/[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

branches/ripleygmg_from_3668/ripley/src/Brick.cpp revision 3702 by caltinay, Fri Dec 2 06:12:32 2011 UTC trunk/ripley/src/Brick.cpp revision 4357 by caltinay, Thu Apr 11 06:07:14 2013 UTC
# Line 1  Line 1 
1    
2  /*******************************************************  /*****************************************************************************
3  *  *
4  * Copyright (c) 2003-2011 by University of Queensland  * Copyright (c) 2003-2013 by University of Queensland
5  * Earth Systems Science Computational Center (ESSCC)  * http://www.uq.edu.au
 * http://www.uq.edu.au/esscc  
6  *  *
7  * Primary Business: Queensland, Australia  * Primary Business: Queensland, Australia
8  * Licensed under the Open Software License version 3.0  * Licensed under the Open Software License version 3.0
9  * http://www.opensource.org/licenses/osl-3.0.php  * http://www.opensource.org/licenses/osl-3.0.php
10  *  *
11  *******************************************************/  * Development until 2012 by Earth Systems Science Computational Center (ESSCC)
12    * Development since 2012 by School of Earth Sciences
13    *
14    *****************************************************************************/
15    
16  #include <ripley/Brick.h>  #include <ripley/Brick.h>
17  extern "C" {  #include <paso/SystemMatrix.h>
18  #include "paso/SystemMatrixPattern.h"  #include <esysUtils/esysFileWriter.h>
19  }  
20    #ifdef USE_NETCDF
21    #include <netcdfcpp.h>
22    #endif
23    
24  #if USE_SILO  #if USE_SILO
25  #include <silo.h>  #include <silo.h>
# Line 26  extern "C" { Line 31  extern "C" {
31  #include <iomanip>  #include <iomanip>
32    
33  using namespace std;  using namespace std;
34    using esysUtils::FileWriter;
35    
36  namespace ripley {  namespace ripley {
37    
38  Brick::Brick(int n0, int n1, int n2, double l0, double l1, double l2, int d0,  Brick::Brick(int n0, int n1, int n2, double x0, double y0, double z0,
39               int d1, int d2) :               double x1, double y1, double z1, int d0, int d1, int d2) :
40      RipleyDomain(3),      RipleyDomain(3)
     m_gNE0(n0),  
     m_gNE1(n1),  
     m_gNE2(n2),  
     m_l0(l0),  
     m_l1(l1),  
     m_l2(l2),  
     m_NX(d0),  
     m_NY(d1),  
     m_NZ(d2)  
41  {  {
42        // ignore subdivision parameters for serial run
43        if (m_mpiInfo->size == 1) {
44            d0=1;
45            d1=1;
46            d2=1;
47        }
48    
49        bool warn=false;
50        // if number of subdivisions is non-positive, try to subdivide by the same
51        // ratio as the number of elements
52        if (d0<=0 && d1<=0 && d2<=0) {
53            warn=true;
54            d0=(int)(pow(m_mpiInfo->size*(n0+1)*(n0+1)/((float)(n1+1)*(n2+1)), 1.f/3));
55            d0=max(1, d0);
56            d1=max(1, (int)(d0*n1/(float)n0));
57            d2=m_mpiInfo->size/(d0*d1);
58            if (d0*d1*d2 != m_mpiInfo->size) {
59                // ratios not the same so leave "smallest" side undivided and try
60                // dividing 2 sides only
61                if (n0>=n1) {
62                    if (n1>=n2) {
63                        d0=d1=0;
64                        d2=1;
65                    } else {
66                        d0=d2=0;
67                        d1=1;
68                    }
69                } else {
70                    if (n0>=n2) {
71                        d0=d1=0;
72                        d2=1;
73                    } else {
74                        d0=1;
75                        d1=d2=0;
76                    }
77                }
78            }
79        }
80        if (d0<=0 && d1<=0) {
81            warn=true;
82            d0=max(1, int(sqrt(m_mpiInfo->size*(n0+1)/(float)(n1+1))));
83            d1=m_mpiInfo->size/d0;
84            if (d0*d1*d2 != m_mpiInfo->size) {
85                // ratios not the same so subdivide side with more elements only
86                if (n0>n1) {
87                    d0=0;
88                    d1=1;
89                } else {
90                    d0=1;
91                    d1=0;
92                }
93            }
94        } else if (d0<=0 && d2<=0) {
95            warn=true;
96            d0=max(1, int(sqrt(m_mpiInfo->size*(n0+1)/(float)(n2+1))));
97            d2=m_mpiInfo->size/d0;
98            if (d0*d1*d2 != m_mpiInfo->size) {
99                // ratios not the same so subdivide side with more elements only
100                if (n0>n2) {
101                    d0=0;
102                    d2=1;
103                } else {
104                    d0=1;
105                    d2=0;
106                }
107            }
108        } else if (d1<=0 && d2<=0) {
109            warn=true;
110            d1=max(1, int(sqrt(m_mpiInfo->size*(n1+1)/(float)(n2+1))));
111            d2=m_mpiInfo->size/d1;
112            if (d0*d1*d2 != m_mpiInfo->size) {
113                // ratios not the same so subdivide side with more elements only
114                if (n1>n2) {
115                    d1=0;
116                    d2=1;
117                } else {
118                    d1=1;
119                    d2=0;
120                }
121            }
122        }
123        if (d0<=0) {
124            // d1,d2 are preset, determine d0
125            d0=m_mpiInfo->size/(d1*d2);
126        } else if (d1<=0) {
127            // d0,d2 are preset, determine d1
128            d1=m_mpiInfo->size/(d0*d2);
129        } else if (d2<=0) {
130            // d0,d1 are preset, determine d2
131            d2=m_mpiInfo->size/(d0*d1);
132        }
133    
134      // ensure number of subdivisions is valid and nodes can be distributed      // ensure number of subdivisions is valid and nodes can be distributed
135      // among number of ranks      // among number of ranks
136      if (m_NX*m_NY*m_NZ != m_mpiInfo->size)      if (d0*d1*d2 != m_mpiInfo->size)
137          throw RipleyException("Invalid number of spatial subdivisions");          throw RipleyException("Invalid number of spatial subdivisions");
138    
139      if (n0%m_NX > 0 || n1%m_NY > 0 || n2%m_NZ > 0)      if (warn) {
140          throw RipleyException("Number of elements must be separable into number of ranks in each dimension");          cout << "Warning: Automatic domain subdivision (d0=" << d0 << ", d1="
141                << d1 << ", d2=" << d2 << "). This may not be optimal!" << endl;
142        }
143    
144        double l0 = x1-x0;
145        double l1 = y1-y0;
146        double l2 = z1-z0;
147        m_dx[0] = l0/n0;
148        m_dx[1] = l1/n1;
149        m_dx[2] = l2/n2;
150    
151        if ((n0+1)%d0 > 0) {
152            n0=(int)round((float)(n0+1)/d0+0.5)*d0-1;
153            l0=m_dx[0]*n0;
154            cout << "Warning: Adjusted number of elements and length. N0="
155                << n0 << ", l0=" << l0 << endl;
156        }
157        if ((n1+1)%d1 > 0) {
158            n1=(int)round((float)(n1+1)/d1+0.5)*d1-1;
159            l1=m_dx[1]*n1;
160            cout << "Warning: Adjusted number of elements and length. N1="
161                << n1 << ", l1=" << l1 << endl;
162        }
163        if ((n2+1)%d2 > 0) {
164            n2=(int)round((float)(n2+1)/d2+0.5)*d2-1;
165            l2=m_dx[2]*n2;
166            cout << "Warning: Adjusted number of elements and length. N2="
167                << n2 << ", l2=" << l2 << endl;
168        }
169    
170        if ((d0 > 1 && (n0+1)/d0<2) || (d1 > 1 && (n1+1)/d1<2) || (d2 > 1 && (n2+1)/d2<2))
171            throw RipleyException("Too few elements for the number of ranks");
172    
173        m_gNE[0] = n0;
174        m_gNE[1] = n1;
175        m_gNE[2] = n2;
176        m_origin[0] = x0;
177        m_origin[1] = y0;
178        m_origin[2] = z0;
179        m_length[0] = l0;
180        m_length[1] = l1;
181        m_length[2] = l2;
182        m_NX[0] = d0;
183        m_NX[1] = d1;
184        m_NX[2] = d2;
185    
186        // local number of elements (including overlap)
187        m_NE[0] = m_ownNE[0] = (d0>1 ? (n0+1)/d0 : n0);
188        if (m_mpiInfo->rank%d0>0 && m_mpiInfo->rank%d0<d0-1)
189            m_NE[0]++;
190        else if (d0>1 && m_mpiInfo->rank%d0==d0-1)
191            m_ownNE[0]--;
192    
193        m_NE[1] = m_ownNE[1] = (d1>1 ? (n1+1)/d1 : n1);
194        if (m_mpiInfo->rank%(d0*d1)/d0>0 && m_mpiInfo->rank%(d0*d1)/d0<d1-1)
195            m_NE[1]++;
196        else if (d1>1 && m_mpiInfo->rank%(d0*d1)/d0==d1-1)
197            m_ownNE[1]--;
198    
199        m_NE[2] = m_ownNE[2] = (d2>1 ? (n2+1)/d2 : n2);
200        if (m_mpiInfo->rank/(d0*d1)>0 && m_mpiInfo->rank/(d0*d1)<d2-1)
201            m_NE[2]++;
202        else if (d2>1 && m_mpiInfo->rank/(d0*d1)==d2-1)
203            m_ownNE[2]--;
204    
205        // local number of nodes
206        m_NN[0] = m_NE[0]+1;
207        m_NN[1] = m_NE[1]+1;
208        m_NN[2] = m_NE[2]+1;
209    
     // local number of elements  
     m_NE0 = n0/m_NX;  
     m_NE1 = n1/m_NY;  
     m_NE2 = n2/m_NZ;  
     // local number of nodes (not necessarily owned)  
     m_N0 = m_NE0+1;  
     m_N1 = m_NE1+1;  
     m_N2 = m_NE2+1;  
210      // bottom-left-front node is at (offset0,offset1,offset2) in global mesh      // bottom-left-front node is at (offset0,offset1,offset2) in global mesh
211      m_offset0 = m_NE0*(m_mpiInfo->rank%m_NX);      m_offset[0] = (n0+1)/d0*(m_mpiInfo->rank%d0);
212      m_offset1 = m_NE1*(m_mpiInfo->rank%(m_NX*m_NY)/m_NX);      if (m_offset[0] > 0)
213      m_offset2 = m_NE2*(m_mpiInfo->rank/(m_NX*m_NY));          m_offset[0]--;
214        m_offset[1] = (n1+1)/d1*(m_mpiInfo->rank%(d0*d1)/d0);
215        if (m_offset[1] > 0)
216            m_offset[1]--;
217        m_offset[2] = (n2+1)/d2*(m_mpiInfo->rank/(d0*d1));
218        if (m_offset[2] > 0)
219            m_offset[2]--;
220    
221      populateSampleIds();      populateSampleIds();
222        createPattern();
223  }  }
224    
225    
226  Brick::~Brick()  Brick::~Brick()
227  {  {
228        Paso_SystemMatrixPattern_free(m_pattern);
229        Paso_Connector_free(m_connector);
230  }  }
231    
232  string Brick::getDescription() const  string Brick::getDescription() const
# Line 77  string Brick::getDescription() const Line 236  string Brick::getDescription() const
236    
237  bool Brick::operator==(const AbstractDomain& other) const  bool Brick::operator==(const AbstractDomain& other) const
238  {  {
239      if (dynamic_cast<const Brick*>(&other))      const Brick* o=dynamic_cast<const Brick*>(&other);
240          return this==&other;      if (o) {
241            return (RipleyDomain::operator==(other) &&
242                    m_gNE[0]==o->m_gNE[0] && m_gNE[1]==o->m_gNE[1] && m_gNE[2]==o->m_gNE[2]
243                    && m_origin[0]==o->m_origin[0] && m_origin[1]==o->m_origin[1] && m_origin[2]==o->m_origin[2]
244                    && m_length[0]==o->m_length[0] && m_length[1]==o->m_length[1] && m_length[2]==o->m_length[2]
245                    && m_NX[0]==o->m_NX[0] && m_NX[1]==o->m_NX[1] && m_NX[2]==o->m_NX[2]);
246        }
247    
248      return false;      return false;
249  }  }
250    
251    void Brick::readNcGrid(escript::Data& out, string filename, string varname,
252                const vector<int>& first, const vector<int>& numValues,
253                const vector<int>& multiplier) const
254    {
255    #ifdef USE_NETCDF
256        // check destination function space
257        int myN0, myN1, myN2;
258        if (out.getFunctionSpace().getTypeCode() == Nodes) {
259            myN0 = m_NN[0];
260            myN1 = m_NN[1];
261            myN2 = m_NN[2];
262        } else if (out.getFunctionSpace().getTypeCode() == Elements ||
263                    out.getFunctionSpace().getTypeCode() == ReducedElements) {
264            myN0 = m_NE[0];
265            myN1 = m_NE[1];
266            myN2 = m_NE[2];
267        } else
268            throw RipleyException("readNcGrid(): invalid function space for output data object");
269    
270        if (first.size() != 3)
271            throw RipleyException("readNcGrid(): argument 'first' must have 3 entries");
272    
273        if (numValues.size() != 3)
274            throw RipleyException("readNcGrid(): argument 'numValues' must have 3 entries");
275    
276        if (multiplier.size() != 3)
277            throw RipleyException("readNcGrid(): argument 'multiplier' must have 3 entries");
278        for (size_t i=0; i<multiplier.size(); i++)
279            if (multiplier[i]<1)
280                throw RipleyException("readNcGrid(): all multipliers must be positive");
281    
282        // check file existence and size
283        NcFile f(filename.c_str(), NcFile::ReadOnly);
284        if (!f.is_valid())
285            throw RipleyException("readNcGrid(): cannot open file");
286    
287        NcVar* var = f.get_var(varname.c_str());
288        if (!var)
289            throw RipleyException("readNcGrid(): invalid variable name");
290    
291        // TODO: rank>0 data support
292        const int numComp = out.getDataPointSize();
293        if (numComp > 1)
294            throw RipleyException("readNcGrid(): only scalar data supported");
295    
296        const int dims = var->num_dims();
297        const long *edges = var->edges();
298    
299        // is this a slice of the data object (dims!=3)?
300        // note the expected ordering of edges (as in numpy: z,y,x)
301        if ( (dims==3 && (numValues[2] > edges[0] || numValues[1] > edges[1]
302                          || numValues[0] > edges[2]))
303                || (dims==2 && numValues[2]>1)
304                || (dims==1 && (numValues[2]>1 || numValues[1]>1)) ) {
305            throw RipleyException("readNcGrid(): not enough data in file");
306        }
307    
308        // check if this rank contributes anything
309        if (first[0] >= m_offset[0]+myN0 || first[0]+numValues[0]*multiplier[0] <= m_offset[0] ||
310                first[1] >= m_offset[1]+myN1 || first[1]+numValues[1]*multiplier[1] <= m_offset[1] ||
311                first[2] >= m_offset[2]+myN2 || first[2]+numValues[2]*multiplier[2] <= m_offset[2]) {
312            return;
313        }
314    
315        // now determine how much this rank has to write
316    
317        // first coordinates in data object to write to
318        const int first0 = max(0, first[0]-m_offset[0]);
319        const int first1 = max(0, first[1]-m_offset[1]);
320        const int first2 = max(0, first[2]-m_offset[2]);
321        // indices to first value in file
322        const int idx0 = max(0, m_offset[0]-first[0]);
323        const int idx1 = max(0, m_offset[1]-first[1]);
324        const int idx2 = max(0, m_offset[2]-first[2]);
325        // number of values to read
326        const int num0 = min(numValues[0]-idx0, myN0-first0);
327        const int num1 = min(numValues[1]-idx1, myN1-first1);
328        const int num2 = min(numValues[2]-idx2, myN2-first2);
329    
330        vector<double> values(num0*num1*num2);
331        if (dims==3) {
332            var->set_cur(idx2, idx1, idx0);
333            var->get(&values[0], num2, num1, num0);
334        } else if (dims==2) {
335            var->set_cur(idx1, idx0);
336            var->get(&values[0], num1, num0);
337        } else {
338            var->set_cur(idx0);
339            var->get(&values[0], num0);
340        }
341    
342        const int dpp = out.getNumDataPointsPerSample();
343        out.requireWrite();
344    
345        for (index_t z=0; z<num2; z++) {
346            for (index_t y=0; y<num1; y++) {
347    #pragma omp parallel for
348                for (index_t x=0; x<num0; x++) {
349                    const int baseIndex = first0+x*multiplier[0]
350                                            +(first1+y*multiplier[1])*myN0
351                                            +(first2+z*multiplier[2])*myN0*myN1;
352                    const int srcIndex=z*num1*num0+y*num0+x;
353                    if (!isnan(values[srcIndex])) {
354                        for (index_t m2=0; m2<multiplier[2]; m2++) {
355                            for (index_t m1=0; m1<multiplier[1]; m1++) {
356                                for (index_t m0=0; m0<multiplier[0]; m0++) {
357                                    const int dataIndex = baseIndex+m0
358                                                   +m1*myN0
359                                                   +m2*myN0*myN1;
360                                    double* dest = out.getSampleDataRW(dataIndex);
361                                    for (index_t q=0; q<dpp; q++) {
362                                        *dest++ = values[srcIndex];
363                                    }
364                                }
365                            }
366                        }
367                    }
368                }
369            }
370        }
371    #else
372        throw RipleyException("readNcGrid(): not compiled with netCDF support");
373    #endif
374    }
375    
376    void Brick::readBinaryGrid(escript::Data& out, string filename,
377                               const vector<int>& first,
378                               const vector<int>& numValues,
379                               const vector<int>& multiplier) const
380    {
381        // check destination function space
382        int myN0, myN1, myN2;
383        if (out.getFunctionSpace().getTypeCode() == Nodes) {
384            myN0 = m_NN[0];
385            myN1 = m_NN[1];
386            myN2 = m_NN[2];
387        } else if (out.getFunctionSpace().getTypeCode() == Elements ||
388                    out.getFunctionSpace().getTypeCode() == ReducedElements) {
389            myN0 = m_NE[0];
390            myN1 = m_NE[1];
391            myN2 = m_NE[2];
392        } else
393            throw RipleyException("readBinaryGrid(): invalid function space for output data object");
394    
395        if (first.size() != 3)
396            throw RipleyException("readBinaryGrid(): argument 'first' must have 3 entries");
397    
398        if (numValues.size() != 3)
399            throw RipleyException("readBinaryGrid(): argument 'numValues' must have 3 entries");
400    
401        if (multiplier.size() != 3)
402            throw RipleyException("readBinaryGrid(): argument 'multiplier' must have 3 entries");
403        for (size_t i=0; i<multiplier.size(); i++)
404            if (multiplier[i]<1)
405                throw RipleyException("readBinaryGrid(): all multipliers must be positive");
406    
407        // check file existence and size
408        ifstream f(filename.c_str(), ifstream::binary);
409        if (f.fail()) {
410            throw RipleyException("readBinaryGrid(): cannot open file");
411        }
412        f.seekg(0, ios::end);
413        const int numComp = out.getDataPointSize();
414        const int filesize = f.tellg();
415        const int reqsize = numValues[0]*numValues[1]*numValues[2]*numComp*sizeof(float);
416        if (filesize < reqsize) {
417            f.close();
418            throw RipleyException("readBinaryGrid(): not enough data in file");
419        }
420    
421        // check if this rank contributes anything
422        if (first[0] >= m_offset[0]+myN0 || first[0]+numValues[0]*multiplier[0] <= m_offset[0] ||
423                first[1] >= m_offset[1]+myN1 || first[1]+numValues[1]*multiplier[1] <= m_offset[1] ||
424                first[2] >= m_offset[2]+myN2 || first[2]+numValues[2]*multiplier[2] <= m_offset[2]) {
425            f.close();
426            return;
427        }
428    
429        // now determine how much this rank has to write
430    
431        // first coordinates in data object to write to
432        const int first0 = max(0, first[0]-m_offset[0]);
433        const int first1 = max(0, first[1]-m_offset[1]);
434        const int first2 = max(0, first[2]-m_offset[2]);
435        // indices to first value in file
436        const int idx0 = max(0, m_offset[0]-first[0]);
437        const int idx1 = max(0, m_offset[1]-first[1]);
438        const int idx2 = max(0, m_offset[2]-first[2]);
439        // number of values to read
440        const int num0 = min(numValues[0]-idx0, myN0-first0);
441        const int num1 = min(numValues[1]-idx1, myN1-first1);
442        const int num2 = min(numValues[2]-idx2, myN2-first2);
443    
444        out.requireWrite();
445        vector<float> values(num0*numComp);
446        const int dpp = out.getNumDataPointsPerSample();
447    
448        for (index_t z=0; z<num2; z++) {
449            for (index_t y=0; y<num1; y++) {
450                const int fileofs = numComp*(idx0+(idx1+y)*numValues[0]+(idx2+z)*numValues[0]*numValues[1]);
451                f.seekg(fileofs*sizeof(float));
452                f.read((char*)&values[0], num0*numComp*sizeof(float));
453    
454                for (index_t x=0; x<num0; x++) {
455                    const int baseIndex = first0+x*multiplier[0]
456                                            +(first1+y*multiplier[1])*myN0
457                                            +(first2+z*multiplier[2])*myN0*myN1;
458                    for (index_t m2=0; m2<multiplier[2]; m2++) {
459                        for (index_t m1=0; m1<multiplier[1]; m1++) {
460                            for (index_t m0=0; m0<multiplier[0]; m0++) {
461                                const int dataIndex = baseIndex+m0
462                                               +m1*myN0
463                                               +m2*myN0*myN1;
464                                double* dest = out.getSampleDataRW(dataIndex);
465                                for (index_t c=0; c<numComp; c++) {
466                                    if (!::isnan(values[x*numComp+c])) {
467                                        for (index_t q=0; q<dpp; q++) {
468                                            *dest++ = static_cast<double>(values[x*numComp+c]);
469                                        }
470                                    }
471                                }
472                            }
473                        }
474                    }
475                }
476            }
477        }
478    
479        f.close();
480    }
481    
482    void Brick::writeBinaryGrid(const escript::Data& in, string filename,
483                                int byteOrder, int dataType) const
484    {
485        // the mapping is not universally correct but should work on our
486        // supported platforms
487        switch (dataType) {
488            case DATATYPE_INT32:
489                writeBinaryGridImpl<int>(in, filename, byteOrder);
490                break;
491            case DATATYPE_FLOAT32:
492                writeBinaryGridImpl<float>(in, filename, byteOrder);
493                break;
494            case DATATYPE_FLOAT64:
495                writeBinaryGridImpl<double>(in, filename, byteOrder);
496                break;
497            default:
498                throw RipleyException("writeBinaryGrid(): invalid or unsupported datatype");
499        }
500    }
501    
502    template<typename ValueType>
503    void Brick::writeBinaryGridImpl(const escript::Data& in,
504                                    const string& filename, int byteOrder) const
505    {
506        // check function space and determine number of points
507        int myN0, myN1, myN2;
508        int totalN0, totalN1, totalN2;
509        if (in.getFunctionSpace().getTypeCode() == Nodes) {
510            myN0 = m_NN[0];
511            myN1 = m_NN[1];
512            myN2 = m_NN[2];
513            totalN0 = m_gNE[0]+1;
514            totalN1 = m_gNE[1]+1;
515            totalN2 = m_gNE[2]+1;
516        } else if (in.getFunctionSpace().getTypeCode() == Elements ||
517                    in.getFunctionSpace().getTypeCode() == ReducedElements) {
518            myN0 = m_NE[0];
519            myN1 = m_NE[1];
520            myN2 = m_NE[2];
521            totalN0 = m_gNE[0];
522            totalN1 = m_gNE[1];
523            totalN2 = m_gNE[2];
524        } else
525            throw RipleyException("writeBinaryGrid(): invalid function space of data object");
526    
527        const int numComp = in.getDataPointSize();
528        const int dpp = in.getNumDataPointsPerSample();
529        const int fileSize = sizeof(ValueType)*numComp*dpp*totalN0*totalN1*totalN2;
530    
531        if (numComp > 1 || dpp > 1)
532            throw RipleyException("writeBinaryGrid(): only scalar, single-value data supported");
533    
534        escript::Data* _in = const_cast<escript::Data*>(&in);
535    
536        // from here on we know that each sample consists of one value
537        FileWriter* fw = new FileWriter();
538        fw->openFile(filename, fileSize);
539        MPIBarrier();
540    
541        for (index_t z=0; z<myN2; z++) {
542            for (index_t y=0; y<myN1; y++) {
543                const int fileofs = (m_offset[0]+(m_offset[1]+y)*totalN0
544                                    +(m_offset[2]+z)*totalN0*totalN1)*sizeof(ValueType);
545                ostringstream oss;
546    
547                for (index_t x=0; x<myN0; x++) {
548                    const double* sample = _in->getSampleDataRO(z*myN0*myN1+y*myN0+x);
549                    ValueType fvalue = static_cast<ValueType>(*sample);
550                    if (byteOrder == BYTEORDER_NATIVE) {
551                        oss.write((char*)&fvalue, sizeof(fvalue));
552                    } else {
553                        char* value = reinterpret_cast<char*>(&fvalue);
554                        oss.write(byte_swap32(value), sizeof(fvalue));
555                    }
556                }
557                fw->writeAt(oss, fileofs);
558            }
559        }
560        fw->close();
561    }
562    
563  void Brick::dump(const string& fileName) const  void Brick::dump(const string& fileName) const
564  {  {
565  #if USE_SILO  #if USE_SILO
# Line 91  void Brick::dump(const string& fileName) Line 568  void Brick::dump(const string& fileName)
568          fn+=".silo";          fn+=".silo";
569      }      }
570    
     const int NUM_SILO_FILES = 1;  
     const char* blockDirFmt = "/block%04d";  
571      int driver=DB_HDF5;          int driver=DB_HDF5;    
572      string siloPath;      string siloPath;
573      DBfile* dbfile = NULL;      DBfile* dbfile = NULL;
574    
575  #ifdef ESYS_MPI  #ifdef ESYS_MPI
576      PMPIO_baton_t* baton = NULL;      PMPIO_baton_t* baton = NULL;
577        const int NUM_SILO_FILES = 1;
578        const char* blockDirFmt = "/block%04d";
579  #endif  #endif
580    
581      if (m_mpiInfo->size > 1) {      if (m_mpiInfo->size > 1) {
# Line 143  void Brick::dump(const string& fileName) Line 620  void Brick::dump(const string& fileName)
620      }      }
621      */      */
622    
623      boost::scoped_ptr<double> x(new double[m_N0]);      boost::scoped_ptr<double> x(new double[m_NN[0]]);
624      boost::scoped_ptr<double> y(new double[m_N1]);      boost::scoped_ptr<double> y(new double[m_NN[1]]);
625      boost::scoped_ptr<double> z(new double[m_N2]);      boost::scoped_ptr<double> z(new double[m_NN[2]]);
626      double* coords[3] = { x.get(), y.get(), z.get() };      double* coords[3] = { x.get(), y.get(), z.get() };
     pair<double,double> xdx = getFirstCoordAndSpacing(0);  
     pair<double,double> ydy = getFirstCoordAndSpacing(1);  
     pair<double,double> zdz = getFirstCoordAndSpacing(2);  
627  #pragma omp parallel  #pragma omp parallel
628      {      {
629  #pragma omp for  #pragma omp for
630          for (dim_t i0 = 0; i0 < m_N0; i0++) {          for (dim_t i0 = 0; i0 < m_NN[0]; i0++) {
631              coords[0][i0]=xdx.first+i0*xdx.second;              coords[0][i0]=getLocalCoordinate(i0, 0);
632          }          }
633  #pragma omp for  #pragma omp for
634          for (dim_t i1 = 0; i1 < m_N1; i1++) {          for (dim_t i1 = 0; i1 < m_NN[1]; i1++) {
635              coords[1][i1]=ydy.first+i1*ydy.second;              coords[1][i1]=getLocalCoordinate(i1, 1);
636          }          }
637  #pragma omp for  #pragma omp for
638          for (dim_t i2 = 0; i2 < m_N2; i2++) {          for (dim_t i2 = 0; i2 < m_NN[2]; i2++) {
639              coords[2][i2]=zdz.first+i2*zdz.second;              coords[2][i2]=getLocalCoordinate(i2, 2);
640          }          }
641      }      }
642      IndexVector dims = getNumNodesPerDim();      int* dims = const_cast<int*>(getNumNodesPerDim());
643      DBPutQuadmesh(dbfile, "mesh", NULL, coords, &dims[0], 3, DB_DOUBLE,  
644        // write mesh
645        DBPutQuadmesh(dbfile, "mesh", NULL, coords, dims, 3, DB_DOUBLE,
646              DB_COLLINEAR, NULL);              DB_COLLINEAR, NULL);
647    
648      DBPutQuadvar1(dbfile, "nodeId", "mesh", (void*)&m_nodeId[0], &dims[0], 3,      // write node ids
649        DBPutQuadvar1(dbfile, "nodeId", "mesh", (void*)&m_nodeId[0], dims, 3,
650              NULL, 0, DB_INT, DB_NODECENT, NULL);              NULL, 0, DB_INT, DB_NODECENT, NULL);
651    
652      // write element ids      // write element ids
653      dims = getNumElementsPerDim();      dims = const_cast<int*>(getNumElementsPerDim());
654      DBPutQuadvar1(dbfile, "elementId", "mesh", (void*)&m_elementId[0],      DBPutQuadvar1(dbfile, "elementId", "mesh", (void*)&m_elementId[0],
655              &dims[0], 3, NULL, 0, DB_INT, DB_ZONECENT, NULL);              dims, 3, NULL, 0, DB_INT, DB_ZONECENT, NULL);
656    
657      // rank 0 writes multimesh and multivar      // rank 0 writes multimesh and multivar
658      if (m_mpiInfo->rank == 0) {      if (m_mpiInfo->rank == 0) {
# Line 224  void Brick::dump(const string& fileName) Line 701  void Brick::dump(const string& fileName)
701      }      }
702    
703  #else // USE_SILO  #else // USE_SILO
704      throw RipleyException("dump(): no Silo support");      throw RipleyException("dump: no Silo support");
705  #endif  #endif
706  }  }
707    
# Line 232  const int* Brick::borrowSampleReferenceI Line 709  const int* Brick::borrowSampleReferenceI
709  {  {
710      switch (fsType) {      switch (fsType) {
711          case Nodes:          case Nodes:
712            case ReducedNodes: //FIXME: reduced
713              return &m_nodeId[0];              return &m_nodeId[0];
714            case DegreesOfFreedom:
715            case ReducedDegreesOfFreedom: //FIXME: reduced
716                return &m_dofId[0];
717          case Elements:          case Elements:
718            case ReducedElements:
719              return &m_elementId[0];              return &m_elementId[0];
720          case FaceElements:          case FaceElements:
721            case ReducedFaceElements:
722              return &m_faceId[0];              return &m_faceId[0];
723          default:          default:
724              break;              break;
725      }      }
726    
727      stringstream msg;      stringstream msg;
728      msg << "borrowSampleReferenceIDs() not implemented for function space type "      msg << "borrowSampleReferenceIDs: invalid function space type "<<fsType;
         << fsType;  
729      throw RipleyException(msg.str());      throw RipleyException(msg.str());
730  }  }
731    
732  bool Brick::ownSample(int fsCode, index_t id) const  bool Brick::ownSample(int fsType, index_t id) const
733  {  {
734  #ifdef ESYS_MPI      if (getMPISize()==1)
735      if (fsCode == Nodes) {          return true;
736          const index_t myFirst=m_nodeDistribution[m_mpiInfo->rank];  
737          const index_t myLast=m_nodeDistribution[m_mpiInfo->rank+1]-1;      switch (fsType) {
738          return (m_nodeId[id]>=myFirst && m_nodeId[id]<=myLast);          case Nodes:
739      } else          case ReducedNodes: //FIXME: reduced
740          throw RipleyException("ownSample() only implemented for Nodes");              return (m_dofMap[id] < getNumDOF());
741  #else          case DegreesOfFreedom:
742      return true;          case ReducedDegreesOfFreedom:
743  #endif              return true;
744            case Elements:
745            case ReducedElements:
746                {
747                    // check ownership of element's _last_ node
748                    const index_t x=id%m_NE[0] + 1;
749                    const index_t y=id%(m_NE[0]*m_NE[1])/m_NE[0] + 1;
750                    const index_t z=id/(m_NE[0]*m_NE[1]) + 1;
751                    return (m_dofMap[x + m_NN[0]*y + m_NN[0]*m_NN[1]*z] < getNumDOF());
752                }
753            case FaceElements:
754            case ReducedFaceElements:
755                {
756                    // check ownership of face element's last node
757                    dim_t n=0;
758                    for (size_t i=0; i<6; i++) {
759                        n+=m_faceCount[i];
760                        if (id<n) {
761                            const index_t j=id-n+m_faceCount[i];
762                            if (i>=4) { // front or back
763                                const index_t first=(i==4 ? 0 : m_NN[0]*m_NN[1]*(m_NN[2]-1));
764                                return (m_dofMap[first+j%m_NE[0]+1+(j/m_NE[0]+1)*m_NN[0]] < getNumDOF());
765                            } else if (i>=2) { // bottom or top
766                                const index_t first=(i==2 ? 0 : m_NN[0]*(m_NN[1]-1));
767                                return (m_dofMap[first+j%m_NE[0]+1+(j/m_NE[0]+1)*m_NN[0]*m_NN[1]] < getNumDOF());
768                            } else { // left or right
769                                const index_t first=(i==0 ? 0 : m_NN[0]-1);
770                                return (m_dofMap[first+(j%m_NE[1]+1)*m_NN[0]+(j/m_NE[1]+1)*m_NN[0]*m_NN[1]] < getNumDOF());
771                            }
772                        }
773                    }
774                    return false;
775                }
776            default:
777                break;
778        }
779    
780        stringstream msg;
781        msg << "ownSample: invalid function space type " << fsType;
782        throw RipleyException(msg.str());
783  }  }
784    
785  Paso_SystemMatrixPattern* Brick::getPattern(bool reducedRowOrder,  void Brick::setToNormal(escript::Data& out) const
                                             bool reducedColOrder) const  
786  {  {
787      if (reducedRowOrder || reducedColOrder)      if (out.getFunctionSpace().getTypeCode() == FaceElements) {
788          throw RipleyException("getPattern() not implemented for reduced order");          out.requireWrite();
789    #pragma omp parallel
790            {
791                if (m_faceOffset[0] > -1) {
792    #pragma omp for nowait
793                    for (index_t k2 = 0; k2 < m_NE[2]; ++k2) {
794                        for (index_t k1 = 0; k1 < m_NE[1]; ++k1) {
795                            double* o = out.getSampleDataRW(m_faceOffset[0]+INDEX2(k1,k2,m_NE[1]));
796                            // set vector at four quadrature points
797                            *o++ = -1.; *o++ = 0.; *o++ = 0.;
798                            *o++ = -1.; *o++ = 0.; *o++ = 0.;
799                            *o++ = -1.; *o++ = 0.; *o++ = 0.;
800                            *o++ = -1.; *o++ = 0.; *o = 0.;
801                        }
802                    }
803                }
804    
805                if (m_faceOffset[1] > -1) {
806    #pragma omp for nowait
807                    for (index_t k2 = 0; k2 < m_NE[2]; ++k2) {
808                        for (index_t k1 = 0; k1 < m_NE[1]; ++k1) {
809                            double* o = out.getSampleDataRW(m_faceOffset[1]+INDEX2(k1,k2,m_NE[1]));
810                            // set vector at four quadrature points
811                            *o++ = 1.; *o++ = 0.; *o++ = 0.;
812                            *o++ = 1.; *o++ = 0.; *o++ = 0.;
813                            *o++ = 1.; *o++ = 0.; *o++ = 0.;
814                            *o++ = 1.; *o++ = 0.; *o = 0.;
815                        }
816                    }
817                }
818    
819                if (m_faceOffset[2] > -1) {
820    #pragma omp for nowait
821                    for (index_t k2 = 0; k2 < m_NE[2]; ++k2) {
822                        for (index_t k0 = 0; k0 < m_NE[0]; ++k0) {
823                            double* o = out.getSampleDataRW(m_faceOffset[2]+INDEX2(k0,k2,m_NE[0]));
824                            // set vector at four quadrature points
825                            *o++ = 0.; *o++ = -1.; *o++ = 0.;
826                            *o++ = 0.; *o++ = -1.; *o++ = 0.;
827                            *o++ = 0.; *o++ = -1.; *o++ = 0.;
828                            *o++ = 0.; *o++ = -1.; *o = 0.;
829                        }
830                    }
831                }
832    
833      throw RipleyException("getPattern() not implemented");              if (m_faceOffset[3] > -1) {
834    #pragma omp for nowait
835                    for (index_t k2 = 0; k2 < m_NE[2]; ++k2) {
836                        for (index_t k0 = 0; k0 < m_NE[0]; ++k0) {
837                            double* o = out.getSampleDataRW(m_faceOffset[3]+INDEX2(k0,k2,m_NE[0]));
838                            // set vector at four quadrature points
839                            *o++ = 0.; *o++ = 1.; *o++ = 0.;
840                            *o++ = 0.; *o++ = 1.; *o++ = 0.;
841                            *o++ = 0.; *o++ = 1.; *o++ = 0.;
842                            *o++ = 0.; *o++ = 1.; *o = 0.;
843                        }
844                    }
845                }
846    
847                if (m_faceOffset[4] > -1) {
848    #pragma omp for nowait
849                    for (index_t k1 = 0; k1 < m_NE[1]; ++k1) {
850                        for (index_t k0 = 0; k0 < m_NE[0]; ++k0) {
851                            double* o = out.getSampleDataRW(m_faceOffset[4]+INDEX2(k0,k1,m_NE[0]));
852                            // set vector at four quadrature points
853                            *o++ = 0.; *o++ = 0.; *o++ = -1.;
854                            *o++ = 0.; *o++ = 0.; *o++ = -1.;
855                            *o++ = 0.; *o++ = 0.; *o++ = -1.;
856                            *o++ = 0.; *o++ = 0.; *o = -1.;
857                        }
858                    }
859                }
860    
861                if (m_faceOffset[5] > -1) {
862    #pragma omp for nowait
863                    for (index_t k1 = 0; k1 < m_NE[1]; ++k1) {
864                        for (index_t k0 = 0; k0 < m_NE[0]; ++k0) {
865                            double* o = out.getSampleDataRW(m_faceOffset[5]+INDEX2(k0,k1,m_NE[0]));
866                            // set vector at four quadrature points
867                            *o++ = 0.; *o++ = 0.; *o++ = 1.;
868                            *o++ = 0.; *o++ = 0.; *o++ = 1.;
869                            *o++ = 0.; *o++ = 0.; *o++ = 1.;
870                            *o++ = 0.; *o++ = 0.; *o = 1.;
871                        }
872                    }
873                }
874            } // end of parallel section
875        } else if (out.getFunctionSpace().getTypeCode() == ReducedFaceElements) {
876            out.requireWrite();
877    #pragma omp parallel
878            {
879                if (m_faceOffset[0] > -1) {
880    #pragma omp for nowait
881                    for (index_t k2 = 0; k2 < m_NE[2]; ++k2) {
882                        for (index_t k1 = 0; k1 < m_NE[1]; ++k1) {
883                            double* o = out.getSampleDataRW(m_faceOffset[0]+INDEX2(k1,k2,m_NE[1]));
884                            *o++ = -1.;
885                            *o++ = 0.;
886                            *o = 0.;
887                        }
888                    }
889                }
890    
891                if (m_faceOffset[1] > -1) {
892    #pragma omp for nowait
893                    for (index_t k2 = 0; k2 < m_NE[2]; ++k2) {
894                        for (index_t k1 = 0; k1 < m_NE[1]; ++k1) {
895                            double* o = out.getSampleDataRW(m_faceOffset[1]+INDEX2(k1,k2,m_NE[1]));
896                            *o++ = 1.;
897                            *o++ = 0.;
898                            *o = 0.;
899                        }
900                    }
901                }
902    
903                if (m_faceOffset[2] > -1) {
904    #pragma omp for nowait
905                    for (index_t k2 = 0; k2 < m_NE[2]; ++k2) {
906                        for (index_t k0 = 0; k0 < m_NE[0]; ++k0) {
907                            double* o = out.getSampleDataRW(m_faceOffset[2]+INDEX2(k0,k2,m_NE[0]));
908                            *o++ = 0.;
909                            *o++ = -1.;
910                            *o = 0.;
911                        }
912                    }
913                }
914    
915                if (m_faceOffset[3] > -1) {
916    #pragma omp for nowait
917                    for (index_t k2 = 0; k2 < m_NE[2]; ++k2) {
918                        for (index_t k0 = 0; k0 < m_NE[0]; ++k0) {
919                            double* o = out.getSampleDataRW(m_faceOffset[3]+INDEX2(k0,k2,m_NE[0]));
920                            *o++ = 0.;
921                            *o++ = 1.;
922                            *o = 0.;
923                        }
924                    }
925                }
926    
927                if (m_faceOffset[4] > -1) {
928    #pragma omp for nowait
929                    for (index_t k1 = 0; k1 < m_NE[1]; ++k1) {
930                        for (index_t k0 = 0; k0 < m_NE[0]; ++k0) {
931                            double* o = out.getSampleDataRW(m_faceOffset[4]+INDEX2(k0,k1,m_NE[0]));
932                            *o++ = 0.;
933                            *o++ = 0.;
934                            *o = -1.;
935                        }
936                    }
937                }
938    
939                if (m_faceOffset[5] > -1) {
940    #pragma omp for nowait
941                    for (index_t k1 = 0; k1 < m_NE[1]; ++k1) {
942                        for (index_t k0 = 0; k0 < m_NE[0]; ++k0) {
943                            double* o = out.getSampleDataRW(m_faceOffset[5]+INDEX2(k0,k1,m_NE[0]));
944                            *o++ = 0.;
945                            *o++ = 0.;
946                            *o = 1.;
947                        }
948                    }
949                }
950            } // end of parallel section
951    
952        } else {
953            stringstream msg;
954            msg << "setToNormal: invalid function space type "
955                << out.getFunctionSpace().getTypeCode();
956            throw RipleyException(msg.str());
957        }
958    }
959    
960    void Brick::setToSize(escript::Data& out) const
961    {
962        if (out.getFunctionSpace().getTypeCode() == Elements
963                || out.getFunctionSpace().getTypeCode() == ReducedElements) {
964            out.requireWrite();
965            const dim_t numQuad=out.getNumDataPointsPerSample();
966            const double size=sqrt(m_dx[0]*m_dx[0]+m_dx[1]*m_dx[1]+m_dx[2]*m_dx[2]);
967    #pragma omp parallel for
968            for (index_t k = 0; k < getNumElements(); ++k) {
969                double* o = out.getSampleDataRW(k);
970                fill(o, o+numQuad, size);
971            }
972        } else if (out.getFunctionSpace().getTypeCode() == FaceElements
973                || out.getFunctionSpace().getTypeCode() == ReducedFaceElements) {
974            out.requireWrite();
975            const dim_t numQuad=out.getNumDataPointsPerSample();
976    #pragma omp parallel
977            {
978                if (m_faceOffset[0] > -1) {
979                    const double size=min(m_dx[1],m_dx[2]);
980    #pragma omp for nowait
981                    for (index_t k2 = 0; k2 < m_NE[2]; ++k2) {
982                        for (index_t k1 = 0; k1 < m_NE[1]; ++k1) {
983                            double* o = out.getSampleDataRW(m_faceOffset[0]+INDEX2(k1,k2,m_NE[1]));
984                            fill(o, o+numQuad, size);
985                        }
986                    }
987                }
988    
989                if (m_faceOffset[1] > -1) {
990                    const double size=min(m_dx[1],m_dx[2]);
991    #pragma omp for nowait
992                    for (index_t k2 = 0; k2 < m_NE[2]; ++k2) {
993                        for (index_t k1 = 0; k1 < m_NE[1]; ++k1) {
994                            double* o = out.getSampleDataRW(m_faceOffset[1]+INDEX2(k1,k2,m_NE[1]));
995                            fill(o, o+numQuad, size);
996                        }
997                    }
998                }
999    
1000                if (m_faceOffset[2] > -1) {
1001                    const double size=min(m_dx[0],m_dx[2]);
1002    #pragma omp for nowait
1003                    for (index_t k2 = 0; k2 < m_NE[2]; ++k2) {
1004                        for (index_t k0 = 0; k0 < m_NE[0]; ++k0) {
1005                            double* o = out.getSampleDataRW(m_faceOffset[2]+INDEX2(k0,k2,m_NE[0]));
1006                            fill(o, o+numQuad, size);
1007                        }
1008                    }
1009                }
1010    
1011                if (m_faceOffset[3] > -1) {
1012                    const double size=min(m_dx[0],m_dx[2]);
1013    #pragma omp for nowait
1014                    for (index_t k2 = 0; k2 < m_NE[2]; ++k2) {
1015                        for (index_t k0 = 0; k0 < m_NE[0]; ++k0) {
1016                            double* o = out.getSampleDataRW(m_faceOffset[3]+INDEX2(k0,k2,m_NE[0]));
1017                            fill(o, o+numQuad, size);
1018                        }
1019                    }
1020                }
1021    
1022                if (m_faceOffset[4] > -1) {
1023                    const double size=min(m_dx[0],m_dx[1]);
1024    #pragma omp for nowait
1025                    for (index_t k1 = 0; k1 < m_NE[1]; ++k1) {
1026                        for (index_t k0 = 0; k0 < m_NE[0]; ++k0) {
1027                            double* o = out.getSampleDataRW(m_faceOffset[4]+INDEX2(k0,k1,m_NE[0]));
1028                            fill(o, o+numQuad, size);
1029                        }
1030                    }
1031                }
1032    
1033                if (m_faceOffset[5] > -1) {
1034                    const double size=min(m_dx[0],m_dx[1]);
1035    #pragma omp for nowait
1036                    for (index_t k1 = 0; k1 < m_NE[1]; ++k1) {
1037                        for (index_t k0 = 0; k0 < m_NE[0]; ++k0) {
1038                            double* o = out.getSampleDataRW(m_faceOffset[5]+INDEX2(k0,k1,m_NE[0]));
1039                            fill(o, o+numQuad, size);
1040                        }
1041                    }
1042                }
1043            } // end of parallel section
1044    
1045        } else {
1046            stringstream msg;
1047            msg << "setToSize: invalid function space type "
1048                << out.getFunctionSpace().getTypeCode();
1049            throw RipleyException(msg.str());
1050        }
1051  }  }
1052    
1053  void Brick::Print_Mesh_Info(const bool full) const  void Brick::Print_Mesh_Info(const bool full) const
# Line 277  void Brick::Print_Mesh_Info(const bool f Line 1057  void Brick::Print_Mesh_Info(const bool f
1057          cout << "     Id  Coordinates" << endl;          cout << "     Id  Coordinates" << endl;
1058          cout.precision(15);          cout.precision(15);
1059          cout.setf(ios::scientific, ios::floatfield);          cout.setf(ios::scientific, ios::floatfield);
         pair<double,double> xdx = getFirstCoordAndSpacing(0);  
         pair<double,double> ydy = getFirstCoordAndSpacing(1);  
         pair<double,double> zdz = getFirstCoordAndSpacing(2);  
1060          for (index_t i=0; i < getNumNodes(); i++) {          for (index_t i=0; i < getNumNodes(); i++) {
1061              cout << "  " << setw(5) << m_nodeId[i]              cout << "  " << setw(5) << m_nodeId[i]
1062                  << "  " << xdx.first+(i%m_N0)*xdx.second                  << "  " << getLocalCoordinate(i%m_NN[0], 0)
1063                  << "  " << ydy.first+(i%(m_N0*m_N1)/m_N0)*ydy.second                  << "  " << getLocalCoordinate(i%(m_NN[0]*m_NN[1])/m_NN[0], 1)
1064                  << "  " << zdz.first+(i/(m_N0*m_N1))*zdz.second << endl;                  << "  " << getLocalCoordinate(i/(m_NN[0]*m_NN[1]), 2) << endl;
1065          }          }
1066      }      }
1067  }  }
1068    
 IndexVector Brick::getNumNodesPerDim() const  
 {  
     IndexVector ret;  
     ret.push_back(m_N0);  
     ret.push_back(m_N1);  
     ret.push_back(m_N2);  
     return ret;  
 }  
1069    
1070  IndexVector Brick::getNumElementsPerDim() const  //protected
1071    void Brick::assembleCoordinates(escript::Data& arg) const
1072  {  {
1073      IndexVector ret;      escriptDataC x = arg.getDataC();
1074      ret.push_back(m_NE0);      int numDim = m_numDim;
1075      ret.push_back(m_NE1);      if (!isDataPointShapeEqual(&x, 1, &numDim))
1076      ret.push_back(m_NE2);          throw RipleyException("setToX: Invalid Data object shape");
1077      return ret;      if (!numSamplesEqual(&x, 1, getNumNodes()))
1078            throw RipleyException("setToX: Illegal number of samples in Data object");
1079    
1080        arg.requireWrite();
1081    #pragma omp parallel for
1082        for (dim_t i2 = 0; i2 < m_NN[2]; i2++) {
1083            for (dim_t i1 = 0; i1 < m_NN[1]; i1++) {
1084                for (dim_t i0 = 0; i0 < m_NN[0]; i0++) {
1085                    double* point = arg.getSampleDataRW(i0+m_NN[0]*i1+m_NN[0]*m_NN[1]*i2);
1086                    point[0] = getLocalCoordinate(i0, 0);
1087                    point[1] = getLocalCoordinate(i1, 1);
1088                    point[2] = getLocalCoordinate(i2, 2);
1089                }
1090            }
1091        }
1092  }  }
1093    
1094  IndexVector Brick::getNumFacesPerBoundary() const  //protected
1095    void Brick::assembleGradient(escript::Data& out, escript::Data& in) const
1096  {  {
1097      IndexVector ret(6, 0);      const dim_t numComp = in.getDataPointSize();
1098      //left      const double h0 = m_length[0]/m_gNE[0];
1099      if (m_offset0==0)      const double h1 = m_length[1]/m_gNE[1];
1100          ret[0]=m_NE1*m_NE2;      const double h2 = m_length[2]/m_gNE[2];
1101      //right      const double C0 = .044658198738520451079;
1102      if (m_mpiInfo->rank%m_NX==m_NX-1)      const double C1 = .16666666666666666667;
1103          ret[1]=m_NE1*m_NE2;      const double C2 = .21132486540518711775;
1104      //bottom      const double C3 = .25;
1105      if (m_offset1==0)      const double C4 = .5;
1106          ret[2]=m_NE0*m_NE2;      const double C5 = .62200846792814621559;
1107      //top      const double C6 = .78867513459481288225;
1108      if (m_mpiInfo->rank%(m_NX*m_NY)/m_NX==m_NY-1)  
1109          ret[3]=m_NE0*m_NE2;      if (out.getFunctionSpace().getTypeCode() == Elements) {
1110      //front          out.requireWrite();
1111      if (m_offset2==0)  #pragma omp parallel
1112          ret[4]=m_NE0*m_NE1;          {
1113      //back              vector<double> f_000(numComp);
1114      if (m_mpiInfo->rank/(m_NX*m_NY)==m_NZ-1)              vector<double> f_001(numComp);
1115          ret[5]=m_NE0*m_NE1;              vector<double> f_010(numComp);
1116      return ret;              vector<double> f_011(numComp);
1117                vector<double> f_100(numComp);
1118                vector<double> f_101(numComp);
1119                vector<double> f_110(numComp);
1120                vector<double> f_111(numComp);
1121    #pragma omp for
1122                for (index_t k2=0; k2 < m_NE[2]; ++k2) {
1123                    for (index_t k1=0; k1 < m_NE[1]; ++k1) {
1124                        for (index_t k0=0; k0 < m_NE[0]; ++k0) {
1125                            memcpy(&f_000[0], in.getSampleDataRO(INDEX3(k0,k1,k2, m_NN[0],m_NN[1])), numComp*sizeof(double));
1126                            memcpy(&f_001[0], in.getSampleDataRO(INDEX3(k0,k1,k2+1, m_NN[0],m_NN[1])), numComp*sizeof(double));
1127                            memcpy(&f_010[0], in.getSampleDataRO(INDEX3(k0,k1+1,k2, m_NN[0],m_NN[1])), numComp*sizeof(double));
1128                            memcpy(&f_011[0], in.getSampleDataRO(INDEX3(k0,k1+1,k2+1, m_NN[0],m_NN[1])), numComp*sizeof(double));
1129                            memcpy(&f_100[0], in.getSampleDataRO(INDEX3(k0+1,k1,k2, m_NN[0],m_NN[1])), numComp*sizeof(double));
1130                            memcpy(&f_101[0], in.getSampleDataRO(INDEX3(k0+1,k1,k2+1, m_NN[0],m_NN[1])), numComp*sizeof(double));
1131                            memcpy(&f_110[0], in.getSampleDataRO(INDEX3(k0+1,k1+1,k2, m_NN[0],m_NN[1])), numComp*sizeof(double));
1132                            memcpy(&f_111[0], in.getSampleDataRO(INDEX3(k0+1,k1+1,k2+1, m_NN[0],m_NN[1])), numComp*sizeof(double));
1133                            double* o = out.getSampleDataRW(INDEX3(k0,k1,k2,m_NE[0],m_NE[1]));
1134                            for (index_t i=0; i < numComp; ++i) {
1135                                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;
1136                                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;
1137                                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;
1138                                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;
1139                                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;
1140                                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;
1141                                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;
1142                                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;
1143                                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;
1144                                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;
1145                                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;
1146                                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;
1147                                o[INDEX3(i,0,0,numComp,3)] = V0;
1148                                o[INDEX3(i,1,0,numComp,3)] = V4;
1149                                o[INDEX3(i,2,0,numComp,3)] = V8;
1150                                o[INDEX3(i,0,1,numComp,3)] = V0;
1151                                o[INDEX3(i,1,1,numComp,3)] = V5;
1152                                o[INDEX3(i,2,1,numComp,3)] = V9;
1153                                o[INDEX3(i,0,2,numComp,3)] = V1;
1154                                o[INDEX3(i,1,2,numComp,3)] = V4;
1155                                o[INDEX3(i,2,2,numComp,3)] = V10;
1156                                o[INDEX3(i,0,3,numComp,3)] = V1;
1157                                o[INDEX3(i,1,3,numComp,3)] = V5;
1158                                o[INDEX3(i,2,3,numComp,3)] = V11;
1159                                o[INDEX3(i,0,4,numComp,3)] = V2;
1160                                o[INDEX3(i,1,4,numComp,3)] = V6;
1161                                o[INDEX3(i,2,4,numComp,3)] = V8;
1162                                o[INDEX3(i,0,5,numComp,3)] = V2;
1163                                o[INDEX3(i,1,5,numComp,3)] = V7;
1164                                o[INDEX3(i,2,5,numComp,3)] = V9;
1165                                o[INDEX3(i,0,6,numComp,3)] = V3;
1166                                o[INDEX3(i,1,6,numComp,3)] = V6;
1167                                o[INDEX3(i,2,6,numComp,3)] = V10;
1168                                o[INDEX3(i,0,7,numComp,3)] = V3;
1169                                o[INDEX3(i,1,7,numComp,3)] = V7;
1170                                o[INDEX3(i,2,7,numComp,3)] = V11;
1171                            } // end of component loop i
1172                        } // end of k0 loop
1173                    } // end of k1 loop
1174                } // end of k2 loop
1175            } // end of parallel section
1176        } else if (out.getFunctionSpace().getTypeCode() == ReducedElements) {
1177            out.requireWrite();
1178    #pragma omp parallel
1179            {
1180                vector<double> f_000(numComp);
1181                vector<double> f_001(numComp);
1182                vector<double> f_010(numComp);
1183                vector<double> f_011(numComp);
1184                vector<double> f_100(numComp);
1185                vector<double> f_101(numComp);
1186                vector<double> f_110(numComp);
1187                vector<double> f_111(numComp);
1188    #pragma omp for
1189                for (index_t k2=0; k2 < m_NE[2]; ++k2) {
1190                    for (index_t k1=0; k1 < m_NE[1]; ++k1) {
1191                        for (index_t k0=0; k0 < m_NE[0]; ++k0) {
1192                            memcpy(&f_000[0], in.getSampleDataRO(INDEX3(k0,k1,k2, m_NN[0],m_NN[1])), numComp*sizeof(double));
1193                            memcpy(&f_001[0], in.getSampleDataRO(INDEX3(k0,k1,k2+1, m_NN[0],m_NN[1])), numComp*sizeof(double));
1194                            memcpy(&f_010[0], in.getSampleDataRO(INDEX3(k0,k1+1,k2, m_NN[0],m_NN[1])), numComp*sizeof(double));
1195                            memcpy(&f_011[0], in.getSampleDataRO(INDEX3(k0,k1+1,k2+1, m_NN[0],m_NN[1])), numComp*sizeof(double));
1196                            memcpy(&f_100[0], in.getSampleDataRO(INDEX3(k0+1,k1,k2, m_NN[0],m_NN[1])), numComp*sizeof(double));
1197                            memcpy(&f_101[0], in.getSampleDataRO(INDEX3(k0+1,k1,k2+1, m_NN[0],m_NN[1])), numComp*sizeof(double));
1198                            memcpy(&f_110[0], in.getSampleDataRO(INDEX3(k0+1,k1+1,k2, m_NN[0],m_NN[1])), numComp*sizeof(double));
1199                            memcpy(&f_111[0], in.getSampleDataRO(INDEX3(k0+1,k1+1,k2+1, m_NN[0],m_NN[1])), numComp*sizeof(double));
1200                            double* o = out.getSampleDataRW(INDEX3(k0,k1,k2,m_NE[0],m_NE[1]));
1201                            for (index_t i=0; i < numComp; ++i) {
1202                                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;
1203                                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;
1204                                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;
1205                            } // end of component loop i
1206                        } // end of k0 loop
1207                    } // end of k1 loop
1208                } // end of k2 loop
1209            } // end of parallel section
1210        } else if (out.getFunctionSpace().getTypeCode() == FaceElements) {
1211            out.requireWrite();
1212    #pragma omp parallel
1213            {
1214                vector<double> f_000(numComp);
1215                vector<double> f_001(numComp);
1216                vector<double> f_010(numComp);
1217                vector<double> f_011(numComp);
1218                vector<double> f_100(numComp);
1219                vector<double> f_101(numComp);
1220                vector<double> f_110(numComp);
1221                vector<double> f_111(numComp);
1222                if (m_faceOffset[0] > -1) {
1223    #pragma omp for nowait
1224                    for (index_t k2=0; k2 < m_NE[2]; ++k2) {
1225                        for (index_t k1=0; k1 < m_NE[1]; ++k1) {
1226                            memcpy(&f_000[0], in.getSampleDataRO(INDEX3(0,k1,k2, m_NN[0],m_NN[1])), numComp*sizeof(double));
1227                            memcpy(&f_001[0], in.getSampleDataRO(INDEX3(0,k1,k2+1, m_NN[0],m_NN[1])), numComp*sizeof(double));
1228                            memcpy(&f_010[0], in.getSampleDataRO(INDEX3(0,k1+1,k2, m_NN[0],m_NN[1])), numComp*sizeof(double));
1229                            memcpy(&f_011[0], in.getSampleDataRO(INDEX3(0,k1+1,k2+1, m_NN[0],m_NN[1])), numComp*sizeof(double));
1230                            memcpy(&f_100[0], in.getSampleDataRO(INDEX3(1,k1,k2, m_NN[0],m_NN[1])), numComp*sizeof(double));
1231                            memcpy(&f_101[0], in.getSampleDataRO(INDEX3(1,k1,k2+1, m_NN[0],m_NN[1])), numComp*sizeof(double));
1232                            memcpy(&f_110[0], in.getSampleDataRO(INDEX3(1,k1+1,k2, m_NN[0],m_NN[1])), numComp*sizeof(double));
1233                            memcpy(&f_111[0], in.getSampleDataRO(INDEX3(1,k1+1,k2+1, m_NN[0],m_NN[1])), numComp*sizeof(double));
1234                            double* o = out.getSampleDataRW(m_faceOffset[0]+INDEX2(k1,k2,m_NE[1]));
1235                            for (index_t i=0; i < numComp; ++i) {
1236                                const double V0=((f_010[i]-f_000[i])*C6 + (f_011[i]-f_001[i])*C2) / h1;
1237                                const double V1=((f_010[i]-f_000[i])*C2 + (f_011[i]-f_001[i])*C6) / h1;
1238                                const double V2=((f_001[i]-f_000[i])*C6 + (f_010[i]-f_011[i])*C2) / h2;
1239                                const double V3=((f_001[i]-f_000[i])*C2 + (f_011[i]-f_010[i])*C6) / h2;
1240                                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;
1241                                o[INDEX3(i,1,0,numComp,3)] = V0;
1242                                o[INDEX3(i,2,0,numComp,3)] = V2;
1243                                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;
1244                                o[INDEX3(i,1,1,numComp,3)] = V0;
1245                                o[INDEX3(i,2,1,numComp,3)] = V3;
1246                                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;
1247                                o[INDEX3(i,1,2,numComp,3)] = V1;
1248                                o[INDEX3(i,2,2,numComp,3)] = V2;
1249                                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;
1250                                o[INDEX3(i,1,3,numComp,3)] = V1;
1251                                o[INDEX3(i,2,3,numComp,3)] = V3;
1252                            } // end of component loop i
1253                        } // end of k1 loop
1254                    } // end of k2 loop
1255                } // end of face 0
1256                if (m_faceOffset[1] > -1) {
1257    #pragma omp for nowait
1258                    for (index_t k2=0; k2 < m_NE[2]; ++k2) {
1259                        for (index_t k1=0; k1 < m_NE[1]; ++k1) {
1260                            memcpy(&f_000[0], in.getSampleDataRO(INDEX3(m_NN[0]-2,k1,k2, m_NN[0],m_NN[1])), numComp*sizeof(double));
1261                            memcpy(&f_001[0], in.getSampleDataRO(INDEX3(m_NN[0]-2,k1,k2+1, m_NN[0],m_NN[1])), numComp*sizeof(double));
1262                            memcpy(&f_010[0], in.getSampleDataRO(INDEX3(m_NN[0]-2,k1+1,k2, m_NN[0],m_NN[1])), numComp*sizeof(double));
1263                            memcpy(&f_011[0], in.getSampleDataRO(INDEX3(m_NN[0]-2,k1+1,k2+1, m_NN[0],m_NN[1])), numComp*sizeof(double));
1264                            memcpy(&f_100[0], in.getSampleDataRO(INDEX3(m_NN[0]-1,k1,k2, m_NN[0],m_NN[1])), numComp*sizeof(double));
1265                            memcpy(&f_101[0], in.getSampleDataRO(INDEX3(m_NN[0]-1,k1,k2+1, m_NN[0],m_NN[1])), numComp*sizeof(double));
1266                            memcpy(&f_110[0], in.getSampleDataRO(INDEX3(m_NN[0]-1,k1+1,k2, m_NN[0],m_NN[1])), numComp*sizeof(double));
1267                            memcpy(&f_111[0], in.getSampleDataRO(INDEX3(m_NN[0]-1,k1+1,k2+1, m_NN[0],m_NN[1])), numComp*sizeof(double));
1268                            double* o = out.getSampleDataRW(m_faceOffset[1]+INDEX2(k1,k2,m_NE[1]));
1269                            for (index_t i=0; i < numComp; ++i) {
1270                                const double V0=((f_110[i]-f_100[i])*C6 + (f_111[i]-f_101[i])*C2) / h1;
1271                                const double V1=((f_110[i]-f_100[i])*C2 + (f_111[i]-f_101[i])*C6) / h1;
1272                                const double V2=((f_101[i]-f_100[i])*C6 + (f_111[i]-f_110[i])*C2) / h2;
1273                                const double V3=((f_101[i]-f_100[i])*C2 + (f_111[i]-f_110[i])*C6) / h2;
1274                                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;
1275                                o[INDEX3(i,1,0,numComp,3)] = V0;
1276                                o[INDEX3(i,2,0,numComp,3)] = V2;
1277                                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;
1278                                o[INDEX3(i,1,1,numComp,3)] = V0;
1279                                o[INDEX3(i,2,1,numComp,3)] = V3;
1280                                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;
1281                                o[INDEX3(i,1,2,numComp,3)] = V1;
1282                                o[INDEX3(i,2,2,numComp,3)] = V2;
1283                                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;
1284                                o[INDEX3(i,1,3,numComp,3)] = V1;
1285                                o[INDEX3(i,2,3,numComp,3)] = V3;
1286                            } // end of component loop i
1287                        } // end of k1 loop
1288                    } // end of k2 loop
1289                } // end of face 1
1290                if (m_faceOffset[2] > -1) {
1291    #pragma omp for nowait
1292                    for (index_t k2=0; k2 < m_NE[2]; ++k2) {
1293                        for (index_t k0=0; k0 < m_NE[0]; ++k0) {
1294                            memcpy(&f_000[0], in.getSampleDataRO(INDEX3(k0,0,k2, m_NN[0],m_NN[1])), numComp*sizeof(double));
1295                            memcpy(&f_001[0], in.getSampleDataRO(INDEX3(k0,0,k2+1, m_NN[0],m_NN[1])), numComp*sizeof(double));
1296                            memcpy(&f_010[0], in.getSampleDataRO(INDEX3(k0,1,k2, m_NN[0],m_NN[1])), numComp*sizeof(double));
1297                            memcpy(&f_011[0], in.getSampleDataRO(INDEX3(k0,1,k2+1, m_NN[0],m_NN[1])), numComp*sizeof(double));
1298                            memcpy(&f_100[0], in.getSampleDataRO(INDEX3(k0+1,0,k2, m_NN[0],m_NN[1])), numComp*sizeof(double));
1299                            memcpy(&f_101[0], in.getSampleDataRO(INDEX3(k0+1,0,k2+1, m_NN[0],m_NN[1])), numComp*sizeof(double));
1300                            memcpy(&f_110[0], in.getSampleDataRO(INDEX3(k0+1,1,k2, m_NN[0],m_NN[1])), numComp*sizeof(double));
1301                            memcpy(&f_111[0], in.getSampleDataRO(INDEX3(k0+1,1,k2+1, m_NN[0],m_NN[1])), numComp*sizeof(double));
1302                            double* o = out.getSampleDataRW(m_faceOffset[2]+INDEX2(k0,k2,m_NE[0]));
1303                            for (index_t i=0; i < numComp; ++i) {
1304                                const double V0=((f_100[i]-f_000[i])*C6 + (f_101[i]-f_001[i])*C2) / h0;
1305                                const double V1=((f_001[i]-f_000[i])*C6 + (f_101[i]-f_100[i])*C2) / h2;
1306                                const double V2=((f_001[i]-f_000[i])*C2 + (f_101[i]-f_100[i])*C6) / h2;
1307                                o[INDEX3(i,0,0,numComp,3)] = V0;
1308                                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;
1309                                o[INDEX3(i,2,0,numComp,3)] = V1;
1310                                o[INDEX3(i,0,1,numComp,3)] = V0;
1311                                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;
1312                                o[INDEX3(i,2,1,numComp,3)] = V2;
1313                                o[INDEX3(i,0,2,numComp,3)] = V0;
1314                                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;
1315                                o[INDEX3(i,2,2,numComp,3)] = V1;
1316                                o[INDEX3(i,0,3,numComp,3)] = V0;
1317                                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;
1318                                o[INDEX3(i,2,3,numComp,3)] = V2;
1319                            } // end of component loop i
1320                        } // end of k0 loop
1321                    } // end of k2 loop
1322                } // end of face 2
1323                if (m_faceOffset[3] > -1) {
1324    #pragma omp for nowait
1325                    for (index_t k2=0; k2 < m_NE[2]; ++k2) {
1326                        for (index_t k0=0; k0 < m_NE[0]; ++k0) {
1327                            memcpy(&f_000[0], in.getSampleDataRO(INDEX3(k0,m_NN[1]-2,k2, m_NN[0],m_NN[1])), numComp*sizeof(double));
1328                            memcpy(&f_001[0], in.getSampleDataRO(INDEX3(k0,m_NN[1]-2,k2+1, m_NN[0],m_NN[1])), numComp*sizeof(double));
1329                            memcpy(&f_010[0], in.getSampleDataRO(INDEX3(k0,m_NN[1]-1,k2, m_NN[0],m_NN[1])), numComp*sizeof(double));
1330                            memcpy(&f_011[0], in.getSampleDataRO(INDEX3(k0,m_NN[1]-1,k2+1, m_NN[0],m_NN[1])), numComp*sizeof(double));
1331                            memcpy(&f_100[0], in.getSampleDataRO(INDEX3(k0+1,m_NN[1]-2,k2, m_NN[0],m_NN[1])), numComp*sizeof(double));
1332                            memcpy(&f_101[0], in.getSampleDataRO(INDEX3(k0+1,m_NN[1]-2,k2+1, m_NN[0],m_NN[1])), numComp*sizeof(double));
1333                            memcpy(&f_110[0], in.getSampleDataRO(INDEX3(k0+1,m_NN[1]-1,k2, m_NN[0],m_NN[1])), numComp*sizeof(double));
1334                            memcpy(&f_111[0], in.getSampleDataRO(INDEX3(k0+1,m_NN[1]-1,k2+1, m_NN[0],m_NN[1])), numComp*sizeof(double));
1335                            double* o = out.getSampleDataRW(m_faceOffset[3]+INDEX2(k0,k2,m_NE[0]));
1336                            for (index_t i=0; i < numComp; ++i) {
1337                                const double V0=((f_110[i]-f_010[i])*C6 + (f_111[i]-f_011[i])*C2) / h0;
1338                                const double V1=((f_110[i]-f_010[i])*C2 + (f_111[i]-f_011[i])*C6) / h0;
1339                                const double V2=((f_011[i]-f_010[i])*C6 + (f_111[i]-f_110[i])*C2) / h2;
1340                                const double V3=((f_011[i]-f_010[i])*C2 + (f_111[i]-f_110[i])*C6) / h2;
1341                                o[INDEX3(i,0,0,numComp,3)] = V0;
1342                                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;
1343                                o[INDEX3(i,2,0,numComp,3)] = V2;
1344                                o[INDEX3(i,0,1,numComp,3)] = V0;
1345                                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;
1346                                o[INDEX3(i,2,1,numComp,3)] = V3;
1347                                o[INDEX3(i,0,2,numComp,3)] = V1;
1348                                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;
1349                                o[INDEX3(i,2,2,numComp,3)] = V2;
1350                                o[INDEX3(i,0,3,numComp,3)] = V1;
1351                                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;
1352                                o[INDEX3(i,2,3,numComp,3)] = V3;
1353                            } // end of component loop i
1354                        } // end of k0 loop
1355                    } // end of k2 loop
1356                } // end of face 3
1357                if (m_faceOffset[4] > -1) {
1358    #pragma omp for nowait
1359                    for (index_t k1=0; k1 < m_NE[1]; ++k1) {
1360                        for (index_t k0=0; k0 < m_NE[0]; ++k0) {
1361                            memcpy(&f_000[0], in.getSampleDataRO(INDEX3(k0,k1,0, m_NN[0],m_NN[1])), numComp*sizeof(double));
1362                            memcpy(&f_001[0], in.getSampleDataRO(INDEX3(k0,k1,1, m_NN[0],m_NN[1])), numComp*sizeof(double));
1363                            memcpy(&f_010[0], in.getSampleDataRO(INDEX3(k0,k1+1,0, m_NN[0],m_NN[1])), numComp*sizeof(double));
1364                            memcpy(&f_011[0], in.getSampleDataRO(INDEX3(k0,k1+1,1, m_NN[0],m_NN[1])), numComp*sizeof(double));
1365                            memcpy(&f_100[0], in.getSampleDataRO(INDEX3(k0+1,k1,0, m_NN[0],m_NN[1])), numComp*sizeof(double));
1366                            memcpy(&f_101[0], in.getSampleDataRO(INDEX3(k0+1,k1,1, m_NN[0],m_NN[1])), numComp*sizeof(double));
1367                            memcpy(&f_110[0], in.getSampleDataRO(INDEX3(k0+1,k1+1,0, m_NN[0],m_NN[1])), numComp*sizeof(double));
1368                            memcpy(&f_111[0], in.getSampleDataRO(INDEX3(k0+1,k1+1,1, m_NN[0],m_NN[1])), numComp*sizeof(double));
1369                            double* o = out.getSampleDataRW(m_faceOffset[4]+INDEX2(k0,k1,m_NE[0]));
1370                            for (index_t i=0; i < numComp; ++i) {
1371                                const double V0=((f_100[i]-f_000[i])*C6 + (f_110[i]-f_010[i])*C2) / h0;
1372                                const double V1=((f_100[i]-f_000[i])*C2 + (f_110[i]-f_010[i])*C6) / h0;
1373                                const double V2=((f_010[i]-f_000[i])*C6 + (f_110[i]-f_100[i])*C2) / h1;
1374                                const double V3=((f_010[i]-f_000[i])*C2 + (f_110[i]-f_100[i])*C6) / h1;
1375                                o[INDEX3(i,0,0,numComp,3)] = V0;
1376                                o[INDEX3(i,1,0,numComp,3)] = V2;
1377                                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;
1378                                o[INDEX3(i,0,1,numComp,3)] = V0;
1379                                o[INDEX3(i,1,1,numComp,3)] = V3;
1380                                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;
1381                                o[INDEX3(i,0,2,numComp,3)] = V1;
1382                                o[INDEX3(i,1,2,numComp,3)] = V2;
1383                                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;
1384                                o[INDEX3(i,0,3,numComp,3)] = V1;
1385                                o[INDEX3(i,1,3,numComp,3)] = V3;
1386                                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;
1387                            } // end of component loop i
1388                        } // end of k0 loop
1389                    } // end of k1 loop
1390                } // end of face 4
1391                if (m_faceOffset[5] > -1) {
1392    #pragma omp for nowait
1393                    for (index_t k1=0; k1 < m_NE[1]; ++k1) {
1394                        for (index_t k0=0; k0 < m_NE[0]; ++k0) {
1395                            memcpy(&f_000[0], in.getSampleDataRO(INDEX3(k0,k1,m_NN[2]-2, m_NN[0],m_NN[1])), numComp*sizeof(double));
1396                            memcpy(&f_001[0], in.getSampleDataRO(INDEX3(k0,k1,m_NN[2]-1, m_NN[0],m_NN[1])), numComp*sizeof(double));
1397                            memcpy(&f_010[0], in.getSampleDataRO(INDEX3(k0,k1+1,m_NN[2]-2, m_NN[0],m_NN[1])), numComp*sizeof(double));
1398                            memcpy(&f_011[0], in.getSampleDataRO(INDEX3(k0,k1+1,m_NN[2]-1, m_NN[0],m_NN[1])), numComp*sizeof(double));
1399                            memcpy(&f_100[0], in.getSampleDataRO(INDEX3(k0+1,k1,m_NN[2]-2, m_NN[0],m_NN[1])), numComp*sizeof(double));
1400                            memcpy(&f_101[0], in.getSampleDataRO(INDEX3(k0+1,k1,m_NN[2]-1, m_NN[0],m_NN[1])), numComp*sizeof(double));
1401                            memcpy(&f_110[0], in.getSampleDataRO(INDEX3(k0+1,k1+1,m_NN[2]-2, m_NN[0],m_NN[1])), numComp*sizeof(double));
1402                            memcpy(&f_111[0], in.getSampleDataRO(INDEX3(k0+1,k1+1,m_NN[2]-1, m_NN[0],m_NN[1])), numComp*sizeof(double));
1403                            double* o = out.getSampleDataRW(m_faceOffset[5]+INDEX2(k0,k1,m_NE[0]));
1404                            for (index_t i=0; i < numComp; ++i) {
1405                                const double V0=((f_101[i]-f_001[i])*C6 + (f_111[i]-f_011[i])*C2) / h0;
1406                                const double V1=((f_101[i]-f_001[i])*C2 + (f_111[i]-f_011[i])*C6) / h0;
1407                                const double V2=((f_011[i]-f_001[i])*C6 + (f_111[i]-f_101[i])*C2) / h1;
1408                                const double V3=((f_011[i]-f_001[i])*C2 + (f_111[i]-f_101[i])*C6) / h1;
1409                                o[INDEX3(i,0,0,numComp,3)] = V0;
1410                                o[INDEX3(i,1,0,numComp,3)] = V2;
1411                                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;
1412                                o[INDEX3(i,0,1,numComp,3)] = V0;
1413                                o[INDEX3(i,1,1,numComp,3)] = V3;
1414                                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;
1415                                o[INDEX3(i,0,2,numComp,3)] = V1;
1416                                o[INDEX3(i,1,2,numComp,3)] = V2;
1417                                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;
1418                                o[INDEX3(i,0,3,numComp,3)] = V1;
1419                                o[INDEX3(i,1,3,numComp,3)] = V3;
1420                                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;
1421                            } // end of component loop i
1422                        } // end of k0 loop
1423                    } // end of k1 loop
1424                } // end of face 5
1425            } // end of parallel section
1426        } else if (out.getFunctionSpace().getTypeCode() == ReducedFaceElements) {
1427            out.requireWrite();
1428    #pragma omp parallel
1429            {
1430                vector<double> f_000(numComp);
1431                vector<double> f_001(numComp);
1432                vector<double> f_010(numComp);
1433                vector<double> f_011(numComp);
1434                vector<double> f_100(numComp);
1435                vector<double> f_101(numComp);
1436                vector<double> f_110(numComp);
1437                vector<double> f_111(numComp);
1438                if (m_faceOffset[0] > -1) {
1439    #pragma omp for nowait
1440                    for (index_t k2=0; k2 < m_NE[2]; ++k2) {
1441                        for (index_t k1=0; k1 < m_NE[1]; ++k1) {
1442                            memcpy(&f_000[0], in.getSampleDataRO(INDEX3(0,k1,k2, m_NN[0],m_NN[1])), numComp*sizeof(double));
1443                            memcpy(&f_001[0], in.getSampleDataRO(INDEX3(0,k1,k2+1, m_NN[0],m_NN[1])), numComp*sizeof(double));
1444                            memcpy(&f_010[0], in.getSampleDataRO(INDEX3(0,k1+1,k2, m_NN[0],m_NN[1])), numComp*sizeof(double));
1445                            memcpy(&f_011[0], in.getSampleDataRO(INDEX3(0,k1+1,k2+1, m_NN[0],m_NN[1])), numComp*sizeof(double));
1446                            memcpy(&f_100[0], in.getSampleDataRO(INDEX3(1,k1,k2, m_NN[0],m_NN[1])), numComp*sizeof(double));
1447                            memcpy(&f_101[0], in.getSampleDataRO(INDEX3(1,k1,k2+1, m_NN[0],m_NN[1])), numComp*sizeof(double));
1448                            memcpy(&f_110[0], in.getSampleDataRO(INDEX3(1,k1+1,k2, m_NN[0],m_NN[1])), numComp*sizeof(double));
1449                            memcpy(&f_111[0], in.getSampleDataRO(INDEX3(1,k1+1,k2+1, m_NN[0],m_NN[1])), numComp*sizeof(double));
1450                            double* o = out.getSampleDataRW(m_faceOffset[0]+INDEX2(k1,k2,m_NE[1]));
1451                            for (index_t i=0; i < numComp; ++i) {
1452                                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;
1453                                o[INDEX3(i,1,0,numComp,3)] = (f_010[i]+f_011[i]-f_000[i]-f_001[i])*C4 / h1;
1454                                o[INDEX3(i,2,0,numComp,3)] = (f_001[i]+f_011[i]-f_000[i]-f_010[i])*C4 / h2;
1455                            } // end of component loop i
1456                        } // end of k1 loop
1457                    } // end of k2 loop
1458                } // end of face 0
1459                if (m_faceOffset[1] > -1) {
1460    #pragma omp for nowait
1461                    for (index_t k2=0; k2 < m_NE[2]; ++k2) {
1462                        for (index_t k1=0; k1 < m_NE[1]; ++k1) {
1463                            memcpy(&f_000[0], in.getSampleDataRO(INDEX3(m_NN[0]-2,k1,k2, m_NN[0],m_NN[1])), numComp*sizeof(double));
1464                            memcpy(&f_001[0], in.getSampleDataRO(INDEX3(m_NN[0]-2,k1,k2+1, m_NN[0],m_NN[1])), numComp*sizeof(double));
1465                            memcpy(&f_010[0], in.getSampleDataRO(INDEX3(m_NN[0]-2,k1+1,k2, m_NN[0],m_NN[1])), numComp*sizeof(double));
1466                            memcpy(&f_011[0], in.getSampleDataRO(INDEX3(m_NN[0]-2,k1+1,k2+1, m_NN[0],m_NN[1])), numComp*sizeof(double));
1467                            memcpy(&f_100[0], in.getSampleDataRO(INDEX3(m_NN[0]-1,k1,k2, m_NN[0],m_NN[1])), numComp*sizeof(double));
1468                            memcpy(&f_101[0], in.getSampleDataRO(INDEX3(m_NN[0]-1,k1,k2+1, m_NN[0],m_NN[1])), numComp*sizeof(double));
1469                            memcpy(&f_110[0], in.getSampleDataRO(INDEX3(m_NN[0]-1,k1+1,k2, m_NN[0],m_NN[1])), numComp*sizeof(double));
1470                            memcpy(&f_111[0], in.getSampleDataRO(INDEX3(m_NN[0]-1,k1+1,k2+1, m_NN[0],m_NN[1])), numComp*sizeof(double));
1471                            double* o = out.getSampleDataRW(m_faceOffset[1]+INDEX2(k1,k2,m_NE[1]));
1472                            for (index_t i=0; i < numComp; ++i) {
1473                                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;
1474                                o[INDEX3(i,1,0,numComp,3)] = (f_110[i]+f_111[i]-f_100[i]-f_101[i])*C4 / h1;
1475                                o[INDEX3(i,2,0,numComp,3)] = (f_101[i]+f_111[i]-f_100[i]-f_110[i])*C4 / h2;
1476                            } // end of component loop i
1477                        } // end of k1 loop
1478                    } // end of k2 loop
1479                } // end of face 1
1480                if (m_faceOffset[2] > -1) {
1481    #pragma omp for nowait
1482                    for (index_t k2=0; k2 < m_NE[2]; ++k2) {
1483                        for (index_t k0=0; k0 < m_NE[0]; ++k0) {
1484                            memcpy(&f_000[0], in.getSampleDataRO(INDEX3(k0,0,k2, m_NN[0],m_NN[1])), numComp*sizeof(double));
1485                            memcpy(&f_001[0], in.getSampleDataRO(INDEX3(k0,0,k2+1, m_NN[0],m_NN[1])), numComp*sizeof(double));
1486                            memcpy(&f_010[0], in.getSampleDataRO(INDEX3(k0,1,k2, m_NN[0],m_NN[1])), numComp*sizeof(double));
1487                            memcpy(&f_011[0], in.getSampleDataRO(INDEX3(k0,1,k2+1, m_NN[0],m_NN[1])), numComp*sizeof(double));
1488                            memcpy(&f_100[0], in.getSampleDataRO(INDEX3(k0+1,0,k2, m_NN[0],m_NN[1])), numComp*sizeof(double));
1489                            memcpy(&f_101[0], in.getSampleDataRO(INDEX3(k0+1,0,k2+1, m_NN[0],m_NN[1])), numComp*sizeof(double));
1490                            memcpy(&f_110[0], in.getSampleDataRO(INDEX3(k0+1,1,k2, m_NN[0],m_NN[1])), numComp*sizeof(double));
1491                            memcpy(&f_111[0], in.getSampleDataRO(INDEX3(k0+1,1,k2+1, m_NN[0],m_NN[1])), numComp*sizeof(double));
1492                            double* o = out.getSampleDataRW(m_faceOffset[2]+INDEX2(k0,k2,m_NE[0]));
1493                            for (index_t i=0; i < numComp; ++i) {
1494                                o[INDEX3(i,0,0,numComp,3)] = (f_100[i]+f_101[i]-f_000[i]-f_001[i])*C4 / h0;
1495                                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;
1496                                o[INDEX3(i,2,0,numComp,3)] = (f_001[i]+f_101[i]-f_000[i]-f_100[i])*C4 / h2;
1497                            } // end of component loop i
1498                        } // end of k0 loop
1499                    } // end of k2 loop
1500                } // end of face 2
1501                if (m_faceOffset[3] > -1) {
1502    #pragma omp for nowait
1503                    for (index_t k2=0; k2 < m_NE[2]; ++k2) {
1504                        for (index_t k0=0; k0 < m_NE[0]; ++k0) {
1505                            memcpy(&f_000[0], in.getSampleDataRO(INDEX3(k0,m_NN[1]-2,k2, m_NN[0],m_NN[1])), numComp*sizeof(double));
1506                            memcpy(&f_001[0], in.getSampleDataRO(INDEX3(k0,m_NN[1]-2,k2+1, m_NN[0],m_NN[1])), numComp*sizeof(double));
1507                            memcpy(&f_010[0], in.getSampleDataRO(INDEX3(k0,m_NN[1]-1,k2, m_NN[0],m_NN[1])), numComp*sizeof(double));
1508                            memcpy(&f_011[0], in.getSampleDataRO(INDEX3(k0,m_NN[1]-1,k2+1, m_NN[0],m_NN[1])), numComp*sizeof(double));
1509                            memcpy(&f_100[0], in.getSampleDataRO(INDEX3(k0+1,m_NN[1]-2,k2, m_NN[0],m_NN[1])), numComp*sizeof(double));
1510                            memcpy(&f_101[0], in.getSampleDataRO(INDEX3(k0+1,m_NN[1]-2,k2+1, m_NN[0],m_NN[1])), numComp*sizeof(double));
1511                            memcpy(&f_110[0], in.getSampleDataRO(INDEX3(k0+1,m_NN[1]-1,k2, m_NN[0],m_NN[1])), numComp*sizeof(double));
1512                            memcpy(&f_111[0], in.getSampleDataRO(INDEX3(k0+1,m_NN[1]-1,k2+1, m_NN[0],m_NN[1])), numComp*sizeof(double));
1513                            double* o = out.getSampleDataRW(m_faceOffset[3]+INDEX2(k0,k2,m_NE[0]));
1514                            for (index_t i=0; i < numComp; ++i) {
1515                                o[INDEX3(i,0,0,numComp,3)] = (f_110[i]+f_111[i]-f_010[i]-f_011[i])*C4 / h0;
1516                                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;
1517                                o[INDEX3(i,2,0,numComp,3)] = (f_011[i]+f_111[i]-f_010[i]-f_110[i])*C4 / h2;
1518                            } // end of component loop i
1519                        } // end of k0 loop
1520                    } // end of k2 loop
1521                } // end of face 3
1522                if (m_faceOffset[4] > -1) {
1523    #pragma omp for nowait
1524                    for (index_t k1=0; k1 < m_NE[1]; ++k1) {
1525                        for (index_t k0=0; k0 < m_NE[0]; ++k0) {
1526                            memcpy(&f_000[0], in.getSampleDataRO(INDEX3(k0,k1,0, m_NN[0],m_NN[1])), numComp*sizeof(double));
1527                            memcpy(&f_001[0], in.getSampleDataRO(INDEX3(k0,k1,1, m_NN[0],m_NN[1])), numComp*sizeof(double));
1528                            memcpy(&f_010[0], in.getSampleDataRO(INDEX3(k0,k1+1,0, m_NN[0],m_NN[1])), numComp*sizeof(double));
1529                            memcpy(&f_011[0], in.getSampleDataRO(INDEX3(k0,k1+1,1, m_NN[0],m_NN[1])), numComp*sizeof(double));
1530                            memcpy(&f_100[0], in.getSampleDataRO(INDEX3(k0+1,k1,0, m_NN[0],m_NN[1])), numComp*sizeof(double));
1531                            memcpy(&f_101[0], in.getSampleDataRO(INDEX3(k0+1,k1,1, m_NN[0],m_NN[1])), numComp*sizeof(double));
1532                            memcpy(&f_110[0], in.getSampleDataRO(INDEX3(k0+1,k1+1,0, m_NN[0],m_NN[1])), numComp*sizeof(double));
1533                            memcpy(&f_111[0], in.getSampleDataRO(INDEX3(k0+1,k1+1,1, m_NN[0],m_NN[1])), numComp*sizeof(double));
1534                            double* o = out.getSampleDataRW(m_faceOffset[4]+INDEX2(k0,k1,m_NE[0]));
1535                            for (index_t i=0; i < numComp; ++i) {
1536                                o[INDEX3(i,0,0,numComp,3)] = (f_100[i]+f_110[i]-f_000[i]-f_010[i])*C4 / h0;
1537                                o[INDEX3(i,1,0,numComp,3)] = (f_010[i]+f_110[i]-f_000[i]-f_100[i])*C4 / h1;
1538                                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;
1539                            } // end of component loop i
1540                        } // end of k0 loop
1541                    } // end of k1 loop
1542                } // end of face 4
1543                if (m_faceOffset[5] > -1) {
1544    #pragma omp for nowait
1545                    for (index_t k1=0; k1 < m_NE[1]; ++k1) {
1546                        for (index_t k0=0; k0 < m_NE[0]; ++k0) {
1547                            memcpy(&f_000[0], in.getSampleDataRO(INDEX3(k0,k1,m_NN[2]-2, m_NN[0],m_NN[1])), numComp*sizeof(double));
1548                            memcpy(&f_001[0], in.getSampleDataRO(INDEX3(k0,k1,m_NN[2]-1, m_NN[0],m_NN[1])), numComp*sizeof(double));
1549                            memcpy(&f_010[0], in.getSampleDataRO(INDEX3(k0,k1+1,m_NN[2]-2, m_NN[0],m_NN[1])), numComp*sizeof(double));
1550                            memcpy(&f_011[0], in.getSampleDataRO(INDEX3(k0,k1+1,m_NN[2]-1, m_NN[0],m_NN[1])), numComp*sizeof(double));
1551                            memcpy(&f_100[0], in.getSampleDataRO(INDEX3(k0+1,k1,m_NN[2]-2, m_NN[0],m_NN[1])), numComp*sizeof(double));
1552                            memcpy(&f_101[0], in.getSampleDataRO(INDEX3(k0+1,k1,m_NN[2]-1, m_NN[0],m_NN[1])), numComp*sizeof(double));
1553                            memcpy(&f_110[0], in.getSampleDataRO(INDEX3(k0+1,k1+1,m_NN[2]-2, m_NN[0],m_NN[1])), numComp*sizeof(double));
1554                            memcpy(&f_111[0], in.getSampleDataRO(INDEX3(k0+1,k1+1,m_NN[2]-1, m_NN[0],m_NN[1])), numComp*sizeof(double));
1555                            double* o = out.getSampleDataRW(m_faceOffset[5]+INDEX2(k0,k1,m_NE[0]));
1556                            for (index_t i=0; i < numComp; ++i) {
1557                                o[INDEX3(i,0,0,numComp,3)] = (f_101[i]+f_111[i]-f_001[i]-f_011[i])*C4 / h0;
1558                                o[INDEX3(i,1,0,numComp,3)] = (f_011[i]+f_111[i]-f_001[i]-f_101[i])*C4 / h1;
1559                                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;
1560                            } // end of component loop i
1561                        } // end of k0 loop
1562                    } // end of k1 loop
1563                } // end of face 5
1564            } // end of parallel section
1565        }
1566  }  }
1567    
1568  pair<double,double> Brick::getFirstCoordAndSpacing(dim_t dim) const  //protected
1569    void Brick::assembleIntegrate(vector<double>& integrals, escript::Data& arg) const
1570  {  {
1571      if (dim==0)      const dim_t numComp = arg.getDataPointSize();
1572          return pair<double,double>((m_l0*m_offset0)/m_gNE0, m_l0/m_gNE0);      const double h0 = m_length[0]/m_gNE[0];
1573      else if (dim==1)      const double h1 = m_length[1]/m_gNE[1];
1574          return pair<double,double>((m_l1*m_offset1)/m_gNE1, m_l1/m_gNE1);      const double h2 = m_length[2]/m_gNE[2];
1575      else if (dim==2)      const index_t left = (m_offset[0]==0 ? 0 : 1);
1576          return pair<double,double>((m_l2*m_offset2)/m_gNE2, m_l2/m_gNE2);      const index_t bottom = (m_offset[1]==0 ? 0 : 1);
1577        const index_t front = (m_offset[2]==0 ? 0 : 1);
1578        const int fs = arg.getFunctionSpace().getTypeCode();
1579        if (fs == Elements && arg.actsExpanded()) {
1580            const double w_0 = h0*h1*h2/8.;
1581    #pragma omp parallel
1582            {
1583                vector<double> int_local(numComp, 0);
1584    #pragma omp for nowait
1585                for (index_t k2 = front; k2 < front+m_ownNE[2]; ++k2) {
1586                    for (index_t k1 = bottom; k1 < bottom+m_ownNE[1]; ++k1) {
1587                        for (index_t k0 = left; k0 < left+m_ownNE[0]; ++k0) {
1588                            const double* f = arg.getSampleDataRO(INDEX3(k0, k1, k2, m_NE[0], m_NE[1]));
1589                            for (index_t i=0; i < numComp; ++i) {
1590                                const double f_0 = f[INDEX2(i,0,numComp)];
1591                                const double f_1 = f[INDEX2(i,1,numComp)];
1592                                const double f_2 = f[INDEX2(i,2,numComp)];
1593                                const double f_3 = f[INDEX2(i,3,numComp)];
1594                                const double f_4 = f[INDEX2(i,4,numComp)];
1595                                const double f_5 = f[INDEX2(i,5,numComp)];
1596                                const double f_6 = f[INDEX2(i,6,numComp)];
1597                                const double f_7 = f[INDEX2(i,7,numComp)];
1598                                int_local[i]+=(f_0+f_1+f_2+f_3+f_4+f_5+f_6+f_7)*w_0;
1599                            }  // end of component loop i
1600                        } // end of k0 loop
1601                    } // end of k1 loop
1602                } // end of k2 loop
1603    
1604    #pragma omp critical
1605                for (index_t i=0; i<numComp; i++)
1606                    integrals[i]+=int_local[i];
1607            } // end of parallel section
1608    
1609      throw RipleyException("getFirstCoordAndSpacing(): invalid argument");      } else if (fs==ReducedElements || (fs==Elements && !arg.actsExpanded())) {
1610  }          const double w_0 = h0*h1*h2;
1611    #pragma omp parallel
1612            {
1613                vector<double> int_local(numComp, 0);
1614    #pragma omp for nowait
1615                for (index_t k2 = front; k2 < front+m_ownNE[2]; ++k2) {
1616                    for (index_t k1 = bottom; k1 < bottom+m_ownNE[1]; ++k1) {
1617                        for (index_t k0 = left; k0 < left+m_ownNE[0]; ++k0) {
1618                            const double* f = arg.getSampleDataRO(INDEX3(k0, k1, k2, m_NE[0], m_NE[1]));
1619                            for (index_t i=0; i < numComp; ++i) {
1620                                int_local[i]+=f[i]*w_0;
1621                            }  // end of component loop i
1622                        } // end of k0 loop
1623                    } // end of k1 loop
1624                } // end of k2 loop
1625    
1626    #pragma omp critical
1627                for (index_t i=0; i<numComp; i++)
1628                    integrals[i]+=int_local[i];
1629            } // end of parallel section
1630    
1631        } else if (fs == FaceElements && arg.actsExpanded()) {
1632            const double w_0 = h1*h2/4.;
1633            const double w_1 = h0*h2/4.;
1634            const double w_2 = h0*h1/4.;
1635    #pragma omp parallel
1636            {
1637                vector<double> int_local(numComp, 0);
1638                if (m_faceOffset[0] > -1) {
1639    #pragma omp for nowait
1640                    for (index_t k2 = front; k2 < front+m_ownNE[2]; ++k2) {
1641                        for (index_t k1 = bottom; k1 < bottom+m_ownNE[1]; ++k1) {
1642                            const double* f = arg.getSampleDataRO(m_faceOffset[0]+INDEX2(k1,k2,m_NE[1]));
1643                            for (index_t i=0; i < numComp; ++i) {
1644                                const double f_0 = f[INDEX2(i,0,numComp)];
1645                                const double f_1 = f[INDEX2(i,1,numComp)];
1646                                const double f_2 = f[INDEX2(i,2,numComp)];
1647                                const double f_3 = f[INDEX2(i,3,numComp)];
1648                                int_local[i]+=(f_0+f_1+f_2+f_3)*w_0;
1649                            }  // end of component loop i
1650                        } // end of k1 loop
1651                    } // end of k2 loop
1652                }
1653    
1654                if (m_faceOffset[1] > -1) {
1655    #pragma omp for nowait
1656                    for (index_t k2 = front; k2 < front+m_ownNE[2]; ++k2) {
1657                        for (index_t k1 = bottom; k1 < bottom+m_ownNE[1]; ++k1) {
1658                            const double* f = arg.getSampleDataRO(m_faceOffset[1]+INDEX2(k1,k2,m_NE[1]));
1659                            for (index_t i=0; i < numComp; ++i) {
1660                                const double f_0 = f[INDEX2(i,0,numComp)];
1661                                const double f_1 = f[INDEX2(i,1,numComp)];
1662                                const double f_2 = f[INDEX2(i,2,numComp)];
1663                                const double f_3 = f[INDEX2(i,3,numComp)];
1664                                int_local[i]+=(f_0+f_1+f_2+f_3)*w_0;
1665                            }  // end of component loop i
1666                        } // end of k1 loop
1667                    } // end of k2 loop
1668                }
1669    
1670                if (m_faceOffset[2] > -1) {
1671    #pragma omp for nowait
1672                    for (index_t k2 = front; k2 < front+m_ownNE[2]; ++k2) {
1673                        for (index_t k0 = left; k0 < left+m_ownNE[0]; ++k0) {
1674                            const double* f = arg.getSampleDataRO(m_faceOffset[2]+INDEX2(k0,k2,m_NE[0]));
1675                            for (index_t i=0; i < numComp; ++i) {
1676                                const double f_0 = f[INDEX2(i,0,numComp)];
1677                                const double f_1 = f[INDEX2(i,1,numComp)];
1678                                const double f_2 = f[INDEX2(i,2,numComp)];
1679                                const double f_3 = f[INDEX2(i,3,numComp)];
1680                                int_local[i]+=(f_0+f_1+f_2+f_3)*w_1;
1681                            }  // end of component loop i
1682                        } // end of k1 loop
1683                    } // end of k2 loop
1684                }
1685    
1686                if (m_faceOffset[3] > -1) {
1687    #pragma omp for nowait
1688                    for (index_t k2 = front; k2 < front+m_ownNE[2]; ++k2) {
1689                        for (index_t k0 = left; k0 < left+m_ownNE[0]; ++k0) {
1690                            const double* f = arg.getSampleDataRO(m_faceOffset[3]+INDEX2(k0,k2,m_NE[0]));
1691                            for (index_t i=0; i < numComp; ++i) {
1692                                const double f_0 = f[INDEX2(i,0,numComp)];
1693                                const double f_1 = f[INDEX2(i,1,numComp)];
1694                                const double f_2 = f[INDEX2(i,2,numComp)];
1695                                const double f_3 = f[INDEX2(i,3,numComp)];
1696                                int_local[i]+=(f_0+f_1+f_2+f_3)*w_1;
1697                            }  // end of component loop i
1698                        } // end of k1 loop
1699                    } // end of k2 loop
1700                }
1701    
1702                if (m_faceOffset[4] > -1) {
1703    #pragma omp for nowait
1704                    for (index_t k1 = bottom; k1 < bottom+m_ownNE[1]; ++k1) {
1705                        for (index_t k0 = left; k0 < left+m_ownNE[0]; ++k0) {
1706                            const double* f = arg.getSampleDataRO(m_faceOffset[4]+INDEX2(k0,k1,m_NE[0]));
1707                            for (index_t i=0; i < numComp; ++i) {
1708                                const double f_0 = f[INDEX2(i,0,numComp)];
1709                                const double f_1 = f[INDEX2(i,1,numComp)];
1710                                const double f_2 = f[INDEX2(i,2,numComp)];
1711                                const double f_3 = f[INDEX2(i,3,numComp)];
1712                                int_local[i]+=(f_0+f_1+f_2+f_3)*w_2;
1713                            }  // end of component loop i
1714                        } // end of k1 loop
1715                    } // end of k2 loop
1716                }
1717    
1718                if (m_faceOffset[5] > -1) {
1719    #pragma omp for nowait
1720                    for (index_t k1 = bottom; k1 < bottom+m_ownNE[1]; ++k1) {
1721                        for (index_t k0 = left; k0 < left+m_ownNE[0]; ++k0) {
1722                            const double* f = arg.getSampleDataRO(m_faceOffset[5]+INDEX2(k0,k1,m_NE[0]));
1723                            for (index_t i=0; i < numComp; ++i) {
1724                                const double f_0 = f[INDEX2(i,0,numComp)];
1725                                const double f_1 = f[INDEX2(i,1,numComp)];
1726                                const double f_2 = f[INDEX2(i,2,numComp)];
1727                                const double f_3 = f[INDEX2(i,3,numComp)];
1728                                int_local[i]+=(f_0+f_1+f_2+f_3)*w_2;
1729                            }  // end of component loop i
1730                        } // end of k1 loop
1731                    } // end of k2 loop
1732                }
1733    
1734    #pragma omp critical
1735                for (index_t i=0; i<numComp; i++)
1736                    integrals[i]+=int_local[i];
1737            } // end of parallel section
1738    
1739        } else if (fs==ReducedFaceElements || (fs==FaceElements && !arg.actsExpanded())) {
1740            const double w_0 = h1*h2;
1741            const double w_1 = h0*h2;
1742            const double w_2 = h0*h1;
1743    #pragma omp parallel
1744            {
1745                vector<double> int_local(numComp, 0);
1746                if (m_faceOffset[0] > -1) {
1747    #pragma omp for nowait
1748                    for (index_t k2 = front; k2 < front+m_ownNE[2]; ++k2) {
1749                        for (index_t k1 = bottom; k1 < bottom+m_ownNE[1]; ++k1) {
1750                            const double* f = arg.getSampleDataRO(m_faceOffset[0]+INDEX2(k1,k2,m_NE[1]));
1751                            for (index_t i=0; i < numComp; ++i) {
1752                                int_local[i]+=f[i]*w_0;
1753                            }  // end of component loop i
1754                        } // end of k1 loop
1755                    } // end of k2 loop
1756                }
1757    
1758                if (m_faceOffset[1] > -1) {
1759    #pragma omp for nowait
1760                    for (index_t k2 = front; k2 < front+m_ownNE[2]; ++k2) {
1761                        for (index_t k1 = bottom; k1 < bottom+m_ownNE[1]; ++k1) {
1762                            const double* f = arg.getSampleDataRO(m_faceOffset[1]+INDEX2(k1,k2,m_NE[1]));
1763                            for (index_t i=0; i < numComp; ++i) {
1764                                int_local[i]+=f[i]*w_0;
1765                            }  // end of component loop i
1766                        } // end of k1 loop
1767                    } // end of k2 loop
1768                }
1769    
1770                if (m_faceOffset[2] > -1) {
1771    #pragma omp for nowait
1772                    for (index_t k2 = front; k2 < front+m_ownNE[2]; ++k2) {
1773                        for (index_t k0 = left; k0 < left+m_ownNE[0]; ++k0) {
1774                            const double* f = arg.getSampleDataRO(m_faceOffset[2]+INDEX2(k0,k2,m_NE[0]));
1775                            for (index_t i=0; i < numComp; ++i) {
1776                                int_local[i]+=f[i]*w_1;
1777                            }  // end of component loop i
1778                        } // end of k1 loop
1779                    } // end of k2 loop
1780                }
1781    
1782                if (m_faceOffset[3] > -1) {
1783    #pragma omp for nowait
1784                    for (index_t k2 = front; k2 < front+m_ownNE[2]; ++k2) {
1785                        for (index_t k0 = left; k0 < left+m_ownNE[0]; ++k0) {
1786                            const double* f = arg.getSampleDataRO(m_faceOffset[3]+INDEX2(k0,k2,m_NE[0]));
1787                            for (index_t i=0; i < numComp; ++i) {
1788                                int_local[i]+=f[i]*w_1;
1789                            }  // end of component loop i
1790                        } // end of k1 loop
1791                    } // end of k2 loop
1792                }
1793    
1794                if (m_faceOffset[4] > -1) {
1795    #pragma omp for nowait
1796                    for (index_t k1 = bottom; k1 < bottom+m_ownNE[1]; ++k1) {
1797                        for (index_t k0 = left; k0 < left+m_ownNE[0]; ++k0) {
1798                            const double* f = arg.getSampleDataRO(m_faceOffset[4]+INDEX2(k0,k1,m_NE[0]));
1799                            for (index_t i=0; i < numComp; ++i) {
1800                                int_local[i]+=f[i]*w_2;
1801                            }  // end of component loop i
1802                        } // end of k1 loop
1803                    } // end of k2 loop
1804                }
1805    
1806                if (m_faceOffset[5] > -1) {
1807    #pragma omp for nowait
1808                    for (index_t k1 = bottom; k1 < bottom+m_ownNE[1]; ++k1) {
1809                        for (index_t k0 = left; k0 < left+m_ownNE[0]; ++k0) {
1810                            const double* f = arg.getSampleDataRO(m_faceOffset[5]+INDEX2(k0,k1,m_NE[0]));
1811                            for (index_t i=0; i < numComp; ++i) {
1812                                int_local[i]+=f[i]*w_2;
1813                            }  // end of component loop i
1814                        } // end of k1 loop
1815                    } // end of k2 loop
1816                }
1817    
1818    #pragma omp critical
1819                for (index_t i=0; i<numComp; i++)
1820                    integrals[i]+=int_local[i];
1821            } // end of parallel section
1822        } // function space selector
1823    }
1824    
1825  //protected  //protected
1826  dim_t Brick::getNumFaceElements() const  dim_t Brick::insertNeighbourNodes(IndexVector& index, index_t node) const
1827  {  {
1828      dim_t n=0;      const dim_t nDOF0 = (m_gNE[0]+1)/m_NX[0];
1829      //left      const dim_t nDOF1 = (m_gNE[1]+1)/m_NX[1];
1830      if (m_offset0==0)      const dim_t nDOF2 = (m_gNE[2]+1)/m_NX[2];
1831          n+=m_NE1*m_NE2;      const int x=node%nDOF0;
1832      //right      const int y=node%(nDOF0*nDOF1)/nDOF0;
1833      if (m_mpiInfo->rank%m_NX==m_NX-1)      const int z=node/(nDOF0*nDOF1);
1834          n+=m_NE1*m_NE2;      int num=0;
1835      //bottom      // loop through potential neighbours and add to index if positions are
1836      if (m_offset1==0)      // within bounds
1837          n+=m_NE0*m_NE2;      for (int i2=-1; i2<2; i2++) {
1838      //top          for (int i1=-1; i1<2; i1++) {
1839      if (m_mpiInfo->rank%(m_NX*m_NY)/m_NX==m_NY-1)              for (int i0=-1; i0<2; i0++) {
1840          n+=m_NE0*m_NE2;                  // skip node itself
1841      //front                  if (i0==0 && i1==0 && i2==0)
1842      if (m_offset2==0)                      continue;
1843          n+=m_NE0*m_NE1;                  // location of neighbour node
1844      //back                  const int nx=x+i0;
1845      if (m_mpiInfo->rank/(m_NX*m_NY)==m_NZ-1)                  const int ny=y+i1;
1846          n+=m_NE0*m_NE1;                  const int nz=z+i2;
1847                    if (nx>=0 && ny>=0 && nz>=0
1848                            && nx<nDOF0 && ny<nDOF1 && nz<nDOF2) {
1849                        index.push_back(nz*nDOF0*nDOF1+ny*nDOF0+nx);
1850                        num++;
1851                    }
1852                }
1853            }
1854        }
1855    
1856      return n;      return num;
1857  }  }
1858    
1859  //protected  //protected
1860  void Brick::assembleCoordinates(escript::Data& arg) const  void Brick::nodesToDOF(escript::Data& out, escript::Data& in) const
1861  {  {
1862      escriptDataC x = arg.getDataC();      const dim_t numComp = in.getDataPointSize();
1863      int numDim = m_numDim;      out.requireWrite();
     if (!isDataPointShapeEqual(&x, 1, &numDim))  
         throw RipleyException("setToX: Invalid Data object shape");  
     if (!numSamplesEqual(&x, 1, getNumNodes()))  
         throw RipleyException("setToX: Illegal number of samples in Data object");  
1864    
1865      pair<double,double> xdx = getFirstCoordAndSpacing(0);      const index_t left = (m_offset[0]==0 ? 0 : 1);
1866      pair<double,double> ydy = getFirstCoordAndSpacing(1);      const index_t bottom = (m_offset[1]==0 ? 0 : 1);
1867      pair<double,double> zdz = getFirstCoordAndSpacing(2);      const index_t front = (m_offset[2]==0 ? 0 : 1);
1868      arg.requireWrite();      const dim_t nDOF0 = (m_gNE[0]+1)/m_NX[0];
1869        const dim_t nDOF1 = (m_gNE[1]+1)/m_NX[1];
1870        const dim_t nDOF2 = (m_gNE[2]+1)/m_NX[2];
1871  #pragma omp parallel for  #pragma omp parallel for
1872      for (dim_t i2 = 0; i2 < m_N2; i2++) {      for (index_t i=0; i<nDOF2; i++) {
1873          for (dim_t i1 = 0; i1 < m_N1; i1++) {          for (index_t j=0; j<nDOF1; j++) {
1874              for (dim_t i0 = 0; i0 < m_N0; i0++) {              for (index_t k=0; k<nDOF0; k++) {
1875                  double* point = arg.getSampleDataRW(i0+m_N0*i1+m_N0*m_N1*i2);                  const index_t n=k+left+(j+bottom)*m_NN[0]+(i+front)*m_NN[0]*m_NN[1];
1876                  point[0] = xdx.first+i0*xdx.second;                  const double* src=in.getSampleDataRO(n);
1877                  point[1] = ydy.first+i1*ydy.second;                  copy(src, src+numComp, out.getSampleDataRW(k+j*nDOF0+i*nDOF0*nDOF1));
                 point[2] = zdz.first+i2*zdz.second;  
1878              }              }
1879          }          }
1880      }      }
1881  }  }
1882    
1883    //protected
1884    void Brick::dofToNodes(escript::Data& out, escript::Data& in) const
1885    {
1886        const dim_t numComp = in.getDataPointSize();
1887        Paso_Coupler* coupler = Paso_Coupler_alloc(m_connector, numComp);
1888        in.requireWrite();
1889        Paso_Coupler_startCollect(coupler, in.getSampleDataRW(0));
1890    
1891        const dim_t numDOF = getNumDOF();
1892        out.requireWrite();
1893        const double* buffer = Paso_Coupler_finishCollect(coupler);
1894    
1895    #pragma omp parallel for
1896        for (index_t i=0; i<getNumNodes(); i++) {
1897            const double* src=(m_dofMap[i]<numDOF ?
1898                    in.getSampleDataRO(m_dofMap[i])
1899                    : &buffer[(m_dofMap[i]-numDOF)*numComp]);
1900            copy(src, src+numComp, out.getSampleDataRW(i));
1901        }
1902        Paso_Coupler_free(coupler);
1903    }
1904    
1905  //private  //private
1906  void Brick::populateSampleIds()  void Brick::populateSampleIds()
1907  {  {
1908      // identifiers are ordered from left to right, bottom to top, front to back      // degrees of freedom are numbered from left to right, bottom to top, front
1909      // on each rank, except for the shared nodes which are owned by the rank      // to back in each rank, continuing on the next rank (ranks also go
1910      // below / to the left / to the front of the current rank      // left-right, bottom-top, front-back).
1911        // This means rank 0 has id 0...n0-1, rank 1 has id n0...n1-1 etc. which
1912        // helps when writing out data rank after rank.
1913    
1914      // build node distribution vector first.      // build node distribution vector first.
1915      // m_nodeDistribution[i] is the first node id on rank i, that is      // rank i owns m_nodeDistribution[i+1]-nodeDistribution[i] nodes which is
1916      // rank i owns m_nodeDistribution[i+1]-nodeDistribution[i] nodes      // constant for all ranks in this implementation
1917      m_nodeDistribution.assign(m_mpiInfo->size+1, 0);      m_nodeDistribution.assign(m_mpiInfo->size+1, 0);
1918      m_nodeDistribution[1]=getNumNodes();      const dim_t numDOF=getNumDOF();
1919      for (dim_t k=1; k<m_mpiInfo->size-1; k++) {      for (dim_t k=1; k<m_mpiInfo->size; k++) {
1920          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;  
1921      }      }
1922      m_nodeDistribution[m_mpiInfo->size]=getNumDataPointsGlobal();      m_nodeDistribution[m_mpiInfo->size]=getNumDataPointsGlobal();
   
1923      m_nodeId.resize(getNumNodes());      m_nodeId.resize(getNumNodes());
1924        m_dofId.resize(numDOF);
1925        m_elementId.resize(getNumElements());
1926    
1927      // the bottom, left and front planes are not owned by this rank so the      // populate face element counts
1928      // identifiers need to be computed accordingly      //left
1929      const index_t left = (m_offset0==0 ? 0 : 1);      if (m_offset[0]==0)
1930      const index_t bottom = (m_offset1==0 ? 0 : 1);          m_faceCount[0]=m_NE[1]*m_NE[2];
1931      const index_t front = (m_offset2==0 ? 0 : 1);      else
1932            m_faceCount[0]=0;
1933      // case 1: all nodes on left plane are owned by rank on the left      //right
1934      if (left>0) {      if (m_mpiInfo->rank%m_NX[0]==m_NX[0]-1)
1935          const int neighbour=m_mpiInfo->rank-1;          m_faceCount[1]=m_NE[1]*m_NE[2];
1936          const index_t leftN0=(neighbour%m_NX == 0 ? m_N0 : m_N0-1);      else
1937          const index_t leftN1=(neighbour%(m_NX*m_NY)/m_NX==0 ? m_N1 : m_N1-1);          m_faceCount[1]=0;
1938  #pragma omp parallel for      //bottom
1939          for (dim_t i2=front; i2<m_N2; i2++) {      if (m_offset[1]==0)
1940              for (dim_t i1=bottom; i1<m_N1; i1++) {          m_faceCount[2]=m_NE[0]*m_NE[2];
1941                  m_nodeId[i1*m_N0+i2*m_N0*m_N1]=m_nodeDistribution[neighbour]      else
1942                      + (i1-bottom+1)*leftN0          m_faceCount[2]=0;
1943                      + (i2-front)*leftN0*leftN1 - 1;      //top
1944        if (m_mpiInfo->rank%(m_NX[0]*m_NX[1])/m_NX[0]==m_NX[1]-1)
1945            m_faceCount[3]=m_NE[0]*m_NE[2];
1946        else
1947            m_faceCount[3]=0;
1948        //front
1949        if (m_offset[2]==0)
1950            m_faceCount[4]=m_NE[0]*m_NE[1];
1951        else
1952            m_faceCount[4]=0;
1953        //back
1954        if (m_mpiInfo->rank/(m_NX[0]*m_NX[1])==m_NX[2]-1)
1955            m_faceCount[5]=m_NE[0]*m_NE[1];
1956        else
1957            m_faceCount[5]=0;
1958    
1959        m_faceId.resize(getNumFaceElements());
1960    
1961        const index_t left = (m_offset[0]==0 ? 0 : 1);
1962        const index_t bottom = (m_offset[1]==0 ? 0 : 1);
1963        const index_t front = (m_offset[2]==0 ? 0 : 1);
1964        const dim_t nDOF0 = (m_gNE[0]+1)/m_NX[0];
1965        const dim_t nDOF1 = (m_gNE[1]+1)/m_NX[1];
1966        const dim_t nDOF2 = (m_gNE[2]+1)/m_NX[2];
1967    
1968        // the following is a compromise between efficiency and code length to
1969        // set the node id's according to the order mentioned above.
1970        // First we set all the edge and corner id's in a rather slow way since
1971        // they might or might not be owned by this rank. Next come the own
1972        // node id's which are identical to the DOF id's (simple loop), and finally
1973        // the 6 faces are set but only if required...
1974    
1975    #define globalNodeId(x,y,z) \
1976        ((m_offset[0]+x)/nDOF0)*nDOF0*nDOF1*nDOF2+(m_offset[0]+x)%nDOF0\
1977        + ((m_offset[1]+y)/nDOF1)*nDOF0*nDOF1*nDOF2*m_NX[0]+((m_offset[1]+y)%nDOF1)*nDOF0\
1978        + ((m_offset[2]+z)/nDOF2)*nDOF0*nDOF1*nDOF2*m_NX[0]*m_NX[1]+((m_offset[2]+z)%nDOF2)*nDOF0*nDOF1
1979    
1980    #pragma omp parallel
1981        {
1982            // set edge id's
1983            // edges in x-direction, including corners
1984    #pragma omp for nowait
1985            for (dim_t i=0; i<m_NN[0]; i++) {
1986                m_nodeId[i] = globalNodeId(i, 0, 0); // LF
1987                m_nodeId[m_NN[0]*(m_NN[1]-1)+i] = globalNodeId(i, m_NN[1]-1, 0); // UF
1988                m_nodeId[m_NN[0]*m_NN[1]*(m_NN[2]-1)+i] = globalNodeId(i, 0, m_NN[2]-1); // LB
1989                m_nodeId[m_NN[0]*m_NN[1]*m_NN[2]-m_NN[0]+i] = globalNodeId(i, m_NN[1]-1, m_NN[2]-1); // UB
1990            }
1991            // edges in y-direction, without corners
1992    #pragma omp for nowait
1993            for (dim_t i=1; i<m_NN[1]-1; i++) {
1994                m_nodeId[m_NN[0]*i] = globalNodeId(0, i, 0); // FL
1995                m_nodeId[m_NN[0]*(i+1)-1] = globalNodeId(m_NN[0]-1, i, 0); // FR
1996                m_nodeId[m_NN[0]*m_NN[1]*(m_NN[2]-1)+m_NN[0]*i] = globalNodeId(0, i, m_NN[2]-1); // BL
1997                m_nodeId[m_NN[0]*m_NN[1]*(m_NN[2]-1)+m_NN[0]*(i+1)-1] = globalNodeId(m_NN[0]-1, i, m_NN[2]-1); // BR
1998            }
1999            // edges in z-direction, without corners
2000    #pragma omp for
2001            for (dim_t i=1; i<m_NN[2]-1; i++) {
2002                m_nodeId[m_NN[0]*m_NN[1]*i] = globalNodeId(0, 0, i); // LL
2003                m_nodeId[m_NN[0]*m_NN[1]*i+m_NN[0]-1] = globalNodeId(m_NN[0]-1, 0, i); // LR
2004                m_nodeId[m_NN[0]*m_NN[1]*(i+1)-m_NN[0]] = globalNodeId(0, m_NN[1]-1, i); // UL
2005                m_nodeId[m_NN[0]*m_NN[1]*(i+1)-1] = globalNodeId(m_NN[0]-1, m_NN[1]-1, i); // UR
2006            }
2007            // implicit barrier here because some node IDs will be overwritten
2008            // below
2009    
2010            // populate degrees of freedom and own nodes (identical id)
2011    #pragma omp for nowait
2012            for (dim_t i=0; i<nDOF2; i++) {
2013                for (dim_t j=0; j<nDOF1; j++) {
2014                    for (dim_t k=0; k<nDOF0; k++) {
2015                        const index_t nodeIdx=k+left+(j+bottom)*m_NN[0]+(i+front)*m_NN[0]*m_NN[1];
2016                        const index_t dofIdx=k+j*nDOF0+i*nDOF0*nDOF1;
2017                        m_dofId[dofIdx] = m_nodeId[nodeIdx]
2018                            = m_nodeDistribution[m_mpiInfo->rank]+dofIdx;
2019                    }
2020              }              }
2021          }          }
2022      }  
2023      // case 2: all nodes on bottom plane are owned by rank below          // populate the rest of the nodes (shared with other ranks)
2024      if (bottom>0) {          if (m_faceCount[0]==0) { // left plane
2025          const int neighbour=m_mpiInfo->rank-m_NX;  #pragma omp for nowait
2026          const index_t bottomN0=(neighbour%m_NX == 0 ? m_N0 : m_N0-1);              for (dim_t i=0; i<nDOF2; i++) {
2027          const index_t bottomN1=(neighbour%(m_NX*m_NY)/m_NX==0 ? m_N1 : m_N1-1);                  for (dim_t j=0; j<nDOF1; j++) {
2028  #pragma omp parallel for                      const index_t nodeIdx=(j+bottom)*m_NN[0]+(i+front)*m_NN[0]*m_NN[1];
2029          for (dim_t i2=front; i2<m_N2; i2++) {                      const index_t dofId=(j+1)*nDOF0-1+i*nDOF0*nDOF1;
2030              for (dim_t i0=left; i0<m_N0; i0++) {                      m_nodeId[nodeIdx]
2031                  m_nodeId[i0+i2*m_N0*m_N1]=m_nodeDistribution[neighbour]                          = m_nodeDistribution[m_mpiInfo->rank-1]+dofId;
2032                      + bottomN0*(bottomN1-1)                  }
                     + (i2-front)*bottomN0*bottomN1 + i0-left;  
2033              }              }
2034          }          }
2035      }          if (m_faceCount[1]==0) { // right plane
2036      // case 3: all nodes on front plane are owned by rank in front  #pragma omp for nowait
2037      if (front>0) {              for (dim_t i=0; i<nDOF2; i++) {
2038          const int neighbour=m_mpiInfo->rank-m_NX*m_NY;                  for (dim_t j=0; j<nDOF1; j++) {
2039          const index_t N0=(neighbour%m_NX == 0 ? m_N0 : m_N0-1);                      const index_t nodeIdx=(j+bottom+1)*m_NN[0]-1+(i+front)*m_NN[0]*m_NN[1];
2040          const index_t N1=(neighbour%(m_NX*m_NY)/m_NX==0 ? m_N1 : m_N1-1);                      const index_t dofId=j*nDOF0+i*nDOF0*nDOF1;
2041          const index_t N2=(neighbour/(m_NX*m_NY)==0 ? m_N2 : m_N2-1);                      m_nodeId[nodeIdx]
2042  #pragma omp parallel for                          = m_nodeDistribution[m_mpiInfo->rank+1]+dofId;
2043          for (dim_t i1=bottom; i1<m_N1; i1++) {                  }
             for (dim_t i0=left; i0<m_N0; i0++) {  
                 m_nodeId[i0+i1*m_N0]=m_nodeDistribution[neighbour]  
                     + N0*N1*(N2-1)+(i1-bottom)*N0 + i0-left;  
2044              }              }
2045          }          }
2046            if (m_faceCount[2]==0) { // bottom plane
2047    #pragma omp for nowait
2048                for (dim_t i=0; i<nDOF2; i++) {
2049                    for (dim_t k=0; k<nDOF0; k++) {
2050                        const index_t nodeIdx=k+left+(i+front)*m_NN[0]*m_NN[1];
2051                        const index_t dofId=nDOF0*(nDOF1-1)+k+i*nDOF0*nDOF1;
2052                        m_nodeId[nodeIdx]
2053                            = m_nodeDistribution[m_mpiInfo->rank-m_NX[0]]+dofId;
2054                    }
2055                }
2056            }
2057            if (m_faceCount[3]==0) { // top plane
2058    #pragma omp for nowait
2059                for (dim_t i=0; i<nDOF2; i++) {
2060                    for (dim_t k=0; k<nDOF0; k++) {
2061                        const index_t nodeIdx=k+left+(i+front)*m_NN[0]*m_NN[1]+m_NN[0]*(m_NN[1]-1);
2062                        const index_t dofId=k+i*nDOF0*nDOF1;
2063                        m_nodeId[nodeIdx]
2064                            = m_nodeDistribution[m_mpiInfo->rank+m_NX[0]]+dofId;
2065                    }
2066                }
2067            }
2068            if (m_faceCount[4]==0) { // front plane
2069    #pragma omp for nowait
2070                for (dim_t j=0; j<nDOF1; j++) {
2071                    for (dim_t k=0; k<nDOF0; k++) {
2072                        const index_t nodeIdx=k+left+(j+bottom)*m_NN[0];
2073                        const index_t dofId=k+j*nDOF0+nDOF0*nDOF1*(nDOF2-1);
2074                        m_nodeId[nodeIdx]
2075                            = m_nodeDistribution[m_mpiInfo->rank-m_NX[0]*m_NX[1]]+dofId;
2076                    }
2077                }
2078            }
2079            if (m_faceCount[5]==0) { // back plane
2080    #pragma omp for nowait
2081                for (dim_t j=0; j<nDOF1; j++) {
2082                    for (dim_t k=0; k<nDOF0; k++) {
2083                        const index_t nodeIdx=k+left+(j+bottom)*m_NN[0]+m_NN[0]*m_NN[1]*(m_NN[2]-1);
2084                        const index_t dofId=k+j*nDOF0;
2085                        m_nodeId[nodeIdx]
2086                            = m_nodeDistribution[m_mpiInfo->rank+m_NX[0]*m_NX[1]]+dofId;
2087                    }
2088                }
2089            }
2090    
2091            // populate element id's
2092    #pragma omp for nowait
2093            for (dim_t i2=0; i2<m_NE[2]; i2++) {
2094                for (dim_t i1=0; i1<m_NE[1]; i1++) {
2095                    for (dim_t i0=0; i0<m_NE[0]; i0++) {
2096                        m_elementId[i0+i1*m_NE[0]+i2*m_NE[0]*m_NE[1]] =
2097                            (m_offset[2]+i2)*m_gNE[0]*m_gNE[1]
2098                            +(m_offset[1]+i1)*m_gNE[0]
2099                            +m_offset[0]+i0;
2100                    }
2101                }
2102            }
2103    
2104            // face elements
2105    #pragma omp for
2106            for (dim_t k=0; k<getNumFaceElements(); k++)
2107                m_faceId[k]=k;
2108        } // end parallel section
2109    
2110    #undef globalNodeId
2111    
2112        m_nodeTags.assign(getNumNodes(), 0);
2113        updateTagsInUse(Nodes);
2114    
2115        m_elementTags.assign(getNumElements(), 0);
2116        updateTagsInUse(Elements);
2117    
2118        // generate face offset vector and set face tags
2119        const index_t LEFT=1, RIGHT=2, BOTTOM=10, TOP=20, FRONT=100, BACK=200;
2120        const index_t faceTag[] = { LEFT, RIGHT, BOTTOM, TOP, FRONT, BACK };
2121        m_faceOffset.assign(6, -1);
2122        m_faceTags.clear();
2123        index_t offset=0;
2124        for (size_t i=0; i<6; i++) {
2125            if (m_faceCount[i]>0) {
2126                m_faceOffset[i]=offset;
2127                offset+=m_faceCount[i];
2128                m_faceTags.insert(m_faceTags.end(), m_faceCount[i], faceTag[i]);
2129            }
2130      }      }
2131      // case 4: nodes on front bottom edge are owned by the corresponding rank      setTagMap("left", LEFT);
2132      if (front>0 && bottom>0) {      setTagMap("right", RIGHT);
2133          const int neighbour=m_mpiInfo->rank-m_NX*(m_NY+1);      setTagMap("bottom", BOTTOM);
2134          const index_t N0=(neighbour%m_NX == 0 ? m_N0 : m_N0-1);      setTagMap("top", TOP);
2135          const index_t N1=(neighbour%(m_NX*m_NY)/m_NX==0 ? m_N1 : m_N1-1);      setTagMap("front", FRONT);
2136          const index_t N2=(neighbour/(m_NX*m_NY)==0 ? m_N2 : m_N2-1);      setTagMap("back", BACK);
2137        updateTagsInUse(FaceElements);
2138    }
2139    
2140    //private
2141    void Brick::createPattern()
2142    {
2143        const dim_t nDOF0 = (m_gNE[0]+1)/m_NX[0];
2144        const dim_t nDOF1 = (m_gNE[1]+1)/m_NX[1];
2145        const dim_t nDOF2 = (m_gNE[2]+1)/m_NX[2];
2146        const index_t left = (m_offset[0]==0 ? 0 : 1);
2147        const index_t bottom = (m_offset[1]==0 ? 0 : 1);
2148        const index_t front = (m_offset[2]==0 ? 0 : 1);
2149    
2150        // populate node->DOF mapping with own degrees of freedom.
2151        // The rest is assigned in the loop further down
2152        m_dofMap.assign(getNumNodes(), 0);
2153  #pragma omp parallel for  #pragma omp parallel for
2154          for (dim_t i0=left; i0<m_N0; i0++) {      for (index_t i=front; i<front+nDOF2; i++) {
2155              m_nodeId[i0]=m_nodeDistribution[neighbour]          for (index_t j=bottom; j<bottom+nDOF1; j++) {
2156                  + N0*N1*(N2-1)+(N1-1)*N0 + i0-left;              for (index_t k=left; k<left+nDOF0; k++) {
2157                    m_dofMap[i*m_NN[0]*m_NN[1]+j*m_NN[0]+k]=(i-front)*nDOF0*nDOF1+(j-bottom)*nDOF0+k-left;
2158                }
2159          }          }
2160      }      }
2161      // case 5: nodes on left bottom edge are owned by the corresponding rank  
2162      if (left>0 && bottom>0) {      // build list of shared components and neighbours by looping through
2163          const int neighbour=m_mpiInfo->rank-m_NX-1;      // all potential neighbouring ranks and checking if positions are
2164          const index_t N0=(neighbour%m_NX == 0 ? m_N0 : m_N0-1);      // within bounds
2165          const index_t N1=(neighbour%(m_NX*m_NY)/m_NX==0 ? m_N1 : m_N1-1);      const dim_t numDOF=nDOF0*nDOF1*nDOF2;
2166  #pragma omp parallel for      vector<IndexVector> colIndices(numDOF); // for the couple blocks
2167          for (dim_t i2=front; i2<m_N2; i2++) {      RankVector neighbour;
2168              m_nodeId[i2*m_N0*m_N1]=m_nodeDistribution[neighbour]      IndexVector offsetInShared(1,0);
2169                  + (1+i2-front)*N0*N1-1;      IndexVector sendShared, recvShared;
2170        int numShared=0;
2171        const int x=m_mpiInfo->rank%m_NX[0];
2172        const int y=m_mpiInfo->rank%(m_NX[0]*m_NX[1])/m_NX[0];
2173        const int z=m_mpiInfo->rank/(m_NX[0]*m_NX[1]);
2174        for (int i2=-1; i2<2; i2++) {
2175            for (int i1=-1; i1<2; i1++) {
2176                for (int i0=-1; i0<2; i0++) {
2177                    // skip this rank
2178                    if (i0==0 && i1==0 && i2==0)
2179                        continue;
2180                    // location of neighbour rank
2181                    const int nx=x+i0;
2182                    const int ny=y+i1;
2183                    const int nz=z+i2;
2184                    if (nx>=0 && ny>=0 && nz>=0 && nx<m_NX[0] && ny<m_NX[1] && nz<m_NX[2]) {
2185                        neighbour.push_back(nz*m_NX[0]*m_NX[1]+ny*m_NX[0]+nx);
2186                        if (i0==0 && i1==0) {
2187                            // sharing front or back plane
2188                            offsetInShared.push_back(offsetInShared.back()+nDOF0*nDOF1);
2189                            for (dim_t i=0; i<nDOF1; i++) {
2190                                const int firstDOF=(i2==-1 ? i*nDOF0
2191                                        : i*nDOF0 + nDOF0*nDOF1*(nDOF2-1));
2192                                const int firstNode=(i2==-1 ? left+(i+bottom)*m_NN[0]
2193                                        : left+(i+bottom)*m_NN[0]+m_NN[0]*m_NN[1]*(m_NN[2]-1));
2194                                for (dim_t j=0; j<nDOF0; j++, numShared++) {
2195                                    sendShared.push_back(firstDOF+j);
2196                                    recvShared.push_back(numDOF+numShared);
2197                                    if (j>0) {
2198                                        if (i>0)
2199                                            colIndices[firstDOF+j-1-nDOF0].push_back(numShared);
2200                                        colIndices[firstDOF+j-1].push_back(numShared);
2201                                        if (i<nDOF1-1)
2202                                            colIndices[firstDOF+j-1+nDOF0].push_back(numShared);
2203                                    }
2204                                    if (i>0)
2205                                        colIndices[firstDOF+j-nDOF0].push_back(numShared);
2206                                    colIndices[firstDOF+j].push_back(numShared);
2207                                    if (i<nDOF1-1)
2208                                        colIndices[firstDOF+j+nDOF0].push_back(numShared);
2209                                    if (j<nDOF0-1) {
2210                                        if (i>0)
2211                                            colIndices[firstDOF+j+1-nDOF0].push_back(numShared);
2212                                        colIndices[firstDOF+j+1].push_back(numShared);
2213                                        if (i<nDOF1-1)
2214                                            colIndices[firstDOF+j+1+nDOF0].push_back(numShared);
2215                                    }
2216                                    m_dofMap[firstNode+j]=numDOF+numShared;
2217                                }
2218                            }
2219                        } else if (i0==0 && i2==0) {
2220                            // sharing top or bottom plane
2221                            offsetInShared.push_back(offsetInShared.back()+nDOF0*nDOF2);
2222                            for (dim_t i=0; i<nDOF2; i++) {
2223                                const int firstDOF=(i1==-1 ? i*nDOF0*nDOF1
2224                                        : nDOF0*((i+1)*nDOF1-1));
2225                                const int firstNode=(i1==-1 ?
2226                                        left+(i+front)*m_NN[0]*m_NN[1]
2227                                        : left+m_NN[0]*((i+1+front)*m_NN[1]-1));
2228                                for (dim_t j=0; j<nDOF0; j++, numShared++) {
2229                                    sendShared.push_back(firstDOF+j);
2230                                    recvShared.push_back(numDOF+numShared);
2231                                    if (j>0) {
2232                                        if (i>0)
2233                                            colIndices[firstDOF+j-1-nDOF0*nDOF1].push_back(numShared);
2234                                        colIndices[firstDOF+j-1].push_back(numShared);
2235                                        if (i<nDOF2-1)
2236                                            colIndices[firstDOF+j-1+nDOF0*nDOF1].push_back(numShared);
2237                                    }
2238                                    if (i>0)
2239                                        colIndices[firstDOF+j-nDOF0*nDOF1].push_back(numShared);
2240                                    colIndices[firstDOF+j].push_back(numShared);
2241                                    if (i<nDOF2-1)
2242                                        colIndices[firstDOF+j+nDOF0*nDOF1].push_back(numShared);
2243                                    if (j<nDOF0-1) {
2244                                        if (i>0)
2245                                            colIndices[firstDOF+j+1-nDOF0*nDOF1].push_back(numShared);
2246                                        colIndices[firstDOF+j+1].push_back(numShared);
2247                                        if (i<nDOF2-1)
2248                                            colIndices[firstDOF+j+1+nDOF0*nDOF1].push_back(numShared);
2249                                    }
2250                                    m_dofMap[firstNode+j]=numDOF+numShared;
2251                                }
2252                            }
2253                        } else if (i1==0 && i2==0) {
2254                            // sharing left or right plane
2255                            offsetInShared.push_back(offsetInShared.back()+nDOF1*nDOF2);
2256                            for (dim_t i=0; i<nDOF2; i++) {
2257                                const int firstDOF=(i0==-1 ? i*nDOF0*nDOF1
2258                                        : nDOF0*(1+i*nDOF1)-1);
2259                                const int firstNode=(i0==-1 ?
2260                                        (bottom+(i+front)*m_NN[1])*m_NN[0]
2261                                        : (bottom+1+(i+front)*m_NN[1])*m_NN[0]-1);
2262                                for (dim_t j=0; j<nDOF1; j++, numShared++) {
2263                                    sendShared.push_back(firstDOF+j*nDOF0);
2264                                    recvShared.push_back(numDOF+numShared);
2265                                    if (j>0) {
2266                                        if (i>0)
2267                                            colIndices[firstDOF+(j-1)*nDOF0-nDOF0*nDOF1].push_back(numShared);
2268                                        colIndices[firstDOF+(j-1)*nDOF0].push_back(numShared);
2269                                        if (i<nDOF2-1)
2270                                            colIndices[firstDOF+(j-1)*nDOF0+nDOF0*nDOF1].push_back(numShared);
2271                                    }
2272                                    if (i>0)
2273                                        colIndices[firstDOF+j*nDOF0-nDOF0*nDOF1].push_back(numShared);
2274                                    colIndices[firstDOF+j*nDOF0].push_back(numShared);
2275                                    if (i<nDOF2-1)
2276                                        colIndices[firstDOF+j*nDOF0+nDOF0*nDOF1].push_back(numShared);
2277                                    if (j<nDOF1-1) {
2278                                        if (i>0)
2279                                            colIndices[firstDOF+(j+1)*nDOF0-nDOF0*nDOF1].push_back(numShared);
2280                                        colIndices[firstDOF+(j+1)*nDOF0].push_back(numShared);
2281                                        if (i<nDOF2-1)
2282                                            colIndices[firstDOF+(j+1)*nDOF0+nDOF0*nDOF1].push_back(numShared);
2283                                    }
2284                                    m_dofMap[firstNode+j*m_NN[0]]=numDOF+numShared;
2285                                }
2286                            }
2287                        } else if (i0==0) {
2288                            // sharing an edge in x direction
2289                            offsetInShared.push_back(offsetInShared.back()+nDOF0);
2290                            const int firstDOF=(i1+1)/2*nDOF0*(nDOF1-1)
2291                                               +(i2+1)/2*nDOF0*nDOF1*(nDOF2-1);
2292                            const int firstNode=left+(i1+1)/2*m_NN[0]*(m_NN[1]-1)
2293                                                +(i2+1)/2*m_NN[0]*m_NN[1]*(m_NN[2]-1);
2294                            for (dim_t i=0; i<nDOF0; i++, numShared++) {
2295                                sendShared.push_back(firstDOF+i);
2296                                recvShared.push_back(numDOF+numShared);
2297                                if (i>0)
2298                                    colIndices[firstDOF+i-1].push_back(numShared);
2299                                colIndices[firstDOF+i].push_back(numShared);
2300                                if (i<nDOF0-1)
2301                                    colIndices[firstDOF+i+1].push_back(numShared);
2302                                m_dofMap[firstNode+i]=numDOF+numShared;
2303                            }
2304                        } else if (i1==0) {
2305                            // sharing an edge in y direction
2306                            offsetInShared.push_back(offsetInShared.back()+nDOF1);
2307                            const int firstDOF=(i0+1)/2*(nDOF0-1)
2308                                               +(i2+1)/2*nDOF0*nDOF1*(nDOF2-1);
2309                            const int firstNode=bottom*m_NN[0]
2310                                                +(i0+1)/2*(m_NN[0]-1)
2311                                                +(i2+1)/2*m_NN[0]*m_NN[1]*(m_NN[2]-1);
2312                            for (dim_t i=0; i<nDOF1; i++, numShared++) {
2313                                sendShared.push_back(firstDOF+i*nDOF0);
2314                                recvShared.push_back(numDOF+numShared);
2315                                if (i>0)
2316                                    colIndices[firstDOF+(i-1)*nDOF0].push_back(numShared);
2317                                colIndices[firstDOF+i*nDOF0].push_back(numShared);
2318                                if (i<nDOF1-1)
2319                                    colIndices[firstDOF+(i+1)*nDOF0].push_back(numShared);
2320                                m_dofMap[firstNode+i*m_NN[0]]=numDOF+numShared;
2321                            }
2322                        } else if (i2==0) {
2323                            // sharing an edge in z direction
2324                            offsetInShared.push_back(offsetInShared.back()+nDOF2);
2325                            const int firstDOF=(i0+1)/2*(nDOF0-1)
2326                                               +(i1+1)/2*nDOF0*(nDOF1-1);
2327                            const int firstNode=front*m_NN[0]*m_NN[1]
2328                                                +(i0+1)/2*(m_NN[0]-1)
2329                                                +(i1+1)/2*m_NN[0]*(m_NN[1]-1);
2330                            for (dim_t i=0; i<nDOF2; i++, numShared++) {
2331                                sendShared.push_back(firstDOF+i*nDOF0*nDOF1);
2332                                recvShared.push_back(numDOF+numShared);
2333                                if (i>0)
2334                                    colIndices[firstDOF+(i-1)*nDOF0*nDOF1].push_back(numShared);
2335                                colIndices[firstDOF+i*nDOF0*nDOF1].push_back(numShared);
2336                                if (i<nDOF2-1)
2337                                    colIndices[firstDOF+(i+1)*nDOF0*nDOF1].push_back(numShared);
2338                                m_dofMap[firstNode+i*m_NN[0]*m_NN[1]]=numDOF+numShared;
2339                            }
2340                        } else {
2341                            // sharing a node
2342                            const int dof=(i0+1)/2*(nDOF0-1)
2343                                          +(i1+1)/2*nDOF0*(nDOF1-1)
2344                                          +(i2+1)/2*nDOF0*nDOF1*(nDOF2-1);
2345                            const int node=(i0+1)/2*(m_NN[0]-1)
2346                                           +(i1+1)/2*m_NN[0]*(m_NN[1]-1)
2347                                           +(i2+1)/2*m_NN[0]*m_NN[1]*(m_NN[2]-1);
2348                            offsetInShared.push_back(offsetInShared.back()+1);
2349                            sendShared.push_back(dof);
2350                            recvShared.push_back(numDOF+numShared);
2351                            colIndices[dof].push_back(numShared);
2352                            m_dofMap[node]=numDOF+numShared;
2353                            ++numShared;
2354                        }
2355                    }
2356                }
2357          }          }
2358      }      }
2359      // case 6: nodes on left front edge are owned by the corresponding rank  
2360      if (left>0 && front>0) {      // create connector
2361          const int neighbour=m_mpiInfo->rank-m_NX*m_NY-1;      Paso_SharedComponents *snd_shcomp = Paso_SharedComponents_alloc(
2362          const index_t N0=(neighbour%m_NX == 0 ? m_N0 : m_N0-1);              numDOF, neighbour.size(), &neighbour[0], &sendShared[0],
2363          const index_t N1=(neighbour%(m_NX*m_NY)/m_NX==0 ? m_N1 : m_N1-1);              &offsetInShared[0], 1, 0, m_mpiInfo);
2364          const index_t N2=(neighbour/(m_NX*m_NY)==0 ? m_N2 : m_N2-1);      Paso_SharedComponents *rcv_shcomp = Paso_SharedComponents_alloc(
2365  #pragma omp parallel for              numDOF, neighbour.size(), &neighbour[0], &recvShared[0],
2366          for (dim_t i1=bottom; i1<m_N1; i1++) {              &offsetInShared[0], 1, 0, m_mpiInfo);
2367              m_nodeId[i1*m_N0]=m_nodeDistribution[neighbour]      m_connector = Paso_Connector_alloc(snd_shcomp, rcv_shcomp);
2368                  + N0*N1*(N2-1)+N0-1+(i1-bottom)*N0;      Paso_SharedComponents_free(snd_shcomp);
2369          }      Paso_SharedComponents_free(rcv_shcomp);
2370      }  
2371      // case 7: bottom-left-front corner node owned by corresponding rank      // create main and couple blocks
2372      if (left>0 && bottom>0 && front>0) {      Paso_Pattern *mainPattern = createMainPattern();
2373          const int neighbour=m_mpiInfo->rank-m_NX*(m_NY+1)-1;      Paso_Pattern *colPattern, *rowPattern;
2374          const index_t N0=(neighbour%m_NX == 0 ? m_N0 : m_N0-1);      createCouplePatterns(colIndices, numShared, &colPattern, &rowPattern);
2375          const index_t N1=(neighbour%(m_NX*m_NY)/m_NX==0 ? m_N1 : m_N1-1);  
2376          const index_t N2=(neighbour/(m_NX*m_NY) == 0 ? m_N2 : m_N2-1);      // allocate paso distribution
2377          m_nodeId[0]=m_nodeDistribution[neighbour]+N0*N1*N2-1;      Paso_Distribution* distribution = Paso_Distribution_alloc(m_mpiInfo,
2378                const_cast<index_t*>(&m_nodeDistribution[0]), 1, 0);
2379    
2380        // finally create the system matrix
2381        m_pattern = Paso_SystemMatrixPattern_alloc(MATRIX_FORMAT_DEFAULT,
2382                distribution, distribution, mainPattern, colPattern, rowPattern,
2383                m_connector, m_connector);
2384    
2385        Paso_Distribution_free(distribution);
2386    
2387        // useful debug output
2388        /*
2389        cout << "--- rcv_shcomp ---" << endl;
2390        cout << "numDOF=" << numDOF << ", numNeighbors=" << neighbour.size() << endl;
2391        for (size_t i=0; i<neighbour.size(); i++) {
2392            cout << "neighbor[" << i << "]=" << neighbour[i]
2393                << " offsetInShared[" << i+1 << "]=" << offsetInShared[i+1] << endl;
2394        }
2395        for (size_t i=0; i<recvShared.size(); i++) {
2396            cout << "shared[" << i << "]=" << recvShared[i] << endl;
2397      }      }
2398        cout << "--- snd_shcomp ---" << endl;
2399        for (size_t i=0; i<sendShared.size(); i++) {
2400            cout << "shared[" << i << "]=" << sendShared[i] << endl;
2401        }
2402        cout << "--- dofMap ---" << endl;
2403        for (size_t i=0; i<m_dofMap.size(); i++) {
2404            cout << "m_dofMap[" << i << "]=" << m_dofMap[i] << endl;
2405        }
2406        cout << "--- colIndices ---" << endl;
2407        for (size_t i=0; i<colIndices.size(); i++) {
2408            cout << "colIndices[" << i << "].size()=" << colIndices[i].size() << endl;
2409        }
2410        */
2411    
2412      // the rest of the id's are contiguous      /*
2413      const index_t firstId=m_nodeDistribution[m_mpiInfo->rank];      cout << "--- main_pattern ---" << endl;
2414  #pragma omp parallel for      cout << "M=" << mainPattern->numOutput << ", N=" << mainPattern->numInput << endl;
2415      for (dim_t i2=front; i2<m_N2; i2++) {      for (size_t i=0; i<mainPattern->numOutput+1; i++) {
2416          for (dim_t i1=bottom; i1<m_N1; i1++) {          cout << "ptr[" << i << "]=" << mainPattern->ptr[i] << endl;
2417              for (dim_t i0=left; i0<m_N0; i0++) {      }
2418                  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++) {
2419                      +(i1-bottom)*(m_N0-left)          cout << "index[" << i << "]=" << mainPattern->index[i] << endl;
2420                      +(i2-front)*(m_N0-left)*(m_N1-bottom);      }
2421        */
2422    
2423        /*
2424        cout << "--- colCouple_pattern ---" << endl;
2425        cout << "M=" << colPattern->numOutput << ", N=" << colPattern->numInput << endl;
2426        for (size_t i=0; i<colPattern->numOutput+1; i++) {
2427            cout << "ptr[" << i << "]=" << colPattern->ptr[i] << endl;
2428        }
2429        for (size_t i=0; i<colPattern->ptr[colPattern->numOutput]; i++) {
2430            cout << "index[" << i << "]=" << colPattern->index[i] << endl;
2431        }
2432        */
2433    
2434        /*
2435        cout << "--- rowCouple_pattern ---" << endl;
2436        cout << "M=" << rowPattern->numOutput << ", N=" << rowPattern->numInput << endl;
2437        for (size_t i=0; i<rowPattern->numOutput+1; i++) {
2438            cout << "ptr[" << i << "]=" << rowPattern->ptr[i] << endl;
2439        }
2440        for (size_t i=0; i<rowPattern->ptr[rowPattern->numOutput]; i++) {
2441            cout << "index[" << i << "]=" << rowPattern->index[i] << endl;
2442        }
2443        */
2444    
2445        Paso_Pattern_free(mainPattern);
2446        Paso_Pattern_free(colPattern);
2447        Paso_Pattern_free(rowPattern);
2448    }
2449    
2450    //private
2451    void Brick::addToMatrixAndRHS(Paso_SystemMatrix* S, escript::Data& F,
2452             const vector<double>& EM_S, const vector<double>& EM_F, bool addS,
2453             bool addF, index_t firstNode, dim_t nEq, dim_t nComp) const
2454    {
2455        IndexVector rowIndex;
2456        rowIndex.push_back(m_dofMap[firstNode]);
2457        rowIndex.push_back(m_dofMap[firstNode+1]);
2458        rowIndex.push_back(m_dofMap[firstNode+m_NN[0]]);
2459        rowIndex.push_back(m_dofMap[firstNode+m_NN[0]+1]);
2460        rowIndex.push_back(m_dofMap[firstNode+m_NN[0]*m_NN[1]]);
2461        rowIndex.push_back(m_dofMap[firstNode+m_NN[0]*m_NN[1]+1]);
2462        rowIndex.push_back(m_dofMap[firstNode+m_NN[0]*(m_NN[1]+1)]);
2463        rowIndex.push_back(m_dofMap[firstNode+m_NN[0]*(m_NN[1]+1)+1]);
2464        if (addF) {
2465            double *F_p=F.getSampleDataRW(0);
2466            for (index_t i=0; i<rowIndex.size(); i++) {
2467                if (rowIndex[i]<getNumDOF()) {
2468                    for (index_t eq=0; eq<nEq; eq++) {
2469                        F_p[INDEX2(eq, rowIndex[i], nEq)]+=EM_F[INDEX2(eq,i,nEq)];
2470                    }
2471              }              }
2472          }          }
2473      }      }
2474        if (addS) {
2475            addToSystemMatrix(S, rowIndex, nEq, rowIndex, nComp, EM_S);
2476        }
2477    }
2478    
2479      // elements  //protected
2480      m_elementId.resize(getNumElements());  void Brick::interpolateNodesOnElements(escript::Data& out, escript::Data& in,
2481  #pragma omp parallel for                                         bool reduced) const
2482      for (dim_t k=0; k<getNumElements(); k++) {  {
2483          m_elementId[k]=k;      const dim_t numComp = in.getDataPointSize();
2484        if (reduced) {
2485            out.requireWrite();
2486            const double c0 = .125;
2487    #pragma omp parallel
2488            {
2489                vector<double> f_000(numComp);
2490                vector<double> f_001(numComp);
2491                vector<double> f_010(numComp);
2492                vector<double> f_011(numComp);
2493                vector<double> f_100(numComp);
2494                vector<double> f_101(numComp);
2495                vector<double> f_110(numComp);
2496                vector<double> f_111(numComp);
2497    #pragma omp for
2498                for (index_t k2=0; k2 < m_NE[2]; ++k2) {
2499                    for (index_t k1=0; k1 < m_NE[1]; ++k1) {
2500                        for (index_t k0=0; k0 < m_NE[0]; ++k0) {
2501                            memcpy(&f_000[0], in.getSampleDataRO(INDEX3(k0,k1,k2, m_NN[0],m_NN[1])), numComp*sizeof(double));
2502                            memcpy(&f_001[0], in.getSampleDataRO(INDEX3(k0,k1,k2+1, m_NN[0],m_NN[1])), numComp*sizeof(double));
2503                            memcpy(&f_010[0], in.getSampleDataRO(INDEX3(k0,k1+1,k2, m_NN[0],m_NN[1])), numComp*sizeof(double));
2504                            memcpy(&f_011[0], in.getSampleDataRO(INDEX3(k0,k1+1,k2+1, m_NN[0],m_NN[1])), numComp*sizeof(double));
2505                            memcpy(&f_100[0], in.getSampleDataRO(INDEX3(k0+1,k1,k2, m_NN[0],m_NN[1])), numComp*sizeof(double));
2506                            memcpy(&f_101[0], in.getSampleDataRO(INDEX3(k0+1,k1,k2+1, m_NN[0],m_NN[1])), numComp*sizeof(double));
2507                            memcpy(&f_110[0], in.getSampleDataRO(INDEX3(k0+1,k1+1,k2, m_NN[0],m_NN[1])), numComp*sizeof(double));
2508                            memcpy(&f_111[0], in.getSampleDataRO(INDEX3(k0+1,k1+1,k2+1, m_NN[0],m_NN[1])), numComp*sizeof(double));
2509                            double* o = out.getSampleDataRW(INDEX3(k0,k1,k2,m_NE[0],m_NE[1]));
2510                            for (index_t i=0; i < numComp; ++i) {
2511                                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]);
2512                            } // end of component loop i
2513                        } // end of k0 loop
2514                    } // end of k1 loop
2515                } // end of k2 loop
2516            } // end of parallel section
2517        } else {
2518            out.requireWrite();
2519            const double c0 = .0094373878376559314545;
2520            const double c1 = .035220810900864519624;
2521            const double c2 = .13144585576580214704;
2522            const double c3 = .49056261216234406855;
2523    #pragma omp parallel
2524            {
2525                vector<double> f_000(numComp);
2526                vector<double> f_001(numComp);
2527                vector<double> f_010(numComp);
2528                vector<double> f_011(numComp);
2529                vector<double> f_100(numComp);
2530                vector<double> f_101(numComp);
2531                vector<double> f_110(numComp);
2532                vector<double> f_111(numComp);
2533    #pragma omp for
2534                for (index_t k2=0; k2 < m_NE[2]; ++k2) {
2535                    for (index_t k1=0; k1 < m_NE[1]; ++k1) {
2536                        for (index_t k0=0; k0 < m_NE[0]; ++k0) {
2537                            memcpy(&f_000[0], in.getSampleDataRO(INDEX3(k0,k1,k2, m_NN[0],m_NN[1])), numComp*sizeof(double));
2538                            memcpy(&f_001[0], in.getSampleDataRO(INDEX3(k0,k1,k2+1, m_NN[0],m_NN[1])), numComp*sizeof(double));
2539                            memcpy(&f_010[0], in.getSampleDataRO(INDEX3(k0,k1+1,k2, m_NN[0],m_NN[1])), numComp*sizeof(double));
2540                            memcpy(&f_011[0], in.getSampleDataRO(INDEX3(k0,k1+1,k2+1, m_NN[0],m_NN[1])), numComp*sizeof(double));
2541                            memcpy(&f_100[0], in.getSampleDataRO(INDEX3(k0+1,k1,k2, m_NN[0],m_NN[1])), numComp*sizeof(double));
2542                            memcpy(&f_101[0], in.getSampleDataRO(INDEX3(k0+1,k1,k2+1, m_NN[0],m_NN[1])), numComp*sizeof(double));
2543                            memcpy(&f_110[0], in.getSampleDataRO(INDEX3(k0+1,k1+1,k2, m_NN[0],m_NN[1])), numComp*sizeof(double));
2544                            memcpy(&f_111[0], in.getSampleDataRO(INDEX3(k0+1,k1+1,k2+1, m_NN[0],m_NN[1])), numComp*sizeof(double));
2545                            double* o = out.getSampleDataRW(INDEX3(k0,k1,k2,m_NE[0],m_NE[1]));
2546                            for (index_t i=0; i < numComp; ++i) {
2547                                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]);
2548                                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]);
2549                                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]);
2550                                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]);
2551                                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]);
2552                                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]);
2553                                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]);
2554                                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]);
2555                            } // end of component loop i
2556                        } // end of k0 loop
2557                    } // end of k1 loop
2558                } // end of k2 loop
2559            } // end of parallel section
2560      }      }
2561    }
2562    
2563      // face elements  //protected
2564      m_faceId.resize(getNumFaceElements());  void Brick::interpolateNodesOnFaces(escript::Data& out, escript::Data& in,
2565  #pragma omp parallel for                                      bool reduced) const
2566      for (dim_t k=0; k<getNumFaceElements(); k++) {  {
2567          m_faceId[k]=k;      const dim_t numComp = in.getDataPointSize();
2568        if (reduced) {
2569            out.requireWrite();
2570            const double c0 = .25;
2571    #pragma omp parallel
2572            {
2573                vector<double> f_000(numComp);
2574                vector<double> f_001(numComp);
2575                vector<double> f_010(numComp);
2576                vector<double> f_011(numComp);
2577                vector<double> f_100(numComp);
2578                vector<double> f_101(numComp);
2579                vector<double> f_110(numComp);
2580                vector<double> f_111(numComp);
2581                if (m_faceOffset[0] > -1) {
2582    #pragma omp for nowait
2583                    for (index_t k2=0; k2 < m_NE[2]; ++k2) {
2584                        for (index_t k1=0; k1 < m_NE[1]; ++k1) {
2585                            memcpy(&f_000[0], in.getSampleDataRO(INDEX3(0,k1,k2, m_NN[0],m_NN[1])), numComp*sizeof(double));
2586                            memcpy(&f_001[0], in.getSampleDataRO(INDEX3(0,k1,k2+1, m_NN[0],m_NN[1])), numComp*sizeof(double));
2587                            memcpy(&f_010[0], in.getSampleDataRO(INDEX3(0,k1+1,k2, m_NN[0],m_NN[1])), numComp*sizeof(double));
2588                            memcpy(&f_011[0], in.getSampleDataRO(INDEX3(0,k1+1,k2+1, m_NN[0],m_NN[1])), numComp*sizeof(double));
2589                            double* o = out.getSampleDataRW(m_faceOffset[0]+INDEX2(k1,k2,m_NE[1]));
2590                            for (index_t i=0; i < numComp; ++i) {
2591                                o[INDEX2(i,numComp,0)] = c0*(f_000[i] + f_001[i] + f_010[i] + f_011[i]);
2592                            } // end of component loop i
2593                        } // end of k1 loop
2594                    } // end of k2 loop
2595                } // end of face 0
2596                if (m_faceOffset[1] > -1) {
2597    #pragma omp for nowait
2598                    for (index_t k2=0; k2 < m_NE[2]; ++k2) {
2599                        for (index_t k1=0; k1 < m_NE[1]; ++k1) {
2600                            memcpy(&f_100[0], in.getSampleDataRO(INDEX3(m_NN[0]-1,k1,k2, m_NN[0],m_NN[1])), numComp*sizeof(double));
2601                            memcpy(&f_101[0], in.getSampleDataRO(INDEX3(m_NN[0]-1,k1,k2+1, m_NN[0],m_NN[1])), numComp*sizeof(double));
2602                            memcpy(&f_110[0], in.getSampleDataRO(INDEX3(m_NN[0]-1,k1+1,k2, m_NN[0],m_NN[1])), numComp*sizeof(double));
2603                            memcpy(&f_111[0], in.getSampleDataRO(INDEX3(m_NN[0]-1,k1+1,k2+1, m_NN[0],m_NN[1])), numComp*sizeof(double));
2604                            double* o = out.getSampleDataRW(m_faceOffset[1]+INDEX2(k1,k2,m_NE[1]));
2605                            for (index_t i=0; i < numComp; ++i) {
2606                                o[INDEX2(i,numComp,0)] = c0*(f_100[i] + f_101[i] + f_110[i] + f_111[i]);
2607                            } // end of component loop i
2608                        } // end of k1 loop
2609                    } // end of k2 loop
2610                } // end of face 1
2611                if (m_faceOffset[2] > -1) {
2612    #pragma omp for nowait
2613                    for (index_t k2=0; k2 < m_NE[2]; ++k2) {
2614                        for (index_t k0=0; k0 < m_NE[0]; ++k0) {
2615                            memcpy(&f_000[0], in.getSampleDataRO(INDEX3(k0,0,k2, m_NN[0],m_NN[1])), numComp*sizeof(double));
2616                            memcpy(&f_001[0], in.getSampleDataRO(INDEX3(k0,0,k2+1, m_NN[0],m_NN[1])), numComp*sizeof(double));
2617                            memcpy(&f_100[0], in.getSampleDataRO(INDEX3(k0+1,0,k2, m_NN[0],m_NN[1])), numComp*sizeof(double));
2618                            memcpy(&f_101[0], in.getSampleDataRO(INDEX3(k0+1,0,k2+1, m_NN[0],m_NN[1])), numComp*sizeof(double));
2619                            double* o = out.getSampleDataRW(m_faceOffset[2]+INDEX2(k0,k2,m_NE[0]));
2620                            for (index_t i=0; i < numComp; ++i) {
2621                                o[INDEX2(i,numComp,0)] = c0*(f_000[i] + f_001[i] + f_100[i] + f_101[i]);
2622                            } // end of component loop i
2623                        } // end of k0 loop
2624                    } // end of k2 loop
2625                } // end of face 2
2626                if (m_faceOffset[3] > -1) {
2627    #pragma omp for nowait
2628                    for (index_t k2=0; k2 < m_NE[2]; ++k2) {
2629                        for (index_t k0=0; k0 < m_NE[0]; ++k0) {
2630                            memcpy(&f_010[0], in.getSampleDataRO(INDEX3(k0,m_NN[1]-1,k2, m_NN[0],m_NN[1])), numComp*sizeof(double));
2631                            memcpy(&f_011[0], in.getSampleDataRO(INDEX3(k0,m_NN[1]-1,k2+1, m_NN[0],m_NN[1])), numComp*sizeof(double));
2632                            memcpy(&f_110[0], in.getSampleDataRO(INDEX3(k0+1,m_NN[1]-1,k2, m_NN[0],m_NN[1])), numComp*sizeof(double));
2633                            memcpy(&f_111[0], in.getSampleDataRO(INDEX3(k0+1,m_NN[1]-1,k2+1, m_NN[0],m_NN[1])), numComp*sizeof(double));
2634                            double* o = out.getSampleDataRW(m_faceOffset[3]+INDEX2(k0,k2,m_NE[0]));
2635                            for (index_t i=0; i < numComp; ++i) {
2636                                o[INDEX2(i,numComp,0)] = c0*(f_010[i] + f_011[i] + f_110[i] + f_111[i]);
2637                            } // end of component loop i
2638                        } // end of k0 loop
2639                    } // end of k2 loop
2640                } // end of face 3
2641                if (m_faceOffset[4] > -1) {
2642    #pragma omp for nowait
2643                    for (index_t k1=0; k1 < m_NE[1]; ++k1) {
2644                        for (index_t k0=0; k0 < m_NE[0]; ++k0) {
2645                            memcpy(&f_000[0], in.getSampleDataRO(INDEX3(k0,k1,0, m_NN[0],m_NN[1])), numComp*sizeof(double));
2646                            memcpy(&f_010[0], in.getSampleDataRO(INDEX3(k0,k1+1,0, m_NN[0],m_NN[1])), numComp*sizeof(double));
2647                            memcpy(&f_100[0], in.getSampleDataRO(INDEX3(k0+1,k1,0, m_NN[0],m_NN[1])), numComp*sizeof(double));
2648                            memcpy(&f_110[0], in.getSampleDataRO(INDEX3(k0+1,k1+1,0, m_NN[0],m_NN[1])), numComp*sizeof(double));
2649                            double* o = out.getSampleDataRW(m_faceOffset[4]+INDEX2(k0,k1,m_NE[0]));
2650                            for (index_t i=0; i < numComp; ++i) {
2651                                o[INDEX2(i,numComp,0)] = c0*(f_000[i] + f_010[i] + f_100[i] + f_110[i]);
2652                            } // end of component loop i
2653                        } // end of k0 loop
2654                    } // end of k1 loop
2655                } // end of face 4
2656                if (m_faceOffset[5] > -1) {
2657    #pragma omp for nowait
2658                    for (index_t k1=0; k1 < m_NE[1]; ++k1) {
2659                        for (index_t k0=0; k0 < m_NE[0]; ++k0) {
2660                            memcpy(&f_001[0], in.getSampleDataRO(INDEX3(k0,k1,m_NN[2]-1, m_NN[0],m_NN[1])), numComp*sizeof(double));
2661                            memcpy(&f_011[0], in.getSampleDataRO(INDEX3(k0,k1+1,m_NN[2]-1, m_NN[0],m_NN[1])), numComp*sizeof(double));
2662                            memcpy(&f_101[0], in.getSampleDataRO(INDEX3(k0+1,k1,m_NN[2]-1, m_NN[0],m_NN[1])), numComp*sizeof(double));
2663                            memcpy(&f_111[0], in.getSampleDataRO(INDEX3(k0+1,k1+1,m_NN[2]-1, m_NN[0],m_NN[1])), numComp*sizeof(double));
2664                            double* o = out.getSampleDataRW(m_faceOffset[5]+INDEX2(k0,k1,m_NE[0]));
2665                            for (index_t i=0; i < numComp; ++i) {
2666                                o[INDEX2(i,numComp,0)] = c0*(f_001[i] + f_011[i] + f_101[i] + f_111[i]);
2667                            } // end of component loop i
2668                        } // end of k0 loop
2669                    } // end of k1 loop
2670                } // end of face 5
2671            } // end of parallel section
2672        } else {
2673            out.requireWrite();
2674            const double c0 = 0.044658198738520451079;
2675            const double c1 = 0.16666666666666666667;
2676            const double c2 = 0.62200846792814621559;
2677    #pragma omp parallel
2678            {
2679                vector<double> f_000(numComp);
2680                vector<double> f_001(numComp);
2681                vector<double> f_010(numComp);
2682                vector<double> f_011(numComp);
2683                vector<double> f_100(numComp);
2684                vector<double> f_101(numComp);
2685                vector<double> f_110(numComp);
2686                vector<double> f_111(numComp);
2687                if (m_faceOffset[0] > -1) {
2688    #pragma omp for nowait
2689                    for (index_t k2=0; k2 < m_NE[2]; ++k2) {
2690                        for (index_t k1=0; k1 < m_NE[1]; ++k1) {
2691                            memcpy(&f_000[0], in.getSampleDataRO(INDEX3(0,k1,k2, m_NN[0],m_NN[1])), numComp*sizeof(double));
2692                            memcpy(&f_001[0], in.getSampleDataRO(INDEX3(0,k1,k2+1, m_NN[0],m_NN[1])), numComp*sizeof(double));
2693                            memcpy(&f_010[0], in.getSampleDataRO(INDEX3(0,k1+1,k2, m_NN[0],m_NN[1])), numComp*sizeof(double));
2694                            memcpy(&f_011[0], in.getSampleDataRO(INDEX3(0,k1+1,k2+1, m_NN[0],m_NN[1])), numComp*sizeof(double));
2695                            double* o = out.getSampleDataRW(m_faceOffset[0]+INDEX2(k1,k2,m_NE[1]));
2696                            for (index_t i=0; i < numComp; ++i) {
2697                                o[INDEX2(i,numComp,0)] = f_000[i]*c2 + f_011[i]*c0 + c1*(f_001[i] + f_010[i]);
2698                                o[INDEX2(i,numComp,1)] = f_001[i]*c0 + f_010[i]*c2 + c1*(f_000[i] + f_011[i]);
2699                                o[INDEX2(i,numComp,2)] = f_001[i]*c2 + f_010[i]*c0 + c1*(f_000[i] + f_011[i]);
2700                                o[INDEX2(i,numComp,3)] = f_000[i]*c0 + f_011[i]*c2 + c1*(f_001[i] + f_010[i]);
2701                            } // end of component loop i
2702                        } // end of k1 loop
2703                    } // end of k2 loop
2704                } // end of face 0
2705                if (m_faceOffset[1] > -1) {
2706    #pragma omp for nowait
2707                    for (index_t k2=0; k2 < m_NE[2]; ++k2) {
2708                        for (index_t k1=0; k1 < m_NE[1]; ++k1) {
2709                            memcpy(&f_100[0], in.getSampleDataRO(INDEX3(m_NN[0]-1,k1,k2, m_NN[0],m_NN[1])), numComp*sizeof(double));
2710                            memcpy(&f_101[0], in.getSampleDataRO(INDEX3(m_NN[0]-1,k1,k2+1, m_NN[0],m_NN[1])), numComp*sizeof(double));
2711                            memcpy(&f_110[0], in.getSampleDataRO(INDEX3(m_NN[0]-1,k1+1,k2, m_NN[0],m_NN[1])), numComp*sizeof(double));
2712                            memcpy(&f_111[0], in.getSampleDataRO(INDEX3(m_NN[0]-1,k1+1,k2+1, m_NN[0],m_NN[1])), numComp*sizeof(double));
2713                            double* o = out.getSampleDataRW(m_faceOffset[1]+INDEX2(k1,k2,m_NE[1]));
2714                            for (index_t i=0; i < numComp; ++i) {
2715                                o[INDEX2(i,numComp,0)] = f_100[i]*c2 + f_111[i]*c0 + c1*(f_101[i] + f_110[i]);
2716                                o[INDEX2(i,numComp,1)] = f_101[i]*c0 + f_110[i]*c2 + c1*(f_100[i] + f_111[i]);
2717                                o[INDEX2(i,numComp,2)] = f_101[i]*c2 + f_110[i]*c0 + c1*(f_100[i] + f_111[i]);
2718                                o[INDEX2(i,numComp,3)] = f_100[i]*c0 + f_111[i]*c2 + c1*(f_101[i] + f_110[i]);
2719                            } // end of component loop i
2720                        } // end of k1 loop
2721                    } // end of k2 loop
2722                } // end of face 1
2723                if (m_faceOffset[2] > -1) {
2724    #pragma omp for nowait
2725                    for (index_t k2=0; k2 < m_NE[2]; ++k2) {
2726                        for (index_t k0=0; k0 < m_NE[0]; ++k0) {
2727                            memcpy(&f_000[0], in.getSampleDataRO(INDEX3(k0,0,k2, m_NN[0],m_NN[1])), numComp*sizeof(double));
2728                            memcpy(&f_001[0], in.getSampleDataRO(INDEX3(k0,0,k2+1, m_NN[0],m_NN[1])), numComp*sizeof(double));
2729                            memcpy(&f_100[0], in.getSampleDataRO(INDEX3(k0+1,0,k2, m_NN[0],m_NN[1])), numComp*sizeof(double));
2730                            memcpy(&f_101[0], in.getSampleDataRO(INDEX3(k0+1,0,k2+1, m_NN[0],m_NN[1])), numComp*sizeof(double));
2731                            double* o = out.getSampleDataRW(m_faceOffset[2]+INDEX2(k0,k2,m_NE[0]));
2732                            for (index_t i=0; i < numComp; ++i) {
2733                                o[INDEX2(i,numComp,0)] = f_000[i]*c2 + f_101[i]*c0 + c1*(f_001[i] + f_100[i]);
2734                                o[INDEX2(i,numComp,1)] = f_001[i]*c0 + f_100[i]*c2 + c1*(f_000[i] + f_101[i]);
2735                                o[INDEX2(i,numComp,2)] = f_001[i]*c2 + f_100[i]*c0 + c1*(f_000[i] + f_101[i]);
2736                                o[INDEX2(i,numComp,3)] = f_000[i]*c0 + f_101[i]*c2 + c1*(f_001[i] + f_100[i]);
2737                            } // end of component loop i
2738                        } // end of k0 loop
2739                    } // end of k2 loop
2740                } // end of face 2
2741                if (m_faceOffset[3] > -1) {
2742    #pragma omp for nowait
2743                    for (index_t k2=0; k2 < m_NE[2]; ++k2) {
2744                        for (index_t k0=0; k0 < m_NE[0]; ++k0) {
2745                            memcpy(&f_010[0], in.getSampleDataRO(INDEX3(k0,m_NN[1]-1,k2, m_NN[0],m_NN[1])), numComp*sizeof(double));
2746                            memcpy(&f_011[0], in.getSampleDataRO(INDEX3(k0,m_NN[1]-1,k2+1, m_NN[0],m_NN[1])), numComp*sizeof(double));
2747                            memcpy(&f_110[0], in.getSampleDataRO(INDEX3(k0+1,m_NN[1]-1,k2, m_NN[0],m_NN[1])), numComp*sizeof(double));
2748                            memcpy(&f_111[0], in.getSampleDataRO(INDEX3(k0+1,m_NN[1]-1,k2+1, m_NN[0],m_NN[1])), numComp*sizeof(double));
2749                            double* o = out.getSampleDataRW(m_faceOffset[3]+INDEX2(k0,k2,m_NE[0]));
2750                            for (index_t i=0; i < numComp; ++i) {
2751                                o[INDEX2(i,numComp,0)] = f_010[i]*c2 + f_111[i]*c0 + c1*(f_011[i] + f_110[i]);
2752                                o[INDEX2(i,numComp,1)] = f_011[i]*c0 + f_110[i]*c2 + c1*(f_010[i] + f_111[i]);
2753                                o[INDEX2(i,numComp,2)] = f_011[i]*c2 + f_110[i]*c0 + c1*(f_010[i] + f_111[i]);
2754                                o[INDEX2(i,numComp,3)] = f_010[i]*c0 + f_111[i]*c2 + c1*(f_011[i] + f_110[i]);
2755                            } // end of component loop i
2756                        } // end of k0 loop
2757                    } // end of k2 loop
2758                } // end of face 3
2759                if (m_faceOffset[4] > -1) {
2760    #pragma omp for nowait
2761                    for (index_t k1=0; k1 < m_NE[1]; ++k1) {
2762                        for (index_t k0=0; k0 < m_NE[0]; ++k0) {
2763                            memcpy(&f_000[0], in.getSampleDataRO(INDEX3(k0,k1,0, m_NN[0],m_NN[1])), numComp*sizeof(double));
2764                            memcpy(&f_010[0], in.getSampleDataRO(INDEX3(k0,k1+1,0, m_NN[0],m_NN[1])), numComp*sizeof(double));
2765                            memcpy(&f_100[0], in.getSampleDataRO(INDEX3(k0+1,k1,0, m_NN[0],m_NN[1])), numComp*sizeof(double));
2766                            memcpy(&f_110[0], in.getSampleDataRO(INDEX3(k0+1,k1+1,0, m_NN[0],m_NN[1])), numComp*sizeof(double));
2767                            double* o = out.getSampleDataRW(m_faceOffset[4]+INDEX2(k0,k1,m_NE[0]));
2768                            for (index_t i=0; i < numComp; ++i) {
2769                                o[INDEX2(i,numComp,0)] = f_000[i]*c2 + f_110[i]*c0 + c1*(f_010[i] + f_100[i]);
2770                                o[INDEX2(i,numComp,1)] = f_010[i]*c0 + f_100[i]*c2 + c1*(f_000[i] + f_110[i]);
2771                                o[INDEX2(i,numComp,2)] = f_010[i]*c2 + f_100[i]*c0 + c1*(f_000[i] + f_110[i]);
2772                                o[INDEX2(i,numComp,3)] = f_000[i]*c0 + f_110[i]*c2 + c1*(f_010[i] + f_100[i]);
2773                            } // end of component loop i
2774                        } // end of k0 loop
2775                    } // end of k1 loop
2776                } // end of face 4
2777                if (m_faceOffset[5] > -1) {
2778    #pragma omp for nowait
2779                    for (index_t k1=0; k1 < m_NE[1]; ++k1) {
2780                        for (index_t k0=0; k0 < m_NE[0]; ++k0) {
2781                            memcpy(&f_001[0], in.getSampleDataRO(INDEX3(k0,k1,m_NN[2]-1, m_NN[0],m_NN[1])), numComp*sizeof(double));
2782                            memcpy(&f_011[0], in.getSampleDataRO(INDEX3(k0,k1+1,m_NN[2]-1, m_NN[0],m_NN[1])), numComp*sizeof(double));
2783                            memcpy(&f_101[0], in.getSampleDataRO(INDEX3(k0+1,k1,m_NN[2]-1, m_NN[0],m_NN[1])), numComp*sizeof(double));
2784                            memcpy(&f_111[0], in.getSampleDataRO(INDEX3(k0+1,k1+1,m_NN[2]-1, m_NN[0],m_NN[1])), numComp*sizeof(double));
2785                            double* o = out.getSampleDataRW(m_faceOffset[5]+INDEX2(k0,k1,m_NE[0]));
2786                            for (index_t i=0; i < numComp; ++i) {
2787                                o[INDEX2(i,numComp,0)] = f_001[i]*c2 + f_111[i]*c0 + c1*(f_011[i] + f_101[i]);
2788                                o[INDEX2(i,numComp,1)] = f_011[i]*c0 + f_101[i]*c2 + c1*(f_001[i] + f_111[i]);
2789                                o[INDEX2(i,numComp,2)] = f_011[i]*c2 + f_101[i]*c0 + c1*(f_001[i] + f_111[i]);
2790                                o[INDEX2(i,numComp,3)] = f_001[i]*c0 + f_111[i]*c2 + c1*(f_011[i] + f_101[i]);
2791                            } // end of component loop i
2792                        } // end of k0 loop
2793                    } // end of k1 loop
2794                } // end of face 5
2795            } // end of parallel section
2796        }
2797    }
2798    
2799    //protected
2800    void Brick::assemblePDESingle(Paso_SystemMatrix* mat, escript::Data& rhs,
2801            const escript::Data& A, const escript::Data& B,
2802            const escript::Data& C, const escript::Data& D,
2803            const escript::Data& X, const escript::Data& Y) const
2804    {
2805        const double h0 = m_length[0]/m_gNE[0];
2806        const double h1 = m_length[1]/m_gNE[1];
2807        const double h2 = m_length[2]/m_gNE[2];
2808        const double w0 = 0.0009303791403858427308*h1*h2/h0;
2809        const double w1 = 0.0009303791403858427308*h2;
2810        const double w2 = -0.00024929433932114870101*h1;
2811        const double w3 = 0.0009303791403858427308*h0*h2/h1;
2812        const double w4 = -0.00024929433932114870101*h0;
2813        const double w5 = 0.0009303791403858427308*h1;
2814        const double w6 = 0.0009303791403858427308*h0;
2815        const double w7 = -0.00024929433932114870101*h0*h1/h2;
2816        const double w8 = 0.0034722222222222222222*h2;
2817        const double w9 = -0.0009303791403858427308*h1;
2818        const double w10 = 0.012958509748503046158*h0*h2/h1;
2819        const double w11 = -0.0034722222222222222222*h0;
2820        const double w12 = 0.0034722222222222222222*h1;
2821        const double w13 = 0.012958509748503046158*h0;
2822        const double w14 = -0.0034722222222222222222*h0*h1/h2;
2823        const double w15 = 0.012958509748503046158*h1*h2/h0;
2824        const double w16 = -0.0034722222222222222222*h1;
2825        const double w17 = -0.0009303791403858427308*h0;
2826        const double w18 = 0.012958509748503046158*h1;
2827        const double w19 = 0.0034722222222222222222*h0;
2828        const double w20 = 0.012958509748503046158*h2;
2829        const double w21 = -0.012958509748503046158*h1;
2830        const double w22 = -0.012958509748503046158*h0;
2831        const double w23 = 0.04836181677178996241*h1;
2832        const double w24 = 0.04836181677178996241*h0;
2833        const double w25 = -0.04836181677178996241*h0*h1/h2;
2834        const double w26 = 0.00024929433932114870101*h1;
2835        const double w27 = 0.00024929433932114870101*h0;
2836        const double w28 = -0.04836181677178996241*h1;
2837        const double w29 = -0.04836181677178996241*h0;
2838        const double w30 = -0.0009303791403858427308*h1*h2/h0;
2839        const double w31 = -0.0009303791403858427308*h2;
2840        const double w32 = -0.0009303791403858427308*h0*h2/h1;
2841        const double w33 = 0.0034722222222222222222*h0*h1/h2;
2842        const double w34 = -0.0034722222222222222222*h2;
2843        const double w35 = -0.00024929433932114870101*h2;
2844        const double w36 = -0.012958509748503046158*h1*h2/h0;
2845        const double w37 = -0.012958509748503046158*h2;
2846        const double w38 = -0.012958509748503046158*h0*h2/h1;
2847        const double w39 = -0.04836181677178996241*h2;
2848        const double w40 = -0.0034722222222222222222*h0*h2/h1;
2849        const double w41 = 0.0009303791403858427308*h0*h1/h2;
2850        const double w42 = 0.04836181677178996241*h2;
2851        const double w43 = -0.04836181677178996241*h0*h2/h1;
2852        const double w44 = 0.012958509748503046158*h0*h1/h2;
2853        const double w45 = -0.00024929433932114870101*h0*h2/h1;
2854        const double w46 = 0.00024929433932114870101*h2;
2855        const double w47 = -0.0034722222222222222222*h1*h2/h0;
2856        const double w48 = -0.00024929433932114870101*h1*h2/h0;
2857        const double w49 = -0.04836181677178996241*h1*h2/h0;
2858        const double w50 = 0.0034722222222222222222*h0*h2/h1;
2859        const double w51 = -0.0009303791403858427308*h0*h1/h2;
2860        const double w52 = -0.012958509748503046158*h0*h1/h2;
2861        const double w53 = 0.0034722222222222222222*h1*h2/h0;
2862        const double w54 = 0.00024929433932114870101*h0*h1/h2;
2863        const double w55 = 0.04836181677178996241*h0*h2/h1;
2864        const double w56 = 0.04836181677178996241*h1*h2/h0;
2865        const double w57 = 0.04836181677178996241*h0*h1/h2;
2866        const double w58 = 0.00024929433932114870101*h1*h2/h0;
2867        const double w59 = 0.00024929433932114870101*h0*h2/h1;
2868        const double w60 = 0.055555555555555555556*h1*h2/h0;
2869        const double w61 = 0.041666666666666666667*h2;
2870        const double w62 = -0.083333333333333333333*h1;
2871        const double w63 = 0.055555555555555555556*h0*h2/h1;
2872        const double w64 = -0.083333333333333333333*h0;
2873        const double w65 = 0.083333333333333333333*h1;
2874        const double w66 = 0.083333333333333333333*h0;
2875        const double w67 = -0.11111111111111111111*h0*h1/h2;
2876        const double w68 = -0.055555555555555555556*h1*h2/h0;
2877        const double w69 = -0.083333333333333333333*h2;
2878        const double w70 = -0.041666666666666666667*h1;
2879        const double w71 = -0.055555555555555555556*h0*h2/h1;
2880        const double w72 = -0.041666666666666666667*h0;
2881        const double w73 = 0.041666666666666666667*h1;
2882        const double w74 = 0.041666666666666666667*h0;
2883        const double w75 = 0.027777777777777777778*h0*h1/h2;
2884        const double w76 = 0.083333333333333333333*h2;
2885        const double w77 = -0.11111111111111111111*h0*h2/h1;
2886        const double w78 = 0.055555555555555555556*h0*h1/h2;
2887        const double w79 = -0.11111111111111111111*h1*h2/h0;
2888        const double w80 = -0.027777777777777777778*h1*h2/h0;
2889        const double w81 = -0.041666666666666666667*h2;
2890        const double w82 = -0.027777777777777777778*h0*h2/h1;
2891        const double w83 = -0.027777777777777777778*h0*h1/h2;
2892        const double w84 = 0.027777777777777777778*h0*h2/h1;
2893        const double w85 = -0.055555555555555555556*h0*h1/h2;
2894        const double w86 = 0.11111111111111111111*h1*h2/h0;
2895        const double w87 = 0.11111111111111111111*h0*h2/h1;
2896        const double w88 = 0.11111111111111111111*h0*h1/h2;
2897        const double w89 = 0.027777777777777777778*h1*h2/h0;
2898        const double w90 = 0.0001966122466178319053*h1*h2;
2899        const double w91 = 0.0001966122466178319053*h0*h2;
2900        const double w92 = 0.0001966122466178319053*h0*h1;
2901        const double w93 = 0.0007337668937680108255*h1*h2;
2902        const double w94 = 0.0027384553284542113967*h0*h2;
2903        const double w95 = 0.0027384553284542113967*h0*h1;
2904        const double w96 = 0.0027384553284542113967*h1*h2;
2905        const double w97 = 0.0007337668937680108255*h0*h2;
2906        const double w98 = 0.010220054420048834761*h1*h2;
2907        const double w99 = 0.010220054420048834761*h0*h2;
2908        const double w100 = 0.038141762351741127649*h0*h1;
2909        const double w101 = 0.000052682092703316795705*h0*h1;
2910        const double w102 = 0.0007337668937680108255*h0*h1;
2911        const double w103 = 0.010220054420048834761*h0*h1;
2912        const double w104 = -0.0001966122466178319053*h1*h2;
2913        const double w105 = -0.0001966122466178319053*h0*h2;
2914        const double w106 = -0.0007337668937680108255*h1*h2;
2915        const double w107 = -0.0007337668937680108255*h0*h2;
2916        const double w108 = -0.0027384553284542113967*h1*h2;
2917        const double w109 = -0.0027384553284542113967*h0*h2;
2918        const double w110 = -0.010220054420048834761*h1*h2;
2919        const double w111 = -0.010220054420048834761*h0*h2;
2920        const double w112 = -0.0007337668937680108255*h0*h1;
2921        const double w113 = -0.010220054420048834761*h0*h1;
2922        const double w114 = -0.038141762351741127649*h0*h2;
2923        const double w115 = -0.000052682092703316795705*h0*h2;
2924        const double w116 = -0.0001966122466178319053*h0*h1;
2925        const double w117 = -0.0027384553284542113967*h0*h1;
2926        const double w118 = 0.000052682092703316795705*h0*h2;
2927        const double w119 = 0.038141762351741127649*h0*h2;
2928        const double w120 = 0.000052682092703316795705*h1*h2;
2929        const double w121 = 0.038141762351741127649*h1*h2;
2930        const double w122 = -0.000052682092703316795705*h0*h1;
2931        const double w123 = -0.038141762351741127649*h0*h1;
2932        const double w124 = -0.000052682092703316795705*h1*h2;
2933        const double w125 = -0.038141762351741127649*h1*h2;
2934        const double w126 = 0.027777777777777777778*h1*h2;
2935        const double w127 = 0.027777777777777777778*h0*h2;
2936        const double w128 = 0.055555555555555555556*h0*h1;
2937        const double w129 = -0.027777777777777777778*h1*h2;
2938        const double w130 = -0.027777777777777777778*h0*h2;
2939        const double w131 = 0.013888888888888888889*h0*h1;
2940        const double w132 = -0.055555555555555555556*h0*h2;
2941        const double w133 = -0.027777777777777777778*h0*h1;
2942        const double w134 = 0.055555555555555555556*h0*h2;
2943        const double w135 = 0.027777777777777777778*h0*h1;
2944        const double w136 = -0.013888888888888888889*h0*h1;
2945        const double w137 = 0.055555555555555555556*h1*h2;
2946        const double w138 = -0.013888888888888888889*h1*h2;
2947        const double w139 = -0.013888888888888888889*h0*h2;
2948        const double w140 = -0.055555555555555555556*h0*h1;
2949        const double w141 = 0.013888888888888888889*h1*h2;
2950        const double w142 = 0.013888888888888888889*h0*h2;
2951        const double w143 = -0.055555555555555555556*h1*h2;
2952        const double w144 = 0.000041549056553524783501*h0*h1*h2;
2953        const double w145 = 0.0005787037037037037037*h0*h1*h2;
2954        const double w146 = 0.0080603027952983270684*h0*h1*h2;
2955        const double w147 = 0.0001550631900643071218*h0*h1*h2;
2956        const double w148 = 0.002159751624750507693*h0*h1*h2;
2957        const double w149 = 0.03008145955644280058*h0*h1*h2;
2958        const double w150 = 0.000011133036149792012204*h0*h1*h2;
2959        const double w151 = 0.018518518518518518519*h0*h1*h2;
2960        const double w152 = 0.0092592592592592592592*h0*h1*h2;
2961        const double w153 = 0.0046296296296296296296*h0*h1*h2;
2962        const double w154 = 0.037037037037037037037*h0*h1*h2;
2963        const double w155 = -0.077751058491018276949*h1*h2;
2964        const double w156 = -0.077751058491018276949*h0*h2;
2965        const double w157 = -0.077751058491018276949*h0*h1;
2966        const double w158 = -0.020833333333333333333*h0*h2;
2967        const double w159 = -0.020833333333333333333*h0*h1;
2968        const double w160 = -0.020833333333333333333*h1*h2;
2969        const double w161 = -0.0055822748423150563848*h0*h1;
2970        const double w162 = -0.0055822748423150563848*h0*h2;
2971        const double w163 = -0.0055822748423150563848*h1*h2;
2972        const double w164 = 0.077751058491018276949*h1*h2;
2973        const double w165 = 0.020833333333333333333*h1*h2;
2974        const double w166 = 0.0055822748423150563848*h1*h2;
2975        const double w167 = 0.077751058491018276949*h0*h2;
2976        const double w168 = 0.020833333333333333333*h0*h2;
2977        const double w169 = 0.0055822748423150563848*h0*h2;
2978        const double w170 = 0.077751058491018276949*h0*h1;
2979        const double w171 = 0.020833333333333333333*h0*h1;
2980        const double w172 = 0.0055822748423150563848*h0*h1;
2981        const double w173 = -0.25*h1*h2;
2982        const double w174 = -0.25*h0*h2;
2983        const double w175 = -0.25*h0*h1;
2984        const double w176 = 0.25*h1*h2;
2985        const double w177 = 0.25*h0*h2;
2986        const double w178 = 0.25*h0*h1;
2987        const double w179 = 0.061320326520293008568*h0*h1*h2;
2988        const double w180 = 0.01643073197072526838*h0*h1*h2;
2989        const double w181 = 0.004402601362608064953*h0*h1*h2;
2990        const double w182 = 0.0011796734797069914318*h0*h1*h2;
2991        const double w183 = 0.125*h0*h1*h2;
2992    
2993        rhs.requireWrite();
2994    #pragma omp parallel
2995        {
2996            for (index_t k2_0=0; k2_0<2; k2_0++) { // colouring
2997    #pragma omp for
2998                for (index_t k2=k2_0; k2<m_NE[2]; k2+=2) {
2999                    for (index_t k1=0; k1<m_NE[1]; ++k1) {
3000                        for (index_t k0=0; k0<m_NE[0]; ++k0)  {
3001                            bool add_EM_S=false;
3002                            bool add_EM_F=false;
3003                            vector<double> EM_S(8*8, 0);
3004                            vector<double> EM_F(8, 0);
3005                            const index_t e = k0 + m_NE[0]*k1 + m_NE[0]*m_NE[1]*k2;
3006                            ///////////////
3007                            // process A //
3008                            ///////////////
3009                            if (!A.isEmpty()) {
3010                                add_EM_S=true;
3011                                const double* A_p=const_cast<escript::Data*>(&A)->getSampleDataRO(e);
3012                                if (A.actsExpanded()) {
3013                                    const double A_00_0 = A_p[INDEX3(0,0,0,3,3)];
3014                                    const double A_01_0 = A_p[INDEX3(0,1,0,3,3)];
3015                                    const double A_02_0 = A_p[INDEX3(0,2,0,3,3)];
3016                                    const double A_10_0 = A_p[INDEX3(1,0,0,3,3)];
3017                                    const double A_11_0 = A_p[INDEX3(1,1,0,3,3)];
3018                                    const double A_12_0 = A_p[INDEX3(1,2,0,3,3)];
3019                                    const double A_20_0 = A_p[INDEX3(2,0,0,3,3)];
3020                                    const double A_21_0 = A_p[INDEX3(2,1,0,3,3)];
3021                                    const double A_22_0 = A_p[INDEX3(2,2,0,3,3)];
3022                                    const double A_00_1 = A_p[INDEX3(0,0,1,3,3)];
3023                                    const double A_01_1 = A_p[INDEX3(0,1,1,3,3)];
3024                                    const double A_02_1 = A_p[INDEX3(0,2,1,3,3)];
3025                                    const double A_10_1 = A_p[INDEX3(1,0,1,3,3)];
3026                                    const double A_11_1 = A_p[INDEX3(1,1,1,3,3)];
3027                                    const double A_12_1 = A_p[INDEX3(1,2,1,3,3)];
3028                                    const double A_20_1 = A_p[INDEX3(2,0,1,3,3)];
3029                                    const double A_21_1 = A_p[INDEX3(2,1,1,3,3)];
3030                                    const double A_22_1 = A_p[INDEX3(2,2,1,3,3)];
3031                                    const double A_00_2 = A_p[INDEX3(0,0,2,3,3)];
3032                                    const double A_01_2 = A_p[INDEX3(0,1,2,3,3)];
3033                                    const double A_02_2 = A_p[INDEX3(0,2,2,3,3)];
3034                                    const double A_10_2 = A_p[INDEX3(1,0,2,3,3)];
3035                                    const double A_11_2 = A_p[INDEX3(1,1,2,3,3)];
3036                                    const double A_12_2 = A_p[INDEX3(1,2,2,3,3)];
3037                                    const double A_20_2 = A_p[INDEX3(2,0,2,3,3)];
3038                                    const double A_21_2 = A_p[INDEX3(2,1,2,3,3)];
3039                                    const double A_22_2 = A_p[INDEX3(2,2,2,3,3)];
3040                                    const double A_00_3 = A_p[INDEX3(0,0,3,3,3)];
3041                                    const double A_01_3 = A_p[INDEX3(0,1,3,3,3)];
3042                                    const double A_02_3 = A_p[INDEX3(0,2,3,3,3)];
3043                                    const double A_10_3 = A_p[INDEX3(1,0,3,3,3)];
3044                                    const double A_11_3 = A_p[INDEX3(1,1,3,3,3)];
3045                                    const double A_12_3 = A_p[INDEX3(1,2,3,3,3)];
3046                                    const double A_20_3 = A_p[INDEX3(2,0,3,3,3)];
3047                                    const double A_21_3 = A_p[INDEX3(2,1,3,3,3)];
3048                                    const double A_22_3 = A_p[INDEX3(2,2,3,3,3)];
3049                                    const double A_00_4 = A_p[INDEX3(0,0,4,3,3)];
3050                                    const double A_01_4 = A_p[INDEX3(0,1,4,3,3)];
3051                                    const double A_02_4 = A_p[INDEX3(0,2,4,3,3)];
3052                                    const double A_10_4 = A_p[INDEX3(1,0,4,3,3)];
3053                                    const double A_11_4 = A_p[INDEX3(1,1,4,3,3)];
3054                                    const double A_12_4 = A_p[INDEX3(1,2,4,3,3)];
3055                                    const double A_20_4 = A_p[INDEX3(2,0,4,3,3)];
3056                                    const double A_21_4 = A_p[INDEX3(2,1,4,3,3)];
3057                                    const double A_22_4 = A_p[INDEX3(2,2,4,3,3)];
3058                                    const double A_00_5 = A_p[INDEX3(0,0,5,3,3)];
3059                                    const double A_01_5 = A_p[INDEX3(0,1,5,3,3)];
3060                                    const double A_02_5 = A_p[INDEX3(0,2,5,3,3)];
3061                                    const double A_10_5 = A_p[INDEX3(1,0,5,3,3)];
3062                                    const double A_11_5 = A_p[INDEX3(1,1,5,3,3)];
3063                                    const double A_12_5 = A_p[INDEX3(1,2,5,3,3)];
3064                                    const double A_20_5 = A_p[INDEX3(2,0,5,3,3)];
3065                                    const double A_21_5 = A_p[INDEX3(2,1,5,3,3)];
3066                                    const double A_22_5 = A_p[INDEX3(2,2,5,3,3)];
3067                                    const double A_00_6 = A_p[INDEX3(0,0,6,3,3)];
3068                                    const double A_01_6 = A_p[INDEX3(0,1,6,3,3)];
3069                                    const double A_02_6 = A_p[INDEX3(0,2,6,3,3)];
3070                                    const double A_10_6 = A_p[INDEX3(1,0,6,3,3)];
3071                                    const double A_11_6 = A_p[INDEX3(1,1,6,3,3)];
3072                                    const double A_12_6 = A_p[INDEX3(1,2,6,3,3)];
3073                                    const double A_20_6 = A_p[INDEX3(2,0,6,3,3)];
3074                                    const double A_21_6 = A_p[INDEX3(2,1,6,3,3)];
3075                                    const double A_22_6 = A_p[INDEX3(2,2,6,3,3)];
3076                                    const double A_00_7 = A_p[INDEX3(0,0,7,3,3)];
3077                                    const double A_01_7 = A_p[INDEX3(0,1,7,3,3)];
3078                                    const double A_02_7 = A_p[INDEX3(0,2,7,3,3)];
3079                                    const double A_10_7 = A_p[INDEX3(1,0,7,3,3)];
3080                                    const double A_11_7 = A_p[INDEX3(1,1,7,3,3)];
3081                                    const double A_12_7 = A_p[INDEX3(1,2,7,3,3)];
3082                                    const double A_20_7 = A_p[INDEX3(2,0,7,3,3)];
3083                                    const double A_21_7 = A_p[INDEX3(2,1,7,3,3)];
3084                                    const double A_22_7 = A_p[INDEX3(2,2,7,3,3)];
3085                                    const double tmp160_0 = A_12_0 + A_12_6 + A_21_0 + A_21_6;
3086                                    const double tmp8_0 = A_21_0 + A_21_6;
3087                                    const double tmp135_0 = A_10_1 + A_10_2 + A_10_5 + A_10_6;
3088                                    const double tmp67_0 = A_02_2 + A_02_7;
3089                                    const double tmp211_0 = A_12_6 + A_21_6;
3090                                    const double tmp180_0 = A_10_2 + A_10_6;
3091                                    const double tmp37_0 = A_00_0 + A_00_1 + A_00_2 + A_00_3;
3092                                    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;
3093                                    const double tmp195_0 = A_02_2 + A_20_2;
3094                                    const double tmp70_0 = A_01_0 + A_01_7;
3095                                    const double tmp139_0 = A_02_3 + A_02_4 + A_20_1 + A_20_6;
3096                                    const double tmp200_0 = A_12_3 + A_12_5 + A_21_3 + A_21_5;
3097                                    const double tmp60_0 = A_22_0 + A_22_2 + A_22_4 + A_22_6;
3098                                    const double tmp192_0 = A_01_5 + A_10_5;
3099                                    const double tmp46_0 = A_21_0 + A_21_7;
3100                                    const double tmp48_0 = A_10_0 + A_10_7;
3101                                    const double tmp166_0 = A_11_5 + A_11_7;
3102                                    const double tmp221_0 = A_02_1 + A_02_6 + A_20_3 + A_20_4;
3103                                    const double tmp50_0 = A_02_4 + A_02_6 + A_20_4 + A_20_6;
3104                                    const double tmp217_0 = A_02_3 + A_02_4 + A_20_3 + A_20_4;
3105                                    const double tmp216_0 = A_01_2 + A_01_5 + A_10_2 + A_10_5;
3106                                    const double tmp104_0 = A_22_2 + A_22_6;
3107                                    const double tmp72_0 = A_20_3 + A_20_6;
3108                                    const double tmp79_0 = A_10_4 + A_10_7;
3109                                    const double tmp86_0 = A_01_2 + A_01_6 + A_10_1 + A_10_5;
3110                                    const double tmp214_0 = A_12_0 + A_12_7 + A_21_0 + A_21_7;
3111                                    const double tmp32_0 = A_02_0 + A_02_2;
3112                                    const double tmp112_0 = A_01_0 + A_01_4 + A_10_3 + A_10_7;
3113                                    const double tmp197_0 = A_12_0 + A_21_0;
3114                                    const double tmp106_0 = A_22_1 + A_22_5;
3115                                    const double tmp2_0 = A_00_0 + A_00_1 + A_00_4 + A_00_5;
3116                                    const double tmp115_0 = A_02_5 + A_02_7 + A_20_0 + A_20_2;
3117                                    const double tmp175_0 = A_01_3 + A_01_7;
3118                                    const double tmp126_0 = A_01_2 + A_01_5 + A_10_1 + A_10_6;
3119                                    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;
3120                                    const double tmp47_0 = A_12_0 + A_12_6;
3121                                    const double tmp205_0 = A_02_7 + A_20_7;
3122                                    const double tmp148_0 = A_01_3 + A_01_4;
3123                                    const double tmp113_0 = A_01_3 + A_01_7 + A_10_0 + A_10_4;
3124                                    const double tmp43_0 = A_20_4 + A_20_6;
3125                                    const double tmp161_0 = A_02_1 + A_02_6 + A_20_1 + A_20_6;
3126                                    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;
3127                                    const double tmp176_0 = A_01_1 + A_01_2 + A_01_5 + A_01_6;
3128                                    const double tmp105_0 = A_01_2 + A_01_6 + A_10_2 + A_10_6;
3129                                    const double tmp22_0 = A_01_5 + A_10_6;
3130                                    const double tmp91_0 = A_02_4 + A_02_6 + A_20_1 + A_20_3;
3131                                    const double tmp206_0 = A_12_7 + A_21_7;
3132                                    const double tmp188_0 = A_02_5 + A_20_5;
3133                                    const double tmp117_0 = A_21_1 + A_21_6;
3134                                    const double tmp165_0 = A_01_1 + A_01_6;
3135                                    const double tmp66_0 = A_00_4 + A_00_5;
3136                                    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;
3137                                    const double tmp31_0 = A_21_4 + A_21_5;
3138                                    const double tmp3_0 = A_11_0 + A_11_2 + A_11_4 + A_11_6;
3139