/[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 4615 by caltinay, Mon Jan 13 05:05:33 2014 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    #include <boost/scoped_array.hpp>
21    
22    #ifdef USE_NETCDF
23    #include <netcdfcpp.h>
24    #endif
25    
26  #if USE_SILO  #if USE_SILO
27  #include <silo.h>  #include <silo.h>
# Line 26  extern "C" { Line 33  extern "C" {
33  #include <iomanip>  #include <iomanip>
34    
35  using namespace std;  using namespace std;
36    using esysUtils::FileWriter;
37    
38  namespace ripley {  namespace ripley {
39    
40  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,
41               int d1, int d2) :               double x1, double y1, double z1, int d0, int d1, int d2) :
42      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)  
43  {  {
44        // ignore subdivision parameters for serial run
45        if (m_mpiInfo->size == 1) {
46            d0=1;
47            d1=1;
48            d2=1;
49        }
50    
51        bool warn=false;
52        // if number of subdivisions is non-positive, try to subdivide by the same
53        // ratio as the number of elements
54        if (d0<=0 && d1<=0 && d2<=0) {
55            warn=true;
56            d0=(int)(pow(m_mpiInfo->size*(n0+1)*(n0+1)/((float)(n1+1)*(n2+1)), 1.f/3));
57            d0=max(1, d0);
58            d1=max(1, (int)(d0*n1/(float)n0));
59            d2=m_mpiInfo->size/(d0*d1);
60            if (d0*d1*d2 != m_mpiInfo->size) {
61                // ratios not the same so leave "smallest" side undivided and try
62                // dividing 2 sides only
63                if (n0>=n1) {
64                    if (n1>=n2) {
65                        d0=d1=0;
66                        d2=1;
67                    } else {
68                        d0=d2=0;
69                        d1=1;
70                    }
71                } else {
72                    if (n0>=n2) {
73                        d0=d1=0;
74                        d2=1;
75                    } else {
76                        d0=1;
77                        d1=d2=0;
78                    }
79                }
80            }
81        }
82        if (d0<=0 && d1<=0) {
83            warn=true;
84            d0=max(1, int(sqrt(m_mpiInfo->size*(n0+1)/(float)(n1+1))));
85            d1=m_mpiInfo->size/d0;
86            if (d0*d1*d2 != m_mpiInfo->size) {
87                // ratios not the same so subdivide side with more elements only
88                if (n0>n1) {
89                    d0=0;
90                    d1=1;
91                } else {
92                    d0=1;
93                    d1=0;
94                }
95            }
96        } else if (d0<=0 && d2<=0) {
97            warn=true;
98            d0=max(1, int(sqrt(m_mpiInfo->size*(n0+1)/(float)(n2+1))));
99            d2=m_mpiInfo->size/d0;
100            if (d0*d1*d2 != m_mpiInfo->size) {
101                // ratios not the same so subdivide side with more elements only
102                if (n0>n2) {
103                    d0=0;
104                    d2=1;
105                } else {
106                    d0=1;
107                    d2=0;
108                }
109            }
110        } else if (d1<=0 && d2<=0) {
111            warn=true;
112            d1=max(1, int(sqrt(m_mpiInfo->size*(n1+1)/(float)(n2+1))));
113            d2=m_mpiInfo->size/d1;
114            if (d0*d1*d2 != m_mpiInfo->size) {
115                // ratios not the same so subdivide side with more elements only
116                if (n1>n2) {
117                    d1=0;
118                    d2=1;
119                } else {
120                    d1=1;
121                    d2=0;
122                }
123            }
124        }
125        if (d0<=0) {
126            // d1,d2 are preset, determine d0
127            d0=m_mpiInfo->size/(d1*d2);
128        } else if (d1<=0) {
129            // d0,d2 are preset, determine d1
130            d1=m_mpiInfo->size/(d0*d2);
131        } else if (d2<=0) {
132            // d0,d1 are preset, determine d2
133            d2=m_mpiInfo->size/(d0*d1);
134        }
135    
136      // ensure number of subdivisions is valid and nodes can be distributed      // ensure number of subdivisions is valid and nodes can be distributed
137      // among number of ranks      // among number of ranks
138      if (m_NX*m_NY*m_NZ != m_mpiInfo->size)      if (d0*d1*d2 != m_mpiInfo->size)
139          throw RipleyException("Invalid number of spatial subdivisions");          throw RipleyException("Invalid number of spatial subdivisions");
140    
141      if (n0%m_NX > 0 || n1%m_NY > 0 || n2%m_NZ > 0)      if (warn) {
142          throw RipleyException("Number of elements must be separable into number of ranks in each dimension");          cout << "Warning: Automatic domain subdivision (d0=" << d0 << ", d1="
143                << d1 << ", d2=" << d2 << "). This may not be optimal!" << endl;
144        }
145    
146        double l0 = x1-x0;
147        double l1 = y1-y0;
148        double l2 = z1-z0;
149        m_dx[0] = l0/n0;
150        m_dx[1] = l1/n1;
151        m_dx[2] = l2/n2;
152    
153        if ((n0+1)%d0 > 0) {
154            n0=(int)round((float)(n0+1)/d0+0.5)*d0-1;
155            l0=m_dx[0]*n0;
156            cout << "Warning: Adjusted number of elements and length. N0="
157                << n0 << ", l0=" << l0 << endl;
158        }
159        if ((n1+1)%d1 > 0) {
160            n1=(int)round((float)(n1+1)/d1+0.5)*d1-1;
161            l1=m_dx[1]*n1;
162            cout << "Warning: Adjusted number of elements and length. N1="
163                << n1 << ", l1=" << l1 << endl;
164        }
165        if ((n2+1)%d2 > 0) {
166            n2=(int)round((float)(n2+1)/d2+0.5)*d2-1;
167            l2=m_dx[2]*n2;
168            cout << "Warning: Adjusted number of elements and length. N2="
169                << n2 << ", l2=" << l2 << endl;
170        }
171    
172        if ((d0 > 1 && (n0+1)/d0<2) || (d1 > 1 && (n1+1)/d1<2) || (d2 > 1 && (n2+1)/d2<2))
173            throw RipleyException("Too few elements for the number of ranks");
174    
175        m_gNE[0] = n0;
176        m_gNE[1] = n1;
177        m_gNE[2] = n2;
178        m_origin[0] = x0;
179        m_origin[1] = y0;
180        m_origin[2] = z0;
181        m_length[0] = l0;
182        m_length[1] = l1;
183        m_length[2] = l2;
184        m_NX[0] = d0;
185        m_NX[1] = d1;
186        m_NX[2] = d2;
187    
188        // local number of elements (including overlap)
189        m_NE[0] = m_ownNE[0] = (d0>1 ? (n0+1)/d0 : n0);
190        if (m_mpiInfo->rank%d0>0 && m_mpiInfo->rank%d0<d0-1)
191            m_NE[0]++;
192        else if (d0>1 && m_mpiInfo->rank%d0==d0-1)
193            m_ownNE[0]--;
194    
195        m_NE[1] = m_ownNE[1] = (d1>1 ? (n1+1)/d1 : n1);
196        if (m_mpiInfo->rank%(d0*d1)/d0>0 && m_mpiInfo->rank%(d0*d1)/d0<d1-1)
197            m_NE[1]++;
198        else if (d1>1 && m_mpiInfo->rank%(d0*d1)/d0==d1-1)
199            m_ownNE[1]--;
200    
201        m_NE[2] = m_ownNE[2] = (d2>1 ? (n2+1)/d2 : n2);
202        if (m_mpiInfo->rank/(d0*d1)>0 && m_mpiInfo->rank/(d0*d1)<d2-1)
203            m_NE[2]++;
204        else if (d2>1 && m_mpiInfo->rank/(d0*d1)==d2-1)
205            m_ownNE[2]--;
206    
207        // local number of nodes
208        m_NN[0] = m_NE[0]+1;
209        m_NN[1] = m_NE[1]+1;
210        m_NN[2] = m_NE[2]+1;
211    
     // 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;  
212      // bottom-left-front node is at (offset0,offset1,offset2) in global mesh      // bottom-left-front node is at (offset0,offset1,offset2) in global mesh
213      m_offset0 = m_NE0*(m_mpiInfo->rank%m_NX);      m_offset[0] = (n0+1)/d0*(m_mpiInfo->rank%d0);
214      m_offset1 = m_NE1*(m_mpiInfo->rank%(m_NX*m_NY)/m_NX);      if (m_offset[0] > 0)
215      m_offset2 = m_NE2*(m_mpiInfo->rank/(m_NX*m_NY));          m_offset[0]--;
216        m_offset[1] = (n1+1)/d1*(m_mpiInfo->rank%(d0*d1)/d0);
217        if (m_offset[1] > 0)
218            m_offset[1]--;
219        m_offset[2] = (n2+1)/d2*(m_mpiInfo->rank/(d0*d1));
220        if (m_offset[2] > 0)
221            m_offset[2]--;
222    
223      populateSampleIds();      populateSampleIds();
224        createPattern();
225  }  }
226    
227    
228  Brick::~Brick()  Brick::~Brick()
229  {  {
230        Paso_SystemMatrixPattern_free(m_pattern);
231        Paso_Connector_free(m_connector);
232  }  }
233    
234  string Brick::getDescription() const  string Brick::getDescription() const
# Line 77  string Brick::getDescription() const Line 238  string Brick::getDescription() const
238    
239  bool Brick::operator==(const AbstractDomain& other) const  bool Brick::operator==(const AbstractDomain& other) const
240  {  {
241      if (dynamic_cast<const Brick*>(&other))      const Brick* o=dynamic_cast<const Brick*>(&other);
242          return this==&other;      if (o) {
243            return (RipleyDomain::operator==(other) &&
244                    m_gNE[0]==o->m_gNE[0] && m_gNE[1]==o->m_gNE[1] && m_gNE[2]==o->m_gNE[2]
245                    && m_origin[0]==o->m_origin[0] && m_origin[1]==o->m_origin[1] && m_origin[2]==o->m_origin[2]
246                    && m_length[0]==o->m_length[0] && m_length[1]==o->m_length[1] && m_length[2]==o->m_length[2]
247                    && m_NX[0]==o->m_NX[0] && m_NX[1]==o->m_NX[1] && m_NX[2]==o->m_NX[2]);
248        }
249    
250      return false;      return false;
251  }  }
252    
253    void Brick::readNcGrid(escript::Data& out, string filename, string varname,
254                const GridParameters& params) const
255    {
256    #ifdef USE_NETCDF
257        // check destination function space
258        int myN0, myN1, myN2;
259        if (out.getFunctionSpace().getTypeCode() == Nodes) {
260            myN0 = m_NN[0];
261            myN1 = m_NN[1];
262            myN2 = m_NN[2];
263        } else if (out.getFunctionSpace().getTypeCode() == Elements ||
264                    out.getFunctionSpace().getTypeCode() == ReducedElements) {
265            myN0 = m_NE[0];
266            myN1 = m_NE[1];
267            myN2 = m_NE[2];
268        } else
269            throw RipleyException("readNcGrid(): invalid function space for output data object");
270    
271        if (params.first.size() != 3)
272            throw RipleyException("readNcGrid(): argument 'first' must have 3 entries");
273    
274        if (params.numValues.size() != 3)
275            throw RipleyException("readNcGrid(): argument 'numValues' must have 3 entries");
276    
277        if (params.multiplier.size() != 3)
278            throw RipleyException("readNcGrid(): argument 'multiplier' must have 3 entries");
279        for (size_t i=0; i<params.multiplier.size(); i++)
280            if (params.multiplier[i]<1)
281                throw RipleyException("readNcGrid(): all multipliers must be positive");
282    
283        // check file existence and size
284        NcFile f(filename.c_str(), NcFile::ReadOnly);
285        if (!f.is_valid())
286            throw RipleyException("readNcGrid(): cannot open file");
287    
288        NcVar* var = f.get_var(varname.c_str());
289        if (!var)
290            throw RipleyException("readNcGrid(): invalid variable name");
291    
292        // TODO: rank>0 data support
293        const int numComp = out.getDataPointSize();
294        if (numComp > 1)
295            throw RipleyException("readNcGrid(): only scalar data supported");
296    
297        const int dims = var->num_dims();
298        boost::scoped_array<long> edges(var->edges());
299    
300        // is this a slice of the data object (dims!=3)?
301        // note the expected ordering of edges (as in numpy: z,y,x)
302        if ( (dims==3 && (params.numValues[2] > edges[0] ||
303                          params.numValues[1] > edges[1] ||
304                          params.numValues[0] > edges[2]))
305                || (dims==2 && params.numValues[2]>1)
306                || (dims==1 && (params.numValues[2]>1 || params.numValues[1]>1)) ) {
307            throw RipleyException("readNcGrid(): not enough data in file");
308        }
309    
310        // check if this rank contributes anything
311        if (params.first[0] >= m_offset[0]+myN0 ||
312                params.first[0]+params.numValues[0]*params.multiplier[0] <= m_offset[0] ||
313                params.first[1] >= m_offset[1]+myN1 ||
314                params.first[1]+params.numValues[1]*params.multiplier[1] <= m_offset[1] ||
315                params.first[2] >= m_offset[2]+myN2 ||
316                params.first[2]+params.numValues[2]*params.multiplier[2] <= m_offset[2]) {
317            return;
318        }
319    
320        // now determine how much this rank has to write
321    
322        // first coordinates in data object to write to
323        const int first0 = max(0, params.first[0]-m_offset[0]);
324        const int first1 = max(0, params.first[1]-m_offset[1]);
325        const int first2 = max(0, params.first[2]-m_offset[2]);
326        // indices to first value in file
327        const int idx0 = max(0, m_offset[0]-params.first[0]);
328        const int idx1 = max(0, m_offset[1]-params.first[1]);
329        const int idx2 = max(0, m_offset[2]-params.first[2]);
330        // number of values to read
331        const int num0 = min(params.numValues[0]-idx0, myN0-first0);
332        const int num1 = min(params.numValues[1]-idx1, myN1-first1);
333        const int num2 = min(params.numValues[2]-idx2, myN2-first2);
334    
335        vector<double> values(num0*num1*num2);
336        if (dims==3) {
337            var->set_cur(idx2, idx1, idx0);
338            var->get(&values[0], num2, num1, num0);
339        } else if (dims==2) {
340            var->set_cur(idx1, idx0);
341            var->get(&values[0], num1, num0);
342        } else {
343            var->set_cur(idx0);
344            var->get(&values[0], num0);
345        }
346    
347        const int dpp = out.getNumDataPointsPerSample();
348        out.requireWrite();
349    
350        for (index_t z=0; z<num2; z++) {
351            for (index_t y=0; y<num1; y++) {
352    #pragma omp parallel for
353                for (index_t x=0; x<num0; x++) {
354                    const int baseIndex = first0+x*params.multiplier[0]
355                                         +(first1+y*params.multiplier[1])*myN0
356                                         +(first2+z*params.multiplier[2])*myN0*myN1;
357                    const int srcIndex=z*num1*num0+y*num0+x;
358                    if (!isnan(values[srcIndex])) {
359                        for (index_t m2=0; m2<params.multiplier[2]; m2++) {
360                            for (index_t m1=0; m1<params.multiplier[1]; m1++) {
361                                for (index_t m0=0; m0<params.multiplier[0]; m0++) {
362                                    const int dataIndex = baseIndex+m0
363                                                   +m1*myN0
364                                                   +m2*myN0*myN1;
365                                    double* dest = out.getSampleDataRW(dataIndex);
366                                    for (index_t q=0; q<dpp; q++) {
367                                        *dest++ = values[srcIndex];
368                                    }
369                                }
370                            }
371                        }
372                    }
373                }
374            }
375        }
376    #else
377        throw RipleyException("readNcGrid(): not compiled with netCDF support");
378    #endif
379    }
380    
381    void Brick::readBinaryGrid(escript::Data& out, string filename,
382                               const GridParameters& params) const
383    {
384        // the mapping is not universally correct but should work on our
385        // supported platforms
386        switch (params.dataType) {
387            case DATATYPE_INT32:
388                readBinaryGridImpl<int>(out, filename, params);
389                break;
390            case DATATYPE_FLOAT32:
391                readBinaryGridImpl<float>(out, filename, params);
392                break;
393            case DATATYPE_FLOAT64:
394                readBinaryGridImpl<double>(out, filename, params);
395                break;
396            default:
397                throw RipleyException("readBinaryGrid(): invalid or unsupported datatype");
398        }
399    }
400    
401    template<typename ValueType>
402    void Brick::readBinaryGridImpl(escript::Data& out, const string& filename,
403                                   const GridParameters& params) const
404    {
405        // check destination function space
406        int myN0, myN1, myN2;
407        if (out.getFunctionSpace().getTypeCode() == Nodes) {
408            myN0 = m_NN[0];
409            myN1 = m_NN[1];
410            myN2 = m_NN[2];
411        } else if (out.getFunctionSpace().getTypeCode() == Elements ||
412                    out.getFunctionSpace().getTypeCode() == ReducedElements) {
413            myN0 = m_NE[0];
414            myN1 = m_NE[1];
415            myN2 = m_NE[2];
416        } else
417            throw RipleyException("readBinaryGrid(): invalid function space for output data object");
418    
419        if (params.first.size() != 3)
420            throw RipleyException("readBinaryGrid(): argument 'first' must have 3 entries");
421    
422        if (params.numValues.size() != 3)
423            throw RipleyException("readBinaryGrid(): argument 'numValues' must have 3 entries");
424    
425        if (params.multiplier.size() != 3)
426            throw RipleyException("readBinaryGrid(): argument 'multiplier' must have 3 entries");
427        for (size_t i=0; i<params.multiplier.size(); i++)
428            if (params.multiplier[i]<1)
429                throw RipleyException("readBinaryGrid(): all multipliers must be positive");
430    
431        // check file existence and size
432        ifstream f(filename.c_str(), ifstream::binary);
433        if (f.fail()) {
434            throw RipleyException("readBinaryGrid(): cannot open file");
435        }
436        f.seekg(0, ios::end);
437        const int numComp = out.getDataPointSize();
438        const int filesize = f.tellg();
439        const int reqsize = params.numValues[0]*params.numValues[1]*params.numValues[2]*numComp*sizeof(ValueType);
440        if (filesize < reqsize) {
441            f.close();
442            throw RipleyException("readBinaryGrid(): not enough data in file");
443        }
444    
445        // check if this rank contributes anything
446        if (params.first[0] >= m_offset[0]+myN0 ||
447                params.first[0]+params.numValues[0]*params.multiplier[0] <= m_offset[0] ||
448                params.first[1] >= m_offset[1]+myN1 ||
449                params.first[1]+params.numValues[1]*params.multiplier[1] <= m_offset[1] ||
450                params.first[2] >= m_offset[2]+myN2 ||
451                params.first[2]+params.numValues[2]*params.multiplier[2] <= m_offset[2]) {
452            f.close();
453            return;
454        }
455    
456        // now determine how much this rank has to write
457    
458        // first coordinates in data object to write to
459        const int first0 = max(0, params.first[0]-m_offset[0]);
460        const int first1 = max(0, params.first[1]-m_offset[1]);
461        const int first2 = max(0, params.first[2]-m_offset[2]);
462        // indices to first value in file
463        const int idx0 = max(0, m_offset[0]-params.first[0]);
464        const int idx1 = max(0, m_offset[1]-params.first[1]);
465        const int idx2 = max(0, m_offset[2]-params.first[2]);
466        // number of values to read
467        const int num0 = min(params.numValues[0]-idx0, myN0-first0);
468        const int num1 = min(params.numValues[1]-idx1, myN1-first1);
469        const int num2 = min(params.numValues[2]-idx2, myN2-first2);
470    
471        out.requireWrite();
472        vector<ValueType> values(num0*numComp);
473        const int dpp = out.getNumDataPointsPerSample();
474    
475        for (int z=0; z<num2; z++) {
476            for (int y=0; y<num1; y++) {
477                const int fileofs = numComp*(idx0+(idx1+y)*params.numValues[0]
478                                 +(idx2+z)*params.numValues[0]*params.numValues[1]);
479                f.seekg(fileofs*sizeof(ValueType));
480                f.read((char*)&values[0], num0*numComp*sizeof(ValueType));
481    
482                for (int x=0; x<num0; x++) {
483                    const int baseIndex = first0+x*params.multiplier[0]
484                                         +(first1+y*params.multiplier[1])*myN0
485                                         +(first2+z*params.multiplier[2])*myN0*myN1;
486                    for (int m2=0; m2<params.multiplier[2]; m2++) {
487                        for (int m1=0; m1<params.multiplier[1]; m1++) {
488                            for (int m0=0; m0<params.multiplier[0]; m0++) {
489                                const int dataIndex = baseIndex+m0
490                                               +m1*myN0
491                                               +m2*myN0*myN1;
492                                double* dest = out.getSampleDataRW(dataIndex);
493                                for (int c=0; c<numComp; c++) {
494                                    ValueType val = values[x*numComp+c];
495    
496                                    if (params.byteOrder != BYTEORDER_NATIVE) {
497                                        char* cval = reinterpret_cast<char*>(&val);
498                                        // this will alter val!!
499                                        byte_swap32(cval);
500                                    }
501                                    if (!std::isnan(val)) {
502                                        for (int q=0; q<dpp; q++) {
503                                            *dest++ = static_cast<double>(val);
504                                        }
505                                    }
506                                }
507                            }
508                        }
509                    }
510                }
511            }
512        }
513    
514        f.close();
515    }
516    
517    void Brick::writeBinaryGrid(const escript::Data& in, string filename,
518                                int byteOrder, int dataType) const
519    {
520        // the mapping is not universally correct but should work on our
521        // supported platforms
522        switch (dataType) {
523            case DATATYPE_INT32:
524                writeBinaryGridImpl<int>(in, filename, byteOrder);
525                break;
526            case DATATYPE_FLOAT32:
527                writeBinaryGridImpl<float>(in, filename, byteOrder);
528                break;
529            case DATATYPE_FLOAT64:
530                writeBinaryGridImpl<double>(in, filename, byteOrder);
531                break;
532            default:
533                throw RipleyException("writeBinaryGrid(): invalid or unsupported datatype");
534        }
535    }
536    
537    template<typename ValueType>
538    void Brick::writeBinaryGridImpl(const escript::Data& in,
539                                    const string& filename, int byteOrder) const
540    {
541        // check function space and determine number of points
542        int myN0, myN1, myN2;
543        int totalN0, totalN1, totalN2;
544        if (in.getFunctionSpace().getTypeCode() == Nodes) {
545            myN0 = m_NN[0];
546            myN1 = m_NN[1];
547            myN2 = m_NN[2];
548            totalN0 = m_gNE[0]+1;
549            totalN1 = m_gNE[1]+1;
550            totalN2 = m_gNE[2]+1;
551        } else if (in.getFunctionSpace().getTypeCode() == Elements ||
552                    in.getFunctionSpace().getTypeCode() == ReducedElements) {
553            myN0 = m_NE[0];
554            myN1 = m_NE[1];
555            myN2 = m_NE[2];
556            totalN0 = m_gNE[0];
557            totalN1 = m_gNE[1];
558            totalN2 = m_gNE[2];
559        } else
560            throw RipleyException("writeBinaryGrid(): invalid function space of data object");
561    
562        const int numComp = in.getDataPointSize();
563        const int dpp = in.getNumDataPointsPerSample();
564        const int fileSize = sizeof(ValueType)*numComp*dpp*totalN0*totalN1*totalN2;
565    
566        if (numComp > 1 || dpp > 1)
567            throw RipleyException("writeBinaryGrid(): only scalar, single-value data supported");
568    
569        escript::Data* _in = const_cast<escript::Data*>(&in);
570    
571        // from here on we know that each sample consists of one value
572        FileWriter fw;
573        fw.openFile(filename, fileSize);
574        MPIBarrier();
575    
576        for (index_t z=0; z<myN2; z++) {
577            for (index_t y=0; y<myN1; y++) {
578                const int fileofs = (m_offset[0]+(m_offset[1]+y)*totalN0
579                                    +(m_offset[2]+z)*totalN0*totalN1)*sizeof(ValueType);
580                ostringstream oss;
581    
582                for (index_t x=0; x<myN0; x++) {
583                    const double* sample = _in->getSampleDataRO(z*myN0*myN1+y*myN0+x);
584                    ValueType fvalue = static_cast<ValueType>(*sample);
585                    if (byteOrder == BYTEORDER_NATIVE) {
586                        oss.write((char*)&fvalue, sizeof(fvalue));
587                    } else {
588                        char* value = reinterpret_cast<char*>(&fvalue);
589                        oss.write(byte_swap32(value), sizeof(fvalue));
590                    }
591                }
592                fw.writeAt(oss, fileofs);
593            }
594        }
595        fw.close();
596    }
597    
598  void Brick::dump(const string& fileName) const  void Brick::dump(const string& fileName) const
599  {  {
600  #if USE_SILO  #if USE_SILO
# Line 91  void Brick::dump(const string& fileName) Line 603  void Brick::dump(const string& fileName)
603          fn+=".silo";          fn+=".silo";
604      }      }
605    
     const int NUM_SILO_FILES = 1;  
     const char* blockDirFmt = "/block%04d";  
606      int driver=DB_HDF5;          int driver=DB_HDF5;    
607      string siloPath;      string siloPath;
608      DBfile* dbfile = NULL;      DBfile* dbfile = NULL;
609    
610  #ifdef ESYS_MPI  #ifdef ESYS_MPI
611      PMPIO_baton_t* baton = NULL;      PMPIO_baton_t* baton = NULL;
612        const int NUM_SILO_FILES = 1;
613        const char* blockDirFmt = "/block%04d";
614  #endif  #endif
615    
616      if (m_mpiInfo->size > 1) {      if (m_mpiInfo->size > 1) {
# Line 143  void Brick::dump(const string& fileName) Line 655  void Brick::dump(const string& fileName)
655      }      }
656      */      */
657    
658      boost::scoped_ptr<double> x(new double[m_N0]);      boost::scoped_ptr<double> x(new double[m_NN[0]]);
659      boost::scoped_ptr<double> y(new double[m_N1]);      boost::scoped_ptr<double> y(new double[m_NN[1]]);
660      boost::scoped_ptr<double> z(new double[m_N2]);      boost::scoped_ptr<double> z(new double[m_NN[2]]);
661      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);  
662  #pragma omp parallel  #pragma omp parallel
663      {      {
664  #pragma omp for  #pragma omp for
665          for (dim_t i0 = 0; i0 < m_N0; i0++) {          for (dim_t i0 = 0; i0 < m_NN[0]; i0++) {
666              coords[0][i0]=xdx.first+i0*xdx.second;              coords[0][i0]=getLocalCoordinate(i0, 0);
667          }          }
668  #pragma omp for  #pragma omp for
669          for (dim_t i1 = 0; i1 < m_N1; i1++) {          for (dim_t i1 = 0; i1 < m_NN[1]; i1++) {
670              coords[1][i1]=ydy.first+i1*ydy.second;              coords[1][i1]=getLocalCoordinate(i1, 1);
671          }          }
672  #pragma omp for  #pragma omp for
673          for (dim_t i2 = 0; i2 < m_N2; i2++) {          for (dim_t i2 = 0; i2 < m_NN[2]; i2++) {
674              coords[2][i2]=zdz.first+i2*zdz.second;              coords[2][i2]=getLocalCoordinate(i2, 2);
675          }          }
676      }      }
677      IndexVector dims = getNumNodesPerDim();      int* dims = const_cast<int*>(getNumNodesPerDim());
678      DBPutQuadmesh(dbfile, "mesh", NULL, coords, &dims[0], 3, DB_DOUBLE,  
679        // write mesh
680        DBPutQuadmesh(dbfile, "mesh", NULL, coords, dims, 3, DB_DOUBLE,
681              DB_COLLINEAR, NULL);              DB_COLLINEAR, NULL);
682    
683      DBPutQuadvar1(dbfile, "nodeId", "mesh", (void*)&m_nodeId[0], &dims[0], 3,      // write node ids
684        DBPutQuadvar1(dbfile, "nodeId", "mesh", (void*)&m_nodeId[0], dims, 3,
685              NULL, 0, DB_INT, DB_NODECENT, NULL);              NULL, 0, DB_INT, DB_NODECENT, NULL);
686    
687      // write element ids      // write element ids
688      dims = getNumElementsPerDim();      dims = const_cast<int*>(getNumElementsPerDim());
689      DBPutQuadvar1(dbfile, "elementId", "mesh", (void*)&m_elementId[0],      DBPutQuadvar1(dbfile, "elementId", "mesh", (void*)&m_elementId[0],
690              &dims[0], 3, NULL, 0, DB_INT, DB_ZONECENT, NULL);              dims, 3, NULL, 0, DB_INT, DB_ZONECENT, NULL);
691    
692      // rank 0 writes multimesh and multivar      // rank 0 writes multimesh and multivar
693      if (m_mpiInfo->rank == 0) {      if (m_mpiInfo->rank == 0) {
# Line 224  void Brick::dump(const string& fileName) Line 736  void Brick::dump(const string& fileName)
736      }      }
737    
738  #else // USE_SILO  #else // USE_SILO
739      throw RipleyException("dump(): no Silo support");      throw RipleyException("dump: no Silo support");
740  #endif  #endif
741  }  }
742    
# Line 232  const int* Brick::borrowSampleReferenceI Line 744  const int* Brick::borrowSampleReferenceI
744  {  {
745      switch (fsType) {      switch (fsType) {
746          case Nodes:          case Nodes:
747            case ReducedNodes: //FIXME: reduced
748              return &m_nodeId[0];              return &m_nodeId[0];
749            case DegreesOfFreedom:
750            case ReducedDegreesOfFreedom: //FIXME: reduced
751                return &m_dofId[0];
752          case Elements:          case Elements:
753            case ReducedElements:
754              return &m_elementId[0];              return &m_elementId[0];
755          case FaceElements:          case FaceElements:
756            case ReducedFaceElements:
757              return &m_faceId[0];              return &m_faceId[0];
758          default:          default:
759              break;              break;
760      }      }
761    
762      stringstream msg;      stringstream msg;
763      msg << "borrowSampleReferenceIDs() not implemented for function space type "      msg << "borrowSampleReferenceIDs: invalid function space type "<<fsType;
         << fsType;  
764      throw RipleyException(msg.str());      throw RipleyException(msg.str());
765  }  }
766    
767  bool Brick::ownSample(int fsCode, index_t id) const  bool Brick::ownSample(int fsType, index_t id) const
768  {  {
769  #ifdef ESYS_MPI      if (getMPISize()==1)
770      if (fsCode == Nodes) {          return true;
771          const index_t myFirst=m_nodeDistribution[m_mpiInfo->rank];  
772          const index_t myLast=m_nodeDistribution[m_mpiInfo->rank+1]-1;      switch (fsType) {
773          return (m_nodeId[id]>=myFirst && m_nodeId[id]<=myLast);          case Nodes:
774      } else          case ReducedNodes: //FIXME: reduced
775          throw RipleyException("ownSample() only implemented for Nodes");              return (m_dofMap[id] < getNumDOF());
776  #else          case DegreesOfFreedom:
777      return true;          case ReducedDegreesOfFreedom:
778  #endif              return true;
779            case Elements:
780            case ReducedElements:
781                {
782                    // check ownership of element's _last_ node
783                    const index_t x=id%m_NE[0] + 1;
784                    const index_t y=id%(m_NE[0]*m_NE[1])/m_NE[0] + 1;
785                    const index_t z=id/(m_NE[0]*m_NE[1]) + 1;
786                    return (m_dofMap[x + m_NN[0]*y + m_NN[0]*m_NN[1]*z] < getNumDOF());
787                }
788            case FaceElements:
789            case ReducedFaceElements:
790                {
791                    // check ownership of face element's last node
792                    dim_t n=0;
793                    for (size_t i=0; i<6; i++) {
794                        n+=m_faceCount[i];
795                        if (id<n) {
796                            const index_t j=id-n+m_faceCount[i];
797                            if (i>=4) { // front or back
798                                const index_t first=(i==4 ? 0 : m_NN[0]*m_NN[1]*(m_NN[2]-1));
799                                return (m_dofMap[first+j%m_NE[0]+1+(j/m_NE[0]+1)*m_NN[0]] < getNumDOF());
800                            } else if (i>=2) { // bottom or top
801                                const index_t first=(i==2 ? 0 : m_NN[0]*(m_NN[1]-1));
802                                return (m_dofMap[first+j%m_NE[0]+1+(j/m_NE[0]+1)*m_NN[0]*m_NN[1]] < getNumDOF());
803                            } else { // left or right
804                                const index_t first=(i==0 ? 0 : m_NN[0]-1);
805                                return (m_dofMap[first+(j%m_NE[1]+1)*m_NN[0]+(j/m_NE[1]+1)*m_NN[0]*m_NN[1]] < getNumDOF());
806                            }
807                        }
808                    }
809                    return false;
810                }
811            default:
812                break;
813        }
814    
815        stringstream msg;
816        msg << "ownSample: invalid function space type " << fsType;
817        throw RipleyException(msg.str());
818    }
819    
820    void Brick::setToNormal(escript::Data& out) const
821    {
822        if (out.getFunctionSpace().getTypeCode() == FaceElements) {
823            out.requireWrite();
824    #pragma omp parallel
825            {
826                if (m_faceOffset[0] > -1) {
827    #pragma omp for nowait
828                    for (index_t k2 = 0; k2 < m_NE[2]; ++k2) {
829                        for (index_t k1 = 0; k1 < m_NE[1]; ++k1) {
830                            double* o = out.getSampleDataRW(m_faceOffset[0]+INDEX2(k1,k2,m_NE[1]));
831                            // set vector at four quadrature points
832                            *o++ = -1.; *o++ = 0.; *o++ = 0.;
833                            *o++ = -1.; *o++ = 0.; *o++ = 0.;
834                            *o++ = -1.; *o++ = 0.; *o++ = 0.;
835                            *o++ = -1.; *o++ = 0.; *o = 0.;
836                        }
837                    }
838                }
839    
840                if (m_faceOffset[1] > -1) {
841    #pragma omp for nowait
842                    for (index_t k2 = 0; k2 < m_NE[2]; ++k2) {
843                        for (index_t k1 = 0; k1 < m_NE[1]; ++k1) {
844                            double* o = out.getSampleDataRW(m_faceOffset[1]+INDEX2(k1,k2,m_NE[1]));
845                            // set vector at four quadrature points
846                            *o++ = 1.; *o++ = 0.; *o++ = 0.;
847                            *o++ = 1.; *o++ = 0.; *o++ = 0.;
848                            *o++ = 1.; *o++ = 0.; *o++ = 0.;
849                            *o++ = 1.; *o++ = 0.; *o = 0.;
850                        }
851                    }
852                }
853    
854                if (m_faceOffset[2] > -1) {
855    #pragma omp for nowait
856                    for (index_t k2 = 0; k2 < m_NE[2]; ++k2) {
857                        for (index_t k0 = 0; k0 < m_NE[0]; ++k0) {
858                            double* o = out.getSampleDataRW(m_faceOffset[2]+INDEX2(k0,k2,m_NE[0]));
859                            // set vector at four quadrature points
860                            *o++ = 0.; *o++ = -1.; *o++ = 0.;
861                            *o++ = 0.; *o++ = -1.; *o++ = 0.;
862                            *o++ = 0.; *o++ = -1.; *o++ = 0.;
863                            *o++ = 0.; *o++ = -1.; *o = 0.;
864                        }
865                    }
866                }
867    
868                if (m_faceOffset[3] > -1) {
869    #pragma omp for nowait
870                    for (index_t k2 = 0; k2 < m_NE[2]; ++k2) {
871                        for (index_t k0 = 0; k0 < m_NE[0]; ++k0) {
872                            double* o = out.getSampleDataRW(m_faceOffset[3]+INDEX2(k0,k2,m_NE[0]));
873                            // set vector at four quadrature points
874                            *o++ = 0.; *o++ = 1.; *o++ = 0.;
875                            *o++ = 0.; *o++ = 1.; *o++ = 0.;
876                            *o++ = 0.; *o++ = 1.; *o++ = 0.;
877                            *o++ = 0.; *o++ = 1.; *o = 0.;
878                        }
879                    }
880                }
881    
882                if (m_faceOffset[4] > -1) {
883    #pragma omp for nowait
884                    for (index_t k1 = 0; k1 < m_NE[1]; ++k1) {
885                        for (index_t k0 = 0; k0 < m_NE[0]; ++k0) {
886                            double* o = out.getSampleDataRW(m_faceOffset[4]+INDEX2(k0,k1,m_NE[0]));
887                            // set vector at four quadrature points
888                            *o++ = 0.; *o++ = 0.; *o++ = -1.;
889                            *o++ = 0.; *o++ = 0.; *o++ = -1.;
890                            *o++ = 0.; *o++ = 0.; *o++ = -1.;
891                            *o++ = 0.; *o++ = 0.; *o = -1.;
892                        }
893                    }
894                }
895    
896                if (m_faceOffset[5] > -1) {
897    #pragma omp for nowait
898                    for (index_t k1 = 0; k1 < m_NE[1]; ++k1) {
899                        for (index_t k0 = 0; k0 < m_NE[0]; ++k0) {
900                            double* o = out.getSampleDataRW(m_faceOffset[5]+INDEX2(k0,k1,m_NE[0]));
901                            // set vector at four quadrature points
902                            *o++ = 0.; *o++ = 0.; *o++ = 1.;
903                            *o++ = 0.; *o++ = 0.; *o++ = 1.;
904                            *o++ = 0.; *o++ = 0.; *o++ = 1.;
905                            *o++ = 0.; *o++ = 0.; *o = 1.;
906                        }
907                    }
908                }
909            } // end of parallel section
910        } else if (out.getFunctionSpace().getTypeCode() == ReducedFaceElements) {
911            out.requireWrite();
912    #pragma omp parallel
913            {
914                if (m_faceOffset[0] > -1) {
915    #pragma omp for nowait
916                    for (index_t k2 = 0; k2 < m_NE[2]; ++k2) {
917                        for (index_t k1 = 0; k1 < m_NE[1]; ++k1) {
918                            double* o = out.getSampleDataRW(m_faceOffset[0]+INDEX2(k1,k2,m_NE[1]));
919                            *o++ = -1.;
920                            *o++ = 0.;
921                            *o = 0.;
922                        }
923                    }
924                }
925    
926                if (m_faceOffset[1] > -1) {
927    #pragma omp for nowait
928                    for (index_t k2 = 0; k2 < m_NE[2]; ++k2) {
929                        for (index_t k1 = 0; k1 < m_NE[1]; ++k1) {
930                            double* o = out.getSampleDataRW(m_faceOffset[1]+INDEX2(k1,k2,m_NE[1]));
931                            *o++ = 1.;
932                            *o++ = 0.;
933                            *o = 0.;
934                        }
935                    }
936                }
937    
938                if (m_faceOffset[2] > -1) {
939    #pragma omp for nowait
940                    for (index_t k2 = 0; k2 < m_NE[2]; ++k2) {
941                        for (index_t k0 = 0; k0 < m_NE[0]; ++k0) {
942                            double* o = out.getSampleDataRW(m_faceOffset[2]+INDEX2(k0,k2,m_NE[0]));
943                            *o++ = 0.;
944                            *o++ = -1.;
945                            *o = 0.;
946                        }
947                    }
948                }
949    
950                if (m_faceOffset[3] > -1) {
951    #pragma omp for nowait
952                    for (index_t k2 = 0; k2 < m_NE[2]; ++k2) {
953                        for (index_t k0 = 0; k0 < m_NE[0]; ++k0) {
954                            double* o = out.getSampleDataRW(m_faceOffset[3]+INDEX2(k0,k2,m_NE[0]));
955                            *o++ = 0.;
956                            *o++ = 1.;
957                            *o = 0.;
958                        }
959                    }
960                }
961    
962                if (m_faceOffset[4] > -1) {
963    #pragma omp for nowait
964                    for (index_t k1 = 0; k1 < m_NE[1]; ++k1) {
965                        for (index_t k0 = 0; k0 < m_NE[0]; ++k0) {
966                            double* o = out.getSampleDataRW(m_faceOffset[4]+INDEX2(k0,k1,m_NE[0]));
967                            *o++ = 0.;
968                            *o++ = 0.;
969                            *o = -1.;
970                        }
971                    }
972                }
973    
974                if (m_faceOffset[5] > -1) {
975    #pragma omp for nowait
976                    for (index_t k1 = 0; k1 < m_NE[1]; ++k1) {
977                        for (index_t k0 = 0; k0 < m_NE[0]; ++k0) {
978                            double* o = out.getSampleDataRW(m_faceOffset[5]+INDEX2(k0,k1,m_NE[0]));
979                            *o++ = 0.;
980                            *o++ = 0.;
981                            *o = 1.;
982                        }
983                    }
984                }
985            } // end of parallel section
986    
987        } else {
988            stringstream msg;
989            msg << "setToNormal: invalid function space type "
990                << out.getFunctionSpace().getTypeCode();
991            throw RipleyException(msg.str());
992        }
993  }  }
994    
995  Paso_SystemMatrixPattern* Brick::getPattern(bool reducedRowOrder,  void Brick::setToSize(escript::Data& out) const
                                             bool reducedColOrder) const  
996  {  {
997      if (reducedRowOrder || reducedColOrder)      if (out.getFunctionSpace().getTypeCode() == Elements
998          throw RipleyException("getPattern() not implemented for reduced order");              || out.getFunctionSpace().getTypeCode() == ReducedElements) {
999            out.requireWrite();
1000            const dim_t numQuad=out.getNumDataPointsPerSample();
1001            const double size=sqrt(m_dx[0]*m_dx[0]+m_dx[1]*m_dx[1]+m_dx[2]*m_dx[2]);
1002    #pragma omp parallel for
1003            for (index_t k = 0; k < getNumElements(); ++k) {
1004                double* o = out.getSampleDataRW(k);
1005                fill(o, o+numQuad, size);
1006            }
1007        } else if (out.getFunctionSpace().getTypeCode() == FaceElements
1008                || out.getFunctionSpace().getTypeCode() == ReducedFaceElements) {
1009            out.requireWrite();
1010            const dim_t numQuad=out.getNumDataPointsPerSample();
1011    #pragma omp parallel
1012            {
1013                if (m_faceOffset[0] > -1) {
1014                    const double size=min(m_dx[1],m_dx[2]);
1015    #pragma omp for nowait
1016                    for (index_t k2 = 0; k2 < m_NE[2]; ++k2) {
1017                        for (index_t k1 = 0; k1 < m_NE[1]; ++k1) {
1018                            double* o = out.getSampleDataRW(m_faceOffset[0]+INDEX2(k1,k2,m_NE[1]));
1019                            fill(o, o+numQuad, size);
1020                        }
1021                    }
1022                }
1023    
1024                if (m_faceOffset[1] > -1) {
1025                    const double size=min(m_dx[1],m_dx[2]);
1026    #pragma omp for nowait
1027                    for (index_t k2 = 0; k2 < m_NE[2]; ++k2) {
1028                        for (index_t k1 = 0; k1 < m_NE[1]; ++k1) {
1029                            double* o = out.getSampleDataRW(m_faceOffset[1]+INDEX2(k1,k2,m_NE[1]));
1030                            fill(o, o+numQuad, size);
1031                        }
1032                    }
1033                }
1034    
1035                if (m_faceOffset[2] > -1) {
1036                    const double size=min(m_dx[0],m_dx[2]);
1037    #pragma omp for nowait
1038                    for (index_t k2 = 0; k2 < m_NE[2]; ++k2) {
1039                        for (index_t k0 = 0; k0 < m_NE[0]; ++k0) {
1040                            double* o = out.getSampleDataRW(m_faceOffset[2]+INDEX2(k0,k2,m_NE[0]));
1041                            fill(o, o+numQuad, size);
1042                        }
1043                    }
1044                }
1045    
1046                if (m_faceOffset[3] > -1) {
1047                    const double size=min(m_dx[0],m_dx[2]);
1048    #pragma omp for nowait
1049                    for (index_t k2 = 0; k2 < m_NE[2]; ++k2) {
1050                        for (index_t k0 = 0; k0 < m_NE[0]; ++k0) {
1051                            double* o = out.getSampleDataRW(m_faceOffset[3]+INDEX2(k0,k2,m_NE[0]));
1052                            fill(o, o+numQuad, size);
1053                        }
1054                    }
1055                }
1056    
1057                if (m_faceOffset[4] > -1) {
1058                    const double size=min(m_dx[0],m_dx[1]);
1059    #pragma omp for nowait
1060                    for (index_t k1 = 0; k1 < m_NE[1]; ++k1) {
1061                        for (index_t k0 = 0; k0 < m_NE[0]; ++k0) {
1062                            double* o = out.getSampleDataRW(m_faceOffset[4]+INDEX2(k0,k1,m_NE[0]));
1063                            fill(o, o+numQuad, size);
1064                        }
1065                    }
1066                }
1067    
1068                if (m_faceOffset[5] > -1) {
1069                    const double size=min(m_dx[0],m_dx[1]);
1070    #pragma omp for nowait
1071                    for (index_t k1 = 0; k1 < m_NE[1]; ++k1) {
1072                        for (index_t k0 = 0; k0 < m_NE[0]; ++k0) {
1073                            double* o = out.getSampleDataRW(m_faceOffset[5]+INDEX2(k0,k1,m_NE[0]));
1074                            fill(o, o+numQuad, size);
1075                        }
1076                    }
1077                }
1078            } // end of parallel section
1079    
1080      throw RipleyException("getPattern() not implemented");      } else {
1081            stringstream msg;
1082            msg << "setToSize: invalid function space type "
1083                << out.getFunctionSpace().getTypeCode();
1084            throw RipleyException(msg.str());
1085        }
1086  }  }
1087    
1088  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 1092  void Brick::Print_Mesh_Info(const bool f
1092          cout << "     Id  Coordinates" << endl;          cout << "     Id  Coordinates" << endl;
1093          cout.precision(15);          cout.precision(15);
1094          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);  
1095          for (index_t i=0; i < getNumNodes(); i++) {          for (index_t i=0; i < getNumNodes(); i++) {
1096              cout << "  " << setw(5) << m_nodeId[i]              cout << "  " << setw(5) << m_nodeId[i]
1097                  << "  " << xdx.first+(i%m_N0)*xdx.second                  << "  " << getLocalCoordinate(i%m_NN[0], 0)
1098                  << "  " << ydy.first+(i%(m_N0*m_N1)/m_N0)*ydy.second                  << "  " << getLocalCoordinate(i%(m_NN[0]*m_NN[1])/m_NN[0], 1)
1099                  << "  " << zdz.first+(i/(m_N0*m_N1))*zdz.second << endl;                  << "  " << getLocalCoordinate(i/(m_NN[0]*m_NN[1]), 2) << endl;
1100          }          }
1101      }      }
1102  }  }
1103    
 IndexVector Brick::getNumNodesPerDim() const  
 {  
     IndexVector ret;  
     ret.push_back(m_N0);  
     ret.push_back(m_N1);  
     ret.push_back(m_N2);  
     return ret;  
 }  
1104    
1105  IndexVector Brick::getNumElementsPerDim() const  //protected
1106    void Brick::assembleCoordinates(escript::Data& arg) const
1107  {  {
1108      IndexVector ret;      escriptDataC x = arg.getDataC();
1109      ret.push_back(m_NE0);      int numDim = m_numDim;
1110      ret.push_back(m_NE1);      if (!isDataPointShapeEqual(&x, 1, &numDim))
1111      ret.push_back(m_NE2);          throw RipleyException("setToX: Invalid Data object shape");
1112      return ret;      if (!numSamplesEqual(&x, 1, getNumNodes()))
1113            throw RipleyException("setToX: Illegal number of samples in Data object");
1114    
1115        arg.requireWrite();
1116    #pragma omp parallel for
1117        for (dim_t i2 = 0; i2 < m_NN[2]; i2++) {
1118            for (dim_t i1 = 0; i1 < m_NN[1]; i1++) {
1119                for (dim_t i0 = 0; i0 < m_NN[0]; i0++) {
1120                    double* point = arg.getSampleDataRW(i0+m_NN[0]*i1+m_NN[0]*m_NN[1]*i2);
1121                    point[0] = getLocalCoordinate(i0, 0);
1122                    point[1] = getLocalCoordinate(i1, 1);
1123                    point[2] = getLocalCoordinate(i2, 2);
1124                }
1125            }
1126        }
1127  }  }
1128    
1129  IndexVector Brick::getNumFacesPerBoundary() const  //protected
1130    void Brick::assembleGradient(escript::Data& out, escript::Data& in) const
1131  {  {
1132      IndexVector ret(6, 0);      const dim_t numComp = in.getDataPointSize();
1133      //left      const double C0 = .044658198738520451079;
1134      if (m_offset0==0)      const double C1 = .16666666666666666667;
1135          ret[0]=m_NE1*m_NE2;      const double C2 = .21132486540518711775;
1136      //right      const double C3 = .25;
1137      if (m_mpiInfo->rank%m_NX==m_NX-1)      const double C4 = .5;
1138          ret[1]=m_NE1*m_NE2;      const double C5 = .62200846792814621559;
1139      //bottom      const double C6 = .78867513459481288225;
1140      if (m_offset1==0)  
1141          ret[2]=m_NE0*m_NE2;      if (out.getFunctionSpace().getTypeCode() == Elements) {
1142      //top          out.requireWrite();
1143      if (m_mpiInfo->rank%(m_NX*m_NY)/m_NX==m_NY-1)  #pragma omp parallel
1144          ret[3]=m_NE0*m_NE2;          {
1145      //front              vector<double> f_000(numComp);
1146      if (m_offset2==0)              vector<double> f_001(numComp);
1147          ret[4]=m_NE0*m_NE1;              vector<double> f_010(numComp);
1148      //back              vector<double> f_011(numComp);
1149      if (m_mpiInfo->rank/(m_NX*m_NY)==m_NZ-1)              vector<double> f_100(numComp);
1150          ret[5]=m_NE0*m_NE1;              vector<double> f_101(numComp);
1151      return ret;              vector<double> f_110(numComp);
1152                vector<double> f_111(numComp);
1153    #pragma omp for
1154                for (index_t k2=0; k2 < m_NE[2]; ++k2) {
1155                    for (index_t k1=0; k1 < m_NE[1]; ++k1) {
1156                        for (index_t k0=0; k0 < m_NE[0]; ++k0) {
1157                            memcpy(&f_000[0], in.getSampleDataRO(INDEX3(k0,k1,k2, m_NN[0],m_NN[1])), numComp*sizeof(double));
1158                            memcpy(&f_001[0], in.getSampleDataRO(INDEX3(k0,k1,k2+1, m_NN[0],m_NN[1])), numComp*sizeof(double));
1159                            memcpy(&f_010[0], in.getSampleDataRO(INDEX3(k0,k1+1,k2, m_NN[0],m_NN[1])), numComp*sizeof(double));
1160                            memcpy(&f_011[0], in.getSampleDataRO(INDEX3(k0,k1+1,k2+1, m_NN[0],m_NN[1])), numComp*sizeof(double));
1161                            memcpy(&f_100[0], in.getSampleDataRO(INDEX3(k0+1,k1,k2, m_NN[0],m_NN[1])), numComp*sizeof(double));
1162                            memcpy(&f_101[0], in.getSampleDataRO(INDEX3(k0+1,k1,k2+1, m_NN[0],m_NN[1])), numComp*sizeof(double));
1163                            memcpy(&f_110[0], in.getSampleDataRO(INDEX3(k0+1,k1+1,k2, m_NN[0],m_NN[1])), numComp*sizeof(double));
1164                            memcpy(&f_111[0], in.getSampleDataRO(INDEX3(k0+1,k1+1,k2+1, m_NN[0],m_NN[1])), numComp*sizeof(double));
1165                            double* o = out.getSampleDataRW(INDEX3(k0,k1,k2,m_NE[0],m_NE[1]));
1166                            for (index_t i=0; i < numComp; ++i) {
1167                                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) / m_dx[0];
1168                                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) / m_dx[0];
1169                                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) / m_dx[0];
1170                                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) / m_dx[0];
1171                                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) / m_dx[1];
1172                                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) / m_dx[1];
1173                                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) / m_dx[1];
1174                                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) / m_dx[1];
1175                                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) / m_dx[2];
1176                                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) / m_dx[2];
1177                                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) / m_dx[2];
1178                                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) / m_dx[2];
1179                                o[INDEX3(i,0,0,numComp,3)] = V0;
1180                                o[INDEX3(i,1,0,numComp,3)] = V4;
1181                                o[INDEX3(i,2,0,numComp,3)] = V8;
1182                                o[INDEX3(i,0,1,numComp,3)] = V0;
1183                                o[INDEX3(i,1,1,numComp,3)] = V5;
1184                                o[INDEX3(i,2,1,numComp,3)] = V9;
1185                                o[INDEX3(i,0,2,numComp,3)] = V1;
1186                                o[INDEX3(i,1,2,numComp,3)] = V4;
1187                                o[INDEX3(i,2,2,numComp,3)] = V10;
1188                                o[INDEX3(i,0,3,numComp,3)] = V1;
1189                                o[INDEX3(i,1,3,numComp,3)] = V5;
1190                                o[INDEX3(i,2,3,numComp,3)] = V11;
1191                                o[INDEX3(i,0,4,numComp,3)] = V2;
1192                                o[INDEX3(i,1,4,numComp,3)] = V6;
1193                                o[INDEX3(i,2,4,numComp,3)] = V8;
1194                                o[INDEX3(i,0,5,numComp,3)] = V2;
1195                                o[INDEX3(i,1,5,numComp,3)] = V7;
1196                                o[INDEX3(i,2,5,numComp,3)] = V9;
1197                                o[INDEX3(i,0,6,numComp,3)] = V3;
1198                                o[INDEX3(i,1,6,numComp,3)] = V6;
1199                                o[INDEX3(i,2,6,numComp,3)] = V10;
1200                                o[INDEX3(i,0,7,numComp,3)] = V3;
1201                                o[INDEX3(i,1,7,numComp,3)] = V7;
1202                                o[INDEX3(i,2,7,numComp,3)] = V11;
1203                            } // end of component loop i
1204                        } // end of k0 loop
1205                    } // end of k1 loop
1206                } // end of k2 loop
1207            } // end of parallel section
1208        } else if (out.getFunctionSpace().getTypeCode() == ReducedElements) {
1209            out.requireWrite();
1210    #pragma omp parallel
1211            {
1212                vector<double> f_000(numComp);
1213                vector<double> f_001(numComp);
1214                vector<double> f_010(numComp);
1215                vector<double> f_011(numComp);
1216                vector<double> f_100(numComp);
1217                vector<double> f_101(numComp);
1218                vector<double> f_110(numComp);
1219                vector<double> f_111(numComp);
1220    #pragma omp for
1221                for (index_t k2=0; k2 < m_NE[2]; ++k2) {
1222                    for (index_t k1=0; k1 < m_NE[1]; ++k1) {
1223                        for (index_t k0=0; k0 < m_NE[0]; ++k0) {
1224                            memcpy(&f_000[0], in.getSampleDataRO(INDEX3(k0,k1,k2, m_NN[0],m_NN[1])), numComp*sizeof(double));
1225                            memcpy(&f_001[0], in.getSampleDataRO(INDEX3(k0,k1,k2+1, m_NN[0],m_NN[1])), numComp*sizeof(double));
1226                            memcpy(&f_010[0], in.getSampleDataRO(INDEX3(k0,k1+1,k2, m_NN[0],m_NN[1])), numComp*sizeof(double));
1227                            memcpy(&f_011[0], in.getSampleDataRO(INDEX3(k0,k1+1,k2+1, m_NN[0],m_NN[1])), numComp*sizeof(double));
1228                            memcpy(&f_100[0], in.getSampleDataRO(INDEX3(k0+1,k1,k2, m_NN[0],m_NN[1])), numComp*sizeof(double));
1229                            memcpy(&f_101[0], in.getSampleDataRO(INDEX3(k0+1,k1,k2+1, m_NN[0],m_NN[1])), numComp*sizeof(double));
1230                            memcpy(&f_110[0], in.getSampleDataRO(INDEX3(k0+1,k1+1,k2, m_NN[0],m_NN[1])), numComp*sizeof(double));
1231                            memcpy(&f_111[0], in.getSampleDataRO(INDEX3(k0+1,k1+1,k2+1, m_NN[0],m_NN[1])), numComp*sizeof(double));
1232                            double* o = out.getSampleDataRW(INDEX3(k0,k1,k2,m_NE[0],m_NE[1]));
1233                            for (index_t i=0; i < numComp; ++i) {
1234                                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 / m_dx[0];
1235                                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 / m_dx[1];
1236                                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 / m_dx[2];
1237                            } // end of component loop i
1238                        } // end of k0 loop
1239                    } // end of k1 loop
1240                } // end of k2 loop
1241            } // end of parallel section
1242        } else if (out.getFunctionSpace().getTypeCode() == FaceElements) {
1243            out.requireWrite();
1244    #pragma omp parallel
1245            {
1246                vector<double> f_000(numComp);
1247                vector<double> f_001(numComp);
1248                vector<double> f_010(numComp);
1249                vector<double> f_011(numComp);
1250                vector<double> f_100(numComp);
1251                vector<double> f_101(numComp);
1252                vector<double> f_110(numComp);
1253                vector<double> f_111(numComp);
1254                if (m_faceOffset[0] > -1) {
1255    #pragma omp for nowait
1256                    for (index_t k2=0; k2 < m_NE[2]; ++k2) {
1257                        for (index_t k1=0; k1 < m_NE[1]; ++k1) {
1258                            memcpy(&f_000[0], in.getSampleDataRO(INDEX3(0,k1,k2, m_NN[0],m_NN[1])), numComp*sizeof(double));
1259                            memcpy(&f_001[0], in.getSampleDataRO(INDEX3(0,k1,k2+1, m_NN[0],m_NN[1])), numComp*sizeof(double));
1260                            memcpy(&f_010[0], in.getSampleDataRO(INDEX3(0,k1+1,k2, m_NN[0],m_NN[1])), numComp*sizeof(double));
1261                            memcpy(&f_011[0], in.getSampleDataRO(INDEX3(0,k1+1,k2+1, m_NN[0],m_NN[1])), numComp*sizeof(double));
1262                            memcpy(&f_100[0], in.getSampleDataRO(INDEX3(1,k1,k2, m_NN[0],m_NN[1])), numComp*sizeof(double));
1263                            memcpy(&f_101[0], in.getSampleDataRO(INDEX3(1,k1,k2+1, m_NN[0],m_NN[1])), numComp*sizeof(double));
1264                            memcpy(&f_110[0], in.getSampleDataRO(INDEX3(1,k1+1,k2, m_NN[0],m_NN[1])), numComp*sizeof(double));
1265                            memcpy(&f_111[0], in.getSampleDataRO(INDEX3(1,k1+1,k2+1, m_NN[0],m_NN[1])), numComp*sizeof(double));
1266                            double* o = out.getSampleDataRW(m_faceOffset[0]+INDEX2(k1,k2,m_NE[1]));
1267                            for (index_t i=0; i < numComp; ++i) {
1268                                const double V0=((f_010[i]-f_000[i])*C6 + (f_011[i]-f_001[i])*C2) / m_dx[1];
1269                                const double V1=((f_010[i]-f_000[i])*C2 + (f_011[i]-f_001[i])*C6) / m_dx[1];
1270                                const double V2=((f_001[i]-f_000[i])*C6 + (f_010[i]-f_011[i])*C2) / m_dx[2];
1271                                const double V3=((f_001[i]-f_000[i])*C2 + (f_011[i]-f_010[i])*C6) / m_dx[2];
1272                                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) / m_dx[0];
1273                                o[INDEX3(i,1,0,numComp,3)] = V0;
1274                                o[INDEX3(i,2,0,numComp,3)] = V2;
1275                                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) / m_dx[0];
1276                                o[INDEX3(i,1,1,numComp,3)] = V0;
1277                                o[INDEX3(i,2,1,numComp,3)] = V3;
1278                                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) / m_dx[0];
1279                                o[INDEX3(i,1,2,numComp,3)] = V1;
1280                                o[INDEX3(i,2,2,numComp,3)] = V2;
1281                                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) / m_dx[0];
1282                                o[INDEX3(i,1,3,numComp,3)] = V1;
1283                                o[INDEX3(i,2,3,numComp,3)] = V3;
1284                            } // end of component loop i
1285                        } // end of k1 loop
1286                    } // end of k2 loop
1287                } // end of face 0
1288                if (m_faceOffset[1] > -1) {
1289    #pragma omp for nowait
1290                    for (index_t k2=0; k2 < m_NE[2]; ++k2) {
1291                        for (index_t k1=0; k1 < m_NE[1]; ++k1) {
1292                            memcpy(&f_000[0], in.getSampleDataRO(INDEX3(m_NN[0]-2,k1,k2, m_NN[0],m_NN[1])), numComp*sizeof(double));
1293                            memcpy(&f_001[0], in.getSampleDataRO(INDEX3(m_NN[0]-2,k1,k2+1, m_NN[0],m_NN[1])), numComp*sizeof(double));
1294                            memcpy(&f_010[0], in.getSampleDataRO(INDEX3(m_NN[0]-2,k1+1,k2, m_NN[0],m_NN[1])), numComp*sizeof(double));
1295                            memcpy(&f_011[0], in.getSampleDataRO(INDEX3(m_NN[0]-2,k1+1,k2+1, m_NN[0],m_NN[1])), numComp*sizeof(double));
1296                            memcpy(&f_100[0], in.getSampleDataRO(INDEX3(m_NN[0]-1,k1,k2, m_NN[0],m_NN[1])), numComp*sizeof(double));
1297                            memcpy(&f_101[0], in.getSampleDataRO(INDEX3(m_NN[0]-1,k1,k2+1, m_NN[0],m_NN[1])), numComp*sizeof(double));
1298                            memcpy(&f_110[0], in.getSampleDataRO(INDEX3(m_NN[0]-1,k1+1,k2, m_NN[0],m_NN[1])), numComp*sizeof(double));
1299                            memcpy(&f_111[0], in.getSampleDataRO(INDEX3(m_NN[0]-1,k1+1,k2+1, m_NN[0],m_NN[1])), numComp*sizeof(double));
1300                            double* o = out.getSampleDataRW(m_faceOffset[1]+INDEX2(k1,k2,m_NE[1]));
1301                            for (index_t i=0; i < numComp; ++i) {
1302                                const double V0=((f_110[i]-f_100[i])*C6 + (f_111[i]-f_101[i])*C2) / m_dx[1];
1303                                const double V1=((f_110[i]-f_100[i])*C2 + (f_111[i]-f_101[i])*C6) / m_dx[1];
1304                                const double V2=((f_101[i]-f_100[i])*C6 + (f_111[i]-f_110[i])*C2) / m_dx[2];
1305                                const double V3=((f_101[i]-f_100[i])*C2 + (f_111[i]-f_110[i])*C6) / m_dx[2];
1306                                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) / m_dx[0];
1307                                o[INDEX3(i,1,0,numComp,3)] = V0;
1308                                o[INDEX3(i,2,0,numComp,3)] = V2;
1309                                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) / m_dx[0];
1310                                o[INDEX3(i,1,1,numComp,3)] = V0;
1311                                o[INDEX3(i,2,1,numComp,3)] = V3;
1312                                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) / m_dx[0];
1313                                o[INDEX3(i,1,2,numComp,3)] = V1;
1314                                o[INDEX3(i,2,2,numComp,3)] = V2;
1315                                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) / m_dx[0];
1316                                o[INDEX3(i,1,3,numComp,3)] = V1;
1317                                o[INDEX3(i,2,3,numComp,3)] = V3;
1318                            } // end of component loop i
1319                        } // end of k1 loop
1320                    } // end of k2 loop
1321                } // end of face 1
1322                if (m_faceOffset[2] > -1) {
1323    #pragma omp for nowait
1324                    for (index_t k2=0; k2 < m_NE[2]; ++k2) {
1325                        for (index_t k0=0; k0 < m_NE[0]; ++k0) {
1326                            memcpy(&f_000[0], in.getSampleDataRO(INDEX3(k0,0,k2, m_NN[0],m_NN[1])), numComp*sizeof(double));
1327                            memcpy(&f_001[0], in.getSampleDataRO(INDEX3(k0,0,k2+1, m_NN[0],m_NN[1])), numComp*sizeof(double));
1328                            memcpy(&f_010[0], in.getSampleDataRO(INDEX3(k0,1,k2, m_NN[0],m_NN[1])), numComp*sizeof(double));
1329                            memcpy(&f_011[0], in.getSampleDataRO(INDEX3(k0,1,k2+1, m_NN[0],m_NN[1])), numComp*sizeof(double));
1330                            memcpy(&f_100[0], in.getSampleDataRO(INDEX3(k0+1,0,k2, m_NN[0],m_NN[1])), numComp*sizeof(double));
1331                            memcpy(&f_101[0], in.getSampleDataRO(INDEX3(k0+1,0,k2+1, m_NN[0],m_NN[1])), numComp*sizeof(double));
1332                            memcpy(&f_110[0], in.getSampleDataRO(INDEX3(k0+1,1,k2, m_NN[0],m_NN[1])), numComp*sizeof(double));
1333                            memcpy(&f_111[0], in.getSampleDataRO(INDEX3(k0+1,1,k2+1, m_NN[0],m_NN[1])), numComp*sizeof(double));
1334                            double* o = out.getSampleDataRW(m_faceOffset[2]+INDEX2(k0,k2,m_NE[0]));
1335                            for (index_t i=0; i < numComp; ++i) {
1336                                const double V0=((f_100[i]-f_000[i])*C6 + (f_101[i]-f_001[i])*C2) / m_dx[0];
1337                                const double V1=((f_001[i]-f_000[i])*C6 + (f_101[i]-f_100[i])*C2) / m_dx[2];
1338                                const double V2=((f_001[i]-f_000[i])*C2 + (f_101[i]-f_100[i])*C6) / m_dx[2];
1339                                o[INDEX3(i,0,0,numComp,3)] = V0;
1340                                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) / m_dx[1];
1341                                o[INDEX3(i,2,0,numComp,3)] = V1;
1342                                o[INDEX3(i,0,1,numComp,3)] = V0;
1343                                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) / m_dx[1];
1344                                o[INDEX3(i,2,1,numComp,3)] = V2;
1345                                o[INDEX3(i,0,2,numComp,3)] = V0;
1346                                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) / m_dx[1];
1347                                o[INDEX3(i,2,2,numComp,3)] = V1;
1348                                o[INDEX3(i,0,3,numComp,3)] = V0;
1349                                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) / m_dx[1];
1350                                o[INDEX3(i,2,3,numComp,3)] = V2;
1351                            } // end of component loop i
1352                        } // end of k0 loop
1353                    } // end of k2 loop
1354                } // end of face 2
1355                if (m_faceOffset[3] > -1) {
1356    #pragma omp for nowait
1357                    for (index_t k2=0; k2 < m_NE[2]; ++k2) {
1358                        for (index_t k0=0; k0 < m_NE[0]; ++k0) {
1359                            memcpy(&f_000[0], in.getSampleDataRO(INDEX3(k0,m_NN[1]-2,k2, m_NN[0],m_NN[1])), numComp*sizeof(double));
1360                            memcpy(&f_001[0], in.getSampleDataRO(INDEX3(k0,m_NN[1]-2,k2+1, m_NN[0],m_NN[1])), numComp*sizeof(double));
1361                            memcpy(&f_010[0], in.getSampleDataRO(INDEX3(k0,m_NN[1]-1,k2, m_NN[0],m_NN[1])), numComp*sizeof(double));
1362                            memcpy(&f_011[0], in.getSampleDataRO(INDEX3(k0,m_NN[1]-1,k2+1, m_NN[0],m_NN[1])), numComp*sizeof(double));
1363                            memcpy(&f_100[0], in.getSampleDataRO(INDEX3(k0+1,m_NN[1]-2,k2, m_NN[0],m_NN[1])), numComp*sizeof(double));
1364                            memcpy(&f_101[0], in.getSampleDataRO(INDEX3(k0+1,m_NN[1]-2,k2+1, m_NN[0],m_NN[1])), numComp*sizeof(double));
1365                            memcpy(&f_110[0], in.getSampleDataRO(INDEX3(k0+1,m_NN[1]-1,k2, m_NN[0],m_NN[1])), numComp*sizeof(double));
1366                            memcpy(&f_111[0], in.getSampleDataRO(INDEX3(k0+1,m_NN[1]-1,k2+1, m_NN[0],m_NN[1])), numComp*sizeof(double));
1367                            double* o = out.getSampleDataRW(m_faceOffset[3]+INDEX2(k0,k2,m_NE[0]));
1368                            for (index_t i=0; i < numComp; ++i) {
1369                                const double V0=((f_110[i]-f_010[i])*C6 + (f_111[i]-f_011[i])*C2) / m_dx[0];
1370                                const double V1=((f_110[i]-f_010[i])*C2 + (f_111[i]-f_011[i])*C6) / m_dx[0];
1371                                const double V2=((f_011[i]-f_010[i])*C6 + (f_111[i]-f_110[i])*C2) / m_dx[2];
1372                                const double V3=((f_011[i]-f_010[i])*C2 + (f_111[i]-f_110[i])*C6) / m_dx[2];
1373                                o[INDEX3(i,0,0,numComp,3)] = V0;
1374                                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) / m_dx[1];
1375                                o[INDEX3(i,2,0,numComp,3)] = V2;
1376                                o[INDEX3(i,0,1,numComp,3)] = V0;
1377                                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) / m_dx[1];
1378                                o[INDEX3(i,2,1,numComp,3)] = V3;
1379                                o[INDEX3(i,0,2,numComp,3)] = V1;
1380                                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) / m_dx[1];
1381                                o[INDEX3(i,2,2,numComp,3)] = V2;
1382                                o[INDEX3(i,0,3,numComp,3)] = V1;
1383                                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) / m_dx[1];
1384                                o[INDEX3(i,2,3,numComp,3)] = V3;
1385                            } // end of component loop i
1386                        } // end of k0 loop
1387                    } // end of k2 loop
1388                } // end of face 3
1389                if (m_faceOffset[4] > -1) {
1390    #pragma omp for nowait
1391                    for (index_t k1=0; k1 < m_NE[1]; ++k1) {
1392                        for (index_t k0=0; k0 < m_NE[0]; ++k0) {
1393                            memcpy(&f_000[0], in.getSampleDataRO(INDEX3(k0,k1,0, m_NN[0],m_NN[1])), numComp*sizeof(double));
1394                            memcpy(&f_001[0], in.getSampleDataRO(INDEX3(k0,k1,1, m_NN[0],m_NN[1])), numComp*sizeof(double));
1395                            memcpy(&f_010[0], in.getSampleDataRO(INDEX3(k0,k1+1,0, m_NN[0],m_NN[1])), numComp*sizeof(double));
1396                            memcpy(&f_011[0], in.getSampleDataRO(INDEX3(k0,k1+1,1, m_NN[0],m_NN[1])), numComp*sizeof(double));
1397                            memcpy(&f_100[0], in.getSampleDataRO(INDEX3(k0+1,k1,0, m_NN[0],m_NN[1])), numComp*sizeof(double));
1398                            memcpy(&f_101[0], in.getSampleDataRO(INDEX3(k0+1,k1,1, m_NN[0],m_NN[1])), numComp*sizeof(double));
1399                            memcpy(&f_110[0], in.getSampleDataRO(INDEX3(k0+1,k1+1,0, m_NN[0],m_NN[1])), numComp*sizeof(double));
1400                            memcpy(&f_111[0], in.getSampleDataRO(INDEX3(k0+1,k1+1,1, m_NN[0],m_NN[1])), numComp*sizeof(double));
1401                            double* o = out.getSampleDataRW(m_faceOffset[4]+INDEX2(k0,k1,m_NE[0]));
1402                            for (index_t i=0; i < numComp; ++i) {
1403                                const double V0=((f_100[i]-f_000[i])*C6 + (f_110[i]-f_010[i])*C2) / m_dx[0];
1404                                const double V1=((f_100[i]-f_000[i])*C2 + (f_110[i]-f_010[i])*C6) / m_dx[0];
1405                                const double V2=((f_010[i]-f_000[i])*C6 + (f_110[i]-f_100[i])*C2) / m_dx[1];
1406                                const double V3=((f_010[i]-f_000[i])*C2 + (f_110[i]-f_100[i])*C6) / m_dx[1];
1407                                o[INDEX3(i,0,0,numComp,3)] = V0;
1408                                o[INDEX3(i,1,0,numComp,3)] = V2;
1409                                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) / m_dx[2];
1410                                o[INDEX3(i,0,1,numComp,3)] = V0;
1411                                o[INDEX3(i,1,1,numComp,3)] = V3;
1412                                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) / m_dx[2];
1413                                o[INDEX3(i,0,2,numComp,3)] = V1;
1414                                o[INDEX3(i,1,2,numComp,3)] = V2;
1415                                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) / m_dx[2];
1416                                o[INDEX3(i,0,3,numComp,3)] = V1;
1417                                o[INDEX3(i,1,3,numComp,3)] = V3;
1418                                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) / m_dx[2];
1419                            } // end of component loop i
1420                        } // end of k0 loop
1421                    } // end of k1 loop
1422                } // end of face 4
1423                if (m_faceOffset[5] > -1) {
1424    #pragma omp for nowait
1425                    for (index_t k1=0; k1 < m_NE[1]; ++k1) {
1426                        for (index_t k0=0; k0 < m_NE[0]; ++k0) {
1427                            memcpy(&f_000[0], in.getSampleDataRO(INDEX3(k0,k1,m_NN[2]-2, m_NN[0],m_NN[1])), numComp*sizeof(double));
1428                            memcpy(&f_001[0], in.getSampleDataRO(INDEX3(k0,k1,m_NN[2]-1, m_NN[0],m_NN[1])), numComp*sizeof(double));
1429                            memcpy(&f_010[0], in.getSampleDataRO(INDEX3(k0,k1+1,m_NN[2]-2, m_NN[0],m_NN[1])), numComp*sizeof(double));
1430                            memcpy(&f_011[0], in.getSampleDataRO(INDEX3(k0,k1+1,m_NN[2]-1, m_NN[0],m_NN[1])), numComp*sizeof(double));
1431                            memcpy(&f_100[0], in.getSampleDataRO(INDEX3(k0+1,k1,m_NN[2]-2, m_NN[0],m_NN[1])), numComp*sizeof(double));
1432                            memcpy(&f_101[0], in.getSampleDataRO(INDEX3(k0+1,k1,m_NN[2]-1, m_NN[0],m_NN[1])), numComp*sizeof(double));
1433                            memcpy(&f_110[0], in.getSampleDataRO(INDEX3(k0+1,k1+1,m_NN[2]-2, m_NN[0],m_NN[1])), numComp*sizeof(double));
1434                            memcpy(&f_111[0], in.getSampleDataRO(INDEX3(k0+1,k1+1,m_NN[2]-1, m_NN[0],m_NN[1])), numComp*sizeof(double));
1435                            double* o = out.getSampleDataRW(m_faceOffset[5]+INDEX2(k0,k1,m_NE[0]));
1436                            for (index_t i=0; i < numComp; ++i) {
1437                                const double V0=((f_101[i]-f_001[i])*C6 + (f_111[i]-f_011[i])*C2) / m_dx[0];
1438                                const double V1=((f_101[i]-f_001[i])*C2 + (f_111[i]-f_011[i])*C6) / m_dx[0];
1439                                const double V2=((f_011[i]-f_001[i])*C6 + (f_111[i]-f_101[i])*C2) / m_dx[1];
1440                                const double V3=((f_011[i]-f_001[i])*C2 + (f_111[i]-f_101[i])*C6) / m_dx[1];
1441                                o[INDEX3(i,0,0,numComp,3)] = V0;
1442                                o[INDEX3(i,1,0,numComp,3)] = V2;
1443                                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) / m_dx[2];
1444                                o[INDEX3(i,0,1,numComp,3)] = V0;
1445                                o[INDEX3(i,1,1,numComp,3)] = V3;
1446                                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) / m_dx[2];
1447                                o[INDEX3(i,0,2,numComp,3)] = V1;
1448                                o[INDEX3(i,1,2,numComp,3)] = V2;
1449                                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) / m_dx[2];
1450                                o[INDEX3(i,0,3,numComp,3)] = V1;
1451                                o[INDEX3(i,1,3,numComp,3)] = V3;
1452                                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) / m_dx[2];
1453                            } // end of component loop i
1454                        } // end of k0 loop
1455                    } // end of k1 loop
1456                } // end of face 5
1457            } // end of parallel section
1458        } else if (out.getFunctionSpace().getTypeCode() == ReducedFaceElements) {
1459            out.requireWrite();
1460    #pragma omp parallel
1461            {
1462                vector<double> f_000(numComp);
1463                vector<double> f_001(numComp);
1464                vector<double> f_010(numComp);
1465                vector<double> f_011(numComp);
1466                vector<double> f_100(numComp);
1467                vector<double> f_101(numComp);
1468                vector<double> f_110(numComp);
1469                vector<double> f_111(numComp);
1470                if (m_faceOffset[0] > -1) {
1471    #pragma omp for nowait
1472                    for (index_t k2=0; k2 < m_NE[2]; ++k2) {
1473                        for (index_t k1=0; k1 < m_NE[1]; ++k1) {
1474                            memcpy(&f_000[0], in.getSampleDataRO(INDEX3(0,k1,k2, m_NN[0],m_NN[1])), numComp*sizeof(double));
1475                            memcpy(&f_001[0], in.getSampleDataRO(INDEX3(0,k1,k2+1, m_NN[0],m_NN[1])), numComp*sizeof(double));
1476                            memcpy(&f_010[0], in.getSampleDataRO(INDEX3(0,k1+1,k2, m_NN[0],m_NN[1])), numComp*sizeof(double));
1477                            memcpy(&f_011[0], in.getSampleDataRO(INDEX3(0,k1+1,k2+1, m_NN[0],m_NN[1])), numComp*sizeof(double));
1478                            memcpy(&f_100[0], in.getSampleDataRO(INDEX3(1,k1,k2, m_NN[0],m_NN[1])), numComp*sizeof(double));
1479                            memcpy(&f_101[0], in.getSampleDataRO(INDEX3(1,k1,k2+1, m_NN[0],m_NN[1])), numComp*sizeof(double));
1480                            memcpy(&f_110[0], in.getSampleDataRO(INDEX3(1,k1+1,k2, m_NN[0],m_NN[1])), numComp*sizeof(double));
1481                            memcpy(&f_111[0], in.getSampleDataRO(INDEX3(1,k1+1,k2+1, m_NN[0],m_NN[1])), numComp*sizeof(double));
1482                            double* o = out.getSampleDataRW(m_faceOffset[0]+INDEX2(k1,k2,m_NE[1]));
1483                            for (index_t i=0; i < numComp; ++i) {
1484                                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 / m_dx[0];
1485                                o[INDEX3(i,1,0,numComp,3)] = (f_010[i]+f_011[i]-f_000[i]-f_001[i])*C4 / m_dx[1];
1486                                o[INDEX3(i,2,0,numComp,3)] = (f_001[i]+f_011[i]-f_000[i]-f_010[i])*C4 / m_dx[2];
1487                            } // end of component loop i
1488                        } // end of k1 loop
1489                    } // end of k2 loop
1490                } // end of face 0
1491                if (m_faceOffset[1] > -1) {
1492    #pragma omp for nowait
1493                    for (index_t k2=0; k2 < m_NE[2]; ++k2) {
1494                        for (index_t k1=0; k1 < m_NE[1]; ++k1) {
1495                            memcpy(&f_000[0], in.getSampleDataRO(INDEX3(m_NN[0]-2,k1,k2, m_NN[0],m_NN[1])), numComp*sizeof(double));
1496                            memcpy(&f_001[0], in.getSampleDataRO(INDEX3(m_NN[0]-2,k1,k2+1, m_NN[0],m_NN[1])), numComp*sizeof(double));
1497                            memcpy(&f_010[0], in.getSampleDataRO(INDEX3(m_NN[0]-2,k1+1,k2, m_NN[0],m_NN[1])), numComp*sizeof(double));
1498                            memcpy(&f_011[0], in.getSampleDataRO(INDEX3(m_NN[0]-2,k1+1,k2+1, m_NN[0],m_NN[1])), numComp*sizeof(double));
1499                            memcpy(&f_100[0], in.getSampleDataRO(INDEX3(m_NN[0]-1,k1,k2, m_NN[0],m_NN[1])), numComp*sizeof(double));
1500                            memcpy(&f_101[0], in.getSampleDataRO(INDEX3(m_NN[0]-1,k1,k2+1, m_NN[0],m_NN[1])), numComp*sizeof(double));
1501                            memcpy(&f_110[0], in.getSampleDataRO(INDEX3(m_NN[0]-1,k1+1,k2, m_NN[0],m_NN[1])), numComp*sizeof(double));
1502                            memcpy(&f_111[0], in.getSampleDataRO(INDEX3(m_NN[0]-1,k1+1,k2+1, m_NN[0],m_NN[1])), numComp*sizeof(double));
1503                            double* o = out.getSampleDataRW(m_faceOffset[1]+INDEX2(k1,k2,m_NE[1]));
1504                            for (index_t i=0; i < numComp; ++i) {
1505                                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 / m_dx[0];
1506                                o[INDEX3(i,1,0,numComp,3)] = (f_110[i]+f_111[i]-f_100[i]-f_101[i])*C4 / m_dx[1];
1507                                o[INDEX3(i,2,0,numComp,3)] = (f_101[i]+f_111[i]-f_100[i]-f_110[i])*C4 / m_dx[2];
1508                            } // end of component loop i
1509                        } // end of k1 loop
1510                    } // end of k2 loop
1511                } // end of face 1
1512                if (m_faceOffset[2] > -1) {
1513    #pragma omp for nowait
1514                    for (index_t k2=0; k2 < m_NE[2]; ++k2) {
1515                        for (index_t k0=0; k0 < m_NE[0]; ++k0) {
1516                            memcpy(&f_000[0], in.getSampleDataRO(INDEX3(k0,0,k2, m_NN[0],m_NN[1])), numComp*sizeof(double));
1517                            memcpy(&f_001[0], in.getSampleDataRO(INDEX3(k0,0,k2+1, m_NN[0],m_NN[1])), numComp*sizeof(double));
1518                            memcpy(&f_010[0], in.getSampleDataRO(INDEX3(k0,1,k2, m_NN[0],m_NN[1])), numComp*sizeof(double));
1519                            memcpy(&f_011[0], in.getSampleDataRO(INDEX3(k0,1,k2+1, m_NN[0],m_NN[1])), numComp*sizeof(double));
1520                            memcpy(&f_100[0], in.getSampleDataRO(INDEX3(k0+1,0,k2, m_NN[0],m_NN[1])), numComp*sizeof(double));
1521                            memcpy(&f_101[0], in.getSampleDataRO(INDEX3(k0+1,0,k2+1, m_NN[0],m_NN[1])), numComp*sizeof(double));
1522                            memcpy(&f_110[0], in.getSampleDataRO(INDEX3(k0+1,1,k2, m_NN[0],m_NN[1])), numComp*sizeof(double));
1523                            memcpy(&f_111[0], in.getSampleDataRO(INDEX3(k0+1,1,k2+1, m_NN[0],m_NN[1])), numComp*sizeof(double));
1524                            double* o = out.getSampleDataRW(m_faceOffset[2]+INDEX2(k0,k2,m_NE[0]));
1525                            for (index_t i=0; i < numComp; ++i) {
1526                                o[INDEX3(i,0,0,numComp,3)] = (f_100[i]+f_101[i]-f_000[i]-f_001[i])*C4 / m_dx[0];
1527                                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 / m_dx[1];
1528                                o[INDEX3(i,2,0,numComp,3)] = (f_001[i]+f_101[i]-f_000[i]-f_100[i])*C4 / m_dx[2];
1529                            } // end of component loop i
1530                        } // end of k0 loop
1531                    } // end of k2 loop
1532                } // end of face 2
1533                if (m_faceOffset[3] > -1) {
1534    #pragma omp for nowait
1535                    for (index_t k2=0; k2 < m_NE[2]; ++k2) {
1536                        for (index_t k0=0; k0 < m_NE[0]; ++k0) {
1537                            memcpy(&f_000[0], in.getSampleDataRO(INDEX3(k0,m_NN[1]-2,k2, m_NN[0],m_NN[1])), numComp*sizeof(double));
1538                            memcpy(&f_001[0], in.getSampleDataRO(INDEX3(k0,m_NN[1]-2,k2+1, m_NN[0],m_NN[1])), numComp*sizeof(double));
1539                            memcpy(&f_010[0], in.getSampleDataRO(INDEX3(k0,m_NN[1]-1,k2, m_NN[0],m_NN[1])), numComp*sizeof(double));
1540                            memcpy(&f_011[0], in.getSampleDataRO(INDEX3(k0,m_NN[1]-1,k2+1, m_NN[0],m_NN[1])), numComp*sizeof(double));
1541                            memcpy(&f_100[0], in.getSampleDataRO(INDEX3(k0+1,m_NN[1]-2,k2, m_NN[0],m_NN[1])), numComp*sizeof(double));
1542                            memcpy(&f_101[0], in.getSampleDataRO(INDEX3(k0+1,m_NN[1]-2,k2+1, m_NN[0],m_NN[1])), numComp*sizeof(double));
1543                            memcpy(&f_110[0], in.getSampleDataRO(INDEX3(k0+1,m_NN[1]-1,k2, m_NN[0],m_NN[1])), numComp*sizeof(double));
1544                            memcpy(&f_111[0], in.getSampleDataRO(INDEX3(k0+1,m_NN[1]-1,k2+1, m_NN[0],m_NN[1])), numComp*sizeof(double));
1545                            double* o = out.getSampleDataRW(m_faceOffset[3]+INDEX2(k0,k2,m_NE[0]));
1546                            for (index_t i=0; i < numComp; ++i) {
1547                                o[INDEX3(i,0,0,numComp,3)] = (f_110[i]+f_111[i]-f_010[i]-f_011[i])*C4 / m_dx[0];
1548                                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 / m_dx[1];
1549                                o[INDEX3(i,2,0,numComp,3)] = (f_011[i]+f_111[i]-f_010[i]-f_110[i])*C4 / m_dx[2];
1550                            } // end of component loop i
1551                        } // end of k0 loop
1552                    } // end of k2 loop
1553                } // end of face 3
1554                if (m_faceOffset[4] > -1) {
1555    #pragma omp for nowait
1556                    for (index_t k1=0; k1 < m_NE[1]; ++k1) {
1557                        for (index_t k0=0; k0 < m_NE[0]; ++k0) {
1558                            memcpy(&f_000[0], in.getSampleDataRO(INDEX3(k0,k1,0, m_NN[0],m_NN[1])), numComp*sizeof(double));
1559                            memcpy(&f_001[0], in.getSampleDataRO(INDEX3(k0,k1,1, m_NN[0],m_NN[1])), numComp*sizeof(double));
1560                            memcpy(&f_010[0], in.getSampleDataRO(INDEX3(k0,k1+1,0, m_NN[0],m_NN[1])), numComp*sizeof(double));
1561                            memcpy(&f_011[0], in.getSampleDataRO(INDEX3(k0,k1+1,1, m_NN[0],m_NN[1])), numComp*sizeof(double));
1562                            memcpy(&f_100[0], in.getSampleDataRO(INDEX3(k0+1,k1,0, m_NN[0],m_NN[1])), numComp*sizeof(double));
1563                            memcpy(&f_101[0], in.getSampleDataRO(INDEX3(k0+1,k1,1, m_NN[0],m_NN[1])), numComp*sizeof(double));
1564                            memcpy(&f_110[0], in.getSampleDataRO(INDEX3(k0+1,k1+1,0, m_NN[0],m_NN[1])), numComp*sizeof(double));
1565                            memcpy(&f_111[0], in.getSampleDataRO(INDEX3(k0+1,k1+1,1, m_NN[0],m_NN[1])), numComp*sizeof(double));
1566                            double* o = out.getSampleDataRW(m_faceOffset[4]+INDEX2(k0,k1,m_NE[0]));
1567                            for (index_t i=0; i < numComp; ++i) {
1568                                o[INDEX3(i,0,0,numComp,3)] = (f_100[i]+f_110[i]-f_000[i]-f_010[i])*C4 / m_dx[0];
1569                                o[INDEX3(i,1,0,numComp,3)] = (f_010[i]+f_110[i]-f_000[i]-f_100[i])*C4 / m_dx[1];
1570                                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 / m_dx[2];
1571                            } // end of component loop i
1572                        } // end of k0 loop
1573                    } // end of k1 loop
1574                } // end of face 4
1575                if (m_faceOffset[5] > -1) {
1576    #pragma omp for nowait
1577                    for (index_t k1=0; k1 < m_NE[1]; ++k1) {
1578                        for (index_t k0=0; k0 < m_NE[0]; ++k0) {
1579                            memcpy(&f_000[0], in.getSampleDataRO(INDEX3(k0,k1,m_NN[2]-2, m_NN[0],m_NN[1])), numComp*sizeof(double));
1580                            memcpy(&f_001[0], in.getSampleDataRO(INDEX3(k0,k1,m_NN[2]-1, m_NN[0],m_NN[1])), numComp*sizeof(double));
1581                            memcpy(&f_010[0], in.getSampleDataRO(INDEX3(k0,k1+1,m_NN[2]-2, m_NN[0],m_NN[1])), numComp*sizeof(double));
1582                            memcpy(&f_011[0], in.getSampleDataRO(INDEX3(k0,k1+1,m_NN[2]-1, m_NN[0],m_NN[1])), numComp*sizeof(double));
1583                            memcpy(&f_100[0], in.getSampleDataRO(INDEX3(k0+1,k1,m_NN[2]-2, m_NN[0],m_NN[1])), numComp*sizeof(double));
1584                            memcpy(&f_101[0], in.getSampleDataRO(INDEX3(k0+1,k1,m_NN[2]-1, m_NN[0],m_NN[1])), numComp*sizeof(double));
1585                            memcpy(&f_110[0], in.getSampleDataRO(INDEX3(k0+1,k1+1,m_NN[2]-2, m_NN[0],m_NN[1])), numComp*sizeof(double));
1586                            memcpy(&f_111[0], in.getSampleDataRO(INDEX3(k0+1,k1+1,m_NN[2]-1, m_NN[0],m_NN[1])), numComp*sizeof(double));
1587                            double* o = out.getSampleDataRW(m_faceOffset[5]+INDEX2(k0,k1,m_NE[0]));
1588                            for (index_t i=0; i < numComp; ++i) {
1589                                o[INDEX3(i,0,0,numComp,3)] = (f_101[i]+f_111[i]-f_001[i]-f_011[i])*C4 / m_dx[0];
1590                                o[INDEX3(i,1,0,numComp,3)] = (f_011[i]+f_111[i]-f_001[i]-f_101[i])*C4 / m_dx[1];
1591                                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 / m_dx[2];
1592                            } // end of component loop i
1593                        } // end of k0 loop
1594                    } // end of k1 loop
1595                } // end of face 5
1596            } // end of parallel section
1597        }
1598  }  }
1599    
1600  pair<double,double> Brick::getFirstCoordAndSpacing(dim_t dim) const  //protected
1601    void Brick::assembleIntegrate(vector<double>& integrals, escript::Data& arg) const
1602  {  {
1603      if (dim==0)      const dim_t numComp = arg.getDataPointSize();
1604          return pair<double,double>((m_l0*m_offset0)/m_gNE0, m_l0/m_gNE0);      const index_t left = (m_offset[0]==0 ? 0 : 1);
1605      else if (dim==1)      const index_t bottom = (m_offset[1]==0 ? 0 : 1);
1606          return pair<double,double>((m_l1*m_offset1)/m_gNE1, m_l1/m_gNE1);      const index_t front = (m_offset[2]==0 ? 0 : 1);
1607      else if (dim==2)      const int fs = arg.getFunctionSpace().getTypeCode();
1608          return pair<double,double>((m_l2*m_offset2)/m_gNE2, m_l2/m_gNE2);      if (fs == Elements && arg.actsExpanded()) {
1609            const double w_0 = m_dx[0]*m_dx[1]*m_dx[2]/8.;
1610    #pragma omp parallel
1611            {
1612                vector<double> int_local(numComp, 0);
1613    #pragma omp for nowait
1614                for (index_t k2 = front; k2 < front+m_ownNE[2]; ++k2) {
1615                    for (index_t k1 = bottom; k1 < bottom+m_ownNE[1]; ++k1) {
1616                        for (index_t k0 = left; k0 < left+m_ownNE[0]; ++k0) {
1617                            const double* f = arg.getSampleDataRO(INDEX3(k0, k1, k2, m_NE[0], m_NE[1]));
1618                            for (index_t i=0; i < numComp; ++i) {
1619                                const double f_0 = f[INDEX2(i,0,numComp)];
1620                                const double f_1 = f[INDEX2(i,1,numComp)];
1621                                const double f_2 = f[INDEX2(i,2,numComp)];
1622                                const double f_3 = f[INDEX2(i,3,numComp)];
1623                                const double f_4 = f[INDEX2(i,4,numComp)];
1624                                const double f_5 = f[INDEX2(i,5,numComp)];
1625                                const double f_6 = f[INDEX2(i,6,numComp)];
1626                                const double f_7 = f[INDEX2(i,7,numComp)];
1627                                int_local[i]+=(f_0+f_1+f_2+f_3+f_4+f_5+f_6+f_7)*w_0;
1628                            }  // end of component loop i
1629                        } // end of k0 loop
1630                    } // end of k1 loop
1631                } // end of k2 loop
1632    
1633    #pragma omp critical
1634                for (index_t i=0; i<numComp; i++)
1635                    integrals[i]+=int_local[i];
1636            } // end of parallel section
1637    
1638      throw RipleyException("getFirstCoordAndSpacing(): invalid argument");      } else if (fs==ReducedElements || (fs==Elements && !arg.actsExpanded())) {
1639  }          const double w_0 = m_dx[0]*m_dx[1]*m_dx[2];
1640    #pragma omp parallel
1641            {
1642                vector<double> int_local(numComp, 0);
1643    #pragma omp for nowait
1644                for (index_t k2 = front; k2 < front+m_ownNE[2]; ++k2) {
1645                    for (index_t k1 = bottom; k1 < bottom+m_ownNE[1]; ++k1) {
1646                        for (index_t k0 = left; k0 < left+m_ownNE[0]; ++k0) {
1647                            const double* f = arg.getSampleDataRO(INDEX3(k0, k1, k2, m_NE[0], m_NE[1]));
1648                            for (index_t i=0; i < numComp; ++i) {
1649                                int_local[i]+=f[i]*w_0;
1650                            }  // end of component loop i
1651                        } // end of k0 loop
1652                    } // end of k1 loop
1653                } // end of k2 loop
1654    
1655    #pragma omp critical
1656                for (index_t i=0; i<numComp; i++)
1657                    integrals[i]+=int_local[i];
1658            } // end of parallel section
1659    
1660        } else if (fs == FaceElements && arg.actsExpanded()) {
1661            const double w_0 = m_dx[1]*m_dx[2]/4.;
1662            const double w_1 = m_dx[0]*m_dx[2]/4.;
1663            const double w_2 = m_dx[0]*m_dx[1]/4.;
1664    #pragma omp parallel
1665            {
1666                vector<double> int_local(numComp, 0);
1667                if (m_faceOffset[0] > -1) {
1668    #pragma omp for nowait
1669                    for (index_t k2 = front; k2 < front+m_ownNE[2]; ++k2) {
1670                        for (index_t k1 = bottom; k1 < bottom+m_ownNE[1]; ++k1) {
1671                            const double* f = arg.getSampleDataRO(m_faceOffset[0]+INDEX2(k1,k2,m_NE[1]));
1672                            for (index_t i=0; i < numComp; ++i) {
1673                                const double f_0 = f[INDEX2(i,0,numComp)];
1674                                const double f_1 = f[INDEX2(i,1,numComp)];
1675                                const double f_2 = f[INDEX2(i,2,numComp)];
1676                                const double f_3 = f[INDEX2(i,3,numComp)];
1677                                int_local[i]+=(f_0+f_1+f_2+f_3)*w_0;
1678                            }  // end of component loop i
1679                        } // end of k1 loop
1680                    } // end of k2 loop
1681                }
1682    
1683                if (m_faceOffset[1] > -1) {
1684    #pragma omp for nowait
1685                    for (index_t k2 = front; k2 < front+m_ownNE[2]; ++k2) {
1686                        for (index_t k1 = bottom; k1 < bottom+m_ownNE[1]; ++k1) {
1687                            const double* f = arg.getSampleDataRO(m_faceOffset[1]+INDEX2(k1,k2,m_NE[1]));
1688                            for (index_t i=0; i < numComp; ++i) {
1689                                const double f_0 = f[INDEX2(i,0,numComp)];
1690                                const double f_1 = f[INDEX2(i,1,numComp)];
1691                                const double f_2 = f[INDEX2(i,2,numComp)];
1692                                const double f_3 = f[INDEX2(i,3,numComp)];
1693                                int_local[i]+=(f_0+f_1+f_2+f_3)*w_0;
1694                            }  // end of component loop i
1695                        } // end of k1 loop
1696                    } // end of k2 loop
1697                }
1698    
1699                if (m_faceOffset[2] > -1) {
1700    #pragma omp for nowait
1701                    for (index_t k2 = front; k2 < front+m_ownNE[2]; ++k2) {
1702                        for (index_t k0 = left; k0 < left+m_ownNE[0]; ++k0) {
1703                            const double* f = arg.getSampleDataRO(m_faceOffset[2]+INDEX2(k0,k2,m_NE[0]));
1704                            for (index_t i=0; i < numComp; ++i) {
1705                                const double f_0 = f[INDEX2(i,0,numComp)];
1706                                const double f_1 = f[INDEX2(i,1,numComp)];
1707                                const double f_2 = f[INDEX2(i,2,numComp)];
1708                                const double f_3 = f[INDEX2(i,3,numComp)];
1709                                int_local[i]+=(f_0+f_1+f_2+f_3)*w_1;
1710                            }  // end of component loop i
1711                        } // end of k1 loop
1712                    } // end of k2 loop
1713                }
1714    
1715                if (m_faceOffset[3] > -1) {
1716    #pragma omp for nowait
1717                    for (index_t k2 = front; k2 < front+m_ownNE[2]; ++k2) {
1718                        for (index_t k0 = left; k0 < left+m_ownNE[0]; ++k0) {
1719                            const double* f = arg.getSampleDataRO(m_faceOffset[3]+INDEX2(k0,k2,m_NE[0]));
1720                            for (index_t i=0; i < numComp; ++i) {
1721                                const double f_0 = f[INDEX2(i,0,numComp)];
1722                                const double f_1 = f[INDEX2(i,1,numComp)];
1723                                const double f_2 = f[INDEX2(i,2,numComp)];
1724                                const double f_3 = f[INDEX2(i,3,numComp)];
1725                                int_local[i]+=(f_0+f_1+f_2+f_3)*w_1;
1726                            }  // end of component loop i
1727                        } // end of k1 loop
1728                    } // end of k2 loop
1729                }
1730    
1731                if (m_faceOffset[4] > -1) {
1732    #pragma omp for nowait
1733                    for (index_t k1 = bottom; k1 < bottom+m_ownNE[1]; ++k1) {
1734                        for (index_t k0 = left; k0 < left+m_ownNE[0]; ++k0) {
1735                            const double* f = arg.getSampleDataRO(m_faceOffset[4]+INDEX2(k0,k1,m_NE[0]));
1736                            for (index_t i=0; i < numComp; ++i) {
1737                                const double f_0 = f[INDEX2(i,0,numComp)];
1738                                const double f_1 = f[INDEX2(i,1,numComp)];
1739                                const double f_2 = f[INDEX2(i,2,numComp)];
1740                                const double f_3 = f[INDEX2(i,3,numComp)];
1741                                int_local[i]+=(f_0+f_1+f_2+f_3)*w_2;
1742                            }  // end of component loop i
1743                        } // end of k1 loop
1744                    } // end of k2 loop
1745                }
1746    
1747                if (m_faceOffset[5] > -1) {
1748    #pragma omp for nowait
1749                    for (index_t k1 = bottom; k1 < bottom+m_ownNE[1]; ++k1) {
1750                        for (index_t k0 = left; k0 < left+m_ownNE[0]; ++k0) {
1751                            const double* f = arg.getSampleDataRO(m_faceOffset[5]+INDEX2(k0,k1,m_NE[0]));
1752                            for (index_t i=0; i < numComp; ++i) {
1753                                const double f_0 = f[INDEX2(i,0,numComp)];
1754                                const double f_1 = f[INDEX2(i,1,numComp)];
1755                                const double f_2 = f[INDEX2(i,2,numComp)];
1756                                const double f_3 = f[INDEX2(i,3,numComp)];
1757                                int_local[i]+=(f_0+f_1+f_2+f_3)*w_2;
1758                            }  // end of component loop i
1759                        } // end of k1 loop
1760                    } // end of k2 loop
1761                }
1762    
1763    #pragma omp critical
1764                for (index_t i=0; i<numComp; i++)
1765                    integrals[i]+=int_local[i];
1766            } // end of parallel section
1767    
1768        } else if (fs==ReducedFaceElements || (fs==FaceElements && !arg.actsExpanded())) {
1769            const double w_0 = m_dx[1]*m_dx[2];
1770            const double w_1 = m_dx[0]*m_dx[2];
1771            const double w_2 = m_dx[0]*m_dx[1];
1772    #pragma omp parallel
1773            {
1774                vector<double> int_local(numComp, 0);
1775                if (m_faceOffset[0] > -1) {
1776    #pragma omp for nowait
1777                    for (index_t k2 = front; k2 < front+m_ownNE[2]; ++k2) {
1778                        for (index_t k1 = bottom; k1 < bottom+m_ownNE[1]; ++k1) {
1779                            const double* f = arg.getSampleDataRO(m_faceOffset[0]+INDEX2(k1,k2,m_NE[1]));
1780                            for (index_t i=0; i < numComp; ++i) {
1781                                int_local[i]+=f[i]*w_0;
1782                            }  // end of component loop i
1783                        } // end of k1 loop
1784                    } // end of k2 loop
1785                }
1786    
1787                if (m_faceOffset[1] > -1) {
1788    #pragma omp for nowait
1789                    for (index_t k2 = front; k2 < front+m_ownNE[2]; ++k2) {
1790                        for (index_t k1 = bottom; k1 < bottom+m_ownNE[1]; ++k1) {
1791                            const double* f = arg.getSampleDataRO(m_faceOffset[1]+INDEX2(k1,k2,m_NE[1]));
1792                            for (index_t i=0; i < numComp; ++i) {
1793                                int_local[i]+=f[i]*w_0;
1794                            }  // end of component loop i
1795                        } // end of k1 loop
1796                    } // end of k2 loop
1797                }
1798    
1799                if (m_faceOffset[2] > -1) {
1800    #pragma omp for nowait
1801                    for (index_t k2 = front; k2 < front+m_ownNE[2]; ++k2) {
1802                        for (index_t k0 = left; k0 < left+m_ownNE[0]; ++k0) {
1803                            const double* f = arg.getSampleDataRO(m_faceOffset[2]+INDEX2(k0,k2,m_NE[0]));
1804                            for (index_t i=0; i < numComp; ++i) {
1805                                int_local[i]+=f[i]*w_1;
1806                            }  // end of component loop i
1807                        } // end of k1 loop
1808                    } // end of k2 loop
1809                }
1810    
1811                if (m_faceOffset[3] > -1) {
1812    #pragma omp for nowait
1813                    for (index_t k2 = front; k2 < front+m_ownNE[2]; ++k2) {
1814                        for (index_t k0 = left; k0 < left+m_ownNE[0]; ++k0) {
1815                            const double* f = arg.getSampleDataRO(m_faceOffset[3]+INDEX2(k0,k2,m_NE[0]));
1816                            for (index_t i=0; i < numComp; ++i) {
1817                                int_local[i]+=f[i]*w_1;
1818                            }  // end of component loop i
1819                        } // end of k1 loop
1820                    } // end of k2 loop
1821                }
1822    
1823                if (m_faceOffset[4] > -1) {
1824    #pragma omp for nowait
1825                    for (index_t k1 = bottom; k1 < bottom+m_ownNE[1]; ++k1) {
1826                        for (index_t k0 = left; k0 < left+m_ownNE[0]; ++k0) {
1827                            const double* f = arg.getSampleDataRO(m_faceOffset[4]+INDEX2(k0,k1,m_NE[0]));
1828                            for (index_t i=0; i < numComp; ++i) {
1829                                int_local[i]+=f[i]*w_2;
1830                            }  // end of component loop i
1831                        } // end of k1 loop
1832                    } // end of k2 loop
1833                }
1834    
1835                if (m_faceOffset[5] > -1) {
1836    #pragma omp for nowait
1837                    for (index_t k1 = bottom; k1 < bottom+m_ownNE[1]; ++k1) {
1838                        for (index_t k0 = left; k0 < left+m_ownNE[0]; ++k0) {
1839                            const double* f = arg.getSampleDataRO(m_faceOffset[5]+INDEX2(k0,k1,m_NE[0]));
1840                            for (index_t i=0; i < numComp; ++i) {
1841                                int_local[i]+=f[i]*w_2;
1842                            }  // end of component loop i
1843                        } // end of k1 loop
1844                    } // end of k2 loop
1845                }
1846    
1847    #pragma omp critical
1848                for (index_t i=0; i<numComp; i++)
1849                    integrals[i]+=int_local[i];
1850            } // end of parallel section
1851        } // function space selector
1852    }
1853    
1854  //protected  //protected
1855  dim_t Brick::getNumFaceElements() const  dim_t Brick::insertNeighbourNodes(IndexVector& index, index_t node) const
1856  {  {
1857      dim_t n=0;      const dim_t nDOF0 = (m_gNE[0]+1)/m_NX[0];
1858      //left      const dim_t nDOF1 = (m_gNE[1]+1)/m_NX[1];
1859      if (m_offset0==0)      const dim_t nDOF2 = (m_gNE[2]+1)/m_NX[2];
1860          n+=m_NE1*m_NE2;      const int x=node%nDOF0;
1861      //right      const int y=node%(nDOF0*nDOF1)/nDOF0;
1862      if (m_mpiInfo->rank%m_NX==m_NX-1)      const int z=node/(nDOF0*nDOF1);
1863          n+=m_NE1*m_NE2;      int num=0;
1864      //bottom      // loop through potential neighbours and add to index if positions are
1865      if (m_offset1==0)      // within bounds
1866          n+=m_NE0*m_NE2;      for (int i2=-1; i2<2; i2++) {
1867      //top          for (int i1=-1; i1<2; i1++) {
1868      if (m_mpiInfo->rank%(m_NX*m_NY)/m_NX==m_NY-1)              for (int i0=-1; i0<2; i0++) {
1869          n+=m_NE0*m_NE2;                  // skip node itself
1870      //front                  if (i0==0 && i1==0 && i2==0)
1871      if (m_offset2==0)                      continue;
1872          n+=m_NE0*m_NE1;                  // location of neighbour node
1873      //back                  const int nx=x+i0;
1874      if (m_mpiInfo->rank/(m_NX*m_NY)==m_NZ-1)                  const int ny=y+i1;
1875          n+=m_NE0*m_NE1;                  const int nz=z+i2;
1876                    if (nx>=0 && ny>=0 && nz>=0
1877                            && nx<nDOF0 && ny<nDOF1 && nz<nDOF2) {
1878                        index.push_back(nz*nDOF0*nDOF1+ny*nDOF0+nx);
1879                        num++;
1880                    }
1881                }
1882            }
1883        }
1884    
1885      return n;      return num;
1886  }  }
1887    
1888  //protected  //protected
1889  void Brick::assembleCoordinates(escript::Data& arg) const  void Brick::nodesToDOF(escript::Data& out, escript::Data& in) const
1890  {  {
1891      escriptDataC x = arg.getDataC();      const dim_t numComp = in.getDataPointSize();
1892      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");  
1893    
1894      pair<double,double> xdx = getFirstCoordAndSpacing(0);      const index_t left = (m_offset[0]==0 ? 0 : 1);
1895      pair<double,double> ydy = getFirstCoordAndSpacing(1);      const index_t bottom = (m_offset[1]==0 ? 0 : 1);
1896      pair<double,double> zdz = getFirstCoordAndSpacing(2);      const index_t front = (m_offset[2]==0 ? 0 : 1);
1897      arg.requireWrite();      const dim_t nDOF0 = (m_gNE[0]+1)/m_NX[0];
1898        const dim_t nDOF1 = (m_gNE[1]+1)/m_NX[1];
1899        const dim_t nDOF2 = (m_gNE[2]+1)/m_NX[2];
1900  #pragma omp parallel for  #pragma omp parallel for
1901      for (dim_t i2 = 0; i2 < m_N2; i2++) {      for (index_t i=0; i<nDOF2; i++) {
1902          for (dim_t i1 = 0; i1 < m_N1; i1++) {          for (index_t j=0; j<nDOF1; j++) {
1903              for (dim_t i0 = 0; i0 < m_N0; i0++) {              for (index_t k=0; k<nDOF0; k++) {
1904                  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];
1905                  point[0] = xdx.first+i0*xdx.second;                  const double* src=in.getSampleDataRO(n);
1906                  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;  
1907              }              }
1908          }          }
1909      }      }
1910  }  }
1911    
1912    //protected
1913    void Brick::dofToNodes(escript::Data& out, escript::Data& in) const
1914    {
1915        const dim_t numComp = in.getDataPointSize();
1916        Paso_Coupler* coupler = Paso_Coupler_alloc(m_connector, numComp);
1917        in.requireWrite();
1918        Paso_Coupler_startCollect(coupler, in.getSampleDataRW(0));
1919    
1920        const dim_t numDOF = getNumDOF();
1921        out.requireWrite();
1922        const double* buffer = Paso_Coupler_finishCollect(coupler);
1923    
1924    #pragma omp parallel for
1925        for (index_t i=0; i<getNumNodes(); i++) {
1926            const double* src=(m_dofMap[i]<numDOF ?
1927                    in.getSampleDataRO(m_dofMap[i])
1928                    : &buffer[(m_dofMap[i]-numDOF)*numComp]);
1929            copy(src, src+numComp, out.getSampleDataRW(i));
1930        }
1931        Paso_Coupler_free(coupler);
1932    }
1933    
1934  //private  //private
1935  void Brick::populateSampleIds()  void Brick::populateSampleIds()
1936  {  {
1937      // 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
1938      // 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
1939      // below / to the left / to the front of the current rank      // left-right, bottom-top, front-back).
1940        // This means rank 0 has id 0...n0-1, rank 1 has id n0...n1-1 etc. which
1941        // helps when writing out data rank after rank.
1942    
1943      // build node distribution vector first.      // build node distribution vector first.
1944      // 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
1945      // rank i owns m_nodeDistribution[i+1]-nodeDistribution[i] nodes      // constant for all ranks in this implementation
1946      m_nodeDistribution.assign(m_mpiInfo->size+1, 0);      m_nodeDistribution.assign(m_mpiInfo->size+1, 0);
1947      m_nodeDistribution[1]=getNumNodes();      const dim_t numDOF=getNumDOF();
1948      for (dim_t k=1; k<m_mpiInfo->size-1; k++) {      for (dim_t k=1; k<m_mpiInfo->size; k++) {
1949          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;  
1950      }      }
1951      m_nodeDistribution[m_mpiInfo->size]=getNumDataPointsGlobal();      m_nodeDistribution[m_mpiInfo->size]=getNumDataPointsGlobal();
   
1952      m_nodeId.resize(getNumNodes());      m_nodeId.resize(getNumNodes());
1953        m_dofId.resize(numDOF);
1954        m_elementId.resize(getNumElements());
1955    
1956      // the bottom, left and front planes are not owned by this rank so the      // populate face element counts
1957      // identifiers need to be computed accordingly      //left
1958      const index_t left = (m_offset0==0 ? 0 : 1);      if (m_offset[0]==0)
1959      const index_t bottom = (m_offset1==0 ? 0 : 1);          m_faceCount[0]=m_NE[1]*m_NE[2];
1960      const index_t front = (m_offset2==0 ? 0 : 1);      else
1961            m_faceCount[0]=0;
1962      // case 1: all nodes on left plane are owned by rank on the left      //right
1963      if (left>0) {      if (m_mpiInfo->rank%m_NX[0]==m_NX[0]-1)
1964          const int neighbour=m_mpiInfo->rank-1;          m_faceCount[1]=m_NE[1]*m_NE[2];
1965          const index_t leftN0=(neighbour%m_NX == 0 ? m_N0 : m_N0-1);      else
1966          const index_t leftN1=(neighbour%(m_NX*m_NY)/m_NX==0 ? m_N1 : m_N1-1);          m_faceCount[1]=0;
1967  #pragma omp parallel for      //bottom
1968          for (dim_t i2=front; i2<m_N2; i2++) {      if (m_offset[1]==0)
1969              for (dim_t i1=bottom; i1<m_N1; i1++) {          m_faceCount[2]=m_NE[0]*m_NE[2];
1970                  m_nodeId[i1*m_N0+i2*m_N0*m_N1]=m_nodeDistribution[neighbour]      else
1971                      + (i1-bottom+1)*leftN0          m_faceCount[2]=0;
1972                      + (i2-front)*leftN0*leftN1 - 1;      //top
1973        if (m_mpiInfo->rank%(m_NX[0]*m_NX[1])/m_NX[0]==m_NX[1]-1)
1974            m_faceCount[3]=m_NE[0]*m_NE[2];
1975        else
1976            m_faceCount[3]=0;
1977        //front
1978        if (m_offset[2]==0)
1979            m_faceCount[4]=m_NE[0]*m_NE[1];
1980        else
1981            m_faceCount[4]=0;
1982        //back
1983        if (m_mpiInfo->rank/(m_NX[0]*m_NX[1])==m_NX[2]-1)
1984            m_faceCount[5]=m_NE[0]*m_NE[1];
1985        else
1986            m_faceCount[5]=0;
1987    
1988        m_faceId.resize(getNumFaceElements());
1989    
1990        const index_t left = (m_offset[0]==0 ? 0 : 1);
1991        const index_t bottom = (m_offset[1]==0 ? 0 : 1);
1992        const index_t front = (m_offset[2]==0 ? 0 : 1);
1993        const dim_t nDOF0 = (m_gNE[0]+1)/m_NX[0];
1994        const dim_t nDOF1 = (m_gNE[1]+1)/m_NX[1];
1995        const dim_t nDOF2 = (m_gNE[2]+1)/m_NX[2];
1996    
1997        // the following is a compromise between efficiency and code length to
1998        // set the node id's according to the order mentioned above.
1999        // First we set all the edge and corner id's in a rather slow way since
2000        // they might or might not be owned by this rank. Next come the own
2001        // node id's which are identical to the DOF id's (simple loop), and finally
2002        // the 6 faces are set but only if required...
2003    
2004    #define globalNodeId(x,y,z) \
2005        ((m_offset[0]+x)/nDOF0)*nDOF0*nDOF1*nDOF2+(m_offset[0]+x)%nDOF0\
2006        + ((m_offset[1]+y)/nDOF1)*nDOF0*nDOF1*nDOF2*m_NX[0]+((m_offset[1]+y)%nDOF1)*nDOF0\
2007        + ((m_offset[2]+z)/nDOF2)*nDOF0*nDOF1*nDOF2*m_NX[0]*m_NX[1]+((m_offset[2]+z)%nDOF2)*nDOF0*nDOF1
2008    
2009    #pragma omp parallel
2010        {
2011            // set edge id's
2012            // edges in x-direction, including corners
2013    #pragma omp for nowait
2014            for (dim_t i=0; i<m_NN[0]; i++) {
2015                m_nodeId[i] = globalNodeId(i, 0, 0); // LF
2016                m_nodeId[m_NN[0]*(m_NN[1]-1)+i] = globalNodeId(i, m_NN[1]-1, 0); // UF
2017                m_nodeId[m_NN[0]*m_NN[1]*(m_NN[2]-1)+i] = globalNodeId(i, 0, m_NN[2]-1); // LB
2018                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
2019            }
2020            // edges in y-direction, without corners
2021    #pragma omp for nowait
2022            for (dim_t i=1; i<m_NN[1]-1; i++) {
2023                m_nodeId[m_NN[0]*i] = globalNodeId(0, i, 0); // FL
2024                m_nodeId[m_NN[0]*(i+1)-1] = globalNodeId(m_NN[0]-1, i, 0); // FR
2025                m_nodeId[m_NN[0]*m_NN[1]*(m_NN[2]-1)+m_NN[0]*i] = globalNodeId(0, i, m_NN[2]-1); // BL
2026                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
2027            }
2028            // edges in z-direction, without corners
2029    #pragma omp for
2030            for (dim_t i=1; i<m_NN[2]-1; i++) {
2031                m_nodeId[m_NN[0]*m_NN[1]*i] = globalNodeId(0, 0, i); // LL
2032                m_nodeId[m_NN[0]*m_NN[1]*i+m_NN[0]-1] = globalNodeId(m_NN[0]-1, 0, i); // LR
2033                m_nodeId[m_NN[0]*m_NN[1]*(i+1)-m_NN[0]] = globalNodeId(0, m_NN[1]-1, i); // UL
2034                m_nodeId[m_NN[0]*m_NN[1]*(i+1)-1] = globalNodeId(m_NN[0]-1, m_NN[1]-1, i); // UR
2035            }
2036            // implicit barrier here because some node IDs will be overwritten
2037            // below
2038    
2039            // populate degrees of freedom and own nodes (identical id)
2040    #pragma omp for nowait
2041            for (dim_t i=0; i<nDOF2; i++) {
2042                for (dim_t j=0; j<nDOF1; j++) {
2043                    for (dim_t k=0; k<nDOF0; k++) {
2044                        const index_t nodeIdx=k+left+(j+bottom)*m_NN[0]+(i+front)*m_NN[0]*m_NN[1];
2045                        const index_t dofIdx=k+j*nDOF0+i*nDOF0*nDOF1;
2046                        m_dofId[dofIdx] = m_nodeId[nodeIdx]
2047                            = m_nodeDistribution[m_mpiInfo->rank]+dofIdx;
2048                    }
2049              }              }
2050          }          }
2051      }  
2052      // case 2: all nodes on bottom plane are owned by rank below          // populate the rest of the nodes (shared with other ranks)
2053      if (bottom>0) {          if (m_faceCount[0]==0) { // left plane
2054          const int neighbour=m_mpiInfo->rank-m_NX;  #pragma omp for nowait
2055          const index_t bottomN0=(neighbour%m_NX == 0 ? m_N0 : m_N0-1);              for (dim_t i=0; i<nDOF2; i++) {
2056          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++) {
2057  #pragma omp parallel for                      const index_t nodeIdx=(j+bottom)*m_NN[0]+(i+front)*m_NN[0]*m_NN[1];
2058          for (dim_t i2=front; i2<m_N2; i2++) {                      const index_t dofId=(j+1)*nDOF0-1+i*nDOF0*nDOF1;
2059              for (dim_t i0=left; i0<m_N0; i0++) {                      m_nodeId[nodeIdx]
2060                  m_nodeId[i0+i2*m_N0*m_N1]=m_nodeDistribution[neighbour]                          = m_nodeDistribution[m_mpiInfo->rank-1]+dofId;
2061                      + bottomN0*(bottomN1-1)                  }
                     + (i2-front)*bottomN0*bottomN1 + i0-left;  
2062              }              }
2063          }          }
2064      }          if (m_faceCount[1]==0) { // right plane
2065      // case 3: all nodes on front plane are owned by rank in front  #pragma omp for nowait
2066      if (front>0) {              for (dim_t i=0; i<nDOF2; i++) {
2067          const int neighbour=m_mpiInfo->rank-m_NX*m_NY;                  for (dim_t j=0; j<nDOF1; j++) {
2068          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];
2069          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;
2070          const index_t N2=(neighbour/(m_NX*m_NY)==0 ? m_N2 : m_N2-1);                      m_nodeId[nodeIdx]
2071  #pragma omp parallel for                          = m_nodeDistribution[m_mpiInfo->rank+1]+dofId;
2072          for (dim_t i1=bottom; i1<m_N1; i1++) {                  }
2073              for (dim_t i0=left; i0<m_N0; i0++) {              }
2074                  m_nodeId[i0+i1*m_N0]=m_nodeDistribution[neighbour]          }
2075                      + N0*N1*(N2-1)+(i1-bottom)*N0 + i0-left;          if (m_faceCount[2]==0) { // bottom plane
2076    #pragma omp for nowait
2077                for (dim_t i=0; i<nDOF2; i++) {
2078                    for (dim_t k=0; k<nDOF0; k++) {
2079                        const index_t nodeIdx=k+left+(i+front)*m_NN[0]*m_NN[1];
2080                        const index_t dofId=nDOF0*(nDOF1-1)+k+i*nDOF0*nDOF1;
2081                        m_nodeId[nodeIdx]
2082                            = m_nodeDistribution[m_mpiInfo->rank-m_NX[0]]+dofId;
2083                    }
2084                }
2085            }
2086            if (m_faceCount[3]==0) { // top plane
2087    #pragma omp for nowait
2088                for (dim_t i=0; i<nDOF2; i++) {
2089                    for (dim_t k=0; k<nDOF0; k++) {
2090                        const index_t nodeIdx=k+left+(i+front)*m_NN[0]*m_NN[1]+m_NN[0]*(m_NN[1]-1);
2091                        const index_t dofId=k+i*nDOF0*nDOF1;
2092                        m_nodeId[nodeIdx]
2093                            = m_nodeDistribution[m_mpiInfo->rank+m_NX[0]]+dofId;
2094                    }
2095                }
2096            }
2097            if (m_faceCount[4]==0) { // front plane
2098    #pragma omp for nowait
2099                for (dim_t j=0; j<nDOF1; j++) {
2100                    for (dim_t k=0; k<nDOF0; k++) {
2101                        const index_t nodeIdx=k+left+(j+bottom)*m_NN[0];
2102                        const index_t dofId=k+j*nDOF0+nDOF0*nDOF1*(nDOF2-1);
2103                        m_nodeId[nodeIdx]
2104                            = m_nodeDistribution[m_mpiInfo->rank-m_NX[0]*m_NX[1]]+dofId;
2105                    }
2106                }
2107            }
2108            if (m_faceCount[5]==0) { // back plane
2109    #pragma omp for nowait
2110                for (dim_t j=0; j<nDOF1; j++) {
2111                    for (dim_t k=0; k<nDOF0; k++) {
2112                        const index_t nodeIdx=k+left+(j+bottom)*m_NN[0]+m_NN[0]*m_NN[1]*(m_NN[2]-1);
2113                        const index_t dofId=k+j*nDOF0;
2114                        m_nodeId[nodeIdx]
2115                            = m_nodeDistribution[m_mpiInfo->rank+m_NX[0]*m_NX[1]]+dofId;
2116                    }
2117                }
2118            }
2119    
2120            // populate element id's
2121    #pragma omp for nowait
2122            for (dim_t i2=0; i2<m_NE[2]; i2++) {
2123                for (dim_t i1=0; i1<m_NE[1]; i1++) {
2124                    for (dim_t i0=0; i0<m_NE[0]; i0++) {
2125                        m_elementId[i0+i1*m_NE[0]+i2*m_NE[0]*m_NE[1]] =
2126                            (m_offset[2]+i2)*m_gNE[0]*m_gNE[1]
2127                            +(m_offset[1]+i1)*m_gNE[0]
2128                            +m_offset[0]+i0;
2129                    }
2130              }              }
2131          }          }
2132    
2133            // face elements
2134    #pragma omp for
2135            for (dim_t k=0; k<getNumFaceElements(); k++)
2136                m_faceId[k]=k;
2137        } // end parallel section
2138    
2139    #undef globalNodeId
2140    
2141        m_nodeTags.assign(getNumNodes(), 0);
2142        updateTagsInUse(Nodes);
2143    
2144        m_elementTags.assign(getNumElements(), 0);
2145        updateTagsInUse(Elements);
2146    
2147        // generate face offset vector and set face tags
2148        const index_t LEFT=1, RIGHT=2, BOTTOM=10, TOP=20, FRONT=100, BACK=200;
2149        const index_t faceTag[] = { LEFT, RIGHT, BOTTOM, TOP, FRONT, BACK };
2150        m_faceOffset.assign(6, -1);
2151        m_faceTags.clear();
2152        index_t offset=0;
2153        for (size_t i=0; i<6; i++) {
2154            if (m_faceCount[i]>0) {
2155                m_faceOffset[i]=offset;
2156                offset+=m_faceCount[i];
2157                m_faceTags.insert(m_faceTags.end(), m_faceCount[i], faceTag[i]);
2158            }
2159      }      }
2160      // case 4: nodes on front bottom edge are owned by the corresponding rank      setTagMap("left", LEFT);
2161      if (front>0 && bottom>0) {      setTagMap("right", RIGHT);
2162          const int neighbour=m_mpiInfo->rank-m_NX*(m_NY+1);      setTagMap("bottom", BOTTOM);
2163          const index_t N0=(neighbour%m_NX == 0 ? m_N0 : m_N0-1);      setTagMap("top", TOP);
2164          const index_t N1=(neighbour%(m_NX*m_NY)/m_NX==0 ? m_N1 : m_N1-1);      setTagMap("front", FRONT);
2165          const index_t N2=(neighbour/(m_NX*m_NY)==0 ? m_N2 : m_N2-1);      setTagMap("back", BACK);
2166        updateTagsInUse(FaceElements);
2167    }
2168    
2169    //private
2170    void Brick::createPattern()
2171    {
2172        const dim_t nDOF0 = (m_gNE[0]+1)/m_NX[0];
2173        const dim_t nDOF1 = (m_gNE[1]+1)/m_NX[1];
2174        const dim_t nDOF2 = (m_gNE[2]+1)/m_NX[2];
2175        const index_t left = (m_offset[0]==0 ? 0 : 1);
2176        const index_t bottom = (m_offset[1]==0 ? 0 : 1);
2177        const index_t front = (m_offset[2]==0 ? 0 : 1);
2178    
2179        // populate node->DOF mapping with own degrees of freedom.
2180        // The rest is assigned in the loop further down
2181        m_dofMap.assign(getNumNodes(), 0);
2182  #pragma omp parallel for  #pragma omp parallel for
2183          for (dim_t i0=left; i0<m_N0; i0++) {      for (index_t i=front; i<front+nDOF2; i++) {
2184              m_nodeId[i0]=m_nodeDistribution[neighbour]          for (index_t j=bottom; j<bottom+nDOF1; j++) {
2185                  + N0*N1*(N2-1)+(N1-1)*N0 + i0-left;              for (index_t k=left; k<left+nDOF0; k++) {
2186                    m_dofMap[i*m_NN[0]*m_NN[1]+j*m_NN[0]+k]=(i-front)*nDOF0*nDOF1+(j-bottom)*nDOF0+k-left;
2187                }
2188          }          }
2189      }      }
2190      // case 5: nodes on left bottom edge are owned by the corresponding rank  
2191      if (left>0 && bottom>0) {      // build list of shared components and neighbours by looping through
2192          const int neighbour=m_mpiInfo->rank-m_NX-1;      // all potential neighbouring ranks and checking if positions are
2193          const index_t N0=(neighbour%m_NX == 0 ? m_N0 : m_N0-1);      // within bounds
2194          const index_t N1=(neighbour%(m_NX*m_NY)/m_NX==0 ? m_N1 : m_N1-1);      const dim_t numDOF=nDOF0*nDOF1*nDOF2;
2195  #pragma omp parallel for      vector<IndexVector> colIndices(numDOF); // for the couple blocks
2196          for (dim_t i2=front; i2<m_N2; i2++) {      RankVector neighbour;
2197              m_nodeId[i2*m_N0*m_N1]=m_nodeDistribution[neighbour]      IndexVector offsetInShared(1,0);
2198                  + (1+i2-front)*N0*N1-1;      IndexVector sendShared, recvShared;
2199        int numShared=0;
2200        const int x=m_mpiInfo->rank%m_NX[0];
2201        const int y=m_mpiInfo->rank%(m_NX[0]*m_NX[1])/m_NX[0];
2202        const int z=m_mpiInfo->rank/(m_NX[0]*m_NX[1]);
2203        for (int i2=-1; i2<2; i2++) {
2204            for (int i1=-1; i1<2; i1++) {
2205                for (int i0=-1; i0<2; i0++) {
2206                    // skip this rank
2207                    if (i0==0 && i1==0 && i2==0)
2208                        continue;
2209                    // location of neighbour rank
2210                    const int nx=x+i0;
2211                    const int ny=y+i1;
2212                    const int nz=z+i2;
2213                    if (nx>=0 && ny>=0 && nz>=0 && nx<m_NX[0] && ny<m_NX[1] && nz<m_NX[2]) {
2214                        neighbour.push_back(nz*m_NX[0]*m_NX[1]+ny*m_NX[0]+nx);
2215                        if (i0==0 && i1==0) {
2216                            // sharing front or back plane
2217                            offsetInShared.push_back(offsetInShared.back()+nDOF0*nDOF1);
2218                            for (dim_t i=0; i<nDOF1; i++) {
2219                                const int firstDOF=(i2==-1 ? i*nDOF0
2220                                        : i*nDOF0 + nDOF0*nDOF1*(nDOF2-1));
2221                                const int firstNode=(i2==-1 ? left+(i+bottom)*m_NN[0]
2222                                        : left+(i+bottom)*m_NN[0]+m_NN[0]*m_NN[1]*(m_NN[2]-1));
2223                                for (dim_t j=0; j<nDOF0; j++, numShared++) {
2224                                    sendShared.push_back(firstDOF+j);
2225                                    recvShared.push_back(numDOF+numShared);
2226                                    if (j>0) {
2227                                        if (i>0)
2228                                            colIndices[firstDOF+j-1-nDOF0].push_back(numShared);
2229                                        colIndices[firstDOF+j-1].push_back(numShared);
2230                                        if (i<nDOF1-1)
2231                                            colIndices[firstDOF+j-1+nDOF0].push_back(numShared);
2232                                    }
2233                                    if (i>0)
2234                                        colIndices[firstDOF+j-nDOF0].push_back(numShared);
2235                                    colIndices[firstDOF+j].push_back(numShared);
2236                                    if (i<nDOF1-1)
2237                                        colIndices[firstDOF+j+nDOF0].push_back(numShared);
2238                                    if (j<nDOF0-1) {
2239                                        if (i>0)
2240                                            colIndices[firstDOF+j+1-nDOF0].push_back(numShared);
2241                                        colIndices[firstDOF+j+1].push_back(numShared);
2242                                        if (i<nDOF1-1)
2243                                            colIndices[firstDOF+j+1+nDOF0].push_back(numShared);
2244                                    }
2245                                    m_dofMap[firstNode+j]=numDOF+numShared;
2246                                }
2247                            }
2248                        } else if (i0==0 && i2==0) {
2249                            // sharing top or bottom plane
2250                            offsetInShared.push_back(offsetInShared.back()+nDOF0*nDOF2);
2251                            for (dim_t i=0; i<nDOF2; i++) {
2252                                const int firstDOF=(i1==-1 ? i*nDOF0*nDOF1
2253                                        : nDOF0*((i+1)*nDOF1-1));
2254                                const int firstNode=(i1==-1 ?
2255                                        left+(i+front)*m_NN[0]*m_NN[1]
2256                                        : left+m_NN[0]*((i+1+front)*m_NN[1]-1));
2257                                for (dim_t j=0; j<nDOF0; j++, numShared++) {
2258                                    sendShared.push_back(firstDOF+j);
2259                                    recvShared.push_back(numDOF+numShared);
2260                                    if (j>0) {
2261                                        if (i>0)
2262                                            colIndices[firstDOF+j-1-nDOF0*nDOF1].push_back(numShared);
2263                                        colIndices[firstDOF+j-1].push_back(numShared);
2264                                        if (i<nDOF2-1)
2265                                            colIndices[firstDOF+j-1+nDOF0*nDOF1].push_back(numShared);
2266                                    }
2267                                    if (i>0)
2268                                        colIndices[firstDOF+j-nDOF0*nDOF1].push_back(numShared);
2269                                    colIndices[firstDOF+j].push_back(numShared);
2270                                    if (i<nDOF2-1)
2271                                        colIndices[firstDOF+j+nDOF0*nDOF1].push_back(numShared);
2272                                    if (j<nDOF0-1) {
2273                                        if (i>0)
2274                                            colIndices[firstDOF+j+1-nDOF0*nDOF1].push_back(numShared);
2275                                        colIndices[firstDOF+j+1].push_back(numShared);
2276                                        if (i<nDOF2-1)
2277                                            colIndices[firstDOF+j+1+nDOF0*nDOF1].push_back(numShared);
2278                                    }
2279                                    m_dofMap[firstNode+j]=numDOF+numShared;
2280                                }
2281                            }
2282                        } else if (i1==0 && i2==0) {
2283                            // sharing left or right plane
2284                            offsetInShared.push_back(offsetInShared.back()+nDOF1*nDOF2);
2285                            for (dim_t i=0; i<nDOF2; i++) {
2286                                const int firstDOF=(i0==-1 ? i*nDOF0*nDOF1
2287                                        : nDOF0*(1+i*nDOF1)-1);
2288                                const int firstNode=(i0==-1 ?
2289                                        (bottom+(i+front)*m_NN[1])*m_NN[0]
2290                                        : (bottom+1+(i+front)*m_NN[1])*m_NN[0]-1);
2291                                for (dim_t j=0; j<nDOF1; j++, numShared++) {
2292                                    sendShared.push_back(firstDOF+j*nDOF0);
2293                                    recvShared.push_back(numDOF+numShared);
2294                                    if (j>0) {
2295                                        if (i>0)
2296                                            colIndices[firstDOF+(j-1)*nDOF0-nDOF0*nDOF1].push_back(numShared);
2297                                        colIndices[firstDOF+(j-1)*nDOF0].push_back(numShared);
2298                                        if (i<nDOF2-1)
2299                                            colIndices[firstDOF+(j-1)*nDOF0+nDOF0*nDOF1].push_back(numShared);
2300                                    }
2301                                    if (i>0)
2302                                        colIndices[firstDOF+j*nDOF0-nDOF0*nDOF1].push_back(numShared);
2303                                    colIndices[firstDOF+j*nDOF0].push_back(numShared);
2304                                    if (i<nDOF2-1)
2305                                        colIndices[firstDOF+j*nDOF0+nDOF0*nDOF1].push_back(numShared);
2306                                    if (j<nDOF1-1) {
2307                                        if (i>0)
2308                                            colIndices[firstDOF+(j+1)*nDOF0-nDOF0*nDOF1].push_back(numShared);
2309                                        colIndices[firstDOF+(j+1)*nDOF0].push_back(numShared);
2310                                        if (i<nDOF2-1)
2311                                            colIndices[firstDOF+(j+1)*nDOF0+nDOF0*nDOF1].push_back(numShared);
2312                                    }
2313                                    m_dofMap[firstNode+j*m_NN[0]]=numDOF+numShared;
2314                                }
2315                            }
2316                        } else if (i0==0) {
2317                            // sharing an edge in x direction
2318                            offsetInShared.push_back(offsetInShared.back()+nDOF0);
2319                            const int firstDOF=(i1+1)/2*nDOF0*(nDOF1-1)
2320                                               +(i2+1)/2*nDOF0*nDOF1*(nDOF2-1);
2321                            const int firstNode=left+(i1+1)/2*m_NN[0]*(m_NN[1]-1)
2322                                                +(i2+1)/2*m_NN[0]*m_NN[1]*(m_NN[2]-1);
2323                            for (dim_t i=0; i<nDOF0; i++, numShared++) {
2324                                sendShared.push_back(firstDOF+i);
2325                                recvShared.push_back(numDOF+numShared);
2326                                if (i>0)
2327                                    colIndices[firstDOF+i-1].push_back(numShared);
2328                                colIndices[firstDOF+i].push_back(numShared);
2329                                if (i<nDOF0-1)
2330                                    colIndices[firstDOF+i+1].push_back(numShared);
2331                                m_dofMap[firstNode+i]=numDOF+numShared;
2332                            }
2333                        } else if (i1==0) {
2334                            // sharing an edge in y direction
2335                            offsetInShared.push_back(offsetInShared.back()+nDOF1);
2336                            const int firstDOF=(i0+1)/2*(nDOF0-1)
2337                                               +(i2+1)/2*nDOF0*nDOF1*(nDOF2-1);
2338                            const int firstNode=bottom*m_NN[0]
2339                                                +(i0+1)/2*(m_NN[0]-1)
2340                                                +(i2+1)/2*m_NN[0]*m_NN[1]*(m_NN[2]-1);
2341                            for (dim_t i=0; i<nDOF1; i++, numShared++) {
2342                                sendShared.push_back(firstDOF+i*nDOF0);
2343                                recvShared.push_back(numDOF+numShared);
2344                                if (i>0)
2345                                    colIndices[firstDOF+(i-1)*nDOF0].push_back(numShared);
2346                                colIndices[firstDOF+i*nDOF0].push_back(numShared);
2347                                if (i<nDOF1-1)
2348                                    colIndices[firstDOF+(i+1)*nDOF0].push_back(numShared);
2349                                m_dofMap[firstNode+i*m_NN[0]]=numDOF+numShared;
2350                            }
2351                        } else if (i2==0) {
2352                            // sharing an edge in z direction
2353                            offsetInShared.push_back(offsetInShared.back()+nDOF2);
2354                            const int firstDOF=(i0+1)/2*(nDOF0-1)
2355                                               +(i1+1)/2*nDOF0*(nDOF1-1);
2356                            const int firstNode=front*m_NN[0]*m_NN[1]
2357                                                +(i0+1)/2*(m_NN[0]-1)
2358                                                +(i1+1)/2*m_NN[0]*(m_NN[1]-1);
2359                            for (dim_t i=0; i<nDOF2; i++, numShared++) {
2360                                sendShared.push_back(firstDOF+i*nDOF0*nDOF1);
2361                                recvShared.push_back(numDOF+numShared);
2362                                if (i>0)
2363                                    colIndices[firstDOF+(i-1)*nDOF0*nDOF1].push_back(numShared);
2364                                colIndices[firstDOF+i*nDOF0*nDOF1].push_back(numShared);
2365                                if (i<nDOF2-1)
2366                                    colIndices[firstDOF+(i+1)*nDOF0*nDOF1].push_back(numShared);
2367                                m_dofMap[firstNode+i*m_NN[0]*m_NN[1]]=numDOF+numShared;
2368                            }
2369                        } else {
2370                            // sharing a node
2371                            const int dof=(i0+1)/2*(nDOF0-1)
2372                                          +(i1+1)/2*nDOF0*(nDOF1-1)
2373                                          +(i2+1)/2*nDOF0*nDOF1*(nDOF2-1);
2374                            const int node=(i0+1)/2*(m_NN[0]-1)
2375                                           +(i1+1)/2*m_NN[0]*(m_NN[1]-1)
2376                                           +(i2+1)/2*m_NN[0]*m_NN[1]*(m_NN[2]-1);
2377                            offsetInShared.push_back(offsetInShared.back()+1);
2378                            sendShared.push_back(dof);
2379                            recvShared.push_back(numDOF+numShared);
2380                            colIndices[dof].push_back(numShared);
2381                            m_dofMap[node]=numDOF+numShared;
2382                            ++numShared;
2383                        }
2384                    }
2385                }
2386          }          }
2387      }      }
2388      // case 6: nodes on left front edge are owned by the corresponding rank  
2389      if (left>0 && front>0) {      // create connector
2390          const int neighbour=m_mpiInfo->rank-m_NX*m_NY-1;      Paso_SharedComponents *snd_shcomp = Paso_SharedComponents_alloc(
2391          const index_t N0=(neighbour%m_NX == 0 ? m_N0 : m_N0-1);              numDOF, neighbour.size(), &neighbour[0], &sendShared[0],
2392          const index_t N1=(neighbour%(m_NX*m_NY)/m_NX==0 ? m_N1 : m_N1-1);              &offsetInShared[0], 1, 0, m_mpiInfo);
2393          const index_t N2=(neighbour/(m_NX*m_NY)==0 ? m_N2 : m_N2-1);      Paso_SharedComponents *rcv_shcomp = Paso_SharedComponents_alloc(
2394  #pragma omp parallel for              numDOF, neighbour.size(), &neighbour[0], &recvShared[0],
2395          for (dim_t i1=bottom; i1<m_N1; i1++) {              &offsetInShared[0], 1, 0, m_mpiInfo);
2396              m_nodeId[i1*m_N0]=m_nodeDistribution[neighbour]      m_connector = Paso_Connector_alloc(snd_shcomp, rcv_shcomp);
2397                  + N0*N1*(N2-1)+N0-1+(i1-bottom)*N0;      Paso_SharedComponents_free(snd_shcomp);
2398          }      Paso_SharedComponents_free(rcv_shcomp);
2399      }  
2400      // case 7: bottom-left-front corner node owned by corresponding rank      // create main and couple blocks
2401      if (left>0 && bottom>0 && front>0) {      Paso_Pattern *mainPattern = createMainPattern();
2402          const int neighbour=m_mpiInfo->rank-m_NX*(m_NY+1)-1;      Paso_Pattern *colPattern, *rowPattern;
2403          const index_t N0=(neighbour%m_NX == 0 ? m_N0 : m_N0-1);      createCouplePatterns(colIndices, numShared, &colPattern, &rowPattern);
2404          const index_t N1=(neighbour%(m_NX*m_NY)/m_NX==0 ? m_N1 : m_N1-1);  
2405          const index_t N2=(neighbour/(m_NX*m_NY) == 0 ? m_N2 : m_N2-1);      // allocate paso distribution
2406          m_nodeId[0]=m_nodeDistribution[neighbour]+N0*N1*N2-1;      Paso_Distribution* distribution = Paso_Distribution_alloc(m_mpiInfo,
2407                const_cast<index_t*>(&m_nodeDistribution[0]), 1, 0);
2408    
2409        // finally create the system matrix
2410        m_pattern = Paso_SystemMatrixPattern_alloc(MATRIX_FORMAT_DEFAULT,
2411                distribution, distribution, mainPattern, colPattern, rowPattern,
2412                m_connector, m_connector);
2413    
2414        Paso_Distribution_free(distribution);
2415    
2416        // useful debug output
2417        /*
2418        cout << "--- rcv_shcomp ---" << endl;
2419        cout << "numDOF=" << numDOF << ", numNeighbors=" << neighbour.size() << endl;
2420        for (size_t i=0; i<neighbour.size(); i++) {
2421            cout << "neighbor[" << i << "]=" << neighbour[i]
2422                << " offsetInShared[" << i+1 << "]=" << offsetInShared[i+1] << endl;
2423        }
2424        for (size_t i=0; i<recvShared.size(); i++) {
2425            cout << "shared[" << i << "]=" << recvShared[i] << endl;
2426        }
2427        cout << "--- snd_shcomp ---" << endl;
2428        for (size_t i=0; i<sendShared.size(); i++) {
2429            cout << "shared[" << i << "]=" << sendShared[i] << endl;
2430        }
2431        cout << "--- dofMap ---" << endl;
2432        for (size_t i=0; i<m_dofMap.size(); i++) {
2433            cout << "m_dofMap[" << i << "]=" << m_dofMap[i] << endl;
2434        }
2435        cout << "--- colIndices ---" << endl;
2436        for (size_t i=0; i<colIndices.size(); i++) {
2437            cout << "colIndices[" << i << "].size()=" << colIndices[i].size() << endl;
2438        }
2439        */
2440    
2441        /*
2442        cout << "--- main_pattern ---" << endl;
2443        cout << "M=" << mainPattern->numOutput << ", N=" << mainPattern->numInput << endl;
2444        for (size_t i=0; i<mainPattern->numOutput+1; i++) {
2445            cout << "ptr[" << i << "]=" << mainPattern->ptr[i] << endl;
2446        }
2447        for (size_t i=0; i<mainPattern->ptr[mainPattern->numOutput]; i++) {
2448            cout << "index[" << i << "]=" << mainPattern->index[i] << endl;
2449      }      }
2450        */
2451    
2452      // the rest of the id's are contiguous      /*
2453      const index_t firstId=m_nodeDistribution[m_mpiInfo->rank];      cout << "--- colCouple_pattern ---" << endl;
2454  #pragma omp parallel for      cout << "M=" << colPattern->numOutput << ", N=" << colPattern->numInput << endl;
2455      for (dim_t i2=front; i2<m_N2; i2++) {      for (size_t i=0; i<colPattern->numOutput+1; i++) {
2456          for (dim_t i1=bottom; i1<m_N1; i1++) {          cout << "ptr[" << i << "]=" << colPattern->ptr[i] << endl;
2457              for (dim_t i0=left; i0<m_N0; i0++) {      }
2458                  m_nodeId[i0+i1*m_N0+i2*m_N0*m_N1] = firstId+i0-left      for (size_t i=0; i<colPattern->ptr[colPattern->numOutput]; i++) {
2459                      +(i1-bottom)*(m_N0-left)          cout << "index[" << i << "]=" << colPattern->index[i] << endl;
2460                      +(i2-front)*(m_N0-left)*(m_N1-bottom);      }
2461        */
2462    
2463        /*
2464        cout << "--- rowCouple_pattern ---" << endl;
2465        cout << "M=" << rowPattern->numOutput << ", N=" << rowPattern->numInput << endl;
2466        for (size_t i=0; i<rowPattern->numOutput+1; i++) {
2467            cout << "ptr[" << i << "]=" << rowPattern->ptr[i] << endl;
2468        }
2469        for (size_t i=0; i<rowPattern->ptr[rowPattern->numOutput]; i++) {
2470            cout << "index[" << i << "]=" << rowPattern->index[i] << endl;
2471        }
2472        */
2473    
2474        Paso_Pattern_free(mainPattern);
2475        Paso_Pattern_free(colPattern);
2476        Paso_Pattern_free(rowPattern);
2477    }
2478    
2479    //private
2480    void Brick::addToMatrixAndRHS(Paso_SystemMatrix* S, escript::Data& F,
2481             const vector<double>& EM_S, const vector<double>& EM_F, bool addS,
2482             bool addF, index_t firstNode, dim_t nEq, dim_t nComp) const
2483    {
2484        IndexVector rowIndex;
2485        rowIndex.push_back(m_dofMap[firstNode]);
2486        rowIndex.push_back(m_dofMap[firstNode+1]);
2487        rowIndex.push_back(m_dofMap[firstNode+m_NN[0]]);
2488        rowIndex.push_back(m_dofMap[firstNode+m_NN[0]+1]);
2489        rowIndex.push_back(m_dofMap[firstNode+m_NN[0]*m_NN[1]]);
2490        rowIndex.push_back(m_dofMap[firstNode+m_NN[0]*m_NN[1]+1]);
2491        rowIndex.push_back(m_dofMap[firstNode+m_NN[0]*(m_NN[1]+1)]);
2492        rowIndex.push_back(m_dofMap[firstNode+m_NN[0]*(m_NN[1]+1)+1]);
2493        if (addF) {
2494            double *F_p=F.getSampleDataRW(0);
2495            for (index_t i=0; i<rowIndex.size(); i++) {
2496                if (rowIndex[i]<getNumDOF()) {
2497                    for (index_t eq=0; eq<nEq; eq++) {
2498                        F_p[INDEX2(eq, rowIndex[i], nEq)]+=EM_F[INDEX2(eq,i,nEq)];
2499                    }
2500              }              }
2501          }          }
2502      }      }
2503        if (addS) {
2504            addToSystemMatrix(S, rowIndex, nEq, rowIndex, nComp, EM_S);
2505        }
2506    }
2507    
2508      // elements  //protected
2509      m_elementId.resize(getNumElements());  void Brick::interpolateNodesOnElements(escript::Data& out, escript::Data& in,
2510  #pragma omp parallel for                                         bool reduced) const
2511      for (dim_t k=0; k<getNumElements(); k++) {  {
2512          m_elementId[k]=k;      const dim_t numComp = in.getDataPointSize();
2513        if (reduced) {
2514            out.requireWrite();
2515    #pragma omp parallel
2516            {
2517                vector<double> f_000(numComp);
2518                vector<double> f_001(numComp);
2519                vector<double> f_010(numComp);
2520                vector<double> f_011(numComp);
2521                vector<double> f_100(numComp);
2522                vector<double> f_101(numComp);
2523                vector<double> f_110(numComp);
2524                vector<double> f_111(numComp);
2525    #pragma omp for
2526                for (index_t k2=0; k2 < m_NE[2]; ++k2) {
2527                    for (index_t k1=0; k1 < m_NE[1]; ++k1) {
2528                        for (index_t k0=0; k0 < m_NE[0]; ++k0) {
2529                            memcpy(&f_000[0], in.getSampleDataRO(INDEX3(k0,k1,k2, m_NN[0],m_NN[1])), numComp*sizeof(double));
2530                            memcpy(&f_001[0], in.getSampleDataRO(INDEX3(k0,k1,k2+1, m_NN[0],m_NN[1])), numComp*sizeof(double));
2531                            memcpy(&f_010[0], in.getSampleDataRO(INDEX3(k0,k1+1,k2, m_NN[0],m_NN[1])), numComp*sizeof(double));
2532                            memcpy(&f_011[0], in.getSampleDataRO(INDEX3(k0,k1+1,k2+1, m_NN[0],m_NN[1])), numComp*sizeof(double));
2533                            memcpy(&f_100[0], in.getSampleDataRO(INDEX3(k0+1,k1,k2, m_NN[0],m_NN[1])), numComp*sizeof(double));
2534                            memcpy(&f_101[0], in.getSampleDataRO(INDEX3(k0+1,k1,k2+1, m_NN[0],m_NN[1])), numComp*sizeof(double));
2535                            memcpy(&f_110[0], in.getSampleDataRO(INDEX3(k0+1,k1+1,k2, m_NN[0],m_NN[1])), numComp*sizeof(double));
2536                            memcpy(&f_111[0], in.getSampleDataRO(INDEX3(k0+1,k1+1,k2+1, m_NN[0],m_NN[1])), numComp*sizeof(double));
2537                            double* o = out.getSampleDataRW(INDEX3(k0,k1,k2,m_NE[0],m_NE[1]));
2538                            for (index_t i=0; i < numComp; ++i) {
2539                                o[INDEX2(i,numComp,0)] = (f_000[i] + f_001[i] + f_010[i] + f_011[i] + f_100[i] + f_101[i] + f_110[i] + f_111[i])/8;
2540                            } // end of component loop i
2541                        } // end of k0 loop
2542                    } // end of k1 loop
2543                } // end of k2 loop
2544            } // end of parallel section
2545        } else {
2546            out.requireWrite();
2547            const double c0 = .0094373878376559314545;
2548            const double c1 = .035220810900864519624;
2549            const double c2 = .13144585576580214704;
2550            const double c3 = .49056261216234406855;
2551    #pragma omp parallel
2552            {
2553                vector<double> f_000(numComp);
2554                vector<double> f_001(numComp);
2555                vector<double> f_010(numComp);
2556                vector<double> f_011(numComp);
2557                vector<double> f_100(numComp);
2558                vector<double> f_101(numComp);
2559                vector<double> f_110(numComp);
2560                vector<double> f_111(numComp);
2561    #pragma omp for
2562                for (index_t k2=0; k2 < m_NE[2]; ++k2) {
2563                    for (index_t k1=0; k1 < m_NE[1]; ++k1) {
2564                        for (index_t k0=0; k0 < m_NE[0]; ++k0) {
2565                            memcpy(&f_000[0], in.getSampleDataRO(INDEX3(k0,k1,k2, m_NN[0],m_NN[1])), numComp*sizeof(double));
2566                            memcpy(&f_001[0], in.getSampleDataRO(INDEX3(k0,k1,k2+1, m_NN[0],m_NN[1])), numComp*sizeof(double));
2567                            memcpy(&f_010[0], in.getSampleDataRO(INDEX3(k0,k1+1,k2, m_NN[0],m_NN[1])), numComp*sizeof(double));
2568                            memcpy(&f_011[0], in.getSampleDataRO(INDEX3(k0,k1+1,k2+1, m_NN[0],m_NN[1])), numComp*sizeof(double));
2569                            memcpy(&f_100[0], in.getSampleDataRO(INDEX3(k0+1,k1,k2, m_NN[0],m_NN[1])), numComp*sizeof(double));
2570                            memcpy(&f_101[0], in.getSampleDataRO(INDEX3(k0+1,k1,k2+1, m_NN[0],m_NN[1])), numComp*sizeof(double));
2571                            memcpy(&f_110[0], in.getSampleDataRO(INDEX3(k0+1,k1+1,k2, m_NN[0],m_NN[1])), numComp*sizeof(double));
2572                            memcpy(&f_111[0], in.getSampleDataRO(INDEX3(k0+1,k1+1,k2+1, m_NN[0],m_NN[1])), numComp*sizeof(double));
2573                            double* o = out.getSampleDataRW(INDEX3(k0,k1,k2,m_NE[0],m_NE[1]));
2574                            for (index_t i=0; i < numComp; ++i) {
2575                                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]);
2576                                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]);
2577                                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]);
2578                                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]);
2579                                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]);
2580                                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]);
2581                                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]);
2582                                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]);
2583                            } // end of component loop i
2584                        } // end of k0 loop
2585                    } // end of k1 loop
2586                } // end of k2 loop
2587            } // end of parallel section
2588      }      }
2589    }
2590    
2591      // face elements  //protected
2592      m_faceId.resize(getNumFaceElements());  void Brick::interpolateNodesOnFaces(escript::Data& out, escript::Data& in,
2593  #pragma omp parallel for                                      bool reduced) const
2594      for (dim_t k=0; k<getNumFaceElements(); k++) {  {
2595          m_faceId[k]=k;      const dim_t numComp = in.getDataPointSize();
2596        if (reduced) {
2597            out.requireWrite();
2598    #pragma omp parallel
2599            {
2600                vector<double> f_000(numComp);
2601                vector<double> f_001(numComp);
2602                vector<double> f_010(numComp);
2603                vector<double> f_011(numComp);
2604                vector<double> f_100(numComp);
2605                vector<double> f_101(numComp);
2606                vector<double> f_110(numComp);
2607                vector<double> f_111(numComp);
2608                if (m_faceOffset[0] > -1) {
2609    #pragma omp for nowait
2610                    for (index_t k2=0; k2 < m_NE[2]; ++k2) {
2611                        for (index_t k1=0; k1 < m_NE[1]; ++k1) {
2612                            memcpy(&f_000[0], in.getSampleDataRO(INDEX3(0,k1,k2, m_NN[0],m_NN[1])), numComp*sizeof(double));
2613                            memcpy(&f_001[0], in.getSampleDataRO(INDEX3(0,k1,k2+1, m_NN[0],m_NN[1])), numComp*sizeof(double));
2614                            memcpy(&f_010[0], in.getSampleDataRO(INDEX3(0,k1+1,k2, m_NN[0],m_NN[1])), numComp*sizeof(double));
2615                            memcpy(&f_011[0], in.getSampleDataRO(INDEX3(0,k1+1,k2+1, m_NN[0],m_NN[1])), numComp*sizeof(double));
2616                            double* o = out.getSampleDataRW(m_faceOffset[0]+INDEX2(k1,k2,m_NE[1]));
2617                            for (index_t i=0; i < numComp; ++i) {
2618                                o[INDEX2(i,numComp,0)] = (f_000[i] + f_001[i] + f_010[i] + f_011[i])/4;
2619                            } // end of component loop i
2620                        } // end of k1 loop
2621                    } // end of k2 loop
2622                } // end of face 0
2623                if (m_faceOffset[1] > -1) {
2624    #pragma omp for nowait
2625                    for (index_t k2=0; k2 < m_NE[2]; ++k2) {
2626                        for (index_t k1=0; k1 < m_NE[1]; ++k1) {
2627                            memcpy(&f_100[0], in.getSampleDataRO(INDEX3(m_NN[0]-1,k1,k2, m_NN[0],m_NN[1])), numComp*sizeof(double));
2628                            memcpy(&f_101[0], in.getSampleDataRO(INDEX3(m_NN[0]-1,k1,k2+1, m_NN[0],m_NN[1])), numComp*sizeof(double));
2629                            memcpy(&f_110[0], in.getSampleDataRO(INDEX3(m_NN[0]-1,k1+1,k2, m_NN[0],m_NN[1])), numComp*sizeof(double));
2630                            memcpy(&f_111[0], in.getSampleDataRO(INDEX3(m_NN[0]-1,k1+1,k2+1, m_NN[0],m_NN[1])), numComp*sizeof(double));
2631                            double* o = out.getSampleDataRW(m_faceOffset[1]+INDEX2(k1,k2,m_NE[1]));
2632                            for (index_t i=0; i < numComp; ++i) {
2633                                o[INDEX2(i,numComp,0)] = (f_100[i] + f_101[i] + f_110[i] + f_111[i])/4;
2634                            } // end of component loop i
2635                        } // end of k1 loop
2636                    } // end of k2 loop
2637                } // end of face 1
2638                if (m_faceOffset[2] > -1) {
2639    #pragma omp for nowait
2640                    for (index_t k2=0; k2 < m_NE[2]; ++k2) {
2641                        for (index_t k0=0; k0 < m_NE[0]; ++k0) {
2642                            memcpy(&f_000[0], in.getSampleDataRO(INDEX3(k0,0,k2, m_NN[0],m_NN[1])), numComp*sizeof(double));
2643                            memcpy(&f_001[0], in.getSampleDataRO(INDEX3(k0,0,k2+1, m_NN[0],m_NN[1])), numComp*sizeof(double));
2644                            memcpy(&f_100[0], in.getSampleDataRO(INDEX3(k0+1,0,k2, m_NN[0],m_NN[1])), numComp*sizeof(double));
2645                            memcpy(&f_101[0], in.getSampleDataRO(INDEX3(k0+1,0,k2+1, m_NN[0],m_NN[1])), numComp*sizeof(double));
2646                            double* o = out.getSampleDataRW(m_faceOffset[2]+INDEX2(k0,k2,m_NE[0]));
2647                            for (index_t i=0; i < numComp; ++i) {
2648                                o[INDEX2(i,numComp,0)] = (f_000[i] + f_001[i] + f_100[i] + f_101[i])/4;
2649                            } // end of component loop i
2650                        } // end of k0 loop
2651                    } // end of k2 loop
2652                } // end of face 2
2653                if (m_faceOffset[3] > -1) {
2654    #pragma omp for nowait
2655                    for (index_t k2=0; k2 < m_NE[2]; ++k2) {
2656                        for (index_t k0=0; k0 < m_NE[0]; ++k0) {
2657                            memcpy(&f_010[0], in.getSampleDataRO(INDEX3(k0,m_NN[1]-1,k2, m_NN[0],m_NN[1])), numComp*sizeof(double));
2658                            memcpy(&f_011[0], in.getSampleDataRO(INDEX3(k0,m_NN[1]-1,k2+1, m_NN[0],m_NN[1])), numComp*sizeof(double));
2659                            memcpy(&f_110[0], in.getSampleDataRO(INDEX3(k0+1,m_NN[1]-1,k2, m_NN[0],m_NN[1])), numComp*sizeof(double));
2660                            memcpy(&f_111[0], in.getSampleDataRO(INDEX3(k0+1,m_NN[1]-1,k2+1, m_NN[0],m_NN[1])), numComp*sizeof(double));
2661                            double* o = out.getSampleDataRW(m_faceOffset[3]+INDEX2(k0,k2,m_NE[0]));
2662                            for (index_t i=0; i < numComp; ++i) {
2663                                o[INDEX2(i,numComp,0)] = (f_010[i] + f_011[i] + f_110[i] + f_111[i])/4;
2664                            } // end of component loop i
2665                        } // end of k0 loop
2666                    } // end of k2 loop
2667                } // end of face 3
2668                if (m_faceOffset[4] > -1) {
2669    #pragma omp for nowait
2670                    for (index_t k1=0; k1 < m_NE[1]; ++k1) {
2671                        for (index_t k0=0; k0 < m_NE[0]; ++k0) {
2672                            memcpy(&f_000[0], in.getSampleDataRO(INDEX3(k0,k1,0, m_NN[0],m_NN[1])), numComp*sizeof(double));
2673                            memcpy(&f_010[0], in.getSampleDataRO(INDEX3(k0,k1+1,0, m_NN[0],m_NN[1])), numComp*sizeof(double));
2674                            memcpy(&f_100[0], in.getSampleDataRO(INDEX3(k0+1,k1,0, m_NN[0],m_NN[1])), numComp*sizeof(double));
2675                            memcpy(&f_110[0], in.getSampleDataRO(INDEX3(k0+1,k1+1,0, m_NN[0],m_NN[1])), numComp*sizeof(double));
2676                            double* o = out.getSampleDataRW(m_faceOffset[4]+INDEX2(k0,k1,m_NE[0]));
2677                            for (index_t i=0; i < numComp; ++i) {
2678                                o[INDEX2(i,numComp,0)] = (f_000[i] + f_010[i] + f_100[i] + f_110[i])/4;
2679                            } // end of component loop i
2680                        } // end of k0 loop
2681                    } // end of k1 loop
2682                } // end of face 4
2683                if (m_faceOffset[5] > -1) {
2684    #pragma omp for nowait
2685                    for (index_t k1=0; k1 < m_NE[1]; ++k1) {
2686                        for (index_t k0=0; k0 < m_NE[0]; ++k0) {
2687                            memcpy(&f_001[0], in.getSampleDataRO(INDEX3(k0,k1,m_NN[2]-1, m_NN[0],m_NN[1])), numComp*sizeof(double));
2688                            memcpy(&f_011[0], in.getSampleDataRO(INDEX3(k0,k1+1,m_NN[2]-1, m_NN[0],m_NN[1])), numComp*sizeof(double));
2689                            memcpy(&f_101[0], in.getSampleDataRO(INDEX3(k0+1,k1,m_NN[2]-1, m_NN[0],m_NN[1])), numComp*sizeof(double));
2690                            memcpy(&f_111[0], in.getSampleDataRO(INDEX3(k0+1,k1+1,m_NN[2]-1, m_NN[0],m_NN[1])), numComp*sizeof(double));
2691                            double* o = out.getSampleDataRW(m_faceOffset[5]+INDEX2(k0,k1,m_NE[0]));
2692                            for (index_t i=0; i < numComp; ++i) {
2693                                o[INDEX2(i,numComp,0)] = (f_001[i] + f_011[i] + f_101[i] + f_111[i])/4;
2694                            } // end of component loop i
2695                        } // end of k0 loop
2696                    } // end of k1 loop
2697                } // end of face 5
2698            } // end of parallel section
2699        } else {
2700            out.requireWrite();
2701            const double c0 = 0.044658198738520451079;
2702            const double c1 = 0.16666666666666666667;
2703            const double c2 = 0.62200846792814621559;
2704    #pragma omp parallel
2705            {
2706                vector<double> f_000(numComp);
2707                vector<double> f_001(numComp);
2708                vector<double> f_010(numComp);
2709                vector<double> f_011(numComp);
2710                vector<double> f_100(numComp);
2711                vector<double> f_101(numComp);
2712                vector<double> f_110(numComp);
2713                vector<double> f_111(numComp);
2714                if (m_faceOffset[0] > -1) {
2715    #pragma omp for nowait
2716                    for (index_t k2=0; k2 < m_NE[2]; ++k2) {
2717                        for (index_t k1=0; k1 < m_NE[1]; ++k1) {
2718                            memcpy(&f_000[0], in.getSampleDataRO(INDEX3(0,k1,k2, m_NN[0],m_NN[1])), numComp*sizeof(double));
2719                            memcpy(&f_001[0], in.getSampleDataRO(INDEX3(0,k1,k2+1, m_NN[0],m_NN[1])), numComp*sizeof(double));
2720                            memcpy(&f_010[0], in.getSampleDataRO(INDEX3(0,k1+1,k2, m_NN[0],m_NN[1])), numComp*sizeof(double));
2721                            memcpy(&f_011[0], in.getSampleDataRO(INDEX3(0,k1+1,k2+1, m_NN[0],m_NN[1])), numComp*sizeof(double));
2722                            double* o = out.getSampleDataRW(m_faceOffset[0]+INDEX2(k1,k2,m_NE[1]));
2723                            for (index_t i=0; i < numComp; ++i) {
2724                                o[INDEX2(i,numComp,0)] = f_000[i]*c2 + f_011[i]*c0 + c1*(f_001[i] + f_010[i]);
2725                                o[INDEX2(i,numComp,1)] = f_001[i]*c0 + f_010[i]*c2 + c1*(f_000[i] + f_011[i]);
2726                                o[INDEX2(i,numComp,2)] = f_001[i]*c2 + f_010[i]*c0 + c1*(f_000[i] + f_011[i]);
2727                                o[INDEX2(i,numComp,3)] = f_000[i]*c0 + f_011[i]*c2 + c1*(f_001[i] + f_010[i]);
2728                            } // end of component loop i
2729                        } // end of k1 loop
2730                    } // end of k2 loop
2731                } // end of face 0
2732                if (m_faceOffset[1] > -1) {
2733    #pragma omp for nowait
2734                    for (index_t k2=0; k2 < m_NE[2]; ++k2) {
2735                        for (index_t k1=0; k1 < m_NE[1]; ++k1) {
2736                            memcpy(&f_100[0], in.getSampleDataRO(INDEX3(m_NN[0]-1,k1,k2, m_NN[0],m_NN[1])), numComp*sizeof(double));
2737                            memcpy(&f_101[0], in.getSampleDataRO(INDEX3(m_NN[0]-1,k1,k2+1, m_NN[0],m_NN[1])), numComp*sizeof(double));
2738                            memcpy(&f_110[0], in.getSampleDataRO(INDEX3(m_NN[0]-1,k1+1,k2, m_NN[0],m_NN[1])), numComp*sizeof(double));
2739                            memcpy(&f_111[0], in.getSampleDataRO(INDEX3(m_NN[0]-1,k1+1,k2+1, m_NN[0],m_NN[1])), numComp*sizeof(double));
2740                            double* o = out.getSampleDataRW(m_faceOffset[1]+INDEX2(k1,k2,m_NE[1]));
2741                            for (index_t i=0; i < numComp; ++i) {
2742                                o[INDEX2(i,numComp,0)] = f_100[i]*c2 + f_111[i]*c0 + c1*(f_101[i] + f_110[i]);
2743                                o[INDEX2(i,numComp,1)] = f_101[i]*c0 + f_110[i]*c2 + c1*(f_100[i] + f_111[i]);
2744                                o[INDEX2(i,numComp,2)] = f_101[i]*c2 + f_110[i]*c0 + c1*(f_100[i] + f_111[i]);
2745                                o[INDEX2(i,numComp,3)] = f_100[i]*c0 + f_111[i]*c2 + c1*(f_101[i] + f_110[i]);
2746                            } // end of component loop i
2747                        } // end of k1 loop
2748                    } // end of k2 loop
2749                } // end of face 1
2750                if (m_faceOffset[2] > -1) {
2751    #pragma omp for nowait
2752                    for (index_t k2=0; k2 < m_NE[2]; ++k2) {
2753                        for (index_t k0=0; k0 < m_NE[0]; ++k0) {
2754                            memcpy(&f_000[0], in.getSampleDataRO(INDEX3(k0,0,k2, m_NN[0],m_NN[1])), numComp*sizeof(double));
2755                            memcpy(&f_001[0], in.getSampleDataRO(INDEX3(k0,0,k2+1, m_NN[0],m_NN[1])), numComp*sizeof(double));
2756                            memcpy(&f_100[0], in.getSampleDataRO(INDEX3(k0+1,0,k2, m_NN[0],m_NN[1])), numComp*sizeof(double));
2757                            memcpy(&f_101[0], in.getSampleDataRO(INDEX3(k0+1,0,k2+1, m_NN[0],m_NN[1])), numComp*sizeof(double));
2758                            double* o = out.getSampleDataRW(m_faceOffset[2]+INDEX2(k0,k2,m_NE[0]));
2759                            for (index_t i=0; i < numComp; ++i) {
2760                                o[INDEX2(i,numComp,0)] = f_000[i]*c2 + f_101[i]*c0 + c1*(f_001[i] + f_100[i]);
2761                                o[INDEX2(i,numComp,1)] = f_001[i]*c0 + f_100[i]*c2 + c1*(f_000[i] + f_101[i]);
2762                                o[INDEX2(i,numComp,2)] = f_001[i]*c2 + f_100[i]*c0 + c1*(f_000[i] + f_101[i]);
2763                                o[INDEX2(i,numComp,3)] = f_000[i]*c0 + f_101[i]*c2 + c1*(f_001[i] + f_100[i]);
2764                            } // end of component loop i
2765                        } // end of k0 loop
2766                    } // end of k2 loop
2767                } // end of face 2
2768                if (m_faceOffset[3] > -1) {
2769    #pragma omp for nowait
2770                    for (index_t k2=0; k2 < m_NE[2]; ++k2) {
2771                        for (index_t k0=0; k0 < m_NE[0]; ++k0) {
2772                            memcpy(&f_010[0], in.getSampleDataRO(INDEX3(k0,m_NN[1]-1,k2, m_NN[0],m_NN[1])), numComp*sizeof(double));
2773                            memcpy(&f_011[0], in.getSampleDataRO(INDEX3(k0,m_NN[1]-1,k2+1, m_NN[0],m_NN[1])), numComp*sizeof(double));
2774                            memcpy(&f_110[0], in.getSampleDataRO(INDEX3(k0+1,m_NN[1]-1,k2, m_NN[0],m_NN[1])), numComp*sizeof(double));
2775                            memcpy(&f_111[0], in.getSampleDataRO(INDEX3(k0+1,m_NN[1]-1,k2+1, m_NN[0],m_NN[1])), numComp*sizeof(double));
2776                            double* o = out.getSampleDataRW(m_faceOffset[3]+INDEX2(k0,k2,m_NE[0]));
2777                            for (index_t i=0; i < numComp; ++i) {
2778                                o[INDEX2(i,numComp,0)] = f_010[i]*c2 + f_111[i]*c0 + c1*(f_011[i] + f_110[i]);
2779                                o[INDEX2(i,numComp,1)] = f_011[i]*c0 + f_110[i]*c2 + c1*(f_010[i] + f_111[i]);
2780                                o[INDEX2(i,numComp,2)] = f_011[i]*c2 + f_110[i]*c0 + c1*(f_010[i] + f_111[i]);
2781                                o[INDEX2(i,numComp,3)] = f_010[i]*c0 + f_111[i]*c2 + c1*(f_011[i] + f_110[i]);
2782                            } // end of component loop i
2783                        } // end of k0 loop
2784                    } // end of k2 loop
2785                } // end of face 3
2786                if (m_faceOffset[4] > -1) {
2787    #pragma omp for nowait
2788                    for (index_t k1=0; k1 < m_NE[1]; ++k1) {
2789                        for (index_t k0=0; k0 < m_NE[0]; ++k0) {
2790                            memcpy(&f_000[0], in.getSampleDataRO(INDEX3(k0,k1,0, m_NN[0],m_NN[1])), numComp*sizeof(double));
2791                            memcpy(&f_010[0], in.getSampleDataRO(INDEX3(k0,k1+1,0, m_NN[0],m_NN[1])), numComp*sizeof(double));
2792                            memcpy(&f_100[0], in.getSampleDataRO(INDEX3(k0+1,k1,0, m_NN[0],m_NN[1])), numComp*sizeof(double));
2793                            memcpy(&f_110[0], in.getSampleDataRO(INDEX3(k0+1,k1+1,0, m_NN[0],m_NN[1])), numComp*sizeof(double));
2794                            double* o = out.getSampleDataRW(m_faceOffset[4]+INDEX2(k0,k1,m_NE[0]));
2795                            for (index_t i=0; i < numComp; ++i) {
2796                                o[INDEX2(i,numComp,0)] = f_000[i]*c2 + f_110[i]*c0 + c1*(f_010[i] + f_100[i]);
2797                                o[INDEX2(i,numComp,1)] = f_010[i]*c0 + f_100[i]*c2 + c1*(f_000[i] + f_110[i]);
2798                                o[INDEX2(i,numComp,2)] = f_010[i]*c2 + f_100[i]*c0 + c1*(f_000[i] + f_110[i]);
2799                                o[INDEX2(i,numComp,3)] = f_000[i]*c0 + f_110[i]*c2 + c1*(f_010[i] + f_100[i]);
2800                            } // end of component loop i
2801                        } // end of k0 loop
2802                    } // end of k1 loop
2803                } // end of face 4
2804                if (m_faceOffset[5] > -1) {
2805    #pragma omp for nowait
2806                    for (index_t k1=0; k1 < m_NE[1]; ++k1) {
2807                        for (index_t k0=0; k0 < m_NE[0]; ++k0) {
2808                            memcpy(&f_001[0], in.getSampleDataRO(INDEX3(k0,k1,m_NN[2]-1, m_NN[0],m_NN[1])), numComp*sizeof(double));
2809                            memcpy(&f_011[0], in.getSampleDataRO(INDEX3(k0,k1+1,m_NN[2]-1, m_NN[0],m_NN[1])), numComp*sizeof(double));
2810                            memcpy(&f_101[0], in.getSampleDataRO(INDEX3(k0+1,k1,m_NN[2]-1, m_NN[0],m_NN[1])), numComp*sizeof(double));
2811                            memcpy(&f_111[0], in.getSampleDataRO(INDEX3(k0+1,k1+1,m_NN[2]-1, m_NN[0],m_NN[1])), numComp*sizeof(double));
2812                            double* o = out.getSampleDataRW(m_faceOffset[5]+INDEX2(k0,k1,m_NE[0]));
2813                            for (index_t i=0; i < numComp; ++i) {
2814                                o[INDEX2(i,numComp,0)] = f_001[i]*c2 + f_111[i]*c0 + c1*(f_011[i] + f_101[i]);
2815                                o[INDEX2(i,numComp,1)] = f_011[i]*c0 + f_101[i]*c2 + c1*(f_001[i] + f_111[i]);
2816                                o[INDEX2(i,numComp,2)] = f_011[i]*c2 + f_101[i]*c0 + c1*(f_001[i] + f_111[i]);
2817                                o[INDEX2(i,numComp,3)] = f_001[i]*c0 + f_111[i]*c2 + c1*(f_011[i] + f_101[i]);
2818                            } // end of component loop i
2819                        } // end of k0 loop
2820                    } // end of k1 loop
2821                } // end of face 5
2822            } // end of parallel section
2823        }
2824    }
2825    
2826    //protected
2827    void Brick::assemblePDESingle(Paso_SystemMatrix* mat, escript::Data& rhs,
2828            const escript::Data& A, const escript::Data& B,
2829            const escript::Data& C, const escript::Data& D,
2830            const escript::Data& X, const escript::Data& Y) const
2831    {
2832        const double SQRT3 = 1.73205080756887719318;
2833        const double w10 = -m_dx[0]/288;
2834        const double w6 = w10*(SQRT3 - 2);
2835        const double w12 = w10*(-SQRT3 - 2);
2836        const double w4 = w10*(-4*SQRT3 + 7);
2837        const double w18 = w10*(-4*SQRT3 - 7);
2838        const double w11 = m_dx[1]/288;
2839        const double w5 = w11*(-SQRT3 + 2);
2840        const double w15 = w11*(SQRT3 + 2);
2841        const double w2 = w11*(4*SQRT3 - 7);
2842        const double w17 = w11*(4*SQRT3 + 7);
2843        const double w8 = m_dx[2]/288;
2844        const double w1 = w8*(-SQRT3 + 2);
2845        const double w16 = w8*(SQRT3 + 2);
2846        const double w20 = w8*(4*SQRT3 - 7);
2847        const double w21 = w8*(-4*SQRT3 - 7);
2848        const double w50 = m_dx[0]*m_dx[1]/72;
2849        const double w65 = -m_dx[0]*m_dx[1]/48;
2850        const double w35 = w65*(-SQRT3 - 3)/36;
2851        const double w42 = w65*(SQRT3 - 3)/36;
2852        const double w32 = w65*(5*SQRT3 - 9)/36;
2853        const double w43 = w65*(-5*SQRT3 - 9)/36;
2854        const double w40 = w65*(-19*SQRT3 - 33)/36;
2855        const double w41 = w65*(19*SQRT3 - 33)/36;
2856        const double w63 = w65*(SQRT3 + 2);
2857        const double w67 = w65*(-SQRT3 + 2);
2858        const double w51 = -m_dx[0]*m_dx[2]/72;
2859        const double w64 = -m_dx[0]*m_dx[2]/48;
2860        const double w34 = w64*(-SQRT3 - 3)/36;
2861        const double w37 = w64*(SQRT3 - 3)/36;
2862        const double w31 = w64*(5*SQRT3 - 9)/36;
2863        const double w39 = w64*(-5*SQRT3 - 9)/36;
2864        const double w44 = w64*(19*SQRT3 + 33)/36;
2865        const double w45 = w64*(-19*SQRT3 + 33)/36;
2866        const double w62 = w64*(SQRT3 + 2);
2867        const double w68 = w64*(-SQRT3 + 2);
2868        const double w53 = -m_dx[1]*m_dx[2]/72;
2869        const double w66 = -m_dx[1]*m_dx[2]/48;
2870        const double w33 = w66*(SQRT3 - 3)/36;
2871        const double w36 = w66*(-SQRT3 - 3)/36;
2872        const double w30 = w66*(5*SQRT3 - 9)/36;
2873        const double w38 = w66*(-5*SQRT3 - 9)/36;
2874        const double w46 = w66*(19*SQRT3 - 33)/36;
2875        const double w47 = w66*(-19*SQRT3 - 33)/36;
2876        const double w61 = w66*(SQRT3 + 2);
2877        const double w69 = w66*(-SQRT3 + 2);
2878        const double w55 = m_dx[0]*m_dx[1]*m_dx[2]/1728;
2879        const double w57 = w55*(-SQRT3 + 2);
2880        const double w58 = w55*(SQRT3 + 2);
2881        const double w54 = w55*(-4*SQRT3 + 7);
2882        const double w56 = w55*(4*SQRT3 + 7);
2883        const double w59 = w55*(15*SQRT3 + 26);
2884        const double w60 = w55*(-15*SQRT3 + 26);
2885        const double w71 = w55*6*(SQRT3 + 3);
2886        const double w72 = w55*6*(-SQRT3 + 3);
2887        const double w70 = w55*6*(5*SQRT3 + 9);
2888        const double w73 = w55*6*(-5*SQRT3 + 9);
2889        const double w13 = -m_dx[0]*m_dx[1]/(288*m_dx[2]);
2890        const double w23 = w13*(SQRT3 - 2);
2891        const double w25 = w13*(-SQRT3 - 2);
2892        const double w7 = w13*(-4*SQRT3 + 7);
2893        const double w19 = w13*(4*SQRT3 + 7);
2894        const double w22 = -m_dx[0]*m_dx[2]/(288*m_dx[1]);
2895        const double w3 = w22*(SQRT3 - 2);
2896        const double w9 = w22*(-SQRT3 - 2);
2897        const double w24 = w22*(4*SQRT3 + 7);
2898        const double w26 = w22*(-4*SQRT3 + 7);
2899        const double w27 = -m_dx[1]*m_dx[2]/(288*m_dx[0]);
2900        const double w0 = w27*(SQRT3 - 2);
2901        const double w14 = w27*(-SQRT3 - 2);
2902        const double w28 = w27*(-4*SQRT3 + 7);
2903        const double w29 = w27*(4*SQRT3 + 7);
2904    
2905        rhs.requireWrite();
2906    #pragma omp parallel
2907        {
2908            for (index_t k2_0=0; k2_0<2; k2_0++) { // colouring
2909    #pragma omp for
2910                for (index_t k2=k2_0; k2<m_NE[2]; k2+=2) {
2911                    for (index_t k1=0; k1<m_NE[1]; ++k1) {
2912                        for (index_t k0=0; k0<m_NE[0]; ++k0)  {
2913                            bool add_EM_S=false;
2914                            bool add_EM_F=false;
2915                            vector<double> EM_S(8*8, 0);
2916                            vector<double> EM_F(8, 0);
2917                            const index_t e = k0 + m_NE[0]*k1 + m_NE[0]*m_NE[1]*k2;
2918                            ///////////////
2919                            // process A //
2920                            ///////////////
2921                            if (!A.isEmpty()) {
2922                                add_EM_S = true;
2923                                const double* A_p = const_cast<escript::Data*>(&A)->getSampleDataRO(e);
2924                                if (A.actsExpanded()) {
2925                                    const double A_00_0 = A_p[INDEX3(0,0,0,3,3)];
2926                                    const double A_01_0 = A_p[INDEX3(0,1,0,3,3)];
2927                                    const double A_02_0 = A_p[INDEX3(0,2,0,3,3)];
2928                                    const double A_10_0 = A_p[INDEX3(1,0,0,3,3)];
2929                                    const double A_11_0 = A_p[INDEX3(1,1,0,3,3)];
2930                                    const double A_12_0 = A_p[INDEX3(1,2,0,3,3)];
2931                                    const double A_20_0 = A_p[INDEX3(2,0,0,3,3)];
2932                                    const double A_21_0 = A_p[INDEX3(2,1,0,3,3)];
2933                                    const double A_22_0 = A_p[INDEX3(2,2,0,3,3)];
2934                                    const double A_00_1 = A_p[INDEX3(0,0,1,3,3)];
2935                                    const double A_01_1 = A_p[INDEX3(0,1,1,3,3)];
2936                                    const double A_02_1 = A_p[INDEX3(0,2,1,3,3)];
2937                                    const double A_10_1 = A_p[INDEX3(1,0,1,3,3)];
2938                                    const double A_11_1 = A_p[INDEX3(1,1,1,3,3)];
2939                                    const double A_12_1 = A_p[INDEX3(1,2,1,3,3)];
2940                                    const double A_20_1 = A_p[INDEX3(2,0,1,3,3)];
2941                                    const double A_21_1 = A_p[INDEX3(2,1,1,3,3)];
2942                                    const double A_22_1 = A_p[INDEX3(2,2,1,3,3)];
2943                                    const double A_00_2 = A_p[INDEX3(0,0,2,3,3)];
2944                                    const double A_01_2 = A_p[INDEX3(0,1,2,3,3)];
2945                                    const double A_02_2 = A_p[INDEX3(0,2,2,3,3)];
2946                                    const double A_10_2 = A_p[INDEX3(1,0,2,3,3)];
2947                                    const double A_11_2 = A_p[INDEX3(1,1,2,3,3)];
2948                                    const double A_12_2 = A_p[INDEX3(1,2,2,3,3)];
2949                                    const double A_20_2 = A_p[INDEX3(2,0,2,3,3)];
2950                                    const double A_21_2 = A_p[INDEX3(2,1,2,3,3)];
2951                                    const double A_22_2 = A_p[INDEX3(2,2,2,3,3)];
2952                                    const double A_00_3 = A_p[INDEX3(0,0,3,3,3)];
2953                                    const double A_01_3 = A_p[INDEX3(0,1,3,3,3)];
2954                                    const double A_02_3 = A_p[INDEX3(0,2,3,3,3)];
2955                                    const double A_10_3 = A_p[INDEX3(1,0,3,3,3)];
2956                                    const double A_11_3 = A_p[INDEX3(1,1,3,3,3)];
2957                                    const double A_12_3 = A_p[INDEX3(1,2,3,3,3)];
2958                                    const double A_20_3 = A_p[INDEX3(2,0,3,3,3)];
2959                                    const double A_21_3 = A_p[INDEX3(2,1,3,3,3)];
2960                                    const double A_22_3 = A_p[INDEX3(2,2,3,3,3)];
2961                                    const double A_00_4 = A_p[INDEX3(0,0,4,3,3)];
2962                                    const double A_01_4 = A_p[INDEX3(0,1,4,3,3)];
2963                                    const double A_02_4 = A_p[INDEX3(0,2,4,3,3)];
2964                                    const double A_10_4 = A_p[INDEX3(1,0,4,3,3)];
2965                                    const double A_11_4 = A_p[INDEX3(1,1,4,3,3)];
2966                                    const double A_12_4 = A_p[INDEX3(1,2,4,3,3)];
2967                                    const double A_20_4 = A_p[INDEX3(2,0,4,3,3)];
2968                                    const double A_21_4 = A_p[INDEX3(2,1,4,3,3)];
2969                                    const double A_22_4 = A_p[INDEX3(2,2,4,3,3)];
2970                                    const double A_00_5 = A_p[INDEX3(0,0,5,3,3)];
2971                                    const double A_01_5 = A_p[INDEX3(0,1,5,3,3)];
2972                                    const double A_02_5 = A_p[INDEX3(0,2,5,3,3)];
2973                                    const double A_10_5 = A_p[INDEX3(1,0,5,3,3)];
2974                                    const double A_11_5 = A_p[INDEX3(1,1,5,3,3)];
2975                                    const double A_12_5 = A_p[INDEX3(1,2,5,3,3)];
2976                                    const double A_20_5 = A_p[INDEX3(2,0,5,3,3)];
2977                                    const double A_21_5 = A_p[INDEX3(2,1,5,3,3)];
2978                                    const double A_22_5 = A_p[INDEX3(2,2,5,3,3)];
2979                                    const double A_00_6 = A_p[INDEX3(0,0,6,3,3)];
2980                                    const double A_01_6 = A_p[INDEX3(0,1,6,3,3)];
2981                                    const double A_02_6 = A_p[INDEX3(0,2,6,3,3)];
2982                                    const double A_10_6 = A_p[INDEX3(1,0,6,3,3)];
2983                                    const double A_11_6 = A_p[INDEX3(1,1,6,3,3)];
2984                                    const double A_12_6 = A_p[INDEX3(1,2,6,3,3)];
2985                                    const double A_20_6 = A_p[INDEX3(2,0,6,3,3)];
2986                                    const double A_21_6 = A_p[INDEX3(2,1,6,3,3)];
2987                                    const double A_22_6 = A_p[INDEX3(2,2,6,3,3)];
2988                                    const double A_00_7 = A_p[INDEX3(0,0,7,3,3)];
2989                                    const double A_01_7 = A_p[INDEX3(0,1,7,3,3)];
2990                                    const double A_02_7 = A_p[INDEX3(0,2,7,3,3)];
2991                                    const double A_10_7 = A_p[INDEX3(1,0,7,3,3)];
2992                                    const double A_11_7 = A_p[INDEX3(1,1,7,3,3)];
2993                                    const double A_12_7 = A_p[INDEX3(1,2,7,3,3)];
2994                                    const double A_20_7 = A_p[INDEX3(2,0,7,3,3)];
2995                                    const double A_21_7 = A_p[INDEX3(2,1,7,3,3)];
2996                                    const double A_22_7 = A_p[INDEX3(2,2,7,3,3)];
2997                                    const double tmp0 = w18*(-A_12_7 + A_21_3);
2998                                    const double tmp1 = w13*(A_22_1 + A_22_2 + A_22_5 + A_22_6);
2999                                    const double tmp2 = w11*(-A_02_2 - A_02_5 + A_20_1 + A_20_6);
3000                                    const double tmp3 = w14*(A_00_2 + A_00_3 + A_00_6 + A_00_7);
3001                                    const double tmp4 = w7*(A_22_0 + A_22_4);
3002                                    const double tmp5 = w10*(A_12_1 + A_12_6 - A_21_2 - A_21_5);
3003                                    const double tmp6 = w3*(A_11_0 + A_11_2 + A_11_4 + A_11_6);
3004                                    const double tmp7 = w1*(A_01_0 + A_01_4 + A_10_0 + A_10_4);
3005                                    const double tmp8 = w4*(A_12_0 - A_21_4);
3006                                    const double tmp9 = w15*(-A_02_3 - A_02_6 + A_20_2 + A_20_7);
3007                                    const double tmp10 = w0*(A_00_0 + A_00_1 + A_00_4 + A_00_5);
3008                                    const double tmp11 = w16*(A_01_3 + A_01_7 + A_10_3 + A_10_7);
3009                                    const double tmp12 = w9*(A_11_1 + A_11_3 + A_11_5 + A_11_7);
3010                                    const double tmp13 = w12*(-A_12_3 - A_12_5 + A_21_1 + A_21_7);
3011                                    const double tmp14 = w5*(-A_02_1 - A_02_4 + A_20_0 + A_20_5);
3012                                    const double tmp15 = w8*(A_01_1 + A_01_2 + A_01_5 + A_01_6 + A_10_1 + A_10_2 + A_10_5 + A_10_6);
3013                                    const double tmp16 = w6*(-A_12_2 - A_12_4 + A_21_0 + A_21_6);
3014                                    const double tmp17 = w19*(A_22_3 + A_22_7);
3015                                    const double tmp18 = w17*(-A_02_7 + A_20_3);
3016                                    const double tmp19 = w2*(A_02_0 - A_20_4);
3017                                    const double tmp20 = w13*(-A_22_0 - A_22_1 - A_22_2 - A_22_3 - A_22_4 - A_22_5 - A_22_6 - A_22_7);
3018                                    const double tmp21 = w11*(-A_02_1 - A_02_3 - A_02_4 - A_02_6 + A_20_0 + A_20_2 + A_20_5 + A_20_7);
3019                                    const double tmp22 = w14*(-A_00_4 - A_00_5 - A_00_6 - A_00_7);
3020                                    const double tmp23 = w20*(A_01_2 + A_10_1);
3021                                    const double tmp24 = w10*(A_12_2 + A_12_3 + A_12_4 + A_12_5 - A_21_0 - A_21_1 - A_21_6 - A_21_7);
3022                                    const double tmp25 = w3*(-A_11_0 - A_11_1 - A_11_2 - A_11_3);
3023                                    const double tmp26 = w1*(-A_01_0 - A_01_3 - A_10_0 - A_10_3);
3024                                    const double tmp27 = w15*(-A_02_5 - A_02_7 + A_20_4 + A_20_6);
3025                                    const double tmp28 = w0*(-A_00_0 - A_00_1 - A_00_2 - A_00_3);
3026                                    const double tmp29 = w16*(-A_01_4 - A_01_7 - A_10_4 - A_10_7);
3027                                    const double tmp30 = w9*(-A_11_4 - A_11_5 - A_11_6 - A_11_7);
3028                                    const double tmp31 = w21*(A_01_5 + A_10_6);
3029                                    const double tmp32 = w12*(-A_12_6 - A_12_7 + A_21_4 + A_21_5);
3030                                    const double tmp33 = w5*(-A_02_0 - A_02_2 + A_20_1 + A_20_3);
3031                                    const double tmp34 = w8*(-A_01_1 - A_01_6 - A_10_2 - A_10_5);
3032                                    const double tmp35 = w6*(-A_12_0 - A_12_1 + A_21_2 + A_21_3);
3033                                    const double tmp36 = w20*(-A_01_6 + A_10_4);
3034                                    const double tmp37 = w18*(A_12_3 - A_21_1);
3035                                    const double tmp38 = w11*(-A_02_0 - A_02_2 - A_02_5 - A_02_7 - A_20_0 - A_20_2 - A_20_5 - A_20_7);
3036                                    const double tmp39 = w14*(A_00_0 + A_00_1 + A_00_2 + A_00_3);
3037                                    const double tmp40 = w26*(A_11_4 + A_11_6);
3038                                    const double tmp41 = w0*(A_00_4 + A_00_5 + A_00_6 + A_00_7);
3039                                    const double tmp42 = w10*(-A_12_2 - A_12_5 + A_21_0 + A_21_7);
3040                                    const double tmp43 = w22*(A_11_0 + A_11_2 + A_11_5 + A_11_7);
3041                                    const double tmp44 = w1*(A_01_4 + A_01_7 - A_10_5 - A_10_6);
3042                                    const double tmp45 = w25*(A_22_1 + A_22_3 + A_22_5 + A_22_7);
3043                                    const double tmp46 = w4*(-A_12_4 + A_21_6);
3044                                    const double tmp47 = w15*(-A_02_1 - A_02_3 - A_20_1 - A_20_3);
3045                                    const double tmp48 = w21*(-A_01_1 + A_10_3);
3046                                    const double tmp49 = w16*(A_01_0 + A_01_3 - A_10_1 - A_10_2);
3047                                    const double tmp50 = w5*(-A_02_4 - A_02_6 - A_20_4 - A_20_6);
3048                                    const double tmp51 = w12*(A_12_1 + A_12_7 - A_21_3 - A_21_5);
3049                                    const double tmp52 = w24*(A_11_1 + A_11_3);
3050                                    const double tmp53 = w8*(A_01_2 + A_01_5 - A_10_0 - A_10_7);
3051                                    const double tmp54 = w6*(A_12_0 + A_12_6 - A_21_2 - A_21_4);
3052                                    const double tmp55 = w23*(A_22_0 + A_22_2 + A_22_4 + A_22_6);
3053                                    const double tmp56 = w18*(A_12_4 - A_21_6);
3054                                    const double tmp57 = w14*(A_00_4 + A_00_5 + A_00_6 + A_00_7);
3055                                    const double tmp58 = w26*(A_11_1 + A_11_3);
3056                                    const double tmp59 = w20*(-A_01_1 + A_10_3);
3057                                    const double tmp60 = w1*(A_01_0 + A_01_3 - A_10_1 - A_10_2);
3058                                    const double tmp61 = w25*(A_22_0 + A_22_2 + A_22_4 + A_22_6);
3059                                    const double tmp62 = w4*(-A_12_3 + A_21_1);
3060                                    const double tmp63 = w15*(-A_02_4 - A_02_6 - A_20_4 - A_20_6);
3061                                    const double tmp64 = w0*(A_00_0 + A_00_1 + A_00_2 + A_00_3);
3062                                    const double tmp65 = w16*(A_01_4 + A_01_7 - A_10_5 - A_10_6);
3063                                    const double tmp66 = w24*(A_11_4 + A_11_6);
3064                                    const double tmp67 = w21*(-A_01_6 + A_10_4);
3065                                    const double tmp68 = w12*(A_12_0 + A_12_6 - A_21_2 - A_21_4);
3066                                    const double tmp69 = w5*(-A_02_1 - A_02_3 - A_20_1 - A_20_3);
3067                                    const double tmp70 = w6*(A_12_1 + A_12_7 - A_21_3 - A_21_5);
3068                                    const double tmp71 = w23*(A_22_1 + A_22_3 + A_22_5 + A_22_7);
3069                                    const double tmp72 = w20*(A_01_5 + A_10_6);
3070                                    const double tmp73 = w14*(-A_00_0 - A_00_1 - A_00_2 - A_00_3);
3071                                    const double tmp74 = w0*(-A_00_4 - A_00_5 - A_00_6 - A_00_7);
3072                                    const double tmp75 = w3*(-A_11_4 - A_11_5 - A_11_6 - A_11_7);
3073                                    const double tmp76 = w1*(-A_01_4 - A_01_7 - A_10_4 - A_10_7);
3074                                    const double tmp77 = w15*(-A_02_0 - A_02_2 + A_20_1 + A_20_3);
3075                                    const double tmp78 = w21*(A_01_2 + A_10_1);
3076                                    const double tmp79 = w16*(-A_01_0 - A_01_3 - A_10_0 - A_10_3);
3077                                    const double tmp80 = w9*(-A_11_0 - A_11_1 - A_11_2 - A_11_3);
3078                                    const double tmp81 = w12*(-A_12_0 - A_12_1 + A_21_2 + A_21_3);
3079                                    const double tmp82 = w5*(-A_02_5 - A_02_7 + A_20_4 + A_20_6);
3080                                    const double tmp83 = w6*(-A_12_6 - A_12_7 + A_21_4 + A_21_5);
3081                                    const double tmp84 = w6*(-A_12_2 - A_12_3 - A_21_2 - A_21_3);
3082                                    const double tmp85 = w11*(A_02_1 + A_02_6 - A_20_0 - A_20_7);
3083                                    const double tmp86 = w20*(A_01_3 - A_10_2);
3084                                    const double tmp87 = w10*(A_12_0 + A_12_1 + A_12_6 + A_12_7 + A_21_0 + A_21_1 + A_21_6 + A_21_7);
3085                                    const double tmp88 = w3*(A_11_0 + A_11_1 + A_11_2 + A_11_3);
3086                                    const double tmp89 = w23*(A_22_2 + A_22_3 + A_22_6 + A_22_7);
3087                                    const double tmp90 = w1*(-A_01_1 - A_01_2 + A_10_0 + A_10_3);
3088                                    const double tmp91 = w25*(A_22_0 + A_22_1 + A_22_4 + A_22_5);
3089                                    const double tmp92 = w15*(A_02_0 + A_02_5 - A_20_1 - A_20_4);
3090                                    const double tmp93 = w21*(A_01_4 - A_10_5);
3091                                    const double tmp94 = w16*(-A_01_5 - A_01_6 + A_10_4 + A_10_7);
3092                                    const double tmp95 = w28*(A_00_2 + A_00_3);
3093                                    const double tmp96 = w12*(-A_12_4 - A_12_5 - A_21_4 - A_21_5);
3094                                    const double tmp97 = w29*(A_00_4 + A_00_5);
3095                                    const double tmp98 = w5*(A_02_2 + A_02_7 - A_20_3 - A_20_6);
3096                                    const double tmp99 = w8*(-A_01_0 - A_01_7 + A_10_1 + A_10_6);
3097                                    const double tmp100 = w9*(A_11_4 + A_11_5 + A_11_6 + A_11_7);
3098                                    const double tmp101 = w27*(A_00_0 + A_00_1 + A_00_6 + A_00_7);
3099                                    const double tmp102 = w17*(A_02_4 - A_20_5);
3100                                    const double tmp103 = w2*(-A_02_3 + A_20_2);
3101                                    const double tmp104 = w13*(A_22_0 + A_22_1 + A_22_2 + A_22_3 + A_22_4 + A_22_5 + A_22_6 + A_22_7);
3102                                    const double tmp105 = w6*(-A_12_4 - A_12_5 - A_21_2 - A_21_3);
3103                                    const double tmp106 = w22*(A_11_0 + A_11_1 + A_11_2 + A_11_3 + A_11_4 + A_11_5 + A_11_6 + A_11_7);
3104                                    const double tmp107 = w1*(-A_01_2 - A_01_6 - A_10_1 - A_10_5);
3105                                    const double tmp108 = w15*(-A_02_1 - A_02_3 - A_20_4 - A_20_6);
3106                                    const double tmp109 = w16*(-A_01_1 - A_01_5 - A_10_2 - A_10_6);
3107                                    const double tmp110 = w12*(-A_12_2 - A_12_3 - A_21_4 - A_21_5);
3108                                    const double tmp111 = w5*(-A_02_4 - A_02_6 - A_20_1 - A_20_3);
3109                                    const double tmp112 = w8*(-A_01_0 - A_01_3 - A_01_4 - A_01_7 - A_10_0 - A_10_3 - A_10_4 - A_10_7);
3110                                    const double tmp113 = w27*(A_00_0 + A_00_1 + A_00_2 + A_00_3 + A_00_4 + A_00_5 + A_00_6 + A_00_7);
3111                                    const double tmp114 = w11*(A_02_0 + A_02_2 + A_02_5 + A_02_7 - A_20_1 - A_20_3 - A_20_4 - A_20_6);
3112                                    const double tmp115 = w21*(-A_01_4 - A_10_7);
3113                                    const double tmp116 = w20*(-A_01_3 - A_10_0);
3114                                    const double tmp117 = w15*(A_02_4 + A_02_6 - A_20_5 - A_20_7);
3115                                    const double tmp118 = w16*(A_01_5 + A_01_6 + A_10_5 + A_10_6);
3116                                    const double tmp119 = w5*(A_02_1 + A_02_3 - A_20_0 - A_20_2);
3117                                    const double tmp120 = w8*(A_01_0 + A_01_7 + A_10_3 + A_10_4);
3118                                    const double tmp121 = w1*(A_01_1 + A_01_2 + A_10_1 + A_10_2);
3119                                    const double tmp122 = w18*(A_12_2 - A_21_6);
3120