1 = tmp209_0*w27;
2836                                    const double tmp379_1 = tmp167_0*w55;
2837                                    const double tmp332_1 = tmp154_0*w4;
2838                                    const double tmp498_1 = tmp68_0*w31;
2839                                    const double tmp41_1 = tmp33_0*w33;
2840                                    const double tmp464_1 = tmp179_0*w37;
2841                                    const double tmp317_1 = tmp168_0*w40;
2842                                    const double tmp378_1 = tmp106_0*w54;
2843                                    const double tmp184_1 = tmp109_0*w14;
2844                                    const double tmp292_1 = tmp14_0*w33;
2845                                    const double tmp11_1 = tmp5_0*w11;
2846                                    const double tmp354_1 = A_02_6*w26;
2847                                    const double tmp84_1 = tmp37_0*w0;
2848                                    const double tmp422_1 = tmp13_0*w30;
2849                                    const double tmp132_1 = tmp69_0*w11;
2850                                    const double tmp251_1 = tmp138_0*w31;
2851                                    const double tmp18_1 = tmp12_0*w8;
2852                                    const double tmp88_1 = A_21_1*w4;
2853                                    const double tmp188_1 = A_12_2*w24;
2854                                    const double tmp465_1 = tmp175_0*w31;
2855                                    const double tmp235_1 = tmp128_0*w17;
2856                                    const double tmp323_1 = A_02_1*w26;
2857                                    const double tmp31_1 = tmp23_0*w38;
2858                                    const double tmp397_1 = tmp170_0*w5;
2859                                    const double tmp175_1 = tmp7_0*w3;
2860                                    const double tmp148_1 = tmp81_0*w21;
2861                                    const double tmp238_1 = tmp130_0*w19;
2862                                    const double tmp59_1 = tmp46_0*w11;
2863                                    const double tmp432_1 = tmp215_0*w35;
2864                                    const double tmp398_1 = A_01_2*w46;
2865                                    const double tmp497_1 = A_10_5*w46;
2866                                    const double tmp28_1 = tmp21_0*w18;
2867                                    const double tmp115_1 = tmp23_0*w32;
2868                                    const double tmp441_1 = tmp23_0*w3;
2869                                    const double tmp131_1 = tmp68_0*w37;
2870                                    const double tmp289_1 = tmp155_0*w4;
2871                                    const double tmp278_1 = tmp80_0*w44;
2872                                    const double tmp5_1 = A_21_4*w27;
2873                                    const double tmp254_1 = tmp140_0*w20;
2874                                    const double tmp183_1 = tmp108_0*w31;
2875                                    const double tmp279_1 = tmp151_0*w8;
2876                                    const double tmp298_1 = tmp161_0*w16;
2877                                    const double tmp505_1 = tmp230_0*w24;
2878                                    const double tmp246_1 = tmp80_0*w52;
2879                                    const double tmp100_1 = tmp53_0*w43;
2880                                    const double tmp440_1 = tmp221_0*w16;
2881                                    const double tmp481_1 = tmp188_0*w23;
2882                                    const double tmp480_1 = tmp187_0*w35;
2883                                    const double tmp384_1 = tmp150_0*w53;
2884                                    const double tmp142_1 = tmp76_0*w31;
2885                                    const double tmp372_1 = tmp191_0*w11;
2886                                    const double tmp307_1 = A_10_7*w35;
2887                                    const double tmp186_1 = tmp111_0*w19;
2888                                    const double tmp127_1 = A_20_2*w2;
2889                                    const double tmp391_1 = tmp167_0*w59;
2890                                    const double tmp223_1 = tmp113_0*w20;
2891                                    const double tmp454_1 = tmp197_0*w24;
2892                                    const double tmp241_1 = tmp74_0*w51;
2893                                    const double tmp529_1 = tmp114_0*w5;
2894                                    const double tmp202_1 = tmp104_0*w7;
2895                                    const double tmp236_1 = tmp96_0*w21;
2896                                    const double tmp358_1 = tmp183_0*w11;
2897                                    const double tmp102_1 = tmp51_0*w41;
2898                                    const double tmp493_1 = A_20_5*w2;
2899                                    const double tmp468_1 = tmp223_0*w4;
2900                                    const double tmp435_1 = tmp217_0*w16;
2901                                    const double tmp110_1 = tmp37_0*w36;
2902                                    const double tmp479_1 = tmp189_0*w4;
2903                                    const double tmp120_1 = tmp38_0*w22;
2904                                    const double tmp16_1 = tmp10_0*w9;
2905                                    const double tmp407_1 = tmp90_0*w53;
2906                                    const double tmp442_1 = tmp66_0*w48;
2907                                    const double tmp60_1 = A_10_4*w35;
2908                                    const double tmp69_1 = tmp53_0*w45;
2909                                    const double tmp144_1 = tmp77_0*w17;
2910                                    const double tmp507_1 = tmp146_0*w48;
2911                                    const double tmp424_1 = tmp174_0*w18;
2912                                    const double tmp352_1 = tmp181_0*w23;
2913                                    const double tmp451_1 = tmp199_0*w13;
2914                                    const double tmp253_1 = tmp139_0*w16;
2915                                    const double tmp353_1 = tmp182_0*w18;
2916                                    const double tmp521_1 = tmp88_0*w22;
2917                                    const double tmp346_1 = tmp175_0*w37;
2918                                    const double tmp416_1 = tmp138_0*w37;
2919                                    const double tmp324_1 = A_10_0*w35;
2920                                    const double tmp152_1 = tmp84_0*w37;
2921                                    const double tmp119_1 = tmp32_0*w21;
2922                                    const double tmp86_1 = A_21_6*w29;
2923                                    const double tmp290_1 = tmp156_0*w11;
2924                                    const double tmp382_1 = tmp196_0*w26;
2925                                    const double tmp91_1 = tmp49_0*w6;
2926                                    const double tmp499_1 = A_10_2*w42;
2927                                    const double tmp226_1 = tmp121_0*w13;
2928                                    const double tmp477_1 = tmp195_0*w26;
2929                                    const double tmp150_1 = A_02_4*w23;
2930                                    const double tmp318_1 = tmp15_0*w22;
2931                                    const double tmp396_1 = tmp206_0*w24;
2932                                    const double tmp474_1 = A_02_0*w28;
2933                                    const double tmp245_1 = tmp134_0*w37;
2934                                    const double tmp3_1 = A_20_4*w26;
2935                                    const double tmp44_1 = tmp36_0*w31;
2936                                    const double tmp487_1 = tmp60_0*w52;
2937                                    const double tmp293_1 = tmp158_0*w8;
2938                                    const double tmp314_1 = A_01_2*w42;
2939                                    const double tmp414_1 = tmp80_0*w51;
2940                                    const double tmp472_1 = A_21_3*w27;
2941                                    const double tmp321_1 = A_21_2*w24;
2942                                    const double tmp225_1 = tmp120_0*w6;
2943                                    const double tmp377_1 = tmp166_0*w59;
2944                                    const double tmp413_1 = tmp186_0*w26;
2945                                    const double tmp385_1 = tmp166_0*w55;
2946                                    const double tmp310_1 = tmp164_0*w34;
2947                                    const double tmp158_1 = tmp89_0*w34;
2948                                    const double tmp449_1 = tmp203_0*w46;
2949                                    const double tmp439_1 = tmp220_0*w28;
2950                                    const double tmp22_1 = tmp16_0*w16;
2951                                    const double tmp164_1 = tmp95_0*w46;
2952                                    const double tmp417_1 = tmp74_0*w52;
2953                                    const double tmp257_1 = tmp6_0*w25;
2954                                    const double tmp203_1 = tmp18_0*w9;
2955                                    const double tmp286_1 = tmp153_0*w28;
2956                                    const double tmp155_1 = tmp33_0*w14;
2957                                    const double tmp389_1 = tmp201_0*w12;
2958                                    const double tmp508_1 = tmp145_0*w49;
2959                                    const double tmp300_1 = tmp56_0*w55;
2960                                    const double tmp299_1 = tmp162_0*w22;
2961                                    const double tmp173_1 = tmp104_0*w25;
2962                                    const double tmp32_1 = tmp24_0*w5;
2963                                    const double tmp227_1 = tmp122_0*w39;
2964                                    const double tmp484_1 = tmp3_0*w38;
2965                                    const double tmp171_1 = tmp102_0*w21;
2966                                    const double tmp478_1 = tmp190_0*w29;
2967                                    const double tmp320_1 = tmp170_0*w18;
2968                                    const double tmp327_1 = tmp6_0*w57;
2969                                    const double tmp490_1 = tmp7_0*w32;
2970                                    const double tmp419_1 = tmp127_0*w6;
2971                                    const double tmp463_1 = tmp219_0*w28;
2972                                    const double tmp12_1 = tmp6_0*w7;
2973                                    const double tmp49_1 = tmp41_0*w22;
2974                                    const double tmp344_1 = tmp173_0*w26;
2975                                    const double tmp243_1 = tmp132_0*w2;
2976                                    const double tmp83_1 = A_10_4*w39;
2977                                    const double tmp297_1 = tmp160_0*w17;
2978                                    const double tmp275_1 = tmp148_0*w34;
2979                                    const double tmp168_1 = tmp99_0*w42;
2980                                    const double tmp409_1 = tmp3_0*w32;
2981                                    const double tmp1_1 = tmp1_0*w25;
2982                                    const double tmp426_1 = tmp210_0*w39;
2983                                    const double tmp375_1 = tmp109_0*w33;
2984                                    const double tmp50_1 = tmp42_0*w19;
2985                                    const double tmp513_1 = A_10_1*w42;
2986                                    const double tmp97_1 = tmp45_0*w31;
2987                                    const double tmp403_1 = tmp140_0*w1;
2988                                    const double tmp71_1 = A_01_1*w42;
2989                                    const double tmp520_1 = tmp84_0*w31;
2990                                    const double tmp510_1 = A_10_6*w46;
2991                                    const double tmp302_1 = A_10_0*w39;
2992                                    const double tmp364_1 = tmp128_0*w22;
2993                                    const double tmp515_1 = tmp142_0*w42;
2994                                    const double tmp283_1 = tmp65_0*w56;
2995                                    const double tmp222_1 = tmp112_0*w1;
2996                                    const double tmp428_1 = tmp211_0*w27;
2997                                    const double tmp371_1 = tmp190_0*w4;
2998                                    const double tmp423_1 = tmp184_0*w23;
2999                                    const double tmp276_1 = tmp149_0*w13;
3000                                    const double tmp65_1 = tmp50_0*w9;
3001                                    const double tmp305_1 = A_12_0*w29;
3002                                    const double tmp170_1 = tmp101_0*w20;
3003                                    const double tmp350_1 = tmp179_0*w31;
3004                                    const double tmp466_1 = tmp172_0*w20;
3005                                    const double tmp361_1 = tmp184_0*w26;
3006                                    const double tmp431_1 = tmp214_0*w19;
3007                                    const double tmp363_1 = tmp129_0*w17;
3008                                    const double tmp178_1 = A_02_2*w28;
3009                                    const double tmp527_1 = tmp120_0*w13;
3010                                    const double tmp415_1 = tmp182_0*w5;
3011                                    const double tmp450_1 = tmp200_0*w6;
3012                                    const double tmp269_1 = A_01_7*w39;
3013                                    const double tmp285_1 = tmp152_0*w2;
3014                                    const double tmp272_1 = A_01_0*w35;
3015                                    const double tmp339_1 = tmp136_0*w21;
3016                                    const double tmp502_1 = tmp95_0*w42;
3017                                    const double tmp38_1 = tmp30_0*w34;
3018                                    const double tmp514_1 = tmp144_0*w46;
3019                                    const double tmp96_1 = tmp56_0*w45;
3020                                    const double tmp399_1 = tmp167_0*w45;
3021                                    const double tmp483_1 = tmp173_0*w23;
3022                                    const double tmp522_1 = tmp87_0*w17;
3023                                    const double tmp519_1 = tmp91_0*w21;
3024                                    const double tmp209_1 = A_12_5*w24;
3025                                    const double tmp126_1 = tmp65_0*w48;
3026                                    const double tmp367_1 = tmp187_0*w39;
3027                                    const double tmp221_1 = tmp67_0*w18;
3028                                    const double tmp381_1 = tmp146_0*w56;
3029                                    const double tmp70_1 = tmp54_0*w31;
3030                                    const double tmp216_1 = tmp117_0*w11;
3031                                    const double tmp473_1 = A_02_7*w2;
3032                                    const double tmp149_1 = tmp82_0*w22;
3033                                    const double tmp357_1 = A_12_6*w4;
3034                                    const double tmp534_1 = tmp226_0*w29;
3035                                    const double tmp95_1 = tmp26_0*w15;
3036                                    const double tmp500_1 = tmp64_0*w20;
3037                                    const double tmp387_1 = tmp199_0*w6;
3038                   &n