/[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 4629 by sshaw, Fri Jan 24 03:29:25 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  }  #include <ripley/DefaultAssembler3D.h>
20    #include <ripley/WaveAssembler3D.h>
21    #include <boost/scoped_array.hpp>
22    
23    #ifdef USE_NETCDF
24    #include <netcdfcpp.h>
25    #endif
26    
27  #if USE_SILO  #if USE_SILO
28  #include <silo.h>  #include <silo.h>
# Line 26  extern "C" { Line 34  extern "C" {
34  #include <iomanip>  #include <iomanip>
35    
36  using namespace std;  using namespace std;
37    using esysUtils::FileWriter;
38    
39  namespace ripley {  namespace ripley {
40    
41  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,
42               int d1, int d2) :               double x1, double y1, double z1, int d0, int d1, int d2,
43      RipleyDomain(3),               const std::vector<double>& points, const std::vector<int>& tags,
44      m_gNE0(n0),               const std::map<std::string, int>& tagnamestonums) :
45      m_gNE1(n1),      RipleyDomain(3)
     m_gNE2(n2),  
     m_l0(l0),  
     m_l1(l1),  
     m_l2(l2),  
     m_NX(d0),  
     m_NY(d1),  
     m_NZ(d2)  
46  {  {
47        // ignore subdivision parameters for serial run
48        if (m_mpiInfo->size == 1) {
49            d0=1;
50            d1=1;
51            d2=1;
52        }
53        bool warn=false;
54        // if number of subdivisions is non-positive, try to subdivide by the same
55        // ratio as the number of elements
56        if (d0<=0 && d1<=0 && d2<=0) {
57            warn=true;
58            d0=(int)(pow(m_mpiInfo->size*(n0+1)*(n0+1)/((float)(n1+1)*(n2+1)), 1.f/3));
59            d0=max(1, d0);
60            d1=max(1, (int)(d0*n1/(float)n0));
61            d2=m_mpiInfo->size/(d0*d1);
62            if (d0*d1*d2 != m_mpiInfo->size) {
63                // ratios not the same so leave "smallest" side undivided and try
64                // dividing 2 sides only
65                if (n0>=n1) {
66                    if (n1>=n2) {
67                        d0=d1=0;
68                        d2=1;
69                    } else {
70                        d0=d2=0;
71                        d1=1;
72                    }
73                } else {
74                    if (n0>=n2) {
75                        d0=d1=0;
76                        d2=1;
77                    } else {
78                        d0=1;
79                        d1=d2=0;
80                    }
81                }
82            }
83        }
84        if (d0<=0 && d1<=0) {
85            warn=true;
86            d0=max(1, int(sqrt(m_mpiInfo->size*(n0+1)/(float)(n1+1))));
87            d1=m_mpiInfo->size/d0;
88            if (d0*d1*d2 != m_mpiInfo->size) {
89                // ratios not the same so subdivide side with more elements only
90                if (n0>n1) {
91                    d0=0;
92                    d1=1;
93                } else {
94                    d0=1;
95                    d1=0;
96                }
97            }
98        } else if (d0<=0 && d2<=0) {
99            warn=true;
100            d0=max(1, int(sqrt(m_mpiInfo->size*(n0+1)/(float)(n2+1))));
101            d2=m_mpiInfo->size/d0;
102            if (d0*d1*d2 != m_mpiInfo->size) {
103                // ratios not the same so subdivide side with more elements only
104                if (n0>n2) {
105                    d0=0;
106                    d2=1;
107                } else {
108                    d0=1;
109                    d2=0;
110                }
111            }
112        } else if (d1<=0 && d2<=0) {
113            warn=true;
114            d1=max(1, int(sqrt(m_mpiInfo->size*(n1+1)/(float)(n2+1))));
115            d2=m_mpiInfo->size/d1;
116            if (d0*d1*d2 != m_mpiInfo->size) {
117                // ratios not the same so subdivide side with more elements only
118                if (n1>n2) {
119                    d1=0;
120                    d2=1;
121                } else {
122                    d1=1;
123                    d2=0;
124                }
125            }
126        }
127        if (d0<=0) {
128            // d1,d2 are preset, determine d0
129            d0=m_mpiInfo->size/(d1*d2);
130        } else if (d1<=0) {
131            // d0,d2 are preset, determine d1
132            d1=m_mpiInfo->size/(d0*d2);
133        } else if (d2<=0) {
134            // d0,d1 are preset, determine d2
135            d2=m_mpiInfo->size/(d0*d1);
136        }
137    
138      // ensure number of subdivisions is valid and nodes can be distributed      // ensure number of subdivisions is valid and nodes can be distributed
139      // among number of ranks      // among number of ranks
140      if (m_NX*m_NY*m_NZ != m_mpiInfo->size)      if (d0*d1*d2 != m_mpiInfo->size)
141          throw RipleyException("Invalid number of spatial subdivisions");          throw RipleyException("Invalid number of spatial subdivisions");
142    
143      if (n0%m_NX > 0 || n1%m_NY > 0 || n2%m_NZ > 0)      if (warn) {
144          throw RipleyException("Number of elements must be separable into number of ranks in each dimension");          cout << "Warning: Automatic domain subdivision (d0=" << d0 << ", d1="
145                << d1 << ", d2=" << d2 << "). This may not be optimal!" << endl;
146        }
147    
148        double l0 = x1-x0;
149        double l1 = y1-y0;
150        double l2 = z1-z0;
151        m_dx[0] = l0/n0;
152        m_dx[1] = l1/n1;
153        m_dx[2] = l2/n2;
154    
155        if ((n0+1)%d0 > 0) {
156            n0=(int)round((float)(n0+1)/d0+0.5)*d0-1;
157            l0=m_dx[0]*n0;
158            cout << "Warning: Adjusted number of elements and length. N0="
159                << n0 << ", l0=" << l0 << endl;
160        }
161        if ((n1+1)%d1 > 0) {
162            n1=(int)round((float)(n1+1)/d1+0.5)*d1-1;
163            l1=m_dx[1]*n1;
164            cout << "Warning: Adjusted number of elements and length. N1="
165                << n1 << ", l1=" << l1 << endl;
166        }
167        if ((n2+1)%d2 > 0) {
168            n2=(int)round((float)(n2+1)/d2+0.5)*d2-1;
169            l2=m_dx[2]*n2;
170            cout << "Warning: Adjusted number of elements and length. N2="
171                << n2 << ", l2=" << l2 << endl;
172        }
173    
174        if ((d0 > 1 && (n0+1)/d0<2) || (d1 > 1 && (n1+1)/d1<2) || (d2 > 1 && (n2+1)/d2<2))
175            throw RipleyException("Too few elements for the number of ranks");
176    
177        m_gNE[0] = n0;
178        m_gNE[1] = n1;
179        m_gNE[2] = n2;
180        m_origin[0] = x0;
181        m_origin[1] = y0;
182        m_origin[2] = z0;
183        m_length[0] = l0;
184        m_length[1] = l1;
185        m_length[2] = l2;
186        m_NX[0] = d0;
187        m_NX[1] = d1;
188        m_NX[2] = d2;
189    
190        // local number of elements (including overlap)
191        m_NE[0] = m_ownNE[0] = (d0>1 ? (n0+1)/d0 : n0);
192        if (m_mpiInfo->rank%d0>0 && m_mpiInfo->rank%d0<d0-1)
193            m_NE[0]++;
194        else if (d0>1 && m_mpiInfo->rank%d0==d0-1)
195            m_ownNE[0]--;
196    
197        m_NE[1] = m_ownNE[1] = (d1>1 ? (n1+1)/d1 : n1);
198        if (m_mpiInfo->rank%(d0*d1)/d0>0 && m_mpiInfo->rank%(d0*d1)/d0<d1-1)
199            m_NE[1]++;
200        else if (d1>1 && m_mpiInfo->rank%(d0*d1)/d0==d1-1)
201            m_ownNE[1]--;
202    
203        m_NE[2] = m_ownNE[2] = (d2>1 ? (n2+1)/d2 : n2);
204        if (m_mpiInfo->rank/(d0*d1)>0 && m_mpiInfo->rank/(d0*d1)<d2-1)
205            m_NE[2]++;
206        else if (d2>1 && m_mpiInfo->rank/(d0*d1)==d2-1)
207            m_ownNE[2]--;
208    
209        // local number of nodes
210        m_NN[0] = m_NE[0]+1;
211        m_NN[1] = m_NE[1]+1;
212        m_NN[2] = m_NE[2]+1;
213    
     // 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;  
214      // bottom-left-front node is at (offset0,offset1,offset2) in global mesh      // bottom-left-front node is at (offset0,offset1,offset2) in global mesh
215      m_offset0 = m_NE0*(m_mpiInfo->rank%m_NX);      m_offset[0] = (n0+1)/d0*(m_mpiInfo->rank%d0);
216      m_offset1 = m_NE1*(m_mpiInfo->rank%(m_NX*m_NY)/m_NX);      if (m_offset[0] > 0)
217      m_offset2 = m_NE2*(m_mpiInfo->rank/(m_NX*m_NY));          m_offset[0]--;
218        m_offset[1] = (n1+1)/d1*(m_mpiInfo->rank%(d0*d1)/d0);
219        if (m_offset[1] > 0)
220            m_offset[1]--;
221        m_offset[2] = (n2+1)/d2*(m_mpiInfo->rank/(d0*d1));
222        if (m_offset[2] > 0)
223            m_offset[2]--;
224    
225      populateSampleIds();      populateSampleIds();
226        createPattern();
227        
228        assembler = new DefaultAssembler3D(this, m_dx, m_NX, m_NE, m_NN);
229        for (map<string, int>::const_iterator i = tagnamestonums.begin();
230                i != tagnamestonums.end(); i++) {
231            setTagMap(i->first, i->second);
232        }
233        addPoints(tags.size(), &points[0], &tags[0]);
234  }  }
235    
236    
237  Brick::~Brick()  Brick::~Brick()
238  {  {
239        Paso_SystemMatrixPattern_free(m_pattern);
240        Paso_Connector_free(m_connector);
241        delete assembler;
242  }  }
243    
244  string Brick::getDescription() const  string Brick::getDescription() const
# Line 77  string Brick::getDescription() const Line 248  string Brick::getDescription() const
248    
249  bool Brick::operator==(const AbstractDomain& other) const  bool Brick::operator==(const AbstractDomain& other) const
250  {  {
251      if (dynamic_cast<const Brick*>(&other))      const Brick* o=dynamic_cast<const Brick*>(&other);
252          return this==&other;      if (o) {
253            return (RipleyDomain::operator==(other) &&
254                    m_gNE[0]==o->m_gNE[0] && m_gNE[1]==o->m_gNE[1] && m_gNE[2]==o->m_gNE[2]
255                    && m_origin[0]==o->m_origin[0] && m_origin[1]==o->m_origin[1] && m_origin[2]==o->m_origin[2]
256                    && m_length[0]==o->m_length[0] && m_length[1]==o->m_length[1] && m_length[2]==o->m_length[2]
257                    && m_NX[0]==o->m_NX[0] && m_NX[1]==o->m_NX[1] && m_NX[2]==o->m_NX[2]);
258        }
259    
260      return false;      return false;
261  }  }
262    
263    void Brick::readNcGrid(escript::Data& out, string filename, string varname,
264                const ReaderParameters& params) const
265    {
266    #ifdef USE_NETCDF
267        // check destination function space
268        int myN0, myN1, myN2;
269        if (out.getFunctionSpace().getTypeCode() == Nodes) {
270            myN0 = m_NN[0];
271            myN1 = m_NN[1];
272            myN2 = m_NN[2];
273        } else if (out.getFunctionSpace().getTypeCode() == Elements ||
274                    out.getFunctionSpace().getTypeCode() == ReducedElements) {
275            myN0 = m_NE[0];
276            myN1 = m_NE[1];
277            myN2 = m_NE[2];
278        } else
279            throw RipleyException("readNcGrid(): invalid function space for output data object");
280    
281        if (params.first.size() != 3)
282            throw RipleyException("readNcGrid(): argument 'first' must have 3 entries");
283    
284        if (params.numValues.size() != 3)
285            throw RipleyException("readNcGrid(): argument 'numValues' must have 3 entries");
286    
287        if (params.multiplier.size() != 3)
288            throw RipleyException("readNcGrid(): argument 'multiplier' must have 3 entries");
289        for (size_t i=0; i<params.multiplier.size(); i++)
290            if (params.multiplier[i]<1)
291                throw RipleyException("readNcGrid(): all multipliers must be positive");
292    
293        // check file existence and size
294        NcFile f(filename.c_str(), NcFile::ReadOnly);
295        if (!f.is_valid())
296            throw RipleyException("readNcGrid(): cannot open file");
297    
298        NcVar* var = f.get_var(varname.c_str());
299        if (!var)
300            throw RipleyException("readNcGrid(): invalid variable name");
301    
302        // TODO: rank>0 data support
303        const int numComp = out.getDataPointSize();
304        if (numComp > 1)
305            throw RipleyException("readNcGrid(): only scalar data supported");
306    
307        const int dims = var->num_dims();
308        boost::scoped_array<long> edges(var->edges());
309    
310        // is this a slice of the data object (dims!=3)?
311        // note the expected ordering of edges (as in numpy: z,y,x)
312        if ( (dims==3 && (params.numValues[2] > edges[0] ||
313                          params.numValues[1] > edges[1] ||
314                          params.numValues[0] > edges[2]))
315                || (dims==2 && params.numValues[2]>1)
316                || (dims==1 && (params.numValues[2]>1 || params.numValues[1]>1)) ) {
317            throw RipleyException("readNcGrid(): not enough data in file");
318        }
319    
320        // check if this rank contributes anything
321        if (params.first[0] >= m_offset[0]+myN0 ||
322                params.first[0]+params.numValues[0]*params.multiplier[0] <= m_offset[0] ||
323                params.first[1] >= m_offset[1]+myN1 ||
324                params.first[1]+params.numValues[1]*params.multiplier[1] <= m_offset[1] ||
325                params.first[2] >= m_offset[2]+myN2 ||
326                params.first[2]+params.numValues[2]*params.multiplier[2] <= m_offset[2]) {
327            return;
328        }
329    
330        // now determine how much this rank has to write
331    
332        // first coordinates in data object to write to
333        const int first0 = max(0, params.first[0]-m_offset[0]);
334        const int first1 = max(0, params.first[1]-m_offset[1]);
335        const int first2 = max(0, params.first[2]-m_offset[2]);
336        // indices to first value in file (not accounting for reverse yet)
337        int idx0 = max(0, m_offset[0]-params.first[0]);
338        int idx1 = max(0, m_offset[1]-params.first[1]);
339        int idx2 = max(0, m_offset[2]-params.first[2]);
340        // number of values to read
341        const int num0 = min(params.numValues[0]-idx0, myN0-first0);
342        const int num1 = min(params.numValues[1]-idx1, myN1-first1);
343        const int num2 = min(params.numValues[2]-idx2, myN2-first2);
344    
345        // make sure we read the right block if going backwards through file
346        if (params.reverse[0])
347            idx0 = edges[dims-1]-num0-idx0;
348        if (dims>1 && params.reverse[1])
349            idx1 = edges[dims-2]-num1-idx1;
350        if (dims>2 && params.reverse[2])
351            idx2 = edges[dims-3]-num2-idx2;
352    
353    
354        vector<double> values(num0*num1*num2);
355        if (dims==3) {
356            var->set_cur(idx2, idx1, idx0);
357            var->get(&values[0], num2, num1, num0);
358        } else if (dims==2) {
359            var->set_cur(idx1, idx0);
360            var->get(&values[0], num1, num0);
361        } else {
362            var->set_cur(idx0);
363            var->get(&values[0], num0);
364        }
365    
366        const int dpp = out.getNumDataPointsPerSample();
367        out.requireWrite();
368    
369        // helpers for reversing
370        const int x0 = (params.reverse[0] ? num0-1 : 0);
371        const int x_mult = (params.reverse[0] ? -1 : 1);
372        const int y0 = (params.reverse[1] ? num1-1 : 0);
373        const int y_mult = (params.reverse[1] ? -1 : 1);
374        const int z0 = (params.reverse[2] ? num2-1 : 0);
375        const int z_mult = (params.reverse[2] ? -1 : 1);
376    
377        for (index_t z=0; z<num2; z++) {
378            for (index_t y=0; y<num1; y++) {
379    #pragma omp parallel for
380                for (index_t x=0; x<num0; x++) {
381                    const int baseIndex = first0+x*params.multiplier[0]
382                                         +(first1+y*params.multiplier[1])*myN0
383                                         +(first2+z*params.multiplier[2])*myN0*myN1;
384                    const int srcIndex=(z0+z_mult*z)*num1*num0
385                                      +(y0+y_mult*y)*num0
386                                      +(x0+x_mult*x);
387                    if (!isnan(values[srcIndex])) {
388                        for (index_t m2=0; m2<params.multiplier[2]; m2++) {
389                            for (index_t m1=0; m1<params.multiplier[1]; m1++) {
390                                for (index_t m0=0; m0<params.multiplier[0]; m0++) {
391                                    const int dataIndex = baseIndex+m0
392                                                   +m1*myN0
393                                                   +m2*myN0*myN1;
394                                    double* dest = out.getSampleDataRW(dataIndex);
395                                    for (index_t q=0; q<dpp; q++) {
396                                        *dest++ = values[srcIndex];
397                                    }
398                                }
399                            }
400                        }
401                    }
402                }
403            }
404        }
405    #else
406        throw RipleyException("readNcGrid(): not compiled with netCDF support");
407    #endif
408    }
409    
410    void Brick::readBinaryGrid(escript::Data& out, string filename,
411                               const ReaderParameters& params) const
412    {
413        // the mapping is not universally correct but should work on our
414        // supported platforms
415        switch (params.dataType) {
416            case DATATYPE_INT32:
417                readBinaryGridImpl<int>(out, filename, params);
418                break;
419            case DATATYPE_FLOAT32:
420                readBinaryGridImpl<float>(out, filename, params);
421                break;
422            case DATATYPE_FLOAT64:
423                readBinaryGridImpl<double>(out, filename, params);
424                break;
425            default:
426                throw RipleyException("readBinaryGrid(): invalid or unsupported datatype");
427        }
428    }
429    
430    template<typename ValueType>
431    void Brick::readBinaryGridImpl(escript::Data& out, const string& filename,
432                                   const ReaderParameters& params) const
433    {
434        // check destination function space
435        int myN0, myN1, myN2;
436        if (out.getFunctionSpace().getTypeCode() == Nodes) {
437            myN0 = m_NN[0];
438            myN1 = m_NN[1];
439            myN2 = m_NN[2];
440        } else if (out.getFunctionSpace().getTypeCode() == Elements ||
441                    out.getFunctionSpace().getTypeCode() == ReducedElements) {
442            myN0 = m_NE[0];
443            myN1 = m_NE[1];
444            myN2 = m_NE[2];
445        } else
446            throw RipleyException("readBinaryGrid(): invalid function space for output data object");
447    
448        if (params.first.size() != 3)
449            throw RipleyException("readBinaryGrid(): argument 'first' must have 3 entries");
450    
451        if (params.numValues.size() != 3)
452            throw RipleyException("readBinaryGrid(): argument 'numValues' must have 3 entries");
453    
454        if (params.multiplier.size() != 3)
455            throw RipleyException("readBinaryGrid(): argument 'multiplier' must have 3 entries");
456        for (size_t i=0; i<params.multiplier.size(); i++)
457            if (params.multiplier[i]<1)
458                throw RipleyException("readBinaryGrid(): all multipliers must be positive");
459    
460        // check file existence and size
461        ifstream f(filename.c_str(), ifstream::binary);
462        if (f.fail()) {
463            throw RipleyException("readBinaryGrid(): cannot open file");
464        }
465        f.seekg(0, ios::end);
466        const int numComp = out.getDataPointSize();
467        const int filesize = f.tellg();
468        const int reqsize = params.numValues[0]*params.numValues[1]*params.numValues[2]*numComp*sizeof(ValueType);
469        if (filesize < reqsize) {
470            f.close();
471            throw RipleyException("readBinaryGrid(): not enough data in file");
472        }
473    
474        // check if this rank contributes anything
475        if (params.first[0] >= m_offset[0]+myN0 ||
476                params.first[0]+params.numValues[0]*params.multiplier[0] <= m_offset[0] ||
477                params.first[1] >= m_offset[1]+myN1 ||
478                params.first[1]+params.numValues[1]*params.multiplier[1] <= m_offset[1] ||
479                params.first[2] >= m_offset[2]+myN2 ||
480                params.first[2]+params.numValues[2]*params.multiplier[2] <= m_offset[2]) {
481            f.close();
482            return;
483        }
484    
485        // now determine how much this rank has to write
486    
487        // first coordinates in data object to write to
488        const int first0 = max(0, params.first[0]-m_offset[0]);
489        const int first1 = max(0, params.first[1]-m_offset[1]);
490        const int first2 = max(0, params.first[2]-m_offset[2]);
491        // indices to first value in file
492        const int idx0 = max(0, m_offset[0]-params.first[0]);
493        const int idx1 = max(0, m_offset[1]-params.first[1]);
494        const int idx2 = max(0, m_offset[2]-params.first[2]);
495        // number of values to read
496        const int num0 = min(params.numValues[0]-idx0, myN0-first0);
497        const int num1 = min(params.numValues[1]-idx1, myN1-first1);
498        const int num2 = min(params.numValues[2]-idx2, myN2-first2);
499    
500        out.requireWrite();
501        vector<ValueType> values(num0*numComp);
502        const int dpp = out.getNumDataPointsPerSample();
503    
504        for (int z=0; z<num2; z++) {
505            for (int y=0; y<num1; y++) {
506                const int fileofs = numComp*(idx0+(idx1+y)*params.numValues[0]
507                                 +(idx2+z)*params.numValues[0]*params.numValues[1]);
508                f.seekg(fileofs*sizeof(ValueType));
509                f.read((char*)&values[0], num0*numComp*sizeof(ValueType));
510    
511                for (int x=0; x<num0; x++) {
512                    const int baseIndex = first0+x*params.multiplier[0]
513                                         +(first1+y*params.multiplier[1])*myN0
514                                         +(first2+z*params.multiplier[2])*myN0*myN1;
515                    for (int m2=0; m2<params.multiplier[2]; m2++) {
516                        for (int m1=0; m1<params.multiplier[1]; m1++) {
517                            for (int m0=0; m0<params.multiplier[0]; m0++) {
518                                const int dataIndex = baseIndex+m0
519                                               +m1*myN0
520                                               +m2*myN0*myN1;
521                                double* dest = out.getSampleDataRW(dataIndex);
522                                for (int c=0; c<numComp; c++) {
523                                    ValueType val = values[x*numComp+c];
524    
525                                    if (params.byteOrder != BYTEORDER_NATIVE) {
526                                        char* cval = reinterpret_cast<char*>(&val);
527                                        // this will alter val!!
528                                        byte_swap32(cval);
529                                    }
530                                    if (!std::isnan(val)) {
531                                        for (int q=0; q<dpp; q++) {
532                                            *dest++ = static_cast<double>(val);
533                                        }
534                                    }
535                                }
536                            }
537                        }
538                    }
539                }
540            }
541        }
542    
543        f.close();
544    }
545    
546    void Brick::writeBinaryGrid(const escript::Data& in, string filename,
547                                int byteOrder, int dataType) const
548    {
549        // the mapping is not universally correct but should work on our
550        // supported platforms
551        switch (dataType) {
552            case DATATYPE_INT32:
553                writeBinaryGridImpl<int>(in, filename, byteOrder);
554                break;
555            case DATATYPE_FLOAT32:
556                writeBinaryGridImpl<float>(in, filename, byteOrder);
557                break;
558            case DATATYPE_FLOAT64:
559                writeBinaryGridImpl<double>(in, filename, byteOrder);
560                break;
561            default:
562                throw RipleyException("writeBinaryGrid(): invalid or unsupported datatype");
563        }
564    }
565    
566    template<typename ValueType>
567    void Brick::writeBinaryGridImpl(const escript::Data& in,
568                                    const string& filename, int byteOrder) const
569    {
570        // check function space and determine number of points
571        int myN0, myN1, myN2;
572        int totalN0, totalN1, totalN2;
573        if (in.getFunctionSpace().getTypeCode() == Nodes) {
574            myN0 = m_NN[0];
575            myN1 = m_NN[1];
576            myN2 = m_NN[2];
577            totalN0 = m_gNE[0]+1;
578            totalN1 = m_gNE[1]+1;
579            totalN2 = m_gNE[2]+1;
580        } else if (in.getFunctionSpace().getTypeCode() == Elements ||
581                    in.getFunctionSpace().getTypeCode() == ReducedElements) {
582            myN0 = m_NE[0];
583            myN1 = m_NE[1];
584            myN2 = m_NE[2];
585            totalN0 = m_gNE[0];
586            totalN1 = m_gNE[1];
587            totalN2 = m_gNE[2];
588        } else
589            throw RipleyException("writeBinaryGrid(): invalid function space of data object");
590    
591        const int numComp = in.getDataPointSize();
592        const int dpp = in.getNumDataPointsPerSample();
593        const int fileSize = sizeof(ValueType)*numComp*dpp*totalN0*totalN1*totalN2;
594    
595        if (numComp > 1 || dpp > 1)
596            throw RipleyException("writeBinaryGrid(): only scalar, single-value data supported");
597    
598        // from here on we know that each sample consists of one value
599        FileWriter fw;
600        fw.openFile(filename, fileSize);
601        MPIBarrier();
602    
603        for (index_t z=0; z<myN2; z++) {
604            for (index_t y=0; y<myN1; y++) {
605                const int fileofs = (m_offset[0]+(m_offset[1]+y)*totalN0
606                                    +(m_offset[2]+z)*totalN0*totalN1)*sizeof(ValueType);
607                ostringstream oss;
608    
609                for (index_t x=0; x<myN0; x++) {
610                    const double* sample = in.getSampleDataRO(z*myN0*myN1+y*myN0+x);
611                    ValueType fvalue = static_cast<ValueType>(*sample);
612                    if (byteOrder == BYTEORDER_NATIVE) {
613                        oss.write((char*)&fvalue, sizeof(fvalue));
614                    } else {
615                        char* value = reinterpret_cast<char*>(&fvalue);
616                        oss.write(byte_swap32(value), sizeof(fvalue));
617                    }
618                }
619                fw.writeAt(oss, fileofs);
620            }
621        }
622        fw.close();
623    }
624    
625  void Brick::dump(const string& fileName) const  void Brick::dump(const string& fileName) const
626  {  {
627  #if USE_SILO  #if USE_SILO
# Line 91  void Brick::dump(const string& fileName) Line 630  void Brick::dump(const string& fileName)
630          fn+=".silo";          fn+=".silo";
631      }      }
632    
     const int NUM_SILO_FILES = 1;  
     const char* blockDirFmt = "/block%04d";  
633      int driver=DB_HDF5;          int driver=DB_HDF5;    
634      string siloPath;      string siloPath;
635      DBfile* dbfile = NULL;      DBfile* dbfile = NULL;
636    
637  #ifdef ESYS_MPI  #ifdef ESYS_MPI
638      PMPIO_baton_t* baton = NULL;      PMPIO_baton_t* baton = NULL;
639        const int NUM_SILO_FILES = 1;
640        const char* blockDirFmt = "/block%04d";
641  #endif  #endif
642    
643      if (m_mpiInfo->size > 1) {      if (m_mpiInfo->size > 1) {
# Line 143  void Brick::dump(const string& fileName) Line 682  void Brick::dump(const string& fileName)
682      }      }
683      */      */
684    
685      boost::scoped_ptr<double> x(new double[m_N0]);      boost::scoped_ptr<double> x(new double[m_NN[0]]);
686      boost::scoped_ptr<double> y(new double[m_N1]);      boost::scoped_ptr<double> y(new double[m_NN[1]]);
687      boost::scoped_ptr<double> z(new double[m_N2]);      boost::scoped_ptr<double> z(new double[m_NN[2]]);
688      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);  
689  #pragma omp parallel  #pragma omp parallel
690      {      {
691  #pragma omp for  #pragma omp for
692          for (dim_t i0 = 0; i0 < m_N0; i0++) {          for (dim_t i0 = 0; i0 < m_NN[0]; i0++) {
693              coords[0][i0]=xdx.first+i0*xdx.second;              coords[0][i0]=getLocalCoordinate(i0, 0);
694          }          }
695  #pragma omp for  #pragma omp for
696          for (dim_t i1 = 0; i1 < m_N1; i1++) {          for (dim_t i1 = 0; i1 < m_NN[1]; i1++) {
697              coords[1][i1]=ydy.first+i1*ydy.second;              coords[1][i1]=getLocalCoordinate(i1, 1);
698          }          }
699  #pragma omp for  #pragma omp for
700          for (dim_t i2 = 0; i2 < m_N2; i2++) {          for (dim_t i2 = 0; i2 < m_NN[2]; i2++) {
701              coords[2][i2]=zdz.first+i2*zdz.second;              coords[2][i2]=getLocalCoordinate(i2, 2);
702          }          }
703      }      }
704      IndexVector dims = getNumNodesPerDim();      int* dims = const_cast<int*>(getNumNodesPerDim());
705      DBPutQuadmesh(dbfile, "mesh", NULL, coords, &dims[0], 3, DB_DOUBLE,  
706        // write mesh
707        DBPutQuadmesh(dbfile, "mesh", NULL, coords, dims, 3, DB_DOUBLE,
708              DB_COLLINEAR, NULL);              DB_COLLINEAR, NULL);
709    
710      DBPutQuadvar1(dbfile, "nodeId", "mesh", (void*)&m_nodeId[0], &dims[0], 3,      // write node ids
711        DBPutQuadvar1(dbfile, "nodeId", "mesh", (void*)&m_nodeId[0], dims, 3,
712              NULL, 0, DB_INT, DB_NODECENT, NULL);              NULL, 0, DB_INT, DB_NODECENT, NULL);
713    
714      // write element ids      // write element ids
715      dims = getNumElementsPerDim();      dims = const_cast<int*>(getNumElementsPerDim());
716      DBPutQuadvar1(dbfile, "elementId", "mesh", (void*)&m_elementId[0],      DBPutQuadvar1(dbfile, "elementId", "mesh", (void*)&m_elementId[0],
717              &dims[0], 3, NULL, 0, DB_INT, DB_ZONECENT, NULL);              dims, 3, NULL, 0, DB_INT, DB_ZONECENT, NULL);
718    
719      // rank 0 writes multimesh and multivar      // rank 0 writes multimesh and multivar
720      if (m_mpiInfo->rank == 0) {      if (m_mpiInfo->rank == 0) {
# Line 224  void Brick::dump(const string& fileName) Line 763  void Brick::dump(const string& fileName)
763      }      }
764    
765  #else // USE_SILO  #else // USE_SILO
766      throw RipleyException("dump(): no Silo support");      throw RipleyException("dump: no Silo support");
767  #endif  #endif
768  }  }
769    
# Line 232  const int* Brick::borrowSampleReferenceI Line 771  const int* Brick::borrowSampleReferenceI
771  {  {
772      switch (fsType) {      switch (fsType) {
773          case Nodes:          case Nodes:
774            case ReducedNodes: //FIXME: reduced
775              return &m_nodeId[0];              return &m_nodeId[0];
776            case DegreesOfFreedom:
777            case ReducedDegreesOfFreedom: //FIXME: reduced
778                return &m_dofId[0];
779          case Elements:          case Elements:
780            case ReducedElements:
781              return &m_elementId[0];              return &m_elementId[0];
782          case FaceElements:          case FaceElements:
783            case ReducedFaceElements:
784              return &m_faceId[0];              return &m_faceId[0];
785          default:          default:
786              break;              break;
787      }      }
788    
789      stringstream msg;      stringstream msg;
790      msg << "borrowSampleReferenceIDs() not implemented for function space type "      msg << "borrowSampleReferenceIDs: invalid function space type "<<fsType;
         << fsType;  
791      throw RipleyException(msg.str());      throw RipleyException(msg.str());
792  }  }
793    
794  bool Brick::ownSample(int fsCode, index_t id) const  bool Brick::ownSample(int fsType, index_t id) const
795  {  {
796  #ifdef ESYS_MPI      if (getMPISize()==1)
797      if (fsCode == Nodes) {          return true;
798          const index_t myFirst=m_nodeDistribution[m_mpiInfo->rank];  
799          const index_t myLast=m_nodeDistribution[m_mpiInfo->rank+1]-1;      switch (fsType) {
800          return (m_nodeId[id]>=myFirst && m_nodeId[id]<=myLast);          case Nodes:
801      } else          case ReducedNodes: //FIXME: reduced
802          throw RipleyException("ownSample() only implemented for Nodes");              return (m_dofMap[id] < getNumDOF());
803  #else          case DegreesOfFreedom:
804      return true;          case ReducedDegreesOfFreedom:
805  #endif              return true;
806            case Elements:
807            case ReducedElements:
808                {
809                    // check ownership of element's _last_ node
810                    const index_t x=id%m_NE[0] + 1;
811                    const index_t y=id%(m_NE[0]*m_NE[1])/m_NE[0] + 1;
812                    const index_t z=id/(m_NE[0]*m_NE[1]) + 1;
813                    return (m_dofMap[x + m_NN[0]*y + m_NN[0]*m_NN[1]*z] < getNumDOF());
814                }
815            case FaceElements:
816            case ReducedFaceElements:
817                {
818                    // check ownership of face element's last node
819                    dim_t n=0;
820                    for (size_t i=0; i<6; i++) {
821                        n+=m_faceCount[i];
822                        if (id<n) {
823                            const index_t j=id-n+m_faceCount[i];
824                            if (i>=4) { // front or back
825                                const index_t first=(i==4 ? 0 : m_NN[0]*m_NN[1]*(m_NN[2]-1));
826                                return (m_dofMap[first+j%m_NE[0]+1+(j/m_NE[0]+1)*m_NN[0]] < getNumDOF());
827                            } else if (i>=2) { // bottom or top
828                                const index_t first=(i==2 ? 0 : m_NN[0]*(m_NN[1]-1));
829                                return (m_dofMap[first+j%m_NE[0]+1+(j/m_NE[0]+1)*m_NN[0]*m_NN[1]] < getNumDOF());
830                            } else { // left or right
831                                const index_t first=(i==0 ? 0 : m_NN[0]-1);
832                                return (m_dofMap[first+(j%m_NE[1]+1)*m_NN[0]+(j/m_NE[1]+1)*m_NN[0]*m_NN[1]] < getNumDOF());
833                            }
834                        }
835                    }
836                    return false;
837                }
838            default:
839                break;
840        }
841    
842        stringstream msg;
843        msg << "ownSample: invalid function space type " << fsType;
844        throw RipleyException(msg.str());
845    }
846    
847    void Brick::setToNormal(escript::Data& out) const
848    {
849        if (out.getFunctionSpace().getTypeCode() == FaceElements) {
850            out.requireWrite();
851    #pragma omp parallel
852            {
853                if (m_faceOffset[0] > -1) {
854    #pragma omp for nowait
855                    for (index_t k2 = 0; k2 < m_NE[2]; ++k2) {
856                        for (index_t k1 = 0; k1 < m_NE[1]; ++k1) {
857                            double* o = out.getSampleDataRW(m_faceOffset[0]+INDEX2(k1,k2,m_NE[1]));
858                            // set vector at four quadrature points
859                            *o++ = -1.; *o++ = 0.; *o++ = 0.;
860                            *o++ = -1.; *o++ = 0.; *o++ = 0.;
861                            *o++ = -1.; *o++ = 0.; *o++ = 0.;
862                            *o++ = -1.; *o++ = 0.; *o = 0.;
863                        }
864                    }
865                }
866    
867                if (m_faceOffset[1] > -1) {
868    #pragma omp for nowait
869                    for (index_t k2 = 0; k2 < m_NE[2]; ++k2) {
870                        for (index_t k1 = 0; k1 < m_NE[1]; ++k1) {
871                            double* o = out.getSampleDataRW(m_faceOffset[1]+INDEX2(k1,k2,m_NE[1]));
872                            // set vector at four quadrature points
873                            *o++ = 1.; *o++ = 0.; *o++ = 0.;
874                            *o++ = 1.; *o++ = 0.; *o++ = 0.;
875                            *o++ = 1.; *o++ = 0.; *o++ = 0.;
876                            *o++ = 1.; *o++ = 0.; *o = 0.;
877                        }
878                    }
879                }
880    
881                if (m_faceOffset[2] > -1) {
882    #pragma omp for nowait
883                    for (index_t k2 = 0; k2 < m_NE[2]; ++k2) {
884                        for (index_t k0 = 0; k0 < m_NE[0]; ++k0) {
885                            double* o = out.getSampleDataRW(m_faceOffset[2]+INDEX2(k0,k2,m_NE[0]));
886                            // set vector at four quadrature points
887                            *o++ = 0.; *o++ = -1.; *o++ = 0.;
888                            *o++ = 0.; *o++ = -1.; *o++ = 0.;
889                            *o++ = 0.; *o++ = -1.; *o++ = 0.;
890                            *o++ = 0.; *o++ = -1.; *o = 0.;
891                        }
892                    }
893                }
894    
895                if (m_faceOffset[3] > -1) {
896    #pragma omp for nowait
897                    for (index_t k2 = 0; k2 < m_NE[2]; ++k2) {
898                        for (index_t k0 = 0; k0 < m_NE[0]; ++k0) {
899                            double* o = out.getSampleDataRW(m_faceOffset[3]+INDEX2(k0,k2,m_NE[0]));
900                            // set vector at four quadrature points
901                            *o++ = 0.; *o++ = 1.; *o++ = 0.;
902                            *o++ = 0.; *o++ = 1.; *o++ = 0.;
903                            *o++ = 0.; *o++ = 1.; *o++ = 0.;
904                            *o++ = 0.; *o++ = 1.; *o = 0.;
905                        }
906                    }
907                }
908    
909                if (m_faceOffset[4] > -1) {
910    #pragma omp for nowait
911                    for (index_t k1 = 0; k1 < m_NE[1]; ++k1) {
912                        for (index_t k0 = 0; k0 < m_NE[0]; ++k0) {
913                            double* o = out.getSampleDataRW(m_faceOffset[4]+INDEX2(k0,k1,m_NE[0]));
914                            // set vector at four quadrature points
915                            *o++ = 0.; *o++ = 0.; *o++ = -1.;
916                            *o++ = 0.; *o++ = 0.; *o++ = -1.;
917                            *o++ = 0.; *o++ = 0.; *o++ = -1.;
918                            *o++ = 0.; *o++ = 0.; *o = -1.;
919                        }
920                    }
921                }
922    
923                if (m_faceOffset[5] > -1) {
924    #pragma omp for nowait
925                    for (index_t k1 = 0; k1 < m_NE[1]; ++k1) {
926                        for (index_t k0 = 0; k0 < m_NE[0]; ++k0) {
927                            double* o = out.getSampleDataRW(m_faceOffset[5]+INDEX2(k0,k1,m_NE[0]));
928                            // set vector at four quadrature points
929                            *o++ = 0.; *o++ = 0.; *o++ = 1.;
930                            *o++ = 0.; *o++ = 0.; *o++ = 1.;
931                            *o++ = 0.; *o++ = 0.; *o++ = 1.;
932                            *o++ = 0.; *o++ = 0.; *o = 1.;
933                        }
934                    }
935                }
936            } // end of parallel section
937        } else if (out.getFunctionSpace().getTypeCode() == ReducedFaceElements) {
938            out.requireWrite();
939    #pragma omp parallel
940            {
941                if (m_faceOffset[0] > -1) {
942    #pragma omp for nowait
943                    for (index_t k2 = 0; k2 < m_NE[2]; ++k2) {
944                        for (index_t k1 = 0; k1 < m_NE[1]; ++k1) {
945                            double* o = out.getSampleDataRW(m_faceOffset[0]+INDEX2(k1,k2,m_NE[1]));
946                            *o++ = -1.;
947                            *o++ = 0.;
948                            *o = 0.;
949                        }
950                    }
951                }
952    
953                if (m_faceOffset[1] > -1) {
954    #pragma omp for nowait
955                    for (index_t k2 = 0; k2 < m_NE[2]; ++k2) {
956                        for (index_t k1 = 0; k1 < m_NE[1]; ++k1) {
957                            double* o = out.getSampleDataRW(m_faceOffset[1]+INDEX2(k1,k2,m_NE[1]));
958                            *o++ = 1.;
959                            *o++ = 0.;
960                            *o = 0.;
961                        }
962                    }
963                }
964    
965                if (m_faceOffset[2] > -1) {
966    #pragma omp for nowait
967                    for (index_t k2 = 0; k2 < m_NE[2]; ++k2) {
968                        for (index_t k0 = 0; k0 < m_NE[0]; ++k0) {
969                            double* o = out.getSampleDataRW(m_faceOffset[2]+INDEX2(k0,k2,m_NE[0]));
970                            *o++ = 0.;
971                            *o++ = -1.;
972                            *o = 0.;
973                        }
974                    }
975                }
976    
977                if (m_faceOffset[3] > -1) {
978    #pragma omp for nowait
979                    for (index_t k2 = 0; k2 < m_NE[2]; ++k2) {
980                        for (index_t k0 = 0; k0 < m_NE[0]; ++k0) {
981                            double* o = out.getSampleDataRW(m_faceOffset[3]+INDEX2(k0,k2,m_NE[0]));
982                            *o++ = 0.;
983                            *o++ = 1.;
984                            *o = 0.;
985                        }
986                    }
987                }
988    
989                if (m_faceOffset[4] > -1) {
990    #pragma omp for nowait
991                    for (index_t k1 = 0; k1 < m_NE[1]; ++k1) {
992                        for (index_t k0 = 0; k0 < m_NE[0]; ++k0) {
993                            double* o = out.getSampleDataRW(m_faceOffset[4]+INDEX2(k0,k1,m_NE[0]));
994                            *o++ = 0.;
995                            *o++ = 0.;
996                            *o = -1.;
997                        }
998                    }
999                }
1000    
1001                if (m_faceOffset[5] > -1) {
1002    #pragma omp for nowait
1003                    for (index_t k1 = 0; k1 < m_NE[1]; ++k1) {
1004                        for (index_t k0 = 0; k0 < m_NE[0]; ++k0) {
1005                            double* o = out.getSampleDataRW(m_faceOffset[5]+INDEX2(k0,k1,m_NE[0]));
1006                            *o++ = 0.;
1007                            *o++ = 0.;
1008                            *o = 1.;
1009                        }
1010                    }
1011                }
1012            } // end of parallel section
1013    
1014        } else {
1015            stringstream msg;
1016            msg << "setToNormal: invalid function space type "
1017                << out.getFunctionSpace().getTypeCode();
1018            throw RipleyException(msg.str());
1019        }
1020  }  }
1021    
1022  Paso_SystemMatrixPattern* Brick::getPattern(bool reducedRowOrder,  void Brick::setToSize(escript::Data& out) const
                                             bool reducedColOrder) const  
1023  {  {
1024      if (reducedRowOrder || reducedColOrder)      if (out.getFunctionSpace().getTypeCode() == Elements
1025          throw RipleyException("getPattern() not implemented for reduced order");              || out.getFunctionSpace().getTypeCode() == ReducedElements) {
1026            out.requireWrite();
1027            const dim_t numQuad=out.getNumDataPointsPerSample();
1028            const double size=sqrt(m_dx[0]*m_dx[0]+m_dx[1]*m_dx[1]+m_dx[2]*m_dx[2]);
1029    #pragma omp parallel for
1030            for (index_t k = 0; k < getNumElements(); ++k) {
1031                double* o = out.getSampleDataRW(k);
1032                fill(o, o+numQuad, size);
1033            }
1034        } else if (out.getFunctionSpace().getTypeCode() == FaceElements
1035                || out.getFunctionSpace().getTypeCode() == ReducedFaceElements) {
1036            out.requireWrite();
1037            const dim_t numQuad=out.getNumDataPointsPerSample();
1038    #pragma omp parallel
1039            {
1040                if (m_faceOffset[0] > -1) {
1041                    const double size=min(m_dx[1],m_dx[2]);
1042    #pragma omp for nowait
1043                    for (index_t k2 = 0; k2 < m_NE[2]; ++k2) {
1044                        for (index_t k1 = 0; k1 < m_NE[1]; ++k1) {
1045                            double* o = out.getSampleDataRW(m_faceOffset[0]+INDEX2(k1,k2,m_NE[1]));
1046                            fill(o, o+numQuad, size);
1047                        }
1048                    }
1049                }
1050    
1051                if (m_faceOffset[1] > -1) {
1052                    const double size=min(m_dx[1],m_dx[2]);
1053    #pragma omp for nowait
1054                    for (index_t k2 = 0; k2 < m_NE[2]; ++k2) {
1055                        for (index_t k1 = 0; k1 < m_NE[1]; ++k1) {
1056                            double* o = out.getSampleDataRW(m_faceOffset[1]+INDEX2(k1,k2,m_NE[1]));
1057                            fill(o, o+numQuad, size);
1058                        }
1059                    }
1060                }
1061    
1062                if (m_faceOffset[2] > -1) {
1063                    const double size=min(m_dx[0],m_dx[2]);
1064    #pragma omp for nowait
1065                    for (index_t k2 = 0; k2 < m_NE[2]; ++k2) {
1066                        for (index_t k0 = 0; k0 < m_NE[0]; ++k0) {
1067                            double* o = out.getSampleDataRW(m_faceOffset[2]+INDEX2(k0,k2,m_NE[0]));
1068                            fill(o, o+numQuad, size);
1069                        }
1070                    }
1071                }
1072    
1073                if (m_faceOffset[3] > -1) {
1074                    const double size=min(m_dx[0],m_dx[2]);
1075    #pragma omp for nowait
1076                    for (index_t k2 = 0; k2 < m_NE[2]; ++k2) {
1077                        for (index_t k0 = 0; k0 < m_NE[0]; ++k0) {
1078                            double* o = out.getSampleDataRW(m_faceOffset[3]+INDEX2(k0,k2,m_NE[0]));
1079                            fill(o, o+numQuad, size);
1080                        }
1081                    }
1082                }
1083    
1084                if (m_faceOffset[4] > -1) {
1085                    const double size=min(m_dx[0],m_dx[1]);
1086    #pragma omp for nowait
1087                    for (index_t k1 = 0; k1 < m_NE[1]; ++k1) {
1088                        for (index_t k0 = 0; k0 < m_NE[0]; ++k0) {
1089                            double* o = out.getSampleDataRW(m_faceOffset[4]+INDEX2(k0,k1,m_NE[0]));
1090                            fill(o, o+numQuad, size);
1091                        }
1092                    }
1093                }
1094    
1095                if (m_faceOffset[5] > -1) {
1096                    const double size=min(m_dx[0],m_dx[1]);
1097    #pragma omp for nowait
1098                    for (index_t k1 = 0; k1 < m_NE[1]; ++k1) {
1099                        for (index_t k0 = 0; k0 < m_NE[0]; ++k0) {
1100                            double* o = out.getSampleDataRW(m_faceOffset[5]+INDEX2(k0,k1,m_NE[0]));
1101                            fill(o, o+numQuad, size);
1102                        }
1103                    }
1104                }
1105            } // end of parallel section
1106    
1107      throw RipleyException("getPattern() not implemented");      } else {
1108            stringstream msg;
1109            msg << "setToSize: invalid function space type "
1110                << out.getFunctionSpace().getTypeCode();
1111            throw RipleyException(msg.str());
1112        }
1113  }  }
1114    
1115  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 1119  void Brick::Print_Mesh_Info(const bool f
1119          cout << "     Id  Coordinates" << endl;          cout << "     Id  Coordinates" << endl;
1120          cout.precision(15);          cout.precision(15);
1121          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);  
1122          for (index_t i=0; i < getNumNodes(); i++) {          for (index_t i=0; i < getNumNodes(); i++) {
1123              cout << "  " << setw(5) << m_nodeId[i]              cout << "  " << setw(5) << m_nodeId[i]
1124                  << "  " << xdx.first+(i%m_N0)*xdx.second                  << "  " << getLocalCoordinate(i%m_NN[0], 0)
1125                  << "  " << ydy.first+(i%(m_N0*m_N1)/m_N0)*ydy.second                  << "  " << getLocalCoordinate(i%(m_NN[0]*m_NN[1])/m_NN[0], 1)
1126                  << "  " << zdz.first+(i/(m_N0*m_N1))*zdz.second << endl;                  << "  " << getLocalCoordinate(i/(m_NN[0]*m_NN[1]), 2) << endl;
1127          }          }
1128      }      }
1129  }  }
1130    
 IndexVector Brick::getNumNodesPerDim() const  
 {  
     IndexVector ret;  
     ret.push_back(m_N0);  
     ret.push_back(m_N1);  
     ret.push_back(m_N2);  
     return ret;  
 }  
1131    
1132  IndexVector Brick::getNumElementsPerDim() const  //protected
1133    void Brick::assembleCoordinates(escript::Data& arg) const
1134  {  {
1135      IndexVector ret;      escriptDataC x = arg.getDataC();
1136      ret.push_back(m_NE0);      int numDim = m_numDim;
1137      ret.push_back(m_NE1);      if (!isDataPointShapeEqual(&x, 1, &numDim))
1138      ret.push_back(m_NE2);          throw RipleyException("setToX: Invalid Data object shape");
1139      return ret;      if (!numSamplesEqual(&x, 1, getNumNodes()))
1140            throw RipleyException("setToX: Illegal number of samples in Data object");
1141    
1142        arg.requireWrite();
1143    #pragma omp parallel for
1144        for (dim_t i2 = 0; i2 < m_NN[2]; i2++) {
1145            for (dim_t i1 = 0; i1 < m_NN[1]; i1++) {
1146                for (dim_t i0 = 0; i0 < m_NN[0]; i0++) {
1147                    double* point = arg.getSampleDataRW(i0+m_NN[0]*i1+m_NN[0]*m_NN[1]*i2);
1148                    point[0] = getLocalCoordinate(i0, 0);
1149                    point[1] = getLocalCoordinate(i1, 1);
1150                    point[2] = getLocalCoordinate(i2, 2);
1151                }
1152            }
1153        }
1154  }  }
1155    
1156  IndexVector Brick::getNumFacesPerBoundary() const  //protected
1157    void Brick::assembleGradient(escript::Data& out, const escript::Data& in) const
1158  {  {
1159      IndexVector ret(6, 0);      const dim_t numComp = in.getDataPointSize();
1160      //left      const double C0 = .044658198738520451079;
1161      if (m_offset0==0)      const double C1 = .16666666666666666667;
1162          ret[0]=m_NE1*m_NE2;      const double C2 = .21132486540518711775;
1163      //right      const double C3 = .25;
1164      if (m_mpiInfo->rank%m_NX==m_NX-1)      const double C4 = .5;
1165          ret[1]=m_NE1*m_NE2;      const double C5 = .62200846792814621559;
1166      //bottom      const double C6 = .78867513459481288225;
1167      if (m_offset1==0)  
1168          ret[2]=m_NE0*m_NE2;      if (out.getFunctionSpace().getTypeCode() == Elements) {
1169      //top          out.requireWrite();
1170      if (m_mpiInfo->rank%(m_NX*m_NY)/m_NX==m_NY-1)  #pragma omp parallel
1171          ret[3]=m_NE0*m_NE2;          {
1172      //front              vector<double> f_000(numComp);
1173      if (m_offset2==0)              vector<double> f_001(numComp);
1174          ret[4]=m_NE0*m_NE1;              vector<double> f_010(numComp);
1175      //back              vector<double> f_011(numComp);
1176      if (m_mpiInfo->rank/(m_NX*m_NY)==m_NZ-1)              vector<double> f_100(numComp);
1177          ret[5]=m_NE0*m_NE1;              vector<double> f_101(numComp);
1178      return ret;              vector<double> f_110(numComp);
1179                vector<double> f_111(numComp);
1180    #pragma omp for
1181                for (index_t k2=0; k2 < m_NE[2]; ++k2) {
1182                    for (index_t k1=0; k1 < m_NE[1]; ++k1) {
1183                        for (index_t k0=0; k0 < m_NE[0]; ++k0) {
1184                            memcpy(&f_000[0], in.getSampleDataRO(INDEX3(k0,k1,k2, m_NN[0],m_NN[1])), numComp*sizeof(double));
1185                            memcpy(&f_001[0], in.getSampleDataRO(INDEX3(k0,k1,k2+1, m_NN[0],m_NN[1])), numComp*sizeof(double));
1186                            memcpy(&f_010[0], in.getSampleDataRO(INDEX3(k0,k1+1,k2, m_NN[0],m_NN[1])), numComp*sizeof(double));
1187                            memcpy(&f_011[0], in.getSampleDataRO(INDEX3(k0,k1+1,k2+1, m_NN[0],m_NN[1])), numComp*sizeof(double));
1188                            memcpy(&f_100[0], in.getSampleDataRO(INDEX3(k0+1,k1,k2, m_NN[0],m_NN[1])), numComp*sizeof(double));
1189                            memcpy(&f_101[0], in.getSampleDataRO(INDEX3(k0+1,k1,k2+1, m_NN[0],m_NN[1])), numComp*sizeof(double));
1190                            memcpy(&f_110[0], in.getSampleDataRO(INDEX3(k0+1,k1+1,k2, m_NN[0],m_NN[1])), numComp*sizeof(double));
1191                            memcpy(&f_111[0], in.getSampleDataRO(INDEX3(k0+1,k1+1,k2+1, m_NN[0],m_NN[1])), numComp*sizeof(double));
1192                            double* o = out.getSampleDataRW(INDEX3(k0,k1,k2,m_NE[0],m_NE[1]));
1193                            for (index_t i=0; i < numComp; ++i) {
1194                                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];
1195                                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];
1196                                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];
1197                                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];
1198                                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];
1199                                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];
1200                                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];
1201                                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];
1202                                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];
1203                                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];
1204                                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];
1205                                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];
1206                                o[INDEX3(i,0,0,numComp,3)] = V0;
1207                                o[INDEX3(i,1,0,numComp,3)] = V4;
1208                                o[INDEX3(i,2,0,numComp,3)] = V8;
1209                                o[INDEX3(i,0,1,numComp,3)] = V0;
1210                                o[INDEX3(i,1,1,numComp,3)] = V5;
1211                                o[INDEX3(i,2,1,numComp,3)] = V9;
1212                                o[INDEX3(i,0,2,numComp,3)] = V1;
1213                                o[INDEX3(i,1,2,numComp,3)] = V4;
1214                                o[INDEX3(i,2,2,numComp,3)] = V10;
1215                                o[INDEX3(i,0,3,numComp,3)] = V1;
1216                                o[INDEX3(i,1,3,numComp,3)] = V5;
1217                                o[INDEX3(i,2,3,numComp,3)] = V11;
1218                                o[INDEX3(i,0,4,numComp,3)] = V2;
1219                                o[INDEX3(i,1,4,numComp,3)] = V6;
1220                                o[INDEX3(i,2,4,numComp,3)] = V8;
1221                                o[INDEX3(i,0,5,numComp,3)] = V2;
1222                                o[INDEX3(i,1,5,numComp,3)] = V7;
1223                                o[INDEX3(i,2,5,numComp,3)] = V9;
1224                                o[INDEX3(i,0,6,numComp,3)] = V3;
1225                                o[INDEX3(i,1,6,numComp,3)] = V6;
1226                                o[INDEX3(i,2,6,numComp,3)] = V10;
1227                                o[INDEX3(i,0,7,numComp,3)] = V3;
1228                                o[INDEX3(i,1,7,numComp,3)] = V7;
1229                                o[INDEX3(i,2,7,numComp,3)] = V11;
1230                            } // end of component loop i
1231                        } // end of k0 loop
1232                    } // end of k1 loop
1233                } // end of k2 loop
1234            } // end of parallel section
1235        } else if (out.getFunctionSpace().getTypeCode() == ReducedElements) {
1236            out.requireWrite();
1237    #pragma omp parallel
1238            {
1239                vector<double> f_000(numComp);
1240                vector<double> f_001(numComp);
1241                vector<double> f_010(numComp);
1242                vector<double> f_011(numComp);
1243                vector<double> f_100(numComp);
1244                vector<double> f_101(numComp);
1245                vector<double> f_110(numComp);
1246                vector<double> f_111(numComp);
1247    #pragma omp for
1248                for (index_t k2=0; k2 < m_NE[2]; ++k2) {
1249                    for (index_t k1=0; k1 < m_NE[1]; ++k1) {
1250                        for (index_t k0=0; k0 < m_NE[0]; ++k0) {
1251                            memcpy(&f_000[0], in.getSampleDataRO(INDEX3(k0,k1,k2, m_NN[0],m_NN[1])), numComp*sizeof(double));
1252                            memcpy(&f_001[0], in.getSampleDataRO(INDEX3(k0,k1,k2+1, m_NN[0],m_NN[1])), numComp*sizeof(double));
1253                            memcpy(&f_010[0], in.getSampleDataRO(INDEX3(k0,k1+1,k2, m_NN[0],m_NN[1])), numComp*sizeof(double));
1254                            memcpy(&f_011[0], in.getSampleDataRO(INDEX3(k0,k1+1,k2+1, m_NN[0],m_NN[1])), numComp*sizeof(double));
1255                            memcpy(&f_100[0], in.getSampleDataRO(INDEX3(k0+1,k1,k2, m_NN[0],m_NN[1])), numComp*sizeof(double));
1256                            memcpy(&f_101[0], in.getSampleDataRO(INDEX3(k0+1,k1,k2+1, m_NN[0],m_NN[1])), numComp*sizeof(double));
1257                            memcpy(&f_110[0], in.getSampleDataRO(INDEX3(k0+1,k1+1,k2, m_NN[0],m_NN[1])), numComp*sizeof(double));
1258                            memcpy(&f_111[0], in.getSampleDataRO(INDEX3(k0+1,k1+1,k2+1, m_NN[0],m_NN[1])), numComp*sizeof(double));
1259                            double* o = out.getSampleDataRW(INDEX3(k0,k1,k2,m_NE[0],m_NE[1]));
1260                            for (index_t i=0; i < numComp; ++i) {
1261                                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];
1262                                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];
1263                                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];
1264                            } // end of component loop i
1265                        } // end of k0 loop
1266                    } // end of k1 loop
1267                } // end of k2 loop
1268            } // end of parallel section
1269        } else if (out.getFunctionSpace().getTypeCode() == FaceElements) {
1270            out.requireWrite();
1271    #pragma omp parallel
1272            {
1273                vector<double> f_000(numComp);
1274                vector<double> f_001(numComp);
1275                vector<double> f_010(numComp);
1276                vector<double> f_011(numComp);
1277                vector<double> f_100(numComp);
1278                vector<double> f_101(numComp);
1279                vector<double> f_110(numComp);
1280                vector<double> f_111(numComp);
1281                if (m_faceOffset[0] > -1) {
1282    #pragma omp for nowait
1283                    for (index_t k2=0; k2 < m_NE[2]; ++k2) {
1284                        for (index_t k1=0; k1 < m_NE[1]; ++k1) {
1285                            memcpy(&f_000[0], in.getSampleDataRO(INDEX3(0,k1,k2, m_NN[0],m_NN[1])), numComp*sizeof(double));
1286                            memcpy(&f_001[0], in.getSampleDataRO(INDEX3(0,k1,k2+1, m_NN[0],m_NN[1])), numComp*sizeof(double));
1287                            memcpy(&f_010[0], in.getSampleDataRO(INDEX3(0,k1+1,k2, m_NN[0],m_NN[1])), numComp*sizeof(double));
1288                            memcpy(&f_011[0], in.getSampleDataRO(INDEX3(0,k1+1,k2+1, m_NN[0],m_NN[1])), numComp*sizeof(double));
1289                            memcpy(&f_100[0], in.getSampleDataRO(INDEX3(1,k1,k2, m_NN[0],m_NN[1])), numComp*sizeof(double));
1290                            memcpy(&f_101[0], in.getSampleDataRO(INDEX3(1,k1,k2+1, m_NN[0],m_NN[1])), numComp*sizeof(double));
1291                            memcpy(&f_110[0], in.getSampleDataRO(INDEX3(1,k1+1,k2, m_NN[0],m_NN[1])), numComp*sizeof(double));
1292                            memcpy(&f_111[0], in.getSampleDataRO(INDEX3(1,k1+1,k2+1, m_NN[0],m_NN[1])), numComp*sizeof(double));
1293                            double* o = out.getSampleDataRW(m_faceOffset[0]+INDEX2(k1,k2,m_NE[1]));
1294                            for (index_t i=0; i < numComp; ++i) {
1295                                const double V0=((f_010[i]-f_000[i])*C6 + (f_011[i]-f_001[i])*C2) / m_dx[1];
1296                                const double V1=((f_010[i]-f_000[i])*C2 + (f_011[i]-f_001[i])*C6) / m_dx[1];
1297                                const double V2=((f_001[i]-f_000[i])*C6 + (f_010[i]-f_011[i])*C2) / m_dx[2];
1298                                const double V3=((f_001[i]-f_000[i])*C2 + (f_011[i]-f_010[i])*C6) / m_dx[2];
1299                                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];
1300                                o[INDEX3(i,1,0,numComp,3)] = V0;
1301                                o[INDEX3(i,2,0,numComp,3)] = V2;
1302                                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];
1303                                o[INDEX3(i,1,1,numComp,3)] = V0;
1304                                o[INDEX3(i,2,1,numComp,3)] = V3;
1305                                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];
1306                                o[INDEX3(i,1,2,numComp,3)] = V1;
1307                                o[INDEX3(i,2,2,numComp,3)] = V2;
1308                                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];
1309                                o[INDEX3(i,1,3,numComp,3)] = V1;
1310                                o[INDEX3(i,2,3,numComp,3)] = V3;
1311                            } // end of component loop i
1312                        } // end of k1 loop
1313                    } // end of k2 loop
1314                } // end of face 0
1315                if (m_faceOffset[1] > -1) {
1316    #pragma omp for nowait
1317                    for (index_t k2=0; k2 < m_NE[2]; ++k2) {
1318                        for (index_t k1=0; k1 < m_NE[1]; ++k1) {
1319                            memcpy(&f_000[0], in.getSampleDataRO(INDEX3(m_NN[0]-2,k1,k2, m_NN[0],m_NN[1])), numComp*sizeof(double));
1320                            memcpy(&f_001[0], in.getSampleDataRO(INDEX3(m_NN[0]-2,k1,k2+1, m_NN[0],m_NN[1])), numComp*sizeof(double));
1321                            memcpy(&f_010[0], in.getSampleDataRO(INDEX3(m_NN[0]-2,k1+1,k2, m_NN[0],m_NN[1])), numComp*sizeof(double));
1322                            memcpy(&f_011[0], in.getSampleDataRO(INDEX3(m_NN[0]-2,k1+1,k2+1, m_NN[0],m_NN[1])), numComp*sizeof(double));
1323                            memcpy(&f_100[0], in.getSampleDataRO(INDEX3(m_NN[0]-1,k1,k2, m_NN[0],m_NN[1])), numComp*sizeof(double));
1324                            memcpy(&f_101[0], in.getSampleDataRO(INDEX3(m_NN[0]-1,k1,k2+1, m_NN[0],m_NN[1])), numComp*sizeof(double));
1325                            memcpy(&f_110[0], in.getSampleDataRO(INDEX3(m_NN[0]-1,k1+1,k2, m_NN[0],m_NN[1])), numComp*sizeof(double));
1326                            memcpy(&f_111[0], in.getSampleDataRO(INDEX3(m_NN[0]-1,k1+1,k2+1, m_NN[0],m_NN[1])), numComp*sizeof(double));
1327                            double* o = out.getSampleDataRW(m_faceOffset[1]+INDEX2(k1,k2,m_NE[1]));
1328                            for (index_t i=0; i < numComp; ++i) {
1329                                const double V0=((f_110[i]-f_100[i])*C6 + (f_111[i]-f_101[i])*C2) / m_dx[1];
1330                                const double V1=((f_110[i]-f_100[i])*C2 + (f_111[i]-f_101[i])*C6) / m_dx[1];
1331                                const double V2=((f_101[i]-f_100[i])*C6 + (f_111[i]-f_110[i])*C2) / m_dx[2];
1332                                const double V3=((f_101[i]-f_100[i])*C2 + (f_111[i]-f_110[i])*C6) / m_dx[2];
1333                                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];
1334                                o[INDEX3(i,1,0,numComp,3)] = V0;
1335                                o[INDEX3(i,2,0,numComp,3)] = V2;
1336                                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];
1337                                o[INDEX3(i,1,1,numComp,3)] = V0;
1338                                o[INDEX3(i,2,1,numComp,3)] = V3;
1339                                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];
1340                                o[INDEX3(i,1,2,numComp,3)] = V1;
1341                                o[INDEX3(i,2,2,numComp,3)] = V2;
1342                                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];
1343                                o[INDEX3(i,1,3,numComp,3)] = V1;
1344                                o[INDEX3(i,2,3,numComp,3)] = V3;
1345                            } // end of component loop i
1346                        } // end of k1 loop
1347                    } // end of k2 loop
1348                } // end of face 1
1349                if (m_faceOffset[2] > -1) {
1350    #pragma omp for nowait
1351                    for (index_t k2=0; k2 < m_NE[2]; ++k2) {
1352                        for (index_t k0=0; k0 < m_NE[0]; ++k0) {
1353                            memcpy(&f_000[0], in.getSampleDataRO(INDEX3(k0,0,k2, m_NN[0],m_NN[1])), numComp*sizeof(double));
1354                            memcpy(&f_001[0], in.getSampleDataRO(INDEX3(k0,0,k2+1, m_NN[0],m_NN[1])), numComp*sizeof(double));
1355                            memcpy(&f_010[0], in.getSampleDataRO(INDEX3(k0,1,k2, m_NN[0],m_NN[1])), numComp*sizeof(double));
1356                            memcpy(&f_011[0], in.getSampleDataRO(INDEX3(k0,1,k2+1, m_NN[0],m_NN[1])), numComp*sizeof(double));
1357                            memcpy(&f_100[0], in.getSampleDataRO(INDEX3(k0+1,0,k2, m_NN[0],m_NN[1])), numComp*sizeof(double));
1358                            memcpy(&f_101[0], in.getSampleDataRO(INDEX3(k0+1,0,k2+1, m_NN[0],m_NN[1])), numComp*sizeof(double));
1359                            memcpy(&f_110[0], in.getSampleDataRO(INDEX3(k0+1,1,k2, m_NN[0],m_NN[1])), numComp*sizeof(double));
1360                            memcpy(&f_111[0], in.getSampleDataRO(INDEX3(k0+1,1,k2+1, m_NN[0],m_NN[1])), numComp*sizeof(double));
1361                            double* o = out.getSampleDataRW(m_faceOffset[2]+INDEX2(k0,k2,m_NE[0]));
1362                            for (index_t i=0; i < numComp; ++i) {
1363                                const double V0=((f_100[i]-f_000[i])*C6 + (f_101[i]-f_001[i])*C2) / m_dx[0];
1364                                const double V1=((f_001[i]-f_000[i])*C6 + (f_101[i]-f_100[i])*C2) / m_dx[2];
1365                                const double V2=((f_001[i]-f_000[i])*C2 + (f_101[i]-f_100[i])*C6) / m_dx[2];
1366                                o[INDEX3(i,0,0,numComp,3)] = V0;
1367                                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];
1368                                o[INDEX3(i,2,0,numComp,3)] = V1;
1369                                o[INDEX3(i,0,1,numComp,3)] = V0;
1370                                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];
1371                                o[INDEX3(i,2,1,numComp,3)] = V2;
1372                                o[INDEX3(i,0,2,numComp,3)] = V0;
1373                                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];
1374                                o[INDEX3(i,2,2,numComp,3)] = V1;
1375                                o[INDEX3(i,0,3,numComp,3)] = V0;
1376                                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];
1377                                o[INDEX3(i,2,3,numComp,3)] = V2;
1378                            } // end of component loop i
1379                        } // end of k0 loop
1380                    } // end of k2 loop
1381                } // end of face 2
1382                if (m_faceOffset[3] > -1) {
1383    #pragma omp for nowait
1384                    for (index_t k2=0; k2 < m_NE[2]; ++k2) {
1385                        for (index_t k0=0; k0 < m_NE[0]; ++k0) {
1386                            memcpy(&f_000[0], in.getSampleDataRO(INDEX3(k0,m_NN[1]-2,k2, m_NN[0],m_NN[1])), numComp*sizeof(double));
1387                            memcpy(&f_001[0], in.getSampleDataRO(INDEX3(k0,m_NN[1]-2,k2+1, m_NN[0],m_NN[1])), numComp*sizeof(double));
1388                            memcpy(&f_010[0], in.getSampleDataRO(INDEX3(k0,m_NN[1]-1,k2, m_NN[0],m_NN[1])), numComp*sizeof(double));
1389                            memcpy(&f_011[0], in.getSampleDataRO(INDEX3(k0,m_NN[1]-1,k2+1, m_NN[0],m_NN[1])), numComp*sizeof(double));
1390                            memcpy(&f_100[0], in.getSampleDataRO(INDEX3(k0+1,m_NN[1]-2,k2, m_NN[0],m_NN[1])), numComp*sizeof(double));
1391                            memcpy(&f_101[0], in.getSampleDataRO(INDEX3(k0+1,m_NN[1]-2,k2+1, m_NN[0],m_NN[1])), numComp*sizeof(double));
1392                            memcpy(&f_110[0], in.getSampleDataRO(INDEX3(k0+1,m_NN[1]-1,k2, m_NN[0],m_NN[1])), numComp*sizeof(double));
1393                            memcpy(&f_111[0], in.getSampleDataRO(INDEX3(k0+1,m_NN[1]-1,k2+1, m_NN[0],m_NN[1])), numComp*sizeof(double));
1394                            double* o = out.getSampleDataRW(m_faceOffset[3]+INDEX2(k0,k2,m_NE[0]));
1395                            for (index_t i=0; i < numComp; ++i) {
1396                                const double V0=((f_110[i]-f_010[i])*C6 + (f_111[i]-f_011[i])*C2) / m_dx[0];
1397                                const double V1=((f_110[i]-f_010[i])*C2 + (f_111[i]-f_011[i])*C6) / m_dx[0];
1398                                const double V2=((f_011[i]-f_010[i])*C6 + (f_111[i]-f_110[i])*C2) / m_dx[2];
1399                                const double V3=((f_011[i]-f_010[i])*C2 + (f_111[i]-f_110[i])*C6) / m_dx[2];
1400                                o[INDEX3(i,0,0,numComp,3)] = V0;
1401                                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];
1402                                o[INDEX3(i,2,0,numComp,3)] = V2;
1403                                o[INDEX3(i,0,1,numComp,3)] = V0;
1404                                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];
1405                                o[INDEX3(i,2,1,numComp,3)] = V3;
1406                                o[INDEX3(i,0,2,numComp,3)] = V1;
1407                                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];
1408                                o[INDEX3(i,2,2,numComp,3)] = V2;
1409                                o[INDEX3(i,0,3,numComp,3)] = V1;
1410                                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];
1411                                o[INDEX3(i,2,3,numComp,3)] = V3;
1412                            } // end of component loop i
1413                        } // end of k0 loop
1414                    } // end of k2 loop
1415                } // end of face 3
1416                if (m_faceOffset[4] > -1) {
1417    #pragma omp for nowait
1418                    for (index_t k1=0; k1 < m_NE[1]; ++k1) {
1419                        for (index_t k0=0; k0 < m_NE[0]; ++k0) {
1420                            memcpy(&f_000[0], in.getSampleDataRO(INDEX3(k0,k1,0, m_NN[0],m_NN[1])), numComp*sizeof(double));
1421                            memcpy(&f_001[0], in.getSampleDataRO(INDEX3(k0,k1,1, m_NN[0],m_NN[1])), numComp*sizeof(double));
1422                            memcpy(&f_010[0], in.getSampleDataRO(INDEX3(k0,k1+1,0, m_NN[0],m_NN[1])), numComp*sizeof(double));
1423                            memcpy(&f_011[0], in.getSampleDataRO(INDEX3(k0,k1+1,1, m_NN[0],m_NN[1])), numComp*sizeof(double));
1424                            memcpy(&f_100[0], in.getSampleDataRO(INDEX3(k0+1,k1,0, m_NN[0],m_NN[1])), numComp*sizeof(double));
1425                            memcpy(&f_101[0], in.getSampleDataRO(INDEX3(k0+1,k1,1, m_NN[0],m_NN[1])), numComp*sizeof(double));
1426                            memcpy(&f_110[0], in.getSampleDataRO(INDEX3(k0+1,k1+1,0, m_NN[0],m_NN[1])), numComp*sizeof(double));
1427                            memcpy(&f_111[0], in.getSampleDataRO(INDEX3(k0+1,k1+1,1, m_NN[0],m_NN[1])), numComp*sizeof(double));
1428                            double* o = out.getSampleDataRW(m_faceOffset[4]+INDEX2(k0,k1,m_NE[0]));
1429                            for (index_t i=0; i < numComp; ++i) {
1430                                const double V0=((f_100[i]-f_000[i])*C6 + (f_110[i]-f_010[i])*C2) / m_dx[0];
1431                                const double V1=((f_100[i]-f_000[i])*C2 + (f_110[i]-f_010[i])*C6) / m_dx[0];
1432                                const double V2=((f_010[i]-f_000[i])*C6 + (f_110[i]-f_100[i])*C2) / m_dx[1];
1433                                const double V3=((f_010[i]-f_000[i])*C2 + (f_110[i]-f_100[i])*C6) / m_dx[1];
1434                                o[INDEX3(i,0,0,numComp,3)] = V0;
1435                                o[INDEX3(i,1,0,numComp,3)] = V2;
1436                                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];
1437                                o[INDEX3(i,0,1,numComp,3)] = V0;
1438                                o[INDEX3(i,1,1,numComp,3)] = V3;
1439                                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];
1440                                o[INDEX3(i,0,2,numComp,3)] = V1;
1441                                o[INDEX3(i,1,2,numComp,3)] = V2;
1442                                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];
1443                                o[INDEX3(i,0,3,numComp,3)] = V1;
1444                                o[INDEX3(i,1,3,numComp,3)] = V3;
1445                                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];
1446                            } // end of component loop i
1447                        } // end of k0 loop
1448                    } // end of k1 loop
1449                } // end of face 4
1450                if (m_faceOffset[5] > -1) {
1451    #pragma omp for nowait
1452                    for (index_t k1=0; k1 < m_NE[1]; ++k1) {
1453                        for (index_t k0=0; k0 < m_NE[0]; ++k0) {
1454                            memcpy(&f_000[0], in.getSampleDataRO(INDEX3(k0,k1,m_NN[2]-2, m_NN[0],m_NN[1])), numComp*sizeof(double));
1455                            memcpy(&f_001[0], in.getSampleDataRO(INDEX3(k0,k1,m_NN[2]-1, m_NN[0],m_NN[1])), numComp*sizeof(double));
1456                            memcpy(&f_010[0], in.getSampleDataRO(INDEX3(k0,k1+1,m_NN[2]-2, m_NN[0],m_NN[1])), numComp*sizeof(double));
1457                            memcpy(&f_011[0], in.getSampleDataRO(INDEX3(k0,k1+1,m_NN[2]-1, m_NN[0],m_NN[1])), numComp*sizeof(double));
1458                            memcpy(&f_100[0], in.getSampleDataRO(INDEX3(k0+1,k1,m_NN[2]-2, m_NN[0],m_NN[1])), numComp*sizeof(double));
1459                            memcpy(&f_101[0], in.getSampleDataRO(INDEX3(k0+1,k1,m_NN[2]-1, m_NN[0],m_NN[1])), numComp*sizeof(double));
1460                            memcpy(&f_110[0], in.getSampleDataRO(INDEX3(k0+1,k1+1,m_NN[2]-2, m_NN[0],m_NN[1])), numComp*sizeof(double));
1461                            memcpy(&f_111[0], in.getSampleDataRO(INDEX3(k0+1,k1+1,m_NN[2]-1, m_NN[0],m_NN[1])), numComp*sizeof(double));
1462                            double* o = out.getSampleDataRW(m_faceOffset[5]+INDEX2(k0,k1,m_NE[0]));
1463                            for (index_t i=0; i < numComp; ++i) {
1464                                const double V0=((f_101[i]-f_001[i])*C6 + (f_111[i]-f_011[i])*C2) / m_dx[0];
1465                                const double V1=((f_101[i]-f_001[i])*C2 + (f_111[i]-f_011[i])*C6) / m_dx[0];
1466                                const double V2=((f_011[i]-f_001[i])*C6 + (f_111[i]-f_101[i])*C2) / m_dx[1];
1467                                const double V3=((f_011[i]-f_001[i])*C2 + (f_111[i]-f_101[i])*C6) / m_dx[1];
1468                                o[INDEX3(i,0,0,numComp,3)] = V0;
1469                                o[INDEX3(i,1,0,numComp,3)] = V2;
1470                                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];
1471                                o[INDEX3(i,0,1,numComp,3)] = V0;
1472                                o[INDEX3(i,1,1,numComp,3)] = V3;
1473                                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];
1474                                o[INDEX3(i,0,2,numComp,3)] = V1;
1475                                o[INDEX3(i,1,2,numComp,3)] = V2;
1476                                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];
1477                                o[INDEX3(i,0,3,numComp,3)] = V1;
1478                                o[INDEX3(i,1,3,numComp,3)] = V3;
1479                                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];
1480                            } // end of component loop i
1481                        } // end of k0 loop
1482                    } // end of k1 loop
1483                } // end of face 5
1484            } // end of parallel section
1485        } else if (out.getFunctionSpace().getTypeCode() == ReducedFaceElements) {
1486            out.requireWrite();
1487    #pragma omp parallel
1488            {
1489                vector<double> f_000(numComp);
1490                vector<double> f_001(numComp);
1491                vector<double> f_010(numComp);
1492                vector<double> f_011(numComp);
1493                vector<double> f_100(numComp);
1494                vector<double> f_101(numComp);
1495                vector<double> f_110(numComp);
1496                vector<double> f_111(numComp);
1497                if (m_faceOffset[0] > -1) {
1498    #pragma omp for nowait
1499                    for (index_t k2=0; k2 < m_NE[2]; ++k2) {
1500                        for (index_t k1=0; k1 < m_NE[1]; ++k1) {
1501                            memcpy(&f_000[0], in.getSampleDataRO(INDEX3(0,k1,k2, m_NN[0],m_NN[1])), numComp*sizeof(double));
1502                            memcpy(&f_001[0], in.getSampleDataRO(INDEX3(0,k1,k2+1, m_NN[0],m_NN[1])), numComp*sizeof(double));
1503                            memcpy(&f_010[0], in.getSampleDataRO(INDEX3(0,k1+1,k2, m_NN[0],m_NN[1])), numComp*sizeof(double));
1504                            memcpy(&f_011[0], in.getSampleDataRO(INDEX3(0,k1+1,k2+1, m_NN[0],m_NN[1])), numComp*sizeof(double));
1505                            memcpy(&f_100[0], in.getSampleDataRO(INDEX3(1,k1,k2, m_NN[0],m_NN[1])), numComp*sizeof(double));
1506                            memcpy(&f_101[0], in.getSampleDataRO(INDEX3(1,k1,k2+1, m_NN[0],m_NN[1])), numComp*sizeof(double));
1507                            memcpy(&f_110[0], in.getSampleDataRO(INDEX3(1,k1+1,k2, m_NN[0],m_NN[1])), numComp*sizeof(double));
1508                            memcpy(&f_111[0], in.getSampleDataRO(INDEX3(1,k1+1,k2+1, m_NN[0],m_NN[1])), numComp*sizeof(double));
1509                            double* o = out.getSampleDataRW(m_faceOffset[0]+INDEX2(k1,k2,m_NE[1]));
1510                            for (index_t i=0; i < numComp; ++i) {
1511                                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];
1512                                o[INDEX3(i,1,0,numComp,3)] = (f_010[i]+f_011[i]-f_000[i]-f_001[i])*C4 / m_dx[1];
1513                                o[INDEX3(i,2,0,numComp,3)] = (f_001[i]+f_011[i]-f_000[i]-f_010[i])*C4 / m_dx[2];
1514                            } // end of component loop i
1515                        } // end of k1 loop
1516                    } // end of k2 loop
1517                } // end of face 0
1518                if (m_faceOffset[1] > -1) {
1519    #pragma omp for nowait
1520                    for (index_t k2=0; k2 < m_NE[2]; ++k2) {
1521                        for (index_t k1=0; k1 < m_NE[1]; ++k1) {
1522                            memcpy(&f_000[0], in.getSampleDataRO(INDEX3(m_NN[0]-2,k1,k2, m_NN[0],m_NN[1])), numComp*sizeof(double));
1523                            memcpy(&f_001[0], in.getSampleDataRO(INDEX3(m_NN[0]-2,k1,k2+1, m_NN[0],m_NN[1])), numComp*sizeof(double));
1524                            memcpy(&f_010[0], in.getSampleDataRO(INDEX3(m_NN[0]-2,k1+1,k2, m_NN[0],m_NN[1])), numComp*sizeof(double));
1525                            memcpy(&f_011[0], in.getSampleDataRO(INDEX3(m_NN[0]-2,k1+1,k2+1, m_NN[0],m_NN[1])), numComp*sizeof(double));
1526                            memcpy(&f_100[0], in.getSampleDataRO(INDEX3(m_NN[0]-1,k1,k2, m_NN[0],m_NN[1])), numComp*sizeof(double));
1527                            memcpy(&f_101[0], in.getSampleDataRO(INDEX3(m_NN[0]-1,k1,k2+1, m_NN[0],m_NN[1])), numComp*sizeof(double));
1528                            memcpy(&f_110[0], in.getSampleDataRO(INDEX3(m_NN[0]-1,k1+1,k2, m_NN[0],m_NN[1])), numComp*sizeof(double));
1529                            memcpy(&f_111[0], in.getSampleDataRO(INDEX3(m_NN[0]-1,k1+1,k2+1, m_NN[0],m_NN[1])), numComp*sizeof(double));
1530                            double* o = out.getSampleDataRW(m_faceOffset[1]+INDEX2(k1,k2,m_NE[1]));
1531                            for (index_t i=0; i < numComp; ++i) {
1532                                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];
1533                                o[INDEX3(i,1,0,numComp,3)] = (f_110[i]+f_111[i]-f_100[i]-f_101[i])*C4 / m_dx[1];
1534                                o[INDEX3(i,2,0,numComp,3)] = (f_101[i]+f_111[i]-f_100[i]-f_110[i])*C4 / m_dx[2];
1535                            } // end of component loop i
1536                        } // end of k1 loop
1537                    } // end of k2 loop
1538                } // end of face 1
1539                if (m_faceOffset[2] > -1) {
1540    #pragma omp for nowait
1541                    for (index_t k2=0; k2 < m_NE[2]; ++k2) {
1542                        for (index_t k0=0; k0 < m_NE[0]; ++k0) {
1543                            memcpy(&f_000[0], in.getSampleDataRO(INDEX3(k0,0,k2, m_NN[0],m_NN[1])), numComp*sizeof(double));
1544                            memcpy(&f_001[0], in.getSampleDataRO(INDEX3(k0,0,k2+1, m_NN[0],m_NN[1])), numComp*sizeof(double));
1545                            memcpy(&f_010[0], in.getSampleDataRO(INDEX3(k0,1,k2, m_NN[0],m_NN[1])), numComp*sizeof(double));
1546                            memcpy(&f_011[0], in.getSampleDataRO(INDEX3(k0,1,k2+1, m_NN[0],m_NN[1])), numComp*sizeof(double));
1547                            memcpy(&f_100[0], in.getSampleDataRO(INDEX3(k0+1,0,k2, m_NN[0],m_NN[1])), numComp*sizeof(double));
1548                            memcpy(&f_101[0], in.getSampleDataRO(INDEX3(k0+1,0,k2+1, m_NN[0],m_NN[1])), numComp*sizeof(double));
1549                            memcpy(&f_110[0], in.getSampleDataRO(INDEX3(k0+1,1,k2, m_NN[0],m_NN[1])), numComp*sizeof(double));
1550                            memcpy(&f_111[0], in.getSampleDataRO(INDEX3(k0+1,1,k2+1, m_NN[0],m_NN[1])), numComp*sizeof(double));
1551                            double* o = out.getSampleDataRW(m_faceOffset[2]+INDEX2(k0,k2,m_NE[0]));
1552                            for (index_t i=0; i < numComp; ++i) {
1553                                o[INDEX3(i,0,0,numComp,3)] = (f_100[i]+f_101[i]-f_000[i]-f_001[i])*C4 / m_dx[0];
1554                                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];
1555                                o[INDEX3(i,2,0,numComp,3)] = (f_001[i]+f_101[i]-f_000[i]-f_100[i])*C4 / m_dx[2];
1556                            } // end of component loop i
1557                        } // end of k0 loop
1558                    } // end of k2 loop
1559                } // end of face 2
1560                if (m_faceOffset[3] > -1) {
1561    #pragma omp for nowait
1562                    for (index_t k2=0; k2 < m_NE[2]; ++k2) {
1563                        for (index_t k0=0; k0 < m_NE[0]; ++k0) {
1564                            memcpy(&f_000[0], in.getSampleDataRO(INDEX3(k0,m_NN[1]-2,k2, m_NN[0],m_NN[1])), numComp*sizeof(double));
1565                            memcpy(&f_001[0], in.getSampleDataRO(INDEX3(k0,m_NN[1]-2,k2+1, m_NN[0],m_NN[1])), numComp*sizeof(double));
1566                            memcpy(&f_010[0], in.getSampleDataRO(INDEX3(k0,m_NN[1]-1,k2, m_NN[0],m_NN[1])), numComp*sizeof(double));
1567                            memcpy(&f_011[0], in.getSampleDataRO(INDEX3(k0,m_NN[1]-1,k2+1, m_NN[0],m_NN[1])), numComp*sizeof(double));
1568                            memcpy(&f_100[0], in.getSampleDataRO(INDEX3(k0+1,m_NN[1]-2,k2, m_NN[0],m_NN[1])), numComp*sizeof(double));
1569                            memcpy(&f_101[0], in.getSampleDataRO(INDEX3(k0+1,m_NN[1]-2,k2+1, m_NN[0],m_NN[1])), numComp*sizeof(double));
1570                            memcpy(&f_110[0], in.getSampleDataRO(INDEX3(k0+1,m_NN[1]-1,k2, m_NN[0],m_NN[1])), numComp*sizeof(double));
1571                            memcpy(&f_111[0], in.getSampleDataRO(INDEX3(k0+1,m_NN[1]-1,k2+1, m_NN[0],m_NN[1])), numComp*sizeof(double));
1572                            double* o = out.getSampleDataRW(m_faceOffset[3]+INDEX2(k0,k2,m_NE[0]));
1573                            for (index_t i=0; i < numComp; ++i) {
1574                                o[INDEX3(i,0,0,numComp,3)] = (f_110[i]+f_111[i]-f_010[i]-f_011[i])*C4 / m_dx[0];
1575                                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];
1576                                o[INDEX3(i,2,0,numComp,3)] = (f_011[i]+f_111[i]-f_010[i]-f_110[i])*C4 / m_dx[2];
1577                            } // end of component loop i
1578                        } // end of k0 loop
1579                    } // end of k2 loop
1580                } // end of face 3
1581                if (m_faceOffset[4] > -1) {
1582    #pragma omp for nowait
1583                    for (index_t k1=0; k1 < m_NE[1]; ++k1) {
1584                        for (index_t k0=0; k0 < m_NE[0]; ++k0) {
1585                            memcpy(&f_000[0], in.getSampleDataRO(INDEX3(k0,k1,0, m_NN[0],m_NN[1])), numComp*sizeof(double));
1586                            memcpy(&f_001[0], in.getSampleDataRO(INDEX3(k0,k1,1, m_NN[0],m_NN[1])), numComp*sizeof(double));
1587                            memcpy(&f_010[0], in.getSampleDataRO(INDEX3(k0,k1+1,0, m_NN[0],m_NN[1])), numComp*sizeof(double));
1588                            memcpy(&f_011[0], in.getSampleDataRO(INDEX3(k0,k1+1,1, m_NN[0],m_NN[1])), numComp*sizeof(double));
1589                            memcpy(&f_100[0], in.getSampleDataRO(INDEX3(k0+1,k1,0, m_NN[0],m_NN[1])), numComp*sizeof(double));
1590                            memcpy(&f_101[0], in.getSampleDataRO(INDEX3(k0+1,k1,1, m_NN[0],m_NN[1])), numComp*sizeof(double));
1591                            memcpy(&f_110[0], in.getSampleDataRO(INDEX3(k0+1,k1+1,0, m_NN[0],m_NN[1])), numComp*sizeof(double));
1592                            memcpy(&f_111[0], in.getSampleDataRO(INDEX3(k0+1,k1+1,1, m_NN[0],m_NN[1])), numComp*sizeof(double));
1593                            double* o = out.getSampleDataRW(m_faceOffset[4]+INDEX2(k0,k1,m_NE[0]));
1594                            for (index_t i=0; i < numComp; ++i) {
1595                                o[INDEX3(i,0,0,numComp,3)] = (f_100[i]+f_110[i]-f_000[i]-f_010[i])*C4 / m_dx[0];
1596                                o[INDEX3(i,1,0,numComp,3)] = (f_010[i]+f_110[i]-f_000[i]-f_100[i])*C4 / m_dx[1];
1597                                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];
1598                            } // end of component loop i
1599                        } // end of k0 loop
1600                    } // end of k1 loop
1601                } // end of face 4
1602                if (m_faceOffset[5] > -1) {
1603    #pragma omp for nowait
1604                    for (index_t k1=0; k1 < m_NE[1]; ++k1) {
1605                        for (index_t k0=0; k0 < m_NE[0]; ++k0) {
1606                            memcpy(&f_000[0], in.getSampleDataRO(INDEX3(k0,k1,m_NN[2]-2, m_NN[0],m_NN[1])), numComp*sizeof(double));
1607                            memcpy(&f_001[0], in.getSampleDataRO(INDEX3(k0,k1,m_NN[2]-1, m_NN[0],m_NN[1])), numComp*sizeof(double));
1608                            memcpy(&f_010[0], in.getSampleDataRO(INDEX3(k0,k1+1,m_NN[2]-2, m_NN[0],m_NN[1])), numComp*sizeof(double));
1609                            memcpy(&f_011[0], in.getSampleDataRO(INDEX3(k0,k1+1,m_NN[2]-1, m_NN[0],m_NN[1])), numComp*sizeof(double));
1610                            memcpy(&f_100[0], in.getSampleDataRO(INDEX3(k0+1,k1,m_NN[2]-2, m_NN[0],m_NN[1])), numComp*sizeof(double));
1611                            memcpy(&f_101[0], in.getSampleDataRO(INDEX3(k0+1,k1,m_NN[2]-1, m_NN[0],m_NN[1])), numComp*sizeof(double));
1612                            memcpy(&f_110[0], in.getSampleDataRO(INDEX3(k0+1,k1+1,m_NN[2]-2, m_NN[0],m_NN[1])), numComp*sizeof(double));
1613                            memcpy(&f_111[0], in.getSampleDataRO(INDEX3(k0+1,k1+1,m_NN[2]-1, m_NN[0],m_NN[1])), numComp*sizeof(double));
1614                            double* o = out.getSampleDataRW(m_faceOffset[5]+INDEX2(k0,k1,m_NE[0]));
1615                            for (index_t i=0; i < numComp; ++i) {
1616                                o[INDEX3(i,0,0,numComp,3)] = (f_101[i]+f_111[i]-f_001[i]-f_011[i])*C4 / m_dx[0];
1617                                o[INDEX3(i,1,0,numComp,3)] = (f_011[i]+f_111[i]-f_001[i]-f_101[i])*C4 / m_dx[1];
1618                                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];
1619                            } // end of component loop i
1620                        } // end of k0 loop
1621                    } // end of k1 loop
1622                } // end of face 5
1623            } // end of parallel section
1624        }
1625  }  }
1626    
1627  pair<double,double> Brick::getFirstCoordAndSpacing(dim_t dim) const  //protected
1628    void Brick::assembleIntegrate(vector<double>& integrals, const escript::Data& arg) const
1629  {  {
1630      if (dim==0)      const dim_t numComp = arg.getDataPointSize();
1631          return pair<double,double>((m_l0*m_offset0)/m_gNE0, m_l0/m_gNE0);      const index_t left = (m_offset[0]==0 ? 0 : 1);
1632      else if (dim==1)      const index_t bottom = (m_offset[1]==0 ? 0 : 1);
1633          return pair<double,double>((m_l1*m_offset1)/m_gNE1, m_l1/m_gNE1);      const index_t front = (m_offset[2]==0 ? 0 : 1);
1634      else if (dim==2)      const int fs = arg.getFunctionSpace().getTypeCode();
1635          return pair<double,double>((m_l2*m_offset2)/m_gNE2, m_l2/m_gNE2);      if (fs == Elements && arg.actsExpanded()) {
1636            const double w_0 = m_dx[0]*m_dx[1]*m_dx[2]/8.;
1637    #pragma omp parallel
1638            {
1639                vector<double> int_local(numComp, 0);
1640    #pragma omp for nowait
1641                for (index_t k2 = front; k2 < front+m_ownNE[2]; ++k2) {
1642                    for (index_t k1 = bottom; k1 < bottom+m_ownNE[1]; ++k1) {
1643                        for (index_t k0 = left; k0 < left+m_ownNE[0]; ++k0) {
1644                            const double* f = arg.getSampleDataRO(INDEX3(k0, k1, k2, m_NE[0], m_NE[1]));
1645                            for (index_t i=0; i < numComp; ++i) {
1646                                const double f_0 = f[INDEX2(i,0,numComp)];
1647                                const double f_1 = f[INDEX2(i,1,numComp)];
1648                                const double f_2 = f[INDEX2(i,2,numComp)];
1649                                const double f_3 = f[INDEX2(i,3,numComp)];
1650                                const double f_4 = f[INDEX2(i,4,numComp)];
1651                                const double f_5 = f[INDEX2(i,5,numComp)];
1652                                const double f_6 = f[INDEX2(i,6,numComp)];
1653                                const double f_7 = f[INDEX2(i,7,numComp)];
1654                                int_local[i]+=(f_0+f_1+f_2+f_3+f_4+f_5+f_6+f_7)*w_0;
1655                            }  // end of component loop i
1656                        } // end of k0 loop
1657                    } // end of k1 loop
1658                } // end of k2 loop
1659    
1660    #pragma omp critical
1661                for (index_t i=0; i<numComp; i++)
1662                    integrals[i]+=int_local[i];
1663            } // end of parallel section
1664    
1665      throw RipleyException("getFirstCoordAndSpacing(): invalid argument");      } else if (fs==ReducedElements || (fs==Elements && !arg.actsExpanded())) {
1666  }          const double w_0 = m_dx[0]*m_dx[1]*m_dx[2];
1667    #pragma omp parallel
1668            {
1669                vector<double> int_local(numComp, 0);
1670    #pragma omp for nowait
1671                for (index_t k2 = front; k2 < front+m_ownNE[2]; ++k2) {
1672                    for (index_t k1 = bottom; k1 < bottom+m_ownNE[1]; ++k1) {
1673                        for (index_t k0 = left; k0 < left+m_ownNE[0]; ++k0) {
1674                            const double* f = arg.getSampleDataRO(INDEX3(k0, k1, k2, m_NE[0], m_NE[1]));
1675                            for (index_t i=0; i < numComp; ++i) {
1676                                int_local[i]+=f[i]*w_0;
1677                            }  // end of component loop i
1678                        } // end of k0 loop
1679                    } // end of k1 loop
1680                } // end of k2 loop
1681    
1682    #pragma omp critical
1683                for (index_t i=0; i<numComp; i++)
1684                    integrals[i]+=int_local[i];
1685            } // end of parallel section
1686    
1687        } else if (fs == FaceElements && arg.actsExpanded()) {
1688            const double w_0 = m_dx[1]*m_dx[2]/4.;
1689            const double w_1 = m_dx[0]*m_dx[2]/4.;
1690            const double w_2 = m_dx[0]*m_dx[1]/4.;
1691    #pragma omp parallel
1692            {
1693                vector<double> int_local(numComp, 0);
1694                if (m_faceOffset[0] > -1) {
1695    #pragma omp for nowait
1696                    for (index_t k2 = front; k2 < front+m_ownNE[2]; ++k2) {
1697                        for (index_t k1 = bottom; k1 < bottom+m_ownNE[1]; ++k1) {
1698                            const double* f = arg.getSampleDataRO(m_faceOffset[0]+INDEX2(k1,k2,m_NE[1]));
1699                            for (index_t i=0; i < numComp; ++i) {
1700                                const double f_0 = f[INDEX2(i,0,numComp)];
1701                                const double f_1 = f[INDEX2(i,1,numComp)];
1702                                const double f_2 = f[INDEX2(i,2,numComp)];
1703                                const double f_3 = f[INDEX2(i,3,numComp)];
1704                                int_local[i]+=(f_0+f_1+f_2+f_3)*w_0;
1705                            }  // end of component loop i
1706                        } // end of k1 loop
1707                    } // end of k2 loop
1708                }
1709    
1710                if (m_faceOffset[1] > -1) {
1711    #pragma omp for nowait
1712                    for (index_t k2 = front; k2 < front+m_ownNE[2]; ++k2) {
1713                        for (index_t k1 = bottom; k1 < bottom+m_ownNE[1]; ++k1) {
1714                            const double* f = arg.getSampleDataRO(m_faceOffset[1]+INDEX2(k1,k2,m_NE[1]));
1715                            for (index_t i=0; i < numComp; ++i) {
1716                                const double f_0 = f[INDEX2(i,0,numComp)];
1717                                const double f_1 = f[INDEX2(i,1,numComp)];
1718                                const double f_2 = f[INDEX2(i,2,numComp)];
1719                                const double f_3 = f[INDEX2(i,3,numComp)];
1720                                int_local[i]+=(f_0+f_1+f_2+f_3)*w_0;
1721                            }  // end of component loop i
1722                        } // end of k1 loop
1723                    } // end of k2 loop
1724                }
1725    
1726                if (m_faceOffset[2] > -1) {
1727    #pragma omp for nowait
1728                    for (index_t k2 = front; k2 < front+m_ownNE[2]; ++k2) {
1729                        for (index_t k0 = left; k0 < left+m_ownNE[0]; ++k0) {
1730                            const double* f = arg.getSampleDataRO(m_faceOffset[2]+INDEX2(k0,k2,m_NE[0]));
1731                            for (index_t i=0; i < numComp; ++i) {
1732                                const double f_0 = f[INDEX2(i,0,numComp)];
1733                                const double f_1 = f[INDEX2(i,1,numComp)];
1734                                const double f_2 = f[INDEX2(i,2,numComp)];
1735                                const double f_3 = f[INDEX2(i,3,numComp)];
1736                                int_local[i]+=(f_0+f_1+f_2+f_3)*w_1;
1737                            }  // end of component loop i
1738                        } // end of k1 loop
1739                    } // end of k2 loop
1740                }
1741    
1742                if (m_faceOffset[3] > -1) {
1743    #pragma omp for nowait
1744                    for (index_t k2 = front; k2 < front+m_ownNE[2]; ++k2) {
1745                        for (index_t k0 = left; k0 < left+m_ownNE[0]; ++k0) {
1746                            const double* f = arg.getSampleDataRO(m_faceOffset[3]+INDEX2(k0,k2,m_NE[0]));
1747                            for (index_t i=0; i < numComp; ++i) {
1748                                const double f_0 = f[INDEX2(i,0,numComp)];
1749                                const double f_1 = f[INDEX2(i,1,numComp)];
1750                                const double f_2 = f[INDEX2(i,2,numComp)];
1751                                const double f_3 = f[INDEX2(i,3,numComp)];
1752                                int_local[i]+=(f_0+f_1+f_2+f_3)*w_1;
1753                            }  // end of component loop i
1754                        } // end of k1 loop
1755                    } // end of k2 loop
1756                }
1757    
1758                if (m_faceOffset[4] > -1) {
1759    #pragma omp for nowait
1760                    for (index_t k1 = bottom; k1 < bottom+m_ownNE[1]; ++k1) {
1761                        for (index_t k0 = left; k0 < left+m_ownNE[0]; ++k0) {
1762                            const double* f = arg.getSampleDataRO(m_faceOffset[4]+INDEX2(k0,k1,m_NE[0]));
1763                            for (index_t i=0; i < numComp; ++i) {
1764                                const double f_0 = f[INDEX2(i,0,numComp)];
1765                                const double f_1 = f[INDEX2(i,1,numComp)];
1766                                const double f_2 = f[INDEX2(i,2,numComp)];
1767                                const double f_3 = f[INDEX2(i,3,numComp)];
1768                                int_local[i]+=(f_0+f_1+f_2+f_3)*w_2;
1769                            }  // end of component loop i
1770                        } // end of k1 loop
1771                    } // end of k2 loop
1772                }
1773    
1774                if (m_faceOffset[5] > -1) {
1775    #pragma omp for nowait
1776                    for (index_t k1 = bottom; k1 < bottom+m_ownNE[1]; ++k1) {
1777                        for (index_t k0 = left; k0 < left+m_ownNE[0]; ++k0) {
1778                            const double* f = arg.getSampleDataRO(m_faceOffset[5]+INDEX2(k0,k1,m_NE[0]));
1779                            for (index_t i=0; i < numComp; ++i) {
1780                                const double f_0 = f[INDEX2(i,0,numComp)];
1781                                const double f_1 = f[INDEX2(i,1,numComp)];
1782                                const double f_2 = f[INDEX2(i,2,numComp)];
1783                                const double f_3 = f[INDEX2(i,3,numComp)];
1784                                int_local[i]+=(f_0+f_1+f_2+f_3)*w_2;
1785                            }  // end of component loop i
1786                        } // end of k1 loop
1787                    } // end of k2 loop
1788                }
1789    
1790    #pragma omp critical
1791                for (index_t i=0; i<numComp; i++)
1792                    integrals[i]+=int_local[i];
1793            } // end of parallel section
1794    
1795        } else if (fs==ReducedFaceElements || (fs==FaceElements && !arg.actsExpanded())) {
1796            const double w_0 = m_dx[1]*m_dx[2];
1797            const double w_1 = m_dx[0]*m_dx[2];
1798            const double w_2 = m_dx[0]*m_dx[1];
1799    #pragma omp parallel
1800            {
1801                vector<double> int_local(numComp, 0);
1802                if (m_faceOffset[0] > -1) {
1803    #pragma omp for nowait
1804                    for (index_t k2 = front; k2 < front+m_ownNE[2]; ++k2) {
1805                        for (index_t k1 = bottom; k1 < bottom+m_ownNE[1]; ++k1) {
1806                            const double* f = arg.getSampleDataRO(m_faceOffset[0]+INDEX2(k1,k2,m_NE[1]));
1807                            for (index_t i=0; i < numComp; ++i) {
1808                                int_local[i]+=f[i]*w_0;
1809                            }  // end of component loop i
1810                        } // end of k1 loop
1811                    } // end of k2 loop
1812                }
1813    
1814                if (m_faceOffset[1] > -1) {
1815    #pragma omp for nowait
1816                    for (index_t k2 = front; k2 < front+m_ownNE[2]; ++k2) {
1817                        for (index_t k1 = bottom; k1 < bottom+m_ownNE[1]; ++k1) {
1818                            const double* f = arg.getSampleDataRO(m_faceOffset[1]+INDEX2(k1,k2,m_NE[1]));
1819                            for (index_t i=0; i < numComp; ++i) {
1820                                int_local[i]+=f[i]*w_0;
1821                            }  // end of component loop i
1822                        } // end of k1 loop
1823                    } // end of k2 loop
1824                }
1825    
1826                if (m_faceOffset[2] > -1) {
1827    #pragma omp for nowait
1828                    for (index_t k2 = front; k2 < front+m_ownNE[2]; ++k2) {
1829                        for (index_t k0 = left; k0 < left+m_ownNE[0]; ++k0) {
1830                            const double* f = arg.getSampleDataRO(m_faceOffset[2]+INDEX2(k0,k2,m_NE[0]));
1831                            for (index_t i=0; i < numComp; ++i) {
1832                                int_local[i]+=f[i]*w_1;
1833                            }  // end of component loop i
1834                        } // end of k1 loop
1835                    } // end of k2 loop
1836                }
1837    
1838                if (m_faceOffset[3] > -1) {
1839    #pragma omp for nowait
1840                    for (index_t k2 = front; k2 < front+m_ownNE[2]; ++k2) {
1841                        for (index_t k0 = left; k0 < left+m_ownNE[0]; ++k0) {
1842                            const double* f = arg.getSampleDataRO(m_faceOffset[3]+INDEX2(k0,k2,m_NE[0]));
1843                            for (index_t i=0; i < numComp; ++i) {
1844                                int_local[i]+=f[i]*w_1;
1845                            }  // end of component loop i
1846                        } // end of k1 loop
1847                    } // end of k2 loop
1848                }
1849    
1850                if (m_faceOffset[4] > -1) {
1851    #pragma omp for nowait
1852                    for (index_t k1 = bottom; k1 < bottom+m_ownNE[1]; ++k1) {
1853                        for (index_t k0 = left; k0 < left+m_ownNE[0]; ++k0) {
1854                            const double* f = arg.getSampleDataRO(m_faceOffset[4]+INDEX2(k0,k1,m_NE[0]));
1855                            for (index_t i=0; i < numComp; ++i) {
1856                                int_local[i]+=f[i]*w_2;
1857                            }  // end of component loop i
1858                        } // end of k1 loop
1859                    } // end of k2 loop
1860                }
1861    
1862                if (m_faceOffset[5] > -1) {
1863    #pragma omp for nowait
1864                    for (index_t k1 = bottom; k1 < bottom+m_ownNE[1]; ++k1) {
1865                        for (index_t k0 = left; k0 < left+m_ownNE[0]; ++k0) {
1866                            const double* f = arg.getSampleDataRO(m_faceOffset[5]+INDEX2(k0,k1,m_NE[0]));
1867                            for (index_t i=0; i < numComp; ++i) {
1868                                int_local[i]+=f[i]*w_2;
1869                            }  // end of component loop i
1870                        } // end of k1 loop
1871                    } // end of k2 loop
1872                }
1873    
1874    #pragma omp critical
1875                for (index_t i=0; i<numComp; i++)
1876                    integrals[i]+=int_local[i];
1877            } // end of parallel section
1878        } // function space selector
1879    }
1880    
1881  //protected  //protected
1882  dim_t Brick::getNumFaceElements() const  dim_t Brick::insertNeighbourNodes(IndexVector& index, index_t node) const
1883  {  {
1884      dim_t n=0;      const dim_t nDOF0 = (m_gNE[0]+1)/m_NX[0];
1885      //left      const dim_t nDOF1 = (m_gNE[1]+1)/m_NX[1];
1886      if (m_offset0==0)      const dim_t nDOF2 = (m_gNE[2]+1)/m_NX[2];
1887          n+=m_NE1*m_NE2;      const int x=node%nDOF0;
1888      //right      const int y=node%(nDOF0*nDOF1)/nDOF0;
1889      if (m_mpiInfo->rank%m_NX==m_NX-1)      const int z=node/(nDOF0*nDOF1);
1890          n+=m_NE1*m_NE2;      int num=0;
1891      //bottom      // loop through potential neighbours and add to index if positions are
1892      if (m_offset1==0)      // within bounds
1893          n+=m_NE0*m_NE2;      for (int i2=-1; i2<2; i2++) {
1894      //top          for (int i1=-1; i1<2; i1++) {
1895      if (m_mpiInfo->rank%(m_NX*m_NY)/m_NX==m_NY-1)              for (int i0=-1; i0<2; i0++) {
1896          n+=m_NE0*m_NE2;                  // skip node itself
1897      //front                  if (i0==0 && i1==0 && i2==0)
1898      if (m_offset2==0)                      continue;
1899          n+=m_NE0*m_NE1;                  // location of neighbour node
1900      //back                  const int nx=x+i0;
1901      if (m_mpiInfo->rank/(m_NX*m_NY)==m_NZ-1)                  const int ny=y+i1;
1902          n+=m_NE0*m_NE1;                  const int nz=z+i2;
1903                    if (nx>=0 && ny>=0 && nz>=0
1904                            && nx<nDOF0 && ny<nDOF1 && nz<nDOF2) {
1905                        index.push_back(nz*nDOF0*nDOF1+ny*nDOF0+nx);
1906                        num++;
1907                    }
1908                }
1909            }
1910        }
1911    
1912      return n;      return num;
1913  }  }
1914    
1915  //protected  //protected
1916  void Brick::assembleCoordinates(escript::Data& arg) const  void Brick::nodesToDOF(escript::Data& out, const escript::Data& in) const
1917  {  {
1918      escriptDataC x = arg.getDataC();      const dim_t numComp = in.getDataPointSize();
1919      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");  
1920    
1921      pair<double,double> xdx = getFirstCoordAndSpacing(0);      const index_t left = (m_offset[0]==0 ? 0 : 1);
1922      pair<double,double> ydy = getFirstCoordAndSpacing(1);      const index_t bottom = (m_offset[1]==0 ? 0 : 1);
1923      pair<double,double> zdz = getFirstCoordAndSpacing(2);      const index_t front = (m_offset[2]==0 ? 0 : 1);
1924      arg.requireWrite();      const dim_t nDOF0 = (m_gNE[0]+1)/m_NX[0];
1925        const dim_t nDOF1 = (m_gNE[1]+1)/m_NX[1];
1926        const dim_t nDOF2 = (m_gNE[2]+1)/m_NX[2];
1927  #pragma omp parallel for  #pragma omp parallel for
1928      for (dim_t i2 = 0; i2 < m_N2; i2++) {      for (index_t i=0; i<nDOF2; i++) {
1929          for (dim_t i1 = 0; i1 < m_N1; i1++) {          for (index_t j=0; j<nDOF1; j++) {
1930              for (dim_t i0 = 0; i0 < m_N0; i0++) {              for (index_t k=0; k<nDOF0; k++) {
1931                  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];
1932                  point[0] = xdx.first+i0*xdx.second;                  const double* src=in.getSampleDataRO(n);
1933                  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;  
1934              }              }
1935          }          }
1936      }      }
1937  }  }
1938    
1939    //protected
1940    void Brick::dofToNodes(escript::Data& out, const escript::Data& in) const
1941    {
1942        const dim_t numComp = in.getDataPointSize();
1943        Paso_Coupler* coupler = Paso_Coupler_alloc(m_connector, numComp);
1944        Paso_Coupler_startCollect(coupler, in.getSampleDataRO(0));
1945    
1946        const dim_t numDOF = getNumDOF();
1947        out.requireWrite();
1948        const double* buffer = Paso_Coupler_finishCollect(coupler);
1949    
1950    #pragma omp parallel for
1951        for (index_t i=0; i<getNumNodes(); i++) {
1952            const double* src=(m_dofMap[i]<numDOF ?
1953                    in.getSampleDataRO(m_dofMap[i])
1954                    : &buffer[(m_dofMap[i]-numDOF)*numComp]);
1955            copy(src, src+numComp, out.getSampleDataRW(i));
1956        }
1957        Paso_Coupler_free(coupler);
1958    }
1959    
1960  //private  //private
1961  void Brick::populateSampleIds()  void Brick::populateSampleIds()
1962  {  {
1963      // 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
1964      // 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
1965      // below / to the left / to the front of the current rank      // left-right, bottom-top, front-back).
1966        // This means rank 0 has id 0...n0-1, rank 1 has id n0...n1-1 etc. which
1967        // helps when writing out data rank after rank.
1968    
1969      // build node distribution vector first.      // build node distribution vector first.
1970      // 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
1971      // rank i owns m_nodeDistribution[i+1]-nodeDistribution[i] nodes      // constant for all ranks in this implementation
1972      m_nodeDistribution.assign(m_mpiInfo->size+1, 0);      m_nodeDistribution.assign(m_mpiInfo->size+1, 0);
1973      m_nodeDistribution[1]=getNumNodes();      const dim_t numDOF=getNumDOF();
1974      for (dim_t k=1; k<m_mpiInfo->size-1; k++) {      for (dim_t k=1; k<m_mpiInfo->size; k++) {
1975          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;  
1976      }      }
1977      m_nodeDistribution[m_mpiInfo->size]=getNumDataPointsGlobal();      m_nodeDistribution[m_mpiInfo->size]=getNumDataPointsGlobal();
   
1978      m_nodeId.resize(getNumNodes());      m_nodeId.resize(getNumNodes());
1979        m_dofId.resize(numDOF);
1980        m_elementId.resize(getNumElements());
1981    
1982      // the bottom, left and front planes are not owned by this rank so the      // populate face element counts
1983      // identifiers need to be computed accordingly      //left
1984      const index_t left = (m_offset0==0 ? 0 : 1);      if (m_offset[0]==0)
1985      const index_t bottom = (m_offset1==0 ? 0 : 1);          m_faceCount[0]=m_NE[1]*m_NE[2];
1986      const index_t front = (m_offset2==0 ? 0 : 1);      else
1987            m_faceCount[0]=0;
1988      // case 1: all nodes on left plane are owned by rank on the left      //right
1989      if (left>0) {      if (m_mpiInfo->rank%m_NX[0]==m_NX[0]-1)
1990          const int neighbour=m_mpiInfo->rank-1;          m_faceCount[1]=m_NE[1]*m_NE[2];
1991          const index_t leftN0=(neighbour%m_NX == 0 ? m_N0 : m_N0-1);      else
1992          const index_t leftN1=(neighbour%(m_NX*m_NY)/m_NX==0 ? m_N1 : m_N1-1);          m_faceCount[1]=0;
1993  #pragma omp parallel for      //bottom
1994          for (dim_t i2=front; i2<m_N2; i2++) {      if (m_offset[1]==0)
1995              for (dim_t i1=bottom; i1<m_N1; i1++) {          m_faceCount[2]=m_NE[0]*m_NE[2];
1996                  m_nodeId[i1*m_N0+i2*m_N0*m_N1]=m_nodeDistribution[neighbour]      else
1997                      + (i1-bottom+1)*leftN0          m_faceCount[2]=0;
1998                      + (i2-front)*leftN0*leftN1 - 1;      //top
1999        if (m_mpiInfo->rank%(m_NX[0]*m_NX[1])/m_NX[0]==m_NX[1]-1)
2000            m_faceCount[3]=m_NE[0]*m_NE[2];
2001        else
2002            m_faceCount[3]=0;
2003        //front
2004        if (m_offset[2]==0)
2005            m_faceCount[4]=m_NE[0]*m_NE[1];
2006        else
2007            m_faceCount[4]=0;
2008        //back
2009        if (m_mpiInfo->rank/(m_NX[0]*m_NX[1])==m_NX[2]-1)
2010            m_faceCount[5]=m_NE[0]*m_NE[1];
2011        else
2012            m_faceCount[5]=0;
2013    
2014        m_faceId.resize(getNumFaceElements());
2015    
2016        const index_t left = (m_offset[0]==0 ? 0 : 1);
2017        const index_t bottom = (m_offset[1]==0 ? 0 : 1);
2018        const index_t front = (m_offset[2]==0 ? 0 : 1);
2019        const dim_t nDOF0 = (m_gNE[0]+1)/m_NX[0];
2020        const dim_t nDOF1 = (m_gNE[1]+1)/m_NX[1];
2021        const dim_t nDOF2 = (m_gNE[2]+1)/m_NX[2];
2022    
2023        // the following is a compromise between efficiency and code length to
2024        // set the node id's according to the order mentioned above.
2025        // First we set all the edge and corner id's in a rather slow way since
2026        // they might or might not be owned by this rank. Next come the own
2027        // node id's which are identical to the DOF id's (simple loop), and finally
2028        // the 6 faces are set but only if required...
2029    
2030    #define globalNodeId(x,y,z) \
2031        ((m_offset[0]+x)/nDOF0)*nDOF0*nDOF1*nDOF2+(m_offset[0]+x)%nDOF0\
2032        + ((m_offset[1]+y)/nDOF1)*nDOF0*nDOF1*nDOF2*m_NX[0]+((m_offset[1]+y)%nDOF1)*nDOF0\
2033        + ((m_offset[2]+z)/nDOF2)*nDOF0*nDOF1*nDOF2*m_NX[0]*m_NX[1]+((m_offset[2]+z)%nDOF2)*nDOF0*nDOF1
2034    
2035    #pragma omp parallel
2036        {
2037            // set edge id's
2038            // edges in x-direction, including corners
2039    #pragma omp for nowait
2040            for (dim_t i=0; i<m_NN[0]; i++) {
2041                m_nodeId[i] = globalNodeId(i, 0, 0); // LF
2042                m_nodeId[m_NN[0]*(m_NN[1]-1)+i] = globalNodeId(i, m_NN[1]-1, 0); // UF
2043                m_nodeId[m_NN[0]*m_NN[1]*(m_NN[2]-1)+i] = globalNodeId(i, 0, m_NN[2]-1); // LB
2044                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
2045            }
2046            // edges in y-direction, without corners
2047    #pragma omp for nowait
2048            for (dim_t i=1; i<m_NN[1]-1; i++) {
2049                m_nodeId[m_NN[0]*i] = globalNodeId(0, i, 0); // FL
2050                m_nodeId[m_NN[0]*(i+1)-1] = globalNodeId(m_NN[0]-1, i, 0); // FR
2051                m_nodeId[m_NN[0]*m_NN[1]*(m_NN[2]-1)+m_NN[0]*i] = globalNodeId(0, i, m_NN[2]-1); // BL
2052                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
2053            }
2054            // edges in z-direction, without corners
2055    #pragma omp for
2056            for (dim_t i=1; i<m_NN[2]-1; i++) {
2057                m_nodeId[m_NN[0]*m_NN[1]*i] = globalNodeId(0, 0, i); // LL
2058                m_nodeId[m_NN[0]*m_NN[1]*i+m_NN[0]-1] = globalNodeId(m_NN[0]-1, 0, i); // LR
2059                m_nodeId[m_NN[0]*m_NN[1]*(i+1)-m_NN[0]] = globalNodeId(0, m_NN[1]-1, i); // UL
2060                m_nodeId[m_NN[0]*m_NN[1]*(i+1)-1] = globalNodeId(m_NN[0]-1, m_NN[1]-1, i); // UR
2061            }
2062            // implicit barrier here because some node IDs will be overwritten
2063            // below
2064    
2065            // populate degrees of freedom and own nodes (identical id)
2066    #pragma omp for nowait
2067            for (dim_t i=0; i<nDOF2; i++) {
2068                for (dim_t j=0; j<nDOF1; j++) {
2069                    for (dim_t k=0; k<nDOF0; k++) {
2070                        const index_t nodeIdx=k+left+(j+bottom)*m_NN[0]+(i+front)*m_NN[0]*m_NN[1];
2071                        const index_t dofIdx=k+j*nDOF0+i*nDOF0*nDOF1;
2072                        m_dofId[dofIdx] = m_nodeId[nodeIdx]
2073                            = m_nodeDistribution[m_mpiInfo->rank]+dofIdx;
2074                    }
2075              }              }
2076          }          }
2077      }  
2078      // case 2: all nodes on bottom plane are owned by rank below          // populate the rest of the nodes (shared with other ranks)
2079      if (bottom>0) {          if (m_faceCount[0]==0) { // left plane
2080          const int neighbour=m_mpiInfo->rank-m_NX;  #pragma omp for nowait
2081          const index_t bottomN0=(neighbour%m_NX == 0 ? m_N0 : m_N0-1);              for (dim_t i=0; i<nDOF2; i++) {
2082          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++) {
2083  #pragma omp parallel for                      const index_t nodeIdx=(j+bottom)*m_NN[0]+(i+front)*m_NN[0]*m_NN[1];
2084          for (dim_t i2=front; i2<m_N2; i2++) {                      const index_t dofId=(j+1)*nDOF0-1+i*nDOF0*nDOF1;
2085              for (dim_t i0=left; i0<m_N0; i0++) {                      m_nodeId[nodeIdx]
2086                  m_nodeId[i0+i2*m_N0*m_N1]=m_nodeDistribution[neighbour]                          = m_nodeDistribution[m_mpiInfo->rank-1]+dofId;
2087                      + bottomN0*(bottomN1-1)                  }
                     + (i2-front)*bottomN0*bottomN1 + i0-left;  
2088              }              }
2089          }          }
2090      }          if (m_faceCount[1]==0) { // right plane
2091      // case 3: all nodes on front plane are owned by rank in front  #pragma omp for nowait
2092      if (front>0) {              for (dim_t i=0; i<nDOF2; i++) {
2093          const int neighbour=m_mpiInfo->rank-m_NX*m_NY;                  for (dim_t j=0; j<nDOF1; j++) {
2094          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];
2095          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;
2096          const index_t N2=(neighbour/(m_NX*m_NY)==0 ? m_N2 : m_N2-1);                      m_nodeId[nodeIdx]
2097  #pragma omp parallel for                          = m_nodeDistribution[m_mpiInfo->rank+1]+dofId;
2098          for (dim_t i1=bottom; i1<m_N1; i1++) {                  }
2099              for (dim_t i0=left; i0<m_N0; i0++) {              }
2100                  m_nodeId[i0+i1*m_N0]=m_nodeDistribution[neighbour]          }
2101                      + N0*N1*(N2-1)+(i1-bottom)*N0 + i0-left;          if (m_faceCount[2]==0) { // bottom plane
2102    #pragma omp for nowait
2103                for (dim_t i=0; i<nDOF2; i++) {
2104                    for (dim_t k=0; k<nDOF0; k++) {
2105                        const index_t nodeIdx=k+left+(i+front)*m_NN[0]*m_NN[1];
2106                        const index_t dofId=nDOF0*(nDOF1-1)+k+i*nDOF0*nDOF1;
2107                        m_nodeId[nodeIdx]
2108                            = m_nodeDistribution[m_mpiInfo->rank-m_NX[0]]+dofId;
2109                    }
2110                }
2111            }
2112            if (m_faceCount[3]==0) { // top plane
2113    #pragma omp for nowait
2114                for (dim_t i=0; i<nDOF2; i++) {
2115                    for (dim_t k=0; k<nDOF0; k++) {
2116                        const index_t nodeIdx=k+left+(i+front)*m_NN[0]*m_NN[1]+m_NN[0]*(m_NN[1]-1);
2117                        const index_t dofId=k+i*nDOF0*nDOF1;
2118                        m_nodeId[nodeIdx]
2119                            = m_nodeDistribution[m_mpiInfo->rank+m_NX[0]]+dofId;
2120                    }
2121                }
2122            }
2123            if (m_faceCount[4]==0) { // front plane
2124    #pragma omp for nowait
2125                for (dim_t j=0; j<nDOF1; j++) {
2126                    for (dim_t k=0; k<nDOF0; k++) {
2127                        const index_t nodeIdx=k+left+(j+bottom)*m_NN[0];
2128                        const index_t dofId=k+j*nDOF0+nDOF0*nDOF1*(nDOF2-1);
2129                        m_nodeId[nodeIdx]
2130                            = m_nodeDistribution[m_mpiInfo->rank-m_NX[0]*m_NX[1]]+dofId;
2131                    }
2132              }              }
2133          }          }
2134            if (m_faceCount[5]==0) { // back plane
2135    #pragma omp for nowait
2136                for (dim_t j=0; j<nDOF1; j++) {
2137                    for (dim_t k=0; k<nDOF0; k++) {
2138                        const index_t nodeIdx=k+left+(j+bottom)*m_NN[0]+m_NN[0]*m_NN[1]*(m_NN[2]-1);
2139                        const index_t dofId=k+j*nDOF0;
2140                        m_nodeId[nodeIdx]
2141                            = m_nodeDistribution[m_mpiInfo->rank+m_NX[0]*m_NX[1]]+dofId;
2142                    }
2143                }
2144            }
2145    
2146            // populate element id's
2147    #pragma omp for nowait
2148            for (dim_t i2=0; i2<m_NE[2]; i2++) {
2149                for (dim_t i1=0; i1<m_NE[1]; i1++) {
2150                    for (dim_t i0=0; i0<m_NE[0]; i0++) {
2151                        m_elementId[i0+i1*m_NE[0]+i2*m_NE[0]*m_NE[1]] =
2152                            (m_offset[2]+i2)*m_gNE[0]*m_gNE[1]
2153                            +(m_offset[1]+i1)*m_gNE[0]
2154                            +m_offset[0]+i0;
2155                    }
2156                }
2157            }
2158    
2159            // face elements
2160    #pragma omp for
2161            for (dim_t k=0; k<getNumFaceElements(); k++)
2162                m_faceId[k]=k;
2163        } // end parallel section
2164    
2165    #undef globalNodeId
2166    
2167        m_nodeTags.assign(getNumNodes(), 0);
2168        updateTagsInUse(Nodes);
2169    
2170        m_elementTags.assign(getNumElements(), 0);
2171        updateTagsInUse(Elements);
2172    
2173        // generate face offset vector and set face tags
2174        const index_t LEFT=1, RIGHT=2, BOTTOM=10, TOP=20, FRONT=100, BACK=200;
2175        const index_t faceTag[] = { LEFT, RIGHT, BOTTOM, TOP, FRONT, BACK };
2176        m_faceOffset.assign(6, -1);
2177        m_faceTags.clear();
2178        index_t offset=0;
2179        for (size_t i=0; i<6; i++) {
2180            if (m_faceCount[i]>0) {
2181                m_faceOffset[i]=offset;
2182                offset+=m_faceCount[i];
2183                m_faceTags.insert(m_faceTags.end(), m_faceCount[i], faceTag[i]);
2184            }
2185      }      }
2186      // case 4: nodes on front bottom edge are owned by the corresponding rank      setTagMap("left", LEFT);
2187      if (front>0 && bottom>0) {      setTagMap("right", RIGHT);
2188          const int neighbour=m_mpiInfo->rank-m_NX*(m_NY+1);      setTagMap("bottom", BOTTOM);
2189          const index_t N0=(neighbour%m_NX == 0 ? m_N0 : m_N0-1);      setTagMap("top", TOP);
2190          const index_t N1=(neighbour%(m_NX*m_NY)/m_NX==0 ? m_N1 : m_N1-1);      setTagMap("front", FRONT);
2191          const index_t N2=(neighbour/(m_NX*m_NY)==0 ? m_N2 : m_N2-1);      setTagMap("back", BACK);
2192        updateTagsInUse(FaceElements);
2193    }
2194    
2195    //private
2196    void Brick::createPattern()
2197    {
2198        const dim_t nDOF0 = (m_gNE[0]+1)/m_NX[0];
2199        const dim_t nDOF1 = (m_gNE[1]+1)/m_NX[1];
2200        const dim_t nDOF2 = (m_gNE[2]+1)/m_NX[2];
2201        const index_t left = (m_offset[0]==0 ? 0 : 1);
2202        const index_t bottom = (m_offset[1]==0 ? 0 : 1);
2203        const index_t front = (m_offset[2]==0 ? 0 : 1);
2204    
2205        // populate node->DOF mapping with own degrees of freedom.
2206        // The rest is assigned in the loop further down
2207        m_dofMap.assign(getNumNodes(), 0);
2208  #pragma omp parallel for  #pragma omp parallel for
2209          for (dim_t i0=left; i0<m_N0; i0++) {      for (index_t i=front; i<front+nDOF2; i++) {
2210              m_nodeId[i0]=m_nodeDistribution[neighbour]          for (index_t j=bottom; j<bottom+nDOF1; j++) {
2211                  + N0*N1*(N2-1)+(N1-1)*N0 + i0-left;              for (index_t k=left; k<left+nDOF0; k++) {
2212                    m_dofMap[i*m_NN[0]*m_NN[1]+j*m_NN[0]+k]=(i-front)*nDOF0*nDOF1+(j-bottom)*nDOF0+k-left;
2213                }
2214          }          }
2215      }      }
2216      // case 5: nodes on left bottom edge are owned by the corresponding rank  
2217      if (left>0 && bottom>0) {      // build list of shared components and neighbours by looping through
2218          const int neighbour=m_mpiInfo->rank-m_NX-1;      // all potential neighbouring ranks and checking if positions are
2219          const index_t N0=(neighbour%m_NX == 0 ? m_N0 : m_N0-1);      // within bounds
2220          const index_t N1=(neighbour%(m_NX*m_NY)/m_NX==0 ? m_N1 : m_N1-1);      const dim_t numDOF=nDOF0*nDOF1*nDOF2;
2221  #pragma omp parallel for      vector<IndexVector> colIndices(numDOF); // for the couple blocks
2222          for (dim_t i2=front; i2<m_N2; i2++) {      RankVector neighbour;
2223              m_nodeId[i2*m_N0*m_N1]=m_nodeDistribution[neighbour]      IndexVector offsetInShared(1,0);
2224                  + (1+i2-front)*N0*N1-1;      IndexVector sendShared, recvShared;
2225        int numShared=0;
2226        const int x=m_mpiInfo->rank%m_NX[0];
2227        const int y=m_mpiInfo->rank%(m_NX[0]*m_NX[1])/m_NX[0];
2228        const int z=m_mpiInfo->rank/(m_NX[0]*m_NX[1]);
2229        for (int i2=-1; i2<2; i2++) {
2230            for (int i1=-1; i1<2; i1++) {
2231                for (int i0=-1; i0<2; i0++) {
2232                    // skip this rank
2233                    if (i0==0 && i1==0 && i2==0)
2234                        continue;
2235                    // location of neighbour rank
2236                    const int nx=x+i0;
2237                    const int ny=y+i1;
2238                    const int nz=z+i2;
2239                    if (nx>=0 && ny>=0 && nz>=0 && nx<m_NX[0] && ny<m_NX[1] && nz<m_NX[2]) {
2240                        neighbour.push_back(nz*m_NX[0]*m_NX[1]+ny*m_NX[0]+nx);
2241                        if (i0==0 && i1==0) {
2242                            // sharing front or back plane
2243                            offsetInShared.push_back(offsetInShared.back()+nDOF0*nDOF1);
2244                            for (dim_t i=0; i<nDOF1; i++) {
2245                                const int firstDOF=(i2==-1 ? i*nDOF0
2246                                        : i*nDOF0 + nDOF0*nDOF1*(nDOF2-1));
2247                                const int firstNode=(i2==-1 ? left+(i+bottom)*m_NN[0]
2248                                        : left+(i+bottom)*m_NN[0]+m_NN[0]*m_NN[1]*(m_NN[2]-1));
2249                                for (dim_t j=0; j<nDOF0; j++, numShared++) {
2250                                    sendShared.push_back(firstDOF+j);
2251                                    recvShared.push_back(numDOF+numShared);
2252                                    if (j>0) {
2253                                        if (i>0)
2254                                            colIndices[firstDOF+j-1-nDOF0].push_back(numShared);
2255                                        colIndices[firstDOF+j-1].push_back(numShared);
2256                                        if (i<nDOF1-1)
2257                                            colIndices[firstDOF+j-1+nDOF0].push_back(numShared);
2258                                    }
2259                                    if (i>0)
2260                                        colIndices[firstDOF+j-nDOF0].push_back(numShared);
2261                                    colIndices[firstDOF+j].push_back(numShared);
2262                                    if (i<nDOF1-1)
2263                                        colIndices[firstDOF+j+nDOF0].push_back(numShared);
2264                                    if (j<nDOF0-1) {
2265                                        if (i>0)
2266                                            colIndices[firstDOF+j+1-nDOF0].push_back(numShared);
2267                                        colIndices[firstDOF+j+1].push_back(numShared);
2268                                        if (i<nDOF1-1)
2269                                            colIndices[firstDOF+j+1+nDOF0].push_back(numShared);
2270                                    }
2271                                    m_dofMap[firstNode+j]=numDOF+numShared;
2272                                }
2273                            }
2274                        } else if (i0==0 && i2==0) {
2275                            // sharing top or bottom plane
2276                            offsetInShared.push_back(offsetInShared.back()+nDOF0*nDOF2);
2277                            for (dim_t i=0; i<nDOF2; i++) {
2278                                const int firstDOF=(i1==-1 ? i*nDOF0*nDOF1
2279                                        : nDOF0*((i+1)*nDOF1-1));
2280                                const int firstNode=(i1==-1 ?
2281                                        left+(i+front)*m_NN[0]*m_NN[1]
2282                                        : left+m_NN[0]*((i+1+front)*m_NN[1]-1));
2283                                for (dim_t j=0; j<nDOF0; j++, numShared++) {
2284                                    sendShared.push_back(firstDOF+j);
2285                                    recvShared.push_back(numDOF+numShared);
2286                                    if (j>0) {
2287                                        if (i>0)
2288                                            colIndices[firstDOF+j-1-nDOF0*nDOF1].push_back(numShared);
2289                                        colIndices[firstDOF+j-1].push_back(numShared);
2290                                        if (i<nDOF2-1)
2291                                            colIndices[firstDOF+j-1+nDOF0*nDOF1].push_back(numShared);
2292                                    }
2293                                    if (i>0)
2294                                        colIndices[firstDOF+j-nDOF0*nDOF1].push_back(numShared);
2295                                    colIndices[firstDOF+j].push_back(numShared);
2296                                    if (i<nDOF2-1)
2297                                        colIndices[firstDOF+j+nDOF0*nDOF1].push_back(numShared);
2298                                    if (j<nDOF0-1) {
2299                                        if (i>0)
2300                                            colIndices[firstDOF+j+1-nDOF0*nDOF1].push_back(numShared);
2301                                        colIndices[firstDOF+j+1].push_back(numShared);
2302                                        if (i<nDOF2-1)
2303                                            colIndices[firstDOF+j+1+nDOF0*nDOF1].push_back(numShared);
2304                                    }
2305                                    m_dofMap[firstNode+j]=numDOF+numShared;
2306                                }
2307                            }
2308                        } else if (i1==0 && i2==0) {
2309                            // sharing left or right plane
2310                            offsetInShared.push_back(offsetInShared.back()+nDOF1*nDOF2);
2311                            for (dim_t i=0; i<nDOF2; i++) {
2312                                const int firstDOF=(i0==-1 ? i*nDOF0*nDOF1
2313                                        : nDOF0*(1+i*nDOF1)-1);
2314                                const int firstNode=(i0==-1 ?
2315                                        (bottom+(i+front)*m_NN[1])*m_NN[0]
2316                                        : (bottom+1+(i+front)*m_NN[1])*m_NN[0]-1);
2317                                for (dim_t j=0; j<nDOF1; j++, numShared++) {
2318                                    sendShared.push_back(firstDOF+j*nDOF0);
2319                                    recvShared.push_back(numDOF+numShared);
2320                                    if (j>0) {
2321                                        if (i>0)
2322                                            colIndices[firstDOF+(j-1)*nDOF0-nDOF0*nDOF1].push_back(numShared);
2323                                        colIndices[firstDOF+(j-1)*nDOF0].push_back(numShared);
2324                                        if (i<nDOF2-1)
2325                                            colIndices[firstDOF+(j-1)*nDOF0+nDOF0*nDOF1].push_back(numShared);
2326                                    }
2327                                    if (i>0)
2328                                        colIndices[firstDOF+j*nDOF0-nDOF0*nDOF1].push_back(numShared);
2329                                    colIndices[firstDOF+j*nDOF0].push_back(numShared);
2330                                    if (i<nDOF2-1)
2331                                        colIndices[firstDOF+j*nDOF0+nDOF0*nDOF1].push_back(numShared);
2332                                    if (j<nDOF1-1) {
2333                                        if (i>0)
2334                                            colIndices[firstDOF+(j+1)*nDOF0-nDOF0*nDOF1].push_back(numShared);
2335                                        colIndices[firstDOF+(j+1)*nDOF0].push_back(numShared);
2336                                        if (i<nDOF2-1)
2337                                            colIndices[firstDOF+(j+1)*nDOF0+nDOF0*nDOF1].push_back(numShared);
2338                                    }
2339                                    m_dofMap[firstNode+j*m_NN[0]]=numDOF+numShared;
2340                                }
2341                            }
2342                        } else if (i0==0) {
2343                            // sharing an edge in x direction
2344                            offsetInShared.push_back(offsetInShared.back()+nDOF0);
2345                            const int firstDOF=(i1+1)/2*nDOF0*(nDOF1-1)
2346                                               +(i2+1)/2*nDOF0*nDOF1*(nDOF2-1);
2347                            const int firstNode=left+(i1+1)/2*m_NN[0]*(m_NN[1]-1)
2348                                                +(i2+1)/2*m_NN[0]*m_NN[1]*(m_NN[2]-1);
2349                            for (dim_t i=0; i<nDOF0; i++, numShared++) {
2350                                sendShared.push_back(firstDOF+i);
2351                                recvShared.push_back(numDOF+numShared);
2352                                if (i>0)
2353                                    colIndices[firstDOF+i-1].push_back(numShared);
2354                                colIndices[firstDOF+i].push_back(numShared);
2355                                if (i<nDOF0-1)
2356                                    colIndices[firstDOF+i+1].push_back(numShared);
2357                                m_dofMap[firstNode+i]=numDOF+numShared;
2358                            }
2359                        } else if (i1==0) {
2360                            // sharing an edge in y direction
2361                            offsetInShared.push_back(offsetInShared.back()+nDOF1);
2362                            const int firstDOF=(i0+1)/2*(nDOF0-1)
2363                                               +(i2+1)/2*nDOF0*nDOF1*(nDOF2-1);
2364                            const int firstNode=bottom*m_NN[0]
2365                                                +(i0+1)/2*(m_NN[0]-1)
2366                                                +(i2+1)/2*m_NN[0]*m_NN[1]*(m_NN[2]-1);
2367                            for (dim_t i=0; i<nDOF1; i++, numShared++) {
2368                                sendShared.push_back(firstDOF+i*nDOF0);
2369                                recvShared.push_back(numDOF+numShared);
2370                                if (i>0)
2371                                    colIndices[firstDOF+(i-1)*nDOF0].push_back(numShared);
2372                                colIndices[firstDOF+i*nDOF0].push_back(numShared);
2373                                if (i<nDOF1-1)
2374                                    colIndices[firstDOF+(i+1)*nDOF0].push_back(numShared);
2375                                m_dofMap[firstNode+i*m_NN[0]]=numDOF+numShared;
2376                            }
2377                        } else if (i2==0) {
2378                            // sharing an edge in z direction
2379                            offsetInShared.push_back(offsetInShared.back()+nDOF2);
2380                            const int firstDOF=(i0+1)/2*(nDOF0-1)
2381                                               +(i1+1)/2*nDOF0*(nDOF1-1);
2382                            const int firstNode=front*m_NN[0]*m_NN[1]
2383                                                +(i0+1)/2*(m_NN[0]-1)
2384                                                +(i1+1)/2*m_NN[0]*(m_NN[1]-1);
2385                            for (dim_t i=0; i<nDOF2; i++, numShared++) {
2386                                sendShared.push_back(firstDOF+i*nDOF0*nDOF1);
2387                                recvShared.push_back(numDOF+numShared);
2388                                if (i>0)
2389                                    colIndices[firstDOF+(i-1)*nDOF0*nDOF1].push_back(numShared);
2390                                colIndices[firstDOF+i*nDOF0*nDOF1].push_back(numShared);
2391                                if (i<nDOF2-1)
2392                                    colIndices[firstDOF+(i+1)*nDOF0*nDOF1].push_back(numShared);
2393                                m_dofMap[firstNode+i*m_NN[0]*m_NN[1]]=numDOF+numShared;
2394                            }
2395                        } else {
2396                            // sharing a node
2397                            const int dof=(i0+1)/2*(nDOF0-1)
2398                                          +(i1+1)/2*nDOF0*(nDOF1-1)
2399                                          +(i2+1)/2*nDOF0*nDOF1*(nDOF2-1);
2400                            const int node=(i0+1)/2*(m_NN[0]-1)
2401                                           +(i1+1)/2*m_NN[0]*(m_NN[1]-1)
2402                                           +(i2+1)/2*m_NN[0]*m_NN[1]*(m_NN[2]-1);
2403                            offsetInShared.push_back(offsetInShared.back()+1);
2404                            sendShared.push_back(dof);
2405                            recvShared.push_back(numDOF+numShared);
2406                            colIndices[dof].push_back(numShared);
2407                            m_dofMap[node]=numDOF+numShared;
2408                            ++numShared;
2409                        }
2410                    }
2411                }
2412          }          }
2413      }      }
2414      // case 6: nodes on left front edge are owned by the corresponding rank  
2415      if (left>0 && front>0) {      // create connector
2416          const int neighbour=m_mpiInfo->rank-m_NX*m_NY-1;      Paso_SharedComponents *snd_shcomp = Paso_SharedComponents_alloc(
2417          const index_t N0=(neighbour%m_NX == 0 ? m_N0 : m_N0-1);              numDOF, neighbour.size(), &neighbour[0], &sendShared[0],
2418          const index_t N1=(neighbour%(m_NX*m_NY)/m_NX==0 ? m_N1 : m_N1-1);              &offsetInShared[0], 1, 0, m_mpiInfo);
2419          const index_t N2=(neighbour/(m_NX*m_NY)==0 ? m_N2 : m_N2-1);      Paso_SharedComponents *rcv_shcomp = Paso_SharedComponents_alloc(
2420  #pragma omp parallel for              numDOF, neighbour.size(), &neighbour[0], &recvShared[0],
2421          for (dim_t i1=bottom; i1<m_N1; i1++) {              &offsetInShared[0], 1, 0, m_mpiInfo);
2422              m_nodeId[i1*m_N0]=m_nodeDistribution[neighbour]      m_connector = Paso_Connector_alloc(snd_shcomp, rcv_shcomp);
2423                  + N0*N1*(N2-1)+N0-1+(i1-bottom)*N0;      Paso_SharedComponents_free(snd_shcomp);
2424          }      Paso_SharedComponents_free(rcv_shcomp);
2425      }  
2426      // case 7: bottom-left-front corner node owned by corresponding rank      // create main and couple blocks
2427      if (left>0 && bottom>0 && front>0) {      Paso_Pattern *mainPattern = createMainPattern();
2428          const int neighbour=m_mpiInfo->rank-m_NX*(m_NY+1)-1;      Paso_Pattern *colPattern, *rowPattern;
2429          const index_t N0=(neighbour%m_NX == 0 ? m_N0 : m_N0-1);      createCouplePatterns(colIndices, numShared, &colPattern, &rowPattern);
2430          const index_t N1=(neighbour%(m_NX*m_NY)/m_NX==0 ? m_N1 : m_N1-1);  
2431          const index_t N2=(neighbour/(m_NX*m_NY) == 0 ? m_N2 : m_N2-1);      // allocate paso distribution
2432          m_nodeId[0]=m_nodeDistribution[neighbour]+N0*N1*N2-1;      Paso_Distribution* distribution = Paso_Distribution_alloc(m_mpiInfo,
2433                const_cast<index_t*>(&m_nodeDistribution[0]), 1, 0);
2434    
2435        // finally create the system matrix
2436        m_pattern = Paso_SystemMatrixPattern_alloc(MATRIX_FORMAT_DEFAULT,
2437                distribution, distribution, mainPattern, colPattern, rowPattern,
2438                m_connector, m_connector);
2439    
2440        Paso_Distribution_free(distribution);
2441    
2442        // useful debug output
2443        /*
2444        cout << "--- rcv_shcomp ---" << endl;
2445        cout << "numDOF=" << numDOF << ", numNeighbors=" << neighbour.size() << endl;
2446        for (size_t i=0; i<neighbour.size(); i++) {
2447            cout << "neighbor[" << i << "]=" << neighbour[i]
2448                << " offsetInShared[" << i+1 << "]=" << offsetInShared[i+1] << endl;
2449        }
2450        for (size_t i=0; i<recvShared.size(); i++) {
2451            cout << "shared[" << i << "]=" << recvShared[i] << endl;
2452      }      }
2453        cout << "--- snd_shcomp ---" << endl;
2454        for (size_t i=0; i<sendShared.size(); i++) {
2455            cout << "shared[" << i << "]=" << sendShared[i] << endl;
2456        }
2457        cout << "--- dofMap ---" << endl;
2458        for (size_t i=0; i<m_dofMap.size(); i++) {
2459            cout << "m_dofMap[" << i << "]=" << m_dofMap[i] << endl;
2460        }
2461        cout << "--- colIndices ---" << endl;
2462        for (size_t i=0; i<colIndices.size(); i++) {
2463            cout << "colIndices[" << i << "].size()=" << colIndices[i].size() << endl;
2464        }
2465        */
2466    
2467      // the rest of the id's are contiguous      /*
2468      const index_t firstId=m_nodeDistribution[m_mpiInfo->rank];      cout << "--- main_pattern ---" << endl;
2469  #pragma omp parallel for      cout << "M=" << mainPattern->numOutput << ", N=" << mainPattern->numInput << endl;
2470      for (dim_t i2=front; i2<m_N2; i2++) {      for (size_t i=0; i<mainPattern->numOutput+1; i++) {
2471          for (dim_t i1=bottom; i1<m_N1; i1++) {          cout << "ptr[" << i << "]=" << mainPattern->ptr[i] << endl;
2472              for (dim_t i0=left; i0<m_N0; i0++) {      }
2473                  m_nodeId[i0+i1*m_N0+i2*m_N0*m_N1] = firstId+i0-left      for (size_t i=0; i<mainPattern->ptr[mainPattern->numOutput]; i++) {
2474                      +(i1-bottom)*(m_N0-left)          cout << "index[" << i << "]=" << mainPattern->index[i] << endl;
2475                      +(i2-front)*(m_N0-left)*(m_N1-bottom);      }
2476        */
2477    
2478        /*
2479        cout << "--- colCouple_pattern ---" << endl;
2480        cout << "M=" << colPattern->numOutput << ", N=" << colPattern->numInput << endl;
2481        for (size_t i=0; i<colPattern->numOutput+1; i++) {
2482            cout << "ptr[" << i << "]=" << colPattern->ptr[i] << endl;
2483        }
2484        for (size_t i=0; i<colPattern->ptr[colPattern->numOutput]; i++) {
2485            cout << "index[" << i << "]=" << colPattern->index[i] << endl;
2486        }
2487        */
2488    
2489        /*
2490        cout << "--- rowCouple_pattern ---" << endl;
2491        cout << "M=" << rowPattern->numOutput << ", N=" << rowPattern->numInput << endl;
2492        for (size_t i=0; i<rowPattern->numOutput+1; i++) {
2493            cout << "ptr[" << i << "]=" << rowPattern->ptr[i] << endl;
2494        }
2495        for (size_t i=0; i<rowPattern->ptr[rowPattern->numOutput]; i++) {
2496            cout << "index[" << i << "]=" << rowPattern->index[i] << endl;
2497        }
2498        */
2499    
2500        Paso_Pattern_free(mainPattern);
2501        Paso_Pattern_free(colPattern);
2502        Paso_Pattern_free(rowPattern);
2503    }
2504    
2505    //private
2506    void Brick::addToMatrixAndRHS(Paso_SystemMatrix* S, escript::Data& F,
2507             const vector<double>& EM_S, const vector<double>& EM_F, bool addS,
2508             bool addF, index_t firstNode, dim_t nEq, dim_t nComp) const
2509    {
2510        IndexVector rowIndex;
2511        rowIndex.push_back(m_dofMap[firstNode]);
2512        rowIndex.push_back(m_dofMap[firstNode+1]);
2513        rowIndex.push_back(m_dofMap[firstNode+m_NN[0]]);
2514        rowIndex.push_back(m_dofMap[firstNode+m_NN[0]+1]);
2515        rowIndex.push_back(m_dofMap[firstNode+m_NN[0]*m_NN[1]]);
2516        rowIndex.push_back(m_dofMap[firstNode+m_NN[0]*m_NN[1]+1]);
2517        rowIndex.push_back(m_dofMap[firstNode+m_NN[0]*(m_NN[1]+1)]);
2518        rowIndex.push_back(m_dofMap[firstNode+m_NN[0]*(m_NN[1]+1)+1]);
2519        if (addF) {
2520            double *F_p=F.getSampleDataRW(0);
2521            for (index_t i=0; i<rowIndex.size(); i++) {
2522                if (rowIndex[i]<getNumDOF()) {
2523                    for (index_t eq=0; eq<nEq; eq++) {
2524                        F_p[INDEX2(eq, rowIndex[i], nEq)]+=EM_F[INDEX2(eq,i,nEq)];
2525                    }
2526              }              }
2527          }          }
2528      }      }
2529        if (addS) {
2530            addToSystemMatrix(S, rowIndex, nEq, rowIndex, nComp, EM_S);
2531        }
2532    }
2533    
2534      // elements  //protected
2535      m_elementId.resize(getNumElements());  void Brick::interpolateNodesOnElements(escript::Data& out,
2536  #pragma omp parallel for                                         const escript::Data& in,
2537      for (dim_t k=0; k<getNumElements(); k++) {                                         bool reduced) const
2538          m_elementId[k]=k;  {
2539        const dim_t numComp = in.getDataPointSize();
2540        if (reduced) {
2541            out.requireWrite();
2542    #pragma omp parallel
2543            {
2544                vector<double> f_000(numComp);
2545                vector<double> f_001(numComp);
2546                vector<double> f_010(numComp);
2547                vector<double> f_011(numComp);
2548                vector<double> f_100(numComp);
2549                vector<double> f_101(numComp);
2550                vector<double> f_110(numComp);
2551                vector<double> f_111(numComp);
2552    #pragma omp for
2553                for (index_t k2=0; k2 < m_NE[2]; ++k2) {
2554                    for (index_t k1=0; k1 < m_NE[1]; ++k1) {
2555                        for (index_t k0=0; k0 < m_NE[0]; ++k0) {
2556                            memcpy(&f_000[0], in.getSampleDataRO(INDEX3(k0,k1,k2, m_NN[0],m_NN[1])), numComp*sizeof(double));
2557                            memcpy(&f_001[0], in.getSampleDataRO(INDEX3(k0,k1,k2+1, m_NN[0],m_NN[1])), numComp*sizeof(double));
2558                            memcpy(&f_010[0], in.getSampleDataRO(INDEX3(k0,k1+1,k2, m_NN[0],m_NN[1])), numComp*sizeof(double));
2559                            memcpy(&f_011[0], in.getSampleDataRO(INDEX3(k0,k1+1,k2+1, m_NN[0],m_NN[1])), numComp*sizeof(double));
2560                            memcpy(&f_100[0], in.getSampleDataRO(INDEX3(k0+1,k1,k2, m_NN[0],m_NN[1])), numComp*sizeof(double));
2561                            memcpy(&f_101[0], in.getSampleDataRO(INDEX3(k0+1,k1,k2+1, m_NN[0],m_NN[1])), numComp*sizeof(double));
2562                            memcpy(&f_110[0], in.getSampleDataRO(INDEX3(k0+1,k1+1,k2, m_NN[0],m_NN[1])), numComp*sizeof(double));
2563                            memcpy(&f_111[0], in.getSampleDataRO(INDEX3(k0+1,k1+1,k2+1, m_NN[0],m_NN[1])), numComp*sizeof(double));
2564                            double* o = out.getSampleDataRW(INDEX3(k0,k1,k2,m_NE[0],m_NE[1]));
2565                            for (index_t i=0; i < numComp; ++i) {
2566                                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;
2567                            } // end of component loop i
2568                        } // end of k0 loop
2569                    } // end of k1 loop
2570                } // end of k2 loop
2571            } // end of parallel section
2572        } else {
2573            out.requireWrite();
2574            const double c0 = .0094373878376559314545;
2575            const double c1 = .035220810900864519624;
2576            const double c2 = .13144585576580214704;
2577            const double c3 = .49056261216234406855;
2578    #pragma omp parallel
2579            {
2580                vector<double> f_000(numComp);
2581                vector<double> f_001(numComp);
2582                vector<double> f_010(numComp);
2583                vector<double> f_011(numComp);
2584                vector<double> f_100(numComp);
2585                vector<double> f_101(numComp);
2586                vector<double> f_110(numComp);
2587                vector<double> f_111(numComp);
2588    #pragma omp for
2589                for (index_t k2=0; k2 < m_NE[2]; ++k2) {
2590                    for (index_t k1=0; k1 < m_NE[1]; ++k1) {
2591                        for (index_t k0=0; k0 < m_NE[0]; ++k0) {
2592                            memcpy(&f_000[0], in.getSampleDataRO(INDEX3(k0,k1,k2, m_NN[0],m_NN[1])), numComp*sizeof(double));
2593                            memcpy(&f_001[0], in.getSampleDataRO(INDEX3(k0,k1,k2+1, m_NN[0],m_NN[1])), numComp*sizeof(double));
2594                            memcpy(&f_010[0], in.getSampleDataRO(INDEX3(k0,k1+1,k2, m_NN[0],m_NN[1])), numComp*sizeof(double));
2595                            memcpy(&f_011[0], in.getSampleDataRO(INDEX3(k0,k1+1,k2+1, m_NN[0],m_NN[1])), numComp*sizeof(double));
2596                            memcpy(&f_100[0], in.getSampleDataRO(INDEX3(k0+1,k1,k2, m_NN[0],m_NN[1])), numComp*sizeof(double));
2597                            memcpy(&f_101[0], in.getSampleDataRO(INDEX3(k0+1,k1,k2+1, m_NN[0],m_NN[1])), numComp*sizeof(double));
2598                            memcpy(&f_110[0], in.getSampleDataRO(INDEX3(k0+1,k1+1,k2, m_NN[0],m_NN[1])), numComp*sizeof(double));
2599                            memcpy(&f_111[0], in.getSampleDataRO(INDEX3(k0+1,k1+1,k2+1, m_NN[0],m_NN[1])), numComp*sizeof(double));
2600                            double* o = out.getSampleDataRW(INDEX3(k0,k1,k2,m_NE[0],m_NE[1]));
2601                            for (index_t i=0; i < numComp; ++i) {
2602                                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]);
2603                                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]);
2604                                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]);
2605                                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]);
2606                                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]);
2607                                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]);
2608                                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]);
2609                                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]);
2610                            } // end of component loop i
2611                        } // end of k0 loop
2612                    } // end of k1 loop
2613                } // end of k2 loop
2614            } // end of parallel section
2615      }      }
2616    }
2617    
2618      // face elements  //protected
2619      m_faceId.resize(getNumFaceElements());  void Brick::interpolateNodesOnFaces(escript::Data& out, const escript::Data& in,
2620  #pragma omp parallel for                                      bool reduced) const
2621      for (dim_t k=0; k<getNumFaceElements(); k++) {  {
2622          m_faceId[k]=k;      const dim_t numComp = in.getDataPointSize();
2623        if (reduced) {
2624            out.requireWrite();
2625    #pragma omp parallel
2626            {
2627                vector<double> f_000(numComp);
2628                vector<double> f_001(numComp);
2629                vector<double> f_010(numComp);
2630                vector<double> f_011(numComp);
2631                vector<double> f_100(numComp);
2632                vector<double> f_101(numComp);
2633                vector<double> f_110(numComp);
2634                vector<double> f_111(numComp);
2635                if (m_faceOffset[0] > -1) {
2636    #pragma omp for nowait
2637                    for (index_t k2=0; k2 < m_NE[2]; ++k2) {
2638                        for (index_t k1=0; k1 < m_NE[1]; ++k1) {
2639                            memcpy(&f_000[0], in.getSampleDataRO(INDEX3(0,k1,k2, m_NN[0],m_NN[1])), numComp*sizeof(double));
2640                            memcpy(&f_001[0], in.getSampleDataRO(INDEX3(0,k1,k2+1, m_NN[0],m_NN[1])), numComp*sizeof(double));
2641                            memcpy(&f_010[0], in.getSampleDataRO(INDEX3(0,k1+1,k2, m_NN[0],m_NN[1])), numComp*sizeof(double));
2642                            memcpy(&f_011[0], in.getSampleDataRO(INDEX3(0,k1+1,k2+1, m_NN[0],m_NN[1])), numComp*sizeof(double));
2643                            double* o = out.getSampleDataRW(m_faceOffset[0]+INDEX2(k1,k2,m_NE[1]));
2644                            for (index_t i=0; i < numComp; ++i) {
2645                                o[INDEX2(i,numComp,0)] = (f_000[i] + f_001[i] + f_010[i] + f_011[i])/4;
2646                            } // end of component loop i
2647                        } // end of k1 loop
2648                    } // end of k2 loop
2649                } // end of face 0
2650                if (m_faceOffset[1] > -1) {
2651    #pragma omp for nowait
2652                    for (index_t k2=0; k2 < m_NE[2]; ++k2) {
2653                        for (index_t k1=0; k1 < m_NE[1]; ++k1) {
2654                            memcpy(&f_100[0], in.getSampleDataRO(INDEX3(m_NN[0]-1,k1,k2, m_NN[0],m_NN[1])), numComp*sizeof(double));
2655                            memcpy(&f_101[0], in.getSampleDataRO(INDEX3(m_NN[0]-1,k1,k2+1, m_NN[0],m_NN[1])), numComp*sizeof(double));
2656                            memcpy(&f_110[0], in.getSampleDataRO(INDEX3(m_NN[0]-1,k1+1,k2, m_NN[0],m_NN[1])), numComp*sizeof(double));
2657                            memcpy(&f_111[0], in.getSampleDataRO(INDEX3(m_NN[0]-1,k1+1,k2+1, m_NN[0],m_NN[1])), numComp*sizeof(double));
2658                            double* o = out.getSampleDataRW(m_faceOffset[1]+INDEX2(k1,k2,m_NE[1]));
2659                            for (index_t i=0; i < numComp; ++i) {
2660                                o[INDEX2(i,numComp,0)] = (f_100[i] + f_101[i] + f_110[i] + f_111[i])/4;
2661                            } // end of component loop i
2662                        } // end of k1 loop
2663                    } // end of k2 loop
2664                } // end of face 1
2665                if (m_faceOffset[2] > -1) {
2666    #pragma omp for nowait
2667                    for (index_t k2=0; k2 < m_NE[2]; ++k2) {
2668                        for (index_t k0=0; k0 < m_NE[0]; ++k0) {
2669                            memcpy(&f_000[0], in.getSampleDataRO(INDEX3(k0,0,k2, m_NN[0],m_NN[1])), numComp*sizeof(double));
2670                            memcpy(&f_001[0], in.getSampleDataRO(INDEX3(k0,0,k2+1, m_NN[0],m_NN[1])), numComp*sizeof(double));
2671                            memcpy(&f_100[0], in.getSampleDataRO(INDEX3(k0+1,0,k2, m_NN[0],m_NN[1])), numComp*sizeof(double));
2672                            memcpy(&f_101[0], in.getSampleDataRO(INDEX3(k0+1,0,k2+1, m_NN[0],m_NN[1])), numComp*sizeof(double));
2673                            double* o = out.getSampleDataRW(m_faceOffset[2]+INDEX2(k0,k2,m_NE[0]));
2674                            for (index_t i=0; i < numComp; ++i) {
2675                                o[INDEX2(i,numComp,0)] = (f_000[i] + f_001[i] + f_100[i] + f_101[i])/4;
2676                            } // end of component loop i
2677                        } // end of k0 loop
2678                    } // end of k2 loop
2679                } // end of face 2
2680                if (m_faceOffset[3] > -1) {
2681    #pragma omp for nowait
2682                    for (index_t k2=0; k2 < m_NE[2]; ++k2) {
2683                        for (index_t k0=0; k0 < m_NE[0]; ++k0) {
2684                            memcpy(&f_010[0], in.getSampleDataRO(INDEX3(k0,m_NN[1]-1,k2, m_NN[0],m_NN[1])), numComp*sizeof(double));
2685                            memcpy(&f_011[0], in.getSampleDataRO(INDEX3(k0,m_NN[1]-1,k2+1, m_NN[0],m_NN[1])), numComp*sizeof(double));
2686                            memcpy(&f_110[0], in.getSampleDataRO(INDEX3(k0+1,m_NN[1]-1,k2, m_NN[0],m_NN[1])), numComp*sizeof(double));
2687                            memcpy(&f_111[0], in.getSampleDataRO(INDEX3(k0+1,m_NN[1]-1,k2+1, m_NN[0],m_NN[1])), numComp*sizeof(double));
2688                            double* o = out.getSampleDataRW(m_faceOffset[3]+INDEX2(k0,k2,m_NE[0]));
2689                            for (index_t i=0; i < numComp; ++i) {
2690                                o[INDEX2(i,numComp,0)] = (f_010[i] + f_011[i] + f_110[i] + f_111[i])/4;
2691                            } // end of component loop i
2692                        } // end of k0 loop
2693                    } // end of k2 loop
2694                } // end of face 3
2695                if (m_faceOffset[4] > -1) {
2696    #pragma omp for nowait
2697                    for (index_t k1=0; k1 < m_NE[1]; ++k1) {
2698                        for (index_t k0=0; k0 < m_NE[0]; ++k0) {
2699                            memcpy(&f_000[0], in.getSampleDataRO(INDEX3(k0,k1,0, m_NN[0],m_NN[1])), numComp*sizeof(double));
2700                            memcpy(&f_010[0], in.getSampleDataRO(INDEX3(k0,k1+1,0, m_NN[0],m_NN[1])), numComp*sizeof(double));
2701                            memcpy(&f_100[0], in.getSampleDataRO(INDEX3(k0+1,k1,0, m_NN[0],m_NN[1])), numComp*sizeof(double));
2702                            memcpy(&f_110[0], in.getSampleDataRO(INDEX3(k0+1,k1+1,0, m_NN[0],m_NN[1])), numComp*sizeof(double));
2703                            double* o = out.getSampleDataRW(m_faceOffset[4]+INDEX2(k0,k1,m_NE[0]));
2704                            for (index_t i=0; i < numComp; ++i) {
2705                                o[INDEX2(i,numComp,0)] = (f_000[i] + f_010[i] + f_100[i] + f_110[i])/4;
2706                            } // end of component loop i
2707                        } // end of k0 loop
2708                    } // end of k1 loop
2709                } // end of face 4
2710                if (m_faceOffset[5] > -1) {
2711    #pragma omp for nowait
2712                    for (index_t k1=0; k1 < m_NE[1]; ++k1) {
2713                        for (index_t k0=0; k0 < m_NE[0]; ++k0) {
2714                            memcpy(&f_001[0], in.getSampleDataRO(INDEX3(k0,k1,m_NN[2]-1, m_NN[0],m_NN[1])), numComp*sizeof(double));
2715                            memcpy(&f_011[0], in.getSampleDataRO(INDEX3(k0,k1+1,m_NN[2]-1, m_NN[0],m_NN[1])), numComp*sizeof(double));
2716                            memcpy(&f_101[0], in.getSampleDataRO(INDEX3(k0+1,k1,m_NN[2]-1, m_NN[0],m_NN[1])), numComp*sizeof(double));
2717                            memcpy(&f_111[0], in.getSampleDataRO(INDEX3(k0+1,k1+1,m_NN[2]-1, m_NN[0],m_NN[1])), numComp*sizeof(double));
2718                            double* o = out.getSampleDataRW(m_faceOffset[5]+INDEX2(k0,k1,m_NE[0]));
2719                            for (index_t i=0; i < numComp; ++i) {
2720                                o[INDEX2(i,numComp,0)] = (f_001[i] + f_011[i] + f_101[i] + f_111[i])/4;
2721                            } // end of component loop i
2722                        } // end of k0 loop
2723                    } // end of k1 loop
2724                } // end of face 5
2725            } // end of parallel section
2726        } else {
2727            out.requireWrite();
2728            const double c0 = 0.044658198738520451079;
2729            const double c1 = 0.16666666666666666667;
2730            const double c2 = 0.62200846792814621559;
2731    #pragma omp parallel
2732            {
2733                vector<double> f_000(numComp);
2734                vector<double> f_001(numComp);
2735                vector<double> f_010(numComp);
2736                vector<double> f_011(numComp);
2737                vector<double> f_100(numComp);
2738                vector<double> f_101(numComp);
2739                vector<double> f_110(numComp);
2740                vector<double> f_111(numComp);
2741                if (m_faceOffset[0] > -1) {
2742    #pragma omp for nowait
2743                    for (index_t k2=0; k2 < m_NE[2]; ++k2) {
2744                        for (index_t k1=0; k1 < m_NE[1]; ++k1) {
2745                            memcpy(&f_000[0], in.getSampleDataRO(INDEX3(0,k1,k2, m_NN[0],m_NN[1])), numComp*sizeof(double));
2746                            memcpy(&f_001[0], in.getSampleDataRO(INDEX3(0,k1,k2+1, m_NN[0],m_NN[1])), numComp*sizeof(double));
2747                            memcpy(&f_010[0], in.getSampleDataRO(INDEX3(0,k1+1,k2, m_NN[0],m_NN[1])), numComp*sizeof(double));
2748                            memcpy(&f_011[0], in.getSampleDataRO(INDEX3(0,k1+1,k2+1, m_NN[0],m_NN[1])), numComp*sizeof(double));
2749                            double* o = out.getSampleDataRW(m_faceOffset[0]+INDEX2(k1,k2,m_NE[1]));
2750                            for (index_t i=0; i < numComp; ++i) {
2751                                o[INDEX2(i,numComp,0)] = f_000[i]*c2 + f_011[i]*c0 + c1*(f_001[i] + f_010[i]);
2752                                o[INDEX2(i,numComp,1)] = f_001[i]*c0 + f_010[i]*c2 + c1*(f_000[i] + f_011[i]);
2753                                o[INDEX2(i,numComp,2)] = f_001[i]*c2 + f_010[i]*c0 + c1*(f_000[i] + f_011[i]);
2754                                o[INDEX2(i,numComp,3)] = f_000[i]*c0 + f_011[i]*c2 + c1*(f_001[i] + f_010[i]);
2755                            } // end of component loop i
2756                        } // end of k1 loop
2757                    } // end of k2 loop
2758                } // end of face 0
2759                if (m_faceOffset[1] > -1) {
2760    #pragma omp for nowait
2761                    for (index_t k2=0; k2 < m_NE[2]; ++k2) {
2762                        for (index_t k1=0; k1 < m_NE[1]; ++k1) {
2763                            memcpy(&f_100[0], in.getSampleDataRO(INDEX3(m_NN[0]-1,k1,k2, m_NN[0],m_NN[1])), numComp*sizeof(double));
2764                            memcpy(&f_101[0], in.getSampleDataRO(INDEX3(m_NN[0]-1,k1,k2+1, m_NN[0],m_NN[1])), numComp*sizeof(double));
2765                            memcpy(&f_110[0], in.getSampleDataRO(INDEX3(m_NN[0]-1,k1+1,k2, m_NN[0],m_NN[1])), numComp*sizeof(double));
2766                            memcpy(&f_111[0], in.getSampleDataRO(INDEX3(m_NN[0]-1,k1+1,k2+1, m_NN[0],m_NN[1])), numComp*sizeof(double));
2767                            double* o = out.getSampleDataRW(m_faceOffset[1]+INDEX2(k1,k2,m_NE[1]));
2768                            for (index_t i=0; i < numComp; ++i) {
2769                                o[INDEX2(i,numComp,0)] = f_100[i]*c2 + f_111[i]*c0 + c1*(f_101[i] + f_110[i]);
2770                                o[INDEX2(i,numComp,1)] = f_101[i]*c0 + f_110[i]*c2 + c1*(f_100[i] + f_111[i]);
2771                                o[INDEX2(i,numComp,2)] = f_101[i]*c2 + f_110[i]*c0 + c1*(f_100[i] + f_111[i]);
2772                                o[INDEX2(i,numComp,3)] = f_100[i]*c0 + f_111[i]*c2 + c1*(f_101[i] + f_110[i]);
2773                            } // end of component loop i
2774                        } // end of k1 loop
2775                    } // end of k2 loop
2776                } // end of face 1
2777                if (m_faceOffset[2] > -1) {
2778    #pragma omp for nowait
2779                    for (index_t k2=0; k2 < m_NE[2]; ++k2) {
2780                        for (index_t k0=0; k0 < m_NE[0]; ++k0) {
2781                            memcpy(&f_000[0], in.getSampleDataRO(INDEX3(k0,0,k2, m_NN[0],m_NN[1])), numComp*sizeof(double));
2782                            memcpy(&f_001[0], in.getSampleDataRO(INDEX3(k0,0,k2+1, m_NN[0],m_NN[1])), numComp*sizeof(double));
2783                            memcpy(&f_100[0], in.getSampleDataRO(INDEX3(k0+1,0,k2, m_NN[0],m_NN[1])), numComp*sizeof(double));
2784                            memcpy(&f_101[0], in.getSampleDataRO(INDEX3(k0+1,0,k2+1, m_NN[0],m_NN[1])), numComp*sizeof(double));
2785                            double* o = out.getSampleDataRW(m_faceOffset[2]+INDEX2(k0,k2,m_NE[0]));
2786                            for (index_t i=0; i < numComp; ++i) {
2787                                o[INDEX2(i,numComp,0)] = f_000[i]*c2 + f_101[i]*c0 + c1*(f_001[i] + f_100[i]);
2788                                o[INDEX2(i,numComp,1)] = f_001[i]*c0 + f_100[i]*c2 + c1*(f_000[i] + f_101[i]);
2789                                o[INDEX2(i,numComp,2)] = f_001[i]*c2 + f_100[i]*c0 + c1*(f_000[i] + f_101[i]);
2790                                o[INDEX2(i,numComp,3)] = f_000[i]*c0 + f_101[i]*c2 + c1*(f_001[i] + f_100[i]);
2791                            } // end of component loop i
2792                        } // end of k0 loop
2793                    } // end of k2 loop
2794                } // end of face 2
2795                if (m_faceOffset[3] > -1) {
2796    #pragma omp for nowait
2797                    for (index_t k2=0; k2 < m_NE[2]; ++k2) {
2798                        for (index_t k0=0; k0 < m_NE[0]; ++k0) {
2799                            memcpy(&f_010[0], in.getSampleDataRO(INDEX3(k0,m_NN[1]-1,k2, m_NN[0],m_NN[1])), numComp*sizeof(double));
2800                            memcpy(&f_011[0], in.getSampleDataRO(INDEX3(k0,m_NN[1]-1,k2+1, m_NN[0],m_NN[1])), numComp*sizeof(double));
2801                            memcpy(&f_110[0], in.getSampleDataRO(INDEX3(k0+1,m_NN[1]-1,k2, m_NN[0],m_NN[1])), numComp*sizeof(double));
2802                            memcpy(&f_111[0], in.getSampleDataRO(INDEX3(k0+1,m_NN[1]-1,k2+1, m_NN[0],m_NN[1])), numComp*sizeof(double));
2803                            double* o = out.getSampleDataRW(m_faceOffset[3]+INDEX2(k0,k2,m_NE[0]));
2804                            for (index_t i=0; i < numComp; ++i) {
2805                                o[INDEX2(i,numComp,0)] = f_010[i]*c2 + f_111[i]*c0 + c1*(f_011[i] + f_110[i]);
2806                                o[INDEX2(i,numComp,1)] = f_011[i]*c0 + f_110[i]*c2 + c1*(f_010[i] + f_111[i]);
2807                                o[INDEX2(i,numComp,2)] = f_011[i]*c2 + f_110[i]*c0 + c1*(f_010[i] + f_111[i]);
2808                                o[INDEX2(i,numComp,3)] = f_010[i]*c0 + f_111[i]*c2 + c1*(f_011[i] + f_110[i]);
2809                            } // end of component loop i
2810                        } // end of k0 loop
2811                    } // end of k2 loop
2812                } // end of face 3
2813                if (m_faceOffset[4] > -1) {
2814    #pragma omp for nowait
2815                    for (index_t k1=0; k1 < m_NE[1]; ++k1) {
2816                        for (index_t k0=0; k0 < m_NE[0]; ++k0) {
2817                            memcpy(&f_000[0], in.getSampleDataRO(INDEX3(k0,k1,0, m_NN[0],m_NN[1])), numComp*sizeof(double));
2818                            memcpy(&f_010[0], in.getSampleDataRO(INDEX3(k0,k1+1,0, m_NN[0],m_NN[1])), numComp*sizeof(double));
2819                            memcpy(&f_100[0], in.getSampleDataRO(INDEX3(k0+1,k1,0, m_NN[0],m_NN[1])), numComp*sizeof(double));
2820                            memcpy(&f_110[0], in.getSampleDataRO(INDEX3(k0+1,k1+1,0, m_NN[0],m_NN[1])), numComp*sizeof(double));
2821                            double* o = out.getSampleDataRW(m_faceOffset[4]+INDEX2(k0,k1,m_NE[0]));
2822                            for (index_t i=0; i < numComp; ++i) {
2823                                o[INDEX2(i,numComp,0)] = f_000[i]*c2 + f_110[i]*c0 + c1*(f_010[i] + f_100[i]);
2824                                o[INDEX2(i,numComp,1)] = f_010[i]*c0 + f_100[i]*c2 + c1*(f_000[i] + f_110[i]);
2825                                o[INDEX2(i,numComp,2)] = f_010[i]*c2 + f_100[i]*c0 + c1*(f_000[i] + f_110[i]);
2826                                o[INDEX2(i,numComp,3)] = f_000[i]*c0 + f_110[i]*c2 + c1*(f_010[i] + f_100[i]);
2827                            } // end of component loop i
2828                        } // end of k0 loop
2829                    } // end of k1 loop
2830                } // end of face 4
2831                if (m_faceOffset[5] > -1) {
2832    #pragma omp for nowait
2833                    for (index_t k1=0; k1 < m_NE[1]; ++k1) {
2834                        for (index_t k0=0; k0 < m_NE[0]; ++k0) {
2835                            memcpy(&f_001[0], in.getSampleDataRO(INDEX3(k0,k1,m_NN[2]-1, m_NN[0],m_NN[1])), numComp*sizeof(double));
2836                            memcpy(&f_011[0], in.getSampleDataRO(INDEX3(k0,k1+1,m_NN[2]-1, m_NN[0],m_NN[1])), numComp*sizeof(double));
2837                            memcpy(&f_101[0], in.getSampleDataRO(INDEX3(k0+1,k1,m_NN[2]-1, m_NN[0],m_NN[1])), numComp*sizeof(double));
2838                            memcpy(&f_111[0], in.getSampleDataRO(INDEX3(k0+1,k1+1,m_NN[2]-1, m_NN[0],m_NN[1])), numComp*sizeof(double));
2839                            double* o = out.getSampleDataRW(m_faceOffset[5]+INDEX2(k0,k1,m_NE[0]));
2840                            for (index_t i=0; i < numComp; ++i) {
2841                                o[INDEX2(i,numComp,0)] = f_001[i]*c2 + f_111[i]*c0 + c1*(f_011[i] + f_101[i]);
2842                                o[INDEX2(i,numComp,1)] = f_011[i]*c0 + f_101[i]*c2 + c1*(f_001[i] + f_111[i]);
2843                                o[INDEX2(i,numComp,2)] = f_011[i]*c2 + f_101[i]*c0 + c1*(f_001[i] + f_111[i]);
2844                                o[INDEX2(i,numComp,3)] = f_001[i]*c0 + f_111[i]*c2 + c1*(f_011[i] + f_101[i]);
2845                            } // end of component loop i
2846                        } // end of k0 loop
2847                    } // end of k1 loop
2848                } // end of face 5
2849            } // end of parallel section
2850        }
2851    }
2852    
2853    int Brick::findNode(const double *coords) const {
2854        const int NOT_MINE = -1;
2855        //is the found element even owned by this rank
2856        for (int dim = 0; dim < m_numDim; dim++) {
2857            if (m_origin[dim] + m_offset[dim] > coords[dim]  || m_origin[dim]
2858                    + m_offset[dim] + m_dx[dim]*m_ownNE[dim] < coords[dim]) {
2859                return NOT_MINE;
2860            }
2861        }
2862        // get distance from origin
2863        double x = coords[0] - m_origin[0];
2864        double y = coords[1] - m_origin[1];
2865        double z = coords[2] - m_origin[2];
2866        // distance in elements
2867        int ex = (int) floor(x / m_dx[0]);
2868        int ey = (int) floor(y / m_dx[1]);
2869        int ez = (int) floor(z / m_dx[2]);
2870        // set the min distance high enough to be outside the element plus a bit
2871        int closest = NOT_MINE;
2872        double minDist = 1;
2873        for (int dim = 0; dim < m_numDim; dim++) {
2874            minDist += m_dx[dim]*m_dx[dim];
2875        }
2876        //find the closest node
2877        for (int dx = 0; dx < 2; dx++) {
2878            double xdist = x - (ex + dx)*m_dx[0];
2879            for (int dy = 0; dy < 2; dy++) {
2880                double ydist = y - (ey + dy)*m_dx[1];
2881                for (int dz = 0; dz < 2; dz++) {
2882                    double zdist = z - (ez + dz)*m_dx[2];
2883                    double total = xdist*xdist + ydist*ydist + zdist*zdist;
2884                    if (total < minDist) {
2885                        closest = INDEX3(ex+dy, ey+dy, ez+dz, m_NE[0]+1, m_NE[1]+1);
2886                        minDist = total;
2887                    }
2888                }
2889            }
2890        }
2891        return closest;
2892    }
2893    
2894    void Brick::setAssembler(std::string type, std::map<std::string,
2895            escript::Data> constants) {
2896        if (type.compare("WaveAssembler") == 0) {
2897            delete assembler;
2898            assembler = new WaveAssembler3D(this, m_dx, m_NX, m_NE, m_NN, constants);
2899        } else { //else ifs would go before this for other types
2900            throw RipleyException("Ripley::Rectangle does not support the"
2901                                    " requested assembler");
2902      }      }
2903  }  }
2904    

Legend:
Removed from v.3702  
changed lines
  Added in v.4629

  ViewVC Help
Powered by ViewVC 1.1.26