/[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 branches/diaplayground/ripley/src/Brick.cpp revision 4940 by caltinay, Thu May 15 01:40:06 2014 UTC
# Line 1  Line 1 
1    
2  /*******************************************************  /*****************************************************************************
3  *  *
4  * Copyright (c) 2003-2011 by University of Queensland  * Copyright (c) 2003-2014 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 2012-2013 by School of Earth Sciences
13    * Development from 2014 by Centre for Geoscience Computing (GeoComp)
14    *
15    *****************************************************************************/
16    
17    #include <limits>
18    
19  #include <ripley/Brick.h>  #include <ripley/Brick.h>
20  extern "C" {  #include <paso/SystemMatrix.h>
21  #include "paso/SystemMatrixPattern.h"  #include <esysUtils/esysFileWriter.h>
22  }  #include <ripley/DefaultAssembler3D.h>
23    #include <ripley/WaveAssembler3D.h>
24    #include <ripley/LameAssembler3D.h>
25    #include <ripley/domainhelpers.h>
26    #include <boost/scoped_array.hpp>
27    
28    #ifdef USE_NETCDF
29    #include <netcdfcpp.h>
30    #endif
31    
32  #if USE_SILO  #if USE_SILO
33  #include <silo.h>  #include <silo.h>
# Line 25  extern "C" { Line 38  extern "C" {
38    
39  #include <iomanip>  #include <iomanip>
40    
41    #include "esysUtils/EsysRandom.h"
42    #include "blocktools.h"
43    
44    
45  using namespace std;  using namespace std;
46    using esysUtils::FileWriter;
47    
48  namespace ripley {  namespace ripley {
49    
50  Brick::Brick(int n0, int n1, int n2, double l0, double l1, double l2, int d0,  int indexOfMax(int a, int b, int c) {
51               int d1, int d2) :      if (a > b) {
52      RipleyDomain(3),          if (c > a) {
53      m_gNE0(n0),              return 2;
54      m_gNE1(n1),          }
55      m_gNE2(n2),          return 0;
56      m_l0(l0),      } else if (b > c) {
57      m_l1(l1),          return 1;
58      m_l2(l2),      }
59      m_NX(d0),      return 2;
60      m_NY(d1),  }
61      m_NZ(d2)  
62    Brick::Brick(int n0, int n1, int n2, double x0, double y0, double z0,
63                 double x1, double y1, double z1, int d0, int d1, int d2,
64                 const std::vector<double>& points, const std::vector<int>& tags,
65                 const simap_t& tagnamestonums,
66                 escript::SubWorld_ptr w) :
67        RipleyDomain(3, w)
68  {  {
69        if (static_cast<long>(n0 + 1) * static_cast<long>(n1 + 1)
70                * static_cast<long>(n2 + 1) > std::numeric_limits<int>::max())
71            throw RipleyException("The number of elements has overflowed, this "
72                    "limit may be raised in future releases.");
73    
74        if (n0 <= 0 || n1 <= 0 || n2 <= 0)
75            throw RipleyException("Number of elements in each spatial dimension "
76                    "must be positive");
77    
78        // ignore subdivision parameters for serial run
79        if (m_mpiInfo->size == 1) {
80            d0=1;
81            d1=1;
82            d2=1;
83        }
84        bool warn=false;
85    
86        std::vector<int> factors;
87        int ranks = m_mpiInfo->size;
88        int epr[3] = {n0,n1,n2};
89        int d[3] = {d0,d1,d2};
90        if (d0<=0 || d1<=0 || d2<=0) {
91            for (int i = 0; i < 3; i++) {
92                if (d[i] < 1) {
93                    d[i] = 1;
94                    continue;
95                }
96                epr[i] = -1; // can no longer be max
97                if (ranks % d[i] != 0) {
98                    throw RipleyException("Invalid number of spatial subdivisions");
99                }
100                //remove
101                ranks /= d[i];
102            }
103            factorise(factors, ranks);
104            if (factors.size() != 0) {
105                warn = true;
106            }
107        }
108        while (factors.size() > 0) {
109            int i = indexOfMax(epr[0],epr[1],epr[2]);
110            int f = factors.back();
111            factors.pop_back();
112            d[i] *= f;
113            epr[i] /= f;
114        }
115        d0 = d[0]; d1 = d[1]; d2 = d[2];
116    
117      // ensure number of subdivisions is valid and nodes can be distributed      // ensure number of subdivisions is valid and nodes can be distributed
118      // among number of ranks      // among number of ranks
119      if (m_NX*m_NY*m_NZ != m_mpiInfo->size)      if (d0*d1*d2 != m_mpiInfo->size){
120          throw RipleyException("Invalid number of spatial subdivisions");          throw RipleyException("Invalid number of spatial subdivisions");
121        }
122        if (warn) {
123            cout << "Warning: Automatic domain subdivision (d0=" << d0 << ", d1="
124                << d1 << ", d2=" << d2 << "). This may not be optimal!" << endl;
125        }
126    
127        double l0 = x1-x0;
128        double l1 = y1-y0;
129        double l2 = z1-z0;
130        m_dx[0] = l0/n0;
131        m_dx[1] = l1/n1;
132        m_dx[2] = l2/n2;
133    
134        if ((n0+1)%d0 > 0) {
135            n0=(int)round((float)(n0+1)/d0+0.5)*d0-1;
136            l0=m_dx[0]*n0;
137            cout << "Warning: Adjusted number of elements and length. N0="
138                << n0 << ", l0=" << l0 << endl;
139        }
140        if ((n1+1)%d1 > 0) {
141            n1=(int)round((float)(n1+1)/d1+0.5)*d1-1;
142            l1=m_dx[1]*n1;
143            cout << "Warning: Adjusted number of elements and length. N1="
144                << n1 << ", l1=" << l1 << endl;
145        }
146        if ((n2+1)%d2 > 0) {
147            n2=(int)round((float)(n2+1)/d2+0.5)*d2-1;
148            l2=m_dx[2]*n2;
149            cout << "Warning: Adjusted number of elements and length. N2="
150                << n2 << ", l2=" << l2 << endl;
151        }
152    
153        if ((d0 > 1 && (n0+1)/d0<2) || (d1 > 1 && (n1+1)/d1<2) || (d2 > 1 && (n2+1)/d2<2))
154            throw RipleyException("Too few elements for the number of ranks");
155    
156      if (n0%m_NX > 0 || n1%m_NY > 0 || n2%m_NZ > 0)      m_gNE[0] = n0;
157          throw RipleyException("Number of elements must be separable into number of ranks in each dimension");      m_gNE[1] = n1;
158        m_gNE[2] = n2;
159        m_origin[0] = x0;
160        m_origin[1] = y0;
161        m_origin[2] = z0;
162        m_length[0] = l0;
163        m_length[1] = l1;
164        m_length[2] = l2;
165        m_NX[0] = d0;
166        m_NX[1] = d1;
167        m_NX[2] = d2;
168    
169        // local number of elements (including overlap)
170        m_NE[0] = m_ownNE[0] = (d0>1 ? (n0+1)/d0 : n0);
171        if (m_mpiInfo->rank%d0>0 && m_mpiInfo->rank%d0<d0-1)
172            m_NE[0]++;
173        else if (d0>1 && m_mpiInfo->rank%d0==d0-1)
174            m_ownNE[0]--;
175    
176        m_NE[1] = m_ownNE[1] = (d1>1 ? (n1+1)/d1 : n1);
177        if (m_mpiInfo->rank%(d0*d1)/d0>0 && m_mpiInfo->rank%(d0*d1)/d0<d1-1)
178            m_NE[1]++;
179        else if (d1>1 && m_mpiInfo->rank%(d0*d1)/d0==d1-1)
180            m_ownNE[1]--;
181    
182        m_NE[2] = m_ownNE[2] = (d2>1 ? (n2+1)/d2 : n2);
183        if (m_mpiInfo->rank/(d0*d1)>0 && m_mpiInfo->rank/(d0*d1)<d2-1)
184            m_NE[2]++;
185        else if (d2>1 && m_mpiInfo->rank/(d0*d1)==d2-1)
186            m_ownNE[2]--;
187    
188        // local number of nodes
189        m_NN[0] = m_NE[0]+1;
190        m_NN[1] = m_NE[1]+1;
191        m_NN[2] = m_NE[2]+1;
192    
     // 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;  
193      // bottom-left-front node is at (offset0,offset1,offset2) in global mesh      // bottom-left-front node is at (offset0,offset1,offset2) in global mesh
194      m_offset0 = m_NE0*(m_mpiInfo->rank%m_NX);      m_offset[0] = (n0+1)/d0*(m_mpiInfo->rank%d0);
195      m_offset1 = m_NE1*(m_mpiInfo->rank%(m_NX*m_NY)/m_NX);      if (m_offset[0] > 0)
196      m_offset2 = m_NE2*(m_mpiInfo->rank/(m_NX*m_NY));          m_offset[0]--;
197        m_offset[1] = (n1+1)/d1*(m_mpiInfo->rank%(d0*d1)/d0);
198        if (m_offset[1] > 0)
199            m_offset[1]--;
200        m_offset[2] = (n2+1)/d2*(m_mpiInfo->rank/(d0*d1));
201        if (m_offset[2] > 0)
202            m_offset[2]--;
203    
204      populateSampleIds();      populateSampleIds();
205        createPattern();
206        
207        assembler = new DefaultAssembler3D(this, m_dx, m_NX, m_NE, m_NN);
208        for (map<string, int>::const_iterator i = tagnamestonums.begin();
209                i != tagnamestonums.end(); i++) {
210            setTagMap(i->first, i->second);
211        }
212        addPoints(tags.size(), &points[0], &tags[0]);
213  }  }
214    
215    
216  Brick::~Brick()  Brick::~Brick()
217  {  {
218        delete assembler;
219  }  }
220    
221  string Brick::getDescription() const  string Brick::getDescription() const
# Line 77  string Brick::getDescription() const Line 225  string Brick::getDescription() const
225    
226  bool Brick::operator==(const AbstractDomain& other) const  bool Brick::operator==(const AbstractDomain& other) const
227  {  {
228      if (dynamic_cast<const Brick*>(&other))      const Brick* o=dynamic_cast<const Brick*>(&other);
229          return this==&other;      if (o) {
230            return (RipleyDomain::operator==(other) &&
231                    m_gNE[0]==o->m_gNE[0] && m_gNE[1]==o->m_gNE[1] && m_gNE[2]==o->m_gNE[2]
232                    && m_origin[0]==o->m_origin[0] && m_origin[1]==o->m_origin[1] && m_origin[2]==o->m_origin[2]
233                    && m_length[0]==o->m_length[0] && m_length[1]==o->m_length[1] && m_length[2]==o->m_length[2]
234                    && m_NX[0]==o->m_NX[0] && m_NX[1]==o->m_NX[1] && m_NX[2]==o->m_NX[2]);
235        }
236    
237      return false;      return false;
238  }  }
239    
240    void Brick::readNcGrid(escript::Data& out, string filename, string varname,
241                const ReaderParameters& params) const
242    {
243    #ifdef USE_NETCDF
244        // check destination function space
245        int myN0, myN1, myN2;
246        if (out.getFunctionSpace().getTypeCode() == Nodes) {
247            myN0 = m_NN[0];
248            myN1 = m_NN[1];
249            myN2 = m_NN[2];
250        } else if (out.getFunctionSpace().getTypeCode() == Elements ||
251                    out.getFunctionSpace().getTypeCode() == ReducedElements) {
252            myN0 = m_NE[0];
253            myN1 = m_NE[1];
254            myN2 = m_NE[2];
255        } else
256            throw RipleyException("readNcGrid(): invalid function space for output data object");
257    
258        if (params.first.size() != 3)
259            throw RipleyException("readNcGrid(): argument 'first' must have 3 entries");
260    
261        if (params.numValues.size() != 3)
262            throw RipleyException("readNcGrid(): argument 'numValues' must have 3 entries");
263    
264        if (params.multiplier.size() != 3)
265            throw RipleyException("readNcGrid(): argument 'multiplier' must have 3 entries");
266        for (size_t i=0; i<params.multiplier.size(); i++)
267            if (params.multiplier[i]<1)
268                throw RipleyException("readNcGrid(): all multipliers must be positive");
269    
270        // check file existence and size
271        NcFile f(filename.c_str(), NcFile::ReadOnly);
272        if (!f.is_valid())
273            throw RipleyException("readNcGrid(): cannot open file");
274    
275        NcVar* var = f.get_var(varname.c_str());
276        if (!var)
277            throw RipleyException("readNcGrid(): invalid variable name");
278    
279        // TODO: rank>0 data support
280        const int numComp = out.getDataPointSize();
281        if (numComp > 1)
282            throw RipleyException("readNcGrid(): only scalar data supported");
283    
284        const int dims = var->num_dims();
285        boost::scoped_array<long> edges(var->edges());
286    
287        // is this a slice of the data object (dims!=3)?
288        // note the expected ordering of edges (as in numpy: z,y,x)
289        if ( (dims==3 && (params.numValues[2] > edges[0] ||
290                          params.numValues[1] > edges[1] ||
291                          params.numValues[0] > edges[2]))
292                || (dims==2 && params.numValues[2]>1)
293                || (dims==1 && (params.numValues[2]>1 || params.numValues[1]>1)) ) {
294            throw RipleyException("readNcGrid(): not enough data in file");
295        }
296    
297        // check if this rank contributes anything
298        if (params.first[0] >= m_offset[0]+myN0 ||
299                params.first[0]+params.numValues[0]*params.multiplier[0] <= m_offset[0] ||
300                params.first[1] >= m_offset[1]+myN1 ||
301                params.first[1]+params.numValues[1]*params.multiplier[1] <= m_offset[1] ||
302                params.first[2] >= m_offset[2]+myN2 ||
303                params.first[2]+params.numValues[2]*params.multiplier[2] <= m_offset[2]) {
304            return;
305        }
306    
307        // now determine how much this rank has to write
308    
309        // first coordinates in data object to write to
310        const int first0 = max(0, params.first[0]-m_offset[0]);
311        const int first1 = max(0, params.first[1]-m_offset[1]);
312        const int first2 = max(0, params.first[2]-m_offset[2]);
313        // indices to first value in file (not accounting for reverse yet)
314        int idx0 = max(0, m_offset[0]-params.first[0]);
315        int idx1 = max(0, m_offset[1]-params.first[1]);
316        int idx2 = max(0, m_offset[2]-params.first[2]);
317        // number of values to read
318        const int num0 = min(params.numValues[0]-idx0, myN0-first0);
319        const int num1 = min(params.numValues[1]-idx1, myN1-first1);
320        const int num2 = min(params.numValues[2]-idx2, myN2-first2);
321    
322        // make sure we read the right block if going backwards through file
323        if (params.reverse[0])
324            idx0 = edges[dims-1]-num0-idx0;
325        if (dims>1 && params.reverse[1])
326            idx1 = edges[dims-2]-num1-idx1;
327        if (dims>2 && params.reverse[2])
328            idx2 = edges[dims-3]-num2-idx2;
329    
330    
331        vector<double> values(num0*num1*num2);
332        if (dims==3) {
333            var->set_cur(idx2, idx1, idx0);
334            var->get(&values[0], num2, num1, num0);
335        } else if (dims==2) {
336            var->set_cur(idx1, idx0);
337            var->get(&values[0], num1, num0);
338        } else {
339            var->set_cur(idx0);
340            var->get(&values[0], num0);
341        }
342    
343        const int dpp = out.getNumDataPointsPerSample();
344        out.requireWrite();
345    
346        // helpers for reversing
347        const int x0 = (params.reverse[0] ? num0-1 : 0);
348        const int x_mult = (params.reverse[0] ? -1 : 1);
349        const int y0 = (params.reverse[1] ? num1-1 : 0);
350        const int y_mult = (params.reverse[1] ? -1 : 1);
351        const int z0 = (params.reverse[2] ? num2-1 : 0);
352        const int z_mult = (params.reverse[2] ? -1 : 1);
353    
354        for (index_t z=0; z<num2; z++) {
355            for (index_t y=0; y<num1; y++) {
356    #pragma omp parallel for
357                for (index_t x=0; x<num0; x++) {
358                    const int baseIndex = first0+x*params.multiplier[0]
359                                         +(first1+y*params.multiplier[1])*myN0
360                                         +(first2+z*params.multiplier[2])*myN0*myN1;
361                    const int srcIndex=(z0+z_mult*z)*num1*num0
362                                      +(y0+y_mult*y)*num0
363                                      +(x0+x_mult*x);
364                    if (!isnan(values[srcIndex])) {
365                        for (index_t m2=0; m2<params.multiplier[2]; m2++) {
366                            for (index_t m1=0; m1<params.multiplier[1]; m1++) {
367                                for (index_t m0=0; m0<params.multiplier[0]; m0++) {
368                                    const int dataIndex = baseIndex+m0
369                                                   +m1*myN0
370                                                   +m2*myN0*myN1;
371                                    double* dest = out.getSampleDataRW(dataIndex);
372                                    for (index_t q=0; q<dpp; q++) {
373                                        *dest++ = values[srcIndex];
374                                    }
375                                }
376                            }
377                        }
378                    }
379                }
380            }
381        }
382    #else
383        throw RipleyException("readNcGrid(): not compiled with netCDF support");
384    #endif
385    }
386    
387    #ifdef USE_BOOSTIO
388    void Brick::readBinaryGridFromZipped(escript::Data& out, string filename,
389                               const ReaderParameters& params) const
390    {
391        // the mapping is not universally correct but should work on our
392        // supported platforms
393        switch (params.dataType) {
394            case DATATYPE_INT32:
395                readBinaryGridZippedImpl<int>(out, filename, params);
396                break;
397            case DATATYPE_FLOAT32:
398                readBinaryGridZippedImpl<float>(out, filename, params);
399                break;
400            case DATATYPE_FLOAT64:
401                readBinaryGridZippedImpl<double>(out, filename, params);
402                break;
403            default:
404                throw RipleyException("readBinaryGrid(): invalid or unsupported datatype");
405        }
406    }
407    #endif
408    
409    void Brick::readBinaryGrid(escript::Data& out, string filename,
410                               const ReaderParameters& params) const
411    {
412        // the mapping is not universally correct but should work on our
413        // supported platforms
414        switch (params.dataType) {
415            case DATATYPE_INT32:
416                readBinaryGridImpl<int>(out, filename, params);
417                break;
418            case DATATYPE_FLOAT32:
419                readBinaryGridImpl<float>(out, filename, params);
420                break;
421            case DATATYPE_FLOAT64:
422                readBinaryGridImpl<double>(out, filename, params);
423                break;
424            default:
425                throw RipleyException("readBinaryGrid(): invalid or unsupported datatype");
426        }
427    }
428    
429    template<typename ValueType>
430    void Brick::readBinaryGridImpl(escript::Data& out, const string& filename,
431                                   const ReaderParameters& params) const
432    {
433        // check destination function space
434        int myN0, myN1, myN2;
435        if (out.getFunctionSpace().getTypeCode() == Nodes) {
436            myN0 = m_NN[0];
437            myN1 = m_NN[1];
438            myN2 = m_NN[2];
439        } else if (out.getFunctionSpace().getTypeCode() == Elements ||
440                    out.getFunctionSpace().getTypeCode() == ReducedElements) {
441            myN0 = m_NE[0];
442            myN1 = m_NE[1];
443            myN2 = m_NE[2];
444        } else
445            throw RipleyException("readBinaryGrid(): invalid function space for output data object");
446    
447        if (params.first.size() != 3)
448            throw RipleyException("readBinaryGrid(): argument 'first' must have 3 entries");
449    
450        if (params.numValues.size() != 3)
451            throw RipleyException("readBinaryGrid(): argument 'numValues' must have 3 entries");
452    
453        if (params.multiplier.size() != 3)
454            throw RipleyException("readBinaryGrid(): argument 'multiplier' must have 3 entries");
455        for (size_t i=0; i<params.multiplier.size(); i++)
456            if (params.multiplier[i]<1)
457                throw RipleyException("readBinaryGrid(): all multipliers must be positive");
458    
459        // check file existence and size
460        ifstream f(filename.c_str(), ifstream::binary);
461        if (f.fail()) {
462            throw RipleyException("readBinaryGrid(): cannot open file");
463        }
464        f.seekg(0, ios::end);
465        const int numComp = out.getDataPointSize();
466        const int filesize = f.tellg();
467        const int reqsize = params.numValues[0]*params.numValues[1]*params.numValues[2]*numComp*sizeof(ValueType);
468        if (filesize < reqsize) {
469            f.close();
470            throw RipleyException("readBinaryGrid(): not enough data in file");
471        }
472    
473        // check if this rank contributes anything
474        if (params.first[0] >= m_offset[0]+myN0 ||
475                params.first[0]+params.numValues[0]*params.multiplier[0] <= m_offset[0] ||
476                params.first[1] >= m_offset[1]+myN1 ||
477                params.first[1]+params.numValues[1]*params.multiplier[1] <= m_offset[1] ||
478                params.first[2] >= m_offset[2]+myN2 ||
479                params.first[2]+params.numValues[2]*params.multiplier[2] <= m_offset[2]) {
480            f.close();
481            return;
482        }
483    
484        // now determine how much this rank has to write
485    
486        // first coordinates in data object to write to
487        const int first0 = max(0, params.first[0]-m_offset[0]);
488        const int first1 = max(0, params.first[1]-m_offset[1]);
489        const int first2 = max(0, params.first[2]-m_offset[2]);
490        // indices to first value in file
491        const int idx0 = max(0, m_offset[0]-params.first[0]);
492        const int idx1 = max(0, m_offset[1]-params.first[1]);
493        const int idx2 = max(0, m_offset[2]-params.first[2]);
494        // number of values to read
495        const int num0 = min(params.numValues[0]-idx0, myN0-first0);
496        const int num1 = min(params.numValues[1]-idx1, myN1-first1);
497        const int num2 = min(params.numValues[2]-idx2, myN2-first2);
498    
499        out.requireWrite();
500        vector<ValueType> values(num0*numComp);
501        const int dpp = out.getNumDataPointsPerSample();
502    
503        for (int z=0; z<num2; z++) {
504            for (int y=0; y<num1; y++) {
505                const int fileofs = numComp*(idx0+(idx1+y)*params.numValues[0]
506                                 +(idx2+z)*params.numValues[0]*params.numValues[1]);
507                f.seekg(fileofs*sizeof(ValueType));
508                f.read((char*)&values[0], num0*numComp*sizeof(ValueType));
509    
510                for (int x=0; x<num0; x++) {
511                    const int baseIndex = first0+x*params.multiplier[0]
512                                         +(first1+y*params.multiplier[1])*myN0
513                                         +(first2+z*params.multiplier[2])*myN0*myN1;
514                    for (int m2=0; m2<params.multiplier[2]; m2++) {
515                        for (int m1=0; m1<params.multiplier[1]; m1++) {
516                            for (int m0=0; m0<params.multiplier[0]; m0++) {
517                                const int dataIndex = baseIndex+m0
518                                               +m1*myN0
519                                               +m2*myN0*myN1;
520                                double* dest = out.getSampleDataRW(dataIndex);
521                                for (int c=0; c<numComp; c++) {
522                                    ValueType val = values[x*numComp+c];
523    
524                                    if (params.byteOrder != BYTEORDER_NATIVE) {
525                                        char* cval = reinterpret_cast<char*>(&val);
526                                        // this will alter val!!
527                                        byte_swap32(cval);
528                                    }
529                                    if (!std::isnan(val)) {
530                                        for (int q=0; q<dpp; q++) {
531                                            *dest++ = static_cast<double>(val);
532                                        }
533                                    }
534                                }
535                            }
536                        }
537                    }
538                }
539            }
540        }
541    
542        f.close();
543    }
544    
545    #ifdef USE_BOOSTIO
546    template<typename ValueType>
547    void Brick::readBinaryGridZippedImpl(escript::Data& out, const string& filename,
548                                   const ReaderParameters& params) const
549    {
550        // check destination function space
551        int myN0, myN1, myN2;
552        if (out.getFunctionSpace().getTypeCode() == Nodes) {
553            myN0 = m_NN[0];
554            myN1 = m_NN[1];
555            myN2 = m_NN[2];
556        } else if (out.getFunctionSpace().getTypeCode() == Elements ||
557                    out.getFunctionSpace().getTypeCode() == ReducedElements) {
558            myN0 = m_NE[0];
559            myN1 = m_NE[1];
560            myN2 = m_NE[2];
561        } else
562            throw RipleyException("readBinaryGridFromZipped(): invalid function space for output data object");
563    
564        if (params.first.size() != 3)
565            throw RipleyException("readBinaryGridFromZipped(): argument 'first' must have 3 entries");
566    
567        if (params.numValues.size() != 3)
568            throw RipleyException("readBinaryGridFromZipped(): argument 'numValues' must have 3 entries");
569    
570        if (params.multiplier.size() != 3)
571            throw RipleyException("readBinaryGridFromZipped(): argument 'multiplier' must have 3 entries");
572        for (size_t i=0; i<params.multiplier.size(); i++)
573            if (params.multiplier[i]<1)
574                throw RipleyException("readBinaryGridFromZipped(): all multipliers must be positive");
575    
576        // check file existence and size
577        ifstream f(filename.c_str(), ifstream::binary);
578        if (f.fail()) {
579            throw RipleyException("readBinaryGridFromZipped(): cannot open file");
580        }
581        f.seekg(0, ios::end);
582        const int numComp = out.getDataPointSize();
583        int filesize = f.tellg();
584        f.seekg(0, ios::beg);
585        std::vector<char> compressed(filesize);
586        f.read((char*)&compressed[0], filesize);
587        f.close();
588        std::vector<char> decompressed = unzip(compressed);
589        filesize = decompressed.size();
590        const int reqsize = params.numValues[0]*params.numValues[1]*params.numValues[2]*numComp*sizeof(ValueType);
591        if (filesize < reqsize) {
592            throw RipleyException("readBinaryGridFromZipped(): not enough data in file");
593        }
594    
595        // check if this rank contributes anything
596        if (params.first[0] >= m_offset[0]+myN0 ||
597                params.first[0]+params.numValues[0]*params.multiplier[0] <= m_offset[0] ||
598                params.first[1] >= m_offset[1]+myN1 ||
599                params.first[1]+params.numValues[1]*params.multiplier[1] <= m_offset[1] ||
600                params.first[2] >= m_offset[2]+myN2 ||
601                params.first[2]+params.numValues[2]*params.multiplier[2] <= m_offset[2]) {
602            return;
603        }
604    
605        // now determine how much this rank has to write
606    
607        // first coordinates in data object to write to
608        const int first0 = max(0, params.first[0]-m_offset[0]);
609        const int first1 = max(0, params.first[1]-m_offset[1]);
610        const int first2 = max(0, params.first[2]-m_offset[2]);
611        // indices to first value in file
612        const int idx0 = max(0, m_offset[0]-params.first[0]);
613        const int idx1 = max(0, m_offset[1]-params.first[1]);
614        const int idx2 = max(0, m_offset[2]-params.first[2]);
615        // number of values to read
616        const int num0 = min(params.numValues[0]-idx0, myN0-first0);
617        const int num1 = min(params.numValues[1]-idx1, myN1-first1);
618        const int num2 = min(params.numValues[2]-idx2, myN2-first2);
619    
620        out.requireWrite();
621        vector<ValueType> values(num0*numComp);
622        const int dpp = out.getNumDataPointsPerSample();
623    
624        for (int z=0; z<num2; z++) {
625            for (int y=0; y<num1; y++) {
626                const int fileofs = numComp*(idx0+(idx1+y)*params.numValues[0]
627                                 +(idx2+z)*params.numValues[0]*params.numValues[1]);
628                memcpy((char*)&values[0], (char*)&decompressed[fileofs*sizeof(ValueType)], num0*numComp*sizeof(ValueType));
629                
630                for (int x=0; x<num0; x++) {
631                    const int baseIndex = first0+x*params.multiplier[0]
632                                         +(first1+y*params.multiplier[1])*myN0
633                                         +(first2+z*params.multiplier[2])*myN0*myN1;
634                    for (int m2=0; m2<params.multiplier[2]; m2++) {
635                        for (int m1=0; m1<params.multiplier[1]; m1++) {
636                            for (int m0=0; m0<params.multiplier[0]; m0++) {
637                                const int dataIndex = baseIndex+m0
638                                               +m1*myN0
639                                               +m2*myN0*myN1;
640                                double* dest = out.getSampleDataRW(dataIndex);
641                                for (int c=0; c<numComp; c++) {
642                                    ValueType val = values[x*numComp+c];
643    
644                                    if (params.byteOrder != BYTEORDER_NATIVE) {
645                                        char* cval = reinterpret_cast<char*>(&val);
646                                        // this will alter val!!
647                                        byte_swap32(cval);
648                                    }
649                                    if (!std::isnan(val)) {
650                                        for (int q=0; q<dpp; q++) {
651                                            *dest++ = static_cast<double>(val);
652                                        }
653                                    }
654                                }
655                            }
656                        }
657                    }
658                }
659            }
660        }
661    }
662    #endif
663    
664    void Brick::writeBinaryGrid(const escript::Data& in, string filename,
665                                int byteOrder, int dataType) const
666    {
667        // the mapping is not universally correct but should work on our
668        // supported platforms
669        switch (dataType) {
670            case DATATYPE_INT32:
671                writeBinaryGridImpl<int>(in, filename, byteOrder);
672                break;
673            case DATATYPE_FLOAT32:
674                writeBinaryGridImpl<float>(in, filename, byteOrder);
675                break;
676            case DATATYPE_FLOAT64:
677                writeBinaryGridImpl<double>(in, filename, byteOrder);
678                break;
679            default:
680                throw RipleyException("writeBinaryGrid(): invalid or unsupported datatype");
681        }
682    }
683    
684    template<typename ValueType>
685    void Brick::writeBinaryGridImpl(const escript::Data& in,
686                                    const string& filename, int byteOrder) const
687    {
688        // check function space and determine number of points
689        int myN0, myN1, myN2;
690        int totalN0, totalN1, totalN2;
691        if (in.getFunctionSpace().getTypeCode() == Nodes) {
692            myN0 = m_NN[0];
693            myN1 = m_NN[1];
694            myN2 = m_NN[2];
695            totalN0 = m_gNE[0]+1;
696            totalN1 = m_gNE[1]+1;
697            totalN2 = m_gNE[2]+1;
698        } else if (in.getFunctionSpace().getTypeCode() == Elements ||
699                    in.getFunctionSpace().getTypeCode() == ReducedElements) {
700            myN0 = m_NE[0];
701            myN1 = m_NE[1];
702            myN2 = m_NE[2];
703            totalN0 = m_gNE[0];
704            totalN1 = m_gNE[1];
705            totalN2 = m_gNE[2];
706        } else
707            throw RipleyException("writeBinaryGrid(): invalid function space of data object");
708    
709        const int numComp = in.getDataPointSize();
710        const int dpp = in.getNumDataPointsPerSample();
711        const int fileSize = sizeof(ValueType)*numComp*dpp*totalN0*totalN1*totalN2;
712    
713        if (numComp > 1 || dpp > 1)
714            throw RipleyException("writeBinaryGrid(): only scalar, single-value data supported");
715    
716        // from here on we know that each sample consists of one value
717        FileWriter fw;
718        fw.openFile(filename, fileSize);
719        MPIBarrier();
720    
721        for (index_t z=0; z<myN2; z++) {
722            for (index_t y=0; y<myN1; y++) {
723                const int fileofs = (m_offset[0]+(m_offset[1]+y)*totalN0
724                                    +(m_offset[2]+z)*totalN0*totalN1)*sizeof(ValueType);
725                ostringstream oss;
726    
727                for (index_t x=0; x<myN0; x++) {
728                    const double* sample = in.getSampleDataRO(z*myN0*myN1+y*myN0+x);
729                    ValueType fvalue = static_cast<ValueType>(*sample);
730                    if (byteOrder == BYTEORDER_NATIVE) {
731                        oss.write((char*)&fvalue, sizeof(fvalue));
732                    } else {
733                        char* value = reinterpret_cast<char*>(&fvalue);
734                        oss.write(byte_swap32(value), sizeof(fvalue));
735                    }
736                }
737                fw.writeAt(oss, fileofs);
738            }
739        }
740        fw.close();
741    }
742    
743  void Brick::dump(const string& fileName) const  void Brick::dump(const string& fileName) const
744  {  {
745  #if USE_SILO  #if USE_SILO
# Line 91  void Brick::dump(const string& fileName) Line 748  void Brick::dump(const string& fileName)
748          fn+=".silo";          fn+=".silo";
749      }      }
750    
     const int NUM_SILO_FILES = 1;  
     const char* blockDirFmt = "/block%04d";  
751      int driver=DB_HDF5;          int driver=DB_HDF5;    
752      string siloPath;      string siloPath;
753      DBfile* dbfile = NULL;      DBfile* dbfile = NULL;
754    
755  #ifdef ESYS_MPI  #ifdef ESYS_MPI
756      PMPIO_baton_t* baton = NULL;      PMPIO_baton_t* baton = NULL;
757        const int NUM_SILO_FILES = 1;
758        const char* blockDirFmt = "/block%04d";
759  #endif  #endif
760    
761      if (m_mpiInfo->size > 1) {      if (m_mpiInfo->size > 1) {
# Line 143  void Brick::dump(const string& fileName) Line 800  void Brick::dump(const string& fileName)
800      }      }
801      */      */
802    
803      boost::scoped_ptr<double> x(new double[m_N0]);      boost::scoped_ptr<double> x(new double[m_NN[0]]);
804      boost::scoped_ptr<double> y(new double[m_N1]);      boost::scoped_ptr<double> y(new double[m_NN[1]]);
805      boost::scoped_ptr<double> z(new double[m_N2]);      boost::scoped_ptr<double> z(new double[m_NN[2]]);
806      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);  
807  #pragma omp parallel  #pragma omp parallel
808      {      {
809  #pragma omp for  #pragma omp for
810          for (dim_t i0 = 0; i0 < m_N0; i0++) {          for (dim_t i0 = 0; i0 < m_NN[0]; i0++) {
811              coords[0][i0]=xdx.first+i0*xdx.second;              coords[0][i0]=getLocalCoordinate(i0, 0);
812          }          }
813  #pragma omp for  #pragma omp for
814          for (dim_t i1 = 0; i1 < m_N1; i1++) {          for (dim_t i1 = 0; i1 < m_NN[1]; i1++) {
815              coords[1][i1]=ydy.first+i1*ydy.second;              coords[1][i1]=getLocalCoordinate(i1, 1);
816          }          }
817  #pragma omp for  #pragma omp for
818          for (dim_t i2 = 0; i2 < m_N2; i2++) {          for (dim_t i2 = 0; i2 < m_NN[2]; i2++) {
819              coords[2][i2]=zdz.first+i2*zdz.second;              coords[2][i2]=getLocalCoordinate(i2, 2);
820          }          }
821      }      }
822      IndexVector dims = getNumNodesPerDim();      int* dims = const_cast<int*>(getNumNodesPerDim());
823      DBPutQuadmesh(dbfile, "mesh", NULL, coords, &dims[0], 3, DB_DOUBLE,  
824        // write mesh
825        DBPutQuadmesh(dbfile, "mesh", NULL, coords, dims, 3, DB_DOUBLE,
826              DB_COLLINEAR, NULL);              DB_COLLINEAR, NULL);
827    
828      DBPutQuadvar1(dbfile, "nodeId", "mesh", (void*)&m_nodeId[0], &dims[0], 3,      // write node ids
829        DBPutQuadvar1(dbfile, "nodeId", "mesh", (void*)&m_nodeId[0], dims, 3,
830              NULL, 0, DB_INT, DB_NODECENT, NULL);              NULL, 0, DB_INT, DB_NODECENT, NULL);
831    
832      // write element ids      // write element ids
833      dims = getNumElementsPerDim();      dims = const_cast<int*>(getNumElementsPerDim());
834      DBPutQuadvar1(dbfile, "elementId", "mesh", (void*)&m_elementId[0],      DBPutQuadvar1(dbfile, "elementId", "mesh", (void*)&m_elementId[0],
835              &dims[0], 3, NULL, 0, DB_INT, DB_ZONECENT, NULL);              dims, 3, NULL, 0, DB_INT, DB_ZONECENT, NULL);
836    
837      // rank 0 writes multimesh and multivar      // rank 0 writes multimesh and multivar
838      if (m_mpiInfo->rank == 0) {      if (m_mpiInfo->rank == 0) {
# Line 224  void Brick::dump(const string& fileName) Line 881  void Brick::dump(const string& fileName)
881      }      }
882    
883  #else // USE_SILO  #else // USE_SILO
884      throw RipleyException("dump(): no Silo support");      throw RipleyException("dump: no Silo support");
885  #endif  #endif
886  }  }
887    
# Line 232  const int* Brick::borrowSampleReferenceI Line 889  const int* Brick::borrowSampleReferenceI
889  {  {
890      switch (fsType) {      switch (fsType) {
891          case Nodes:          case Nodes:
892            case ReducedNodes: //FIXME: reduced
893              return &m_nodeId[0];              return &m_nodeId[0];
894            case DegreesOfFreedom:
895            case ReducedDegreesOfFreedom: //FIXME: reduced
896                return &m_dofId[0];
897          case Elements:          case Elements:
898            case ReducedElements:
899              return &m_elementId[0];              return &m_elementId[0];
900          case FaceElements:          case FaceElements:
901            case ReducedFaceElements:
902              return &m_faceId[0];              return &m_faceId[0];
903            case Points:
904                return &m_diracPointNodeIDs[0];
905          default:          default:
906              break;              break;
907      }      }
908    
909      stringstream msg;      stringstream msg;
910      msg << "borrowSampleReferenceIDs() not implemented for function space type "      msg << "borrowSampleReferenceIDs: invalid function space type "<<fsType;
         << fsType;  
911      throw RipleyException(msg.str());      throw RipleyException(msg.str());
912  }  }
913    
914  bool Brick::ownSample(int fsCode, index_t id) const  bool Brick::ownSample(int fsType, index_t id) const
915  {  {
916  #ifdef ESYS_MPI      if (getMPISize()==1)
917      if (fsCode == Nodes) {          return true;
918          const index_t myFirst=m_nodeDistribution[m_mpiInfo->rank];  
919          const index_t myLast=m_nodeDistribution[m_mpiInfo->rank+1]-1;      switch (fsType) {
920          return (m_nodeId[id]>=myFirst && m_nodeId[id]<=myLast);          case Nodes:
921      } else          case ReducedNodes: //FIXME: reduced
922          throw RipleyException("ownSample() only implemented for Nodes");              return (m_dofMap[id] < getNumDOF());
923  #else          case DegreesOfFreedom:
924      return true;          case ReducedDegreesOfFreedom:
925  #endif              return true;
926            case Elements:
927            case ReducedElements:
928                {
929                    // check ownership of element's _last_ node
930                    const index_t x=id%m_NE[0] + 1;
931                    const index_t y=id%(m_NE[0]*m_NE[1])/m_NE[0] + 1;
932                    const index_t z=id/(m_NE[0]*m_NE[1]) + 1;
933                    return (m_dofMap[x + m_NN[0]*y + m_NN[0]*m_NN[1]*z] < getNumDOF());
934                }
935            case FaceElements:
936            case ReducedFaceElements:
937                {
938                    // check ownership of face element's last node
939                    dim_t n=0;
940                    for (size_t i=0; i<6; i++) {
941                        n+=m_faceCount[i];
942                        if (id<n) {
943                            const index_t j=id-n+m_faceCount[i];
944                            if (i>=4) { // front or back
945                                const index_t first=(i==4 ? 0 : m_NN[0]*m_NN[1]*(m_NN[2]-1));
946                                return (m_dofMap[first+j%m_NE[0]+1+(j/m_NE[0]+1)*m_NN[0]] < getNumDOF());
947                            } else if (i>=2) { // bottom or top
948                                const index_t first=(i==2 ? 0 : m_NN[0]*(m_NN[1]-1));
949                                return (m_dofMap[first+j%m_NE[0]+1+(j/m_NE[0]+1)*m_NN[0]*m_NN[1]] < getNumDOF());
950                            } else { // left or right
951                                const index_t first=(i==0 ? 0 : m_NN[0]-1);
952                                return (m_dofMap[first+(j%m_NE[1]+1)*m_NN[0]+(j/m_NE[1]+1)*m_NN[0]*m_NN[1]] < getNumDOF());
953                            }
954                        }
955                    }
956                    return false;
957                }
958            default:
959                break;
960        }
961    
962        stringstream msg;
963        msg << "ownSample: invalid function space type " << fsType;
964        throw RipleyException(msg.str());
965  }  }
966    
967  Paso_SystemMatrixPattern* Brick::getPattern(bool reducedRowOrder,  void Brick::setToNormal(escript::Data& out) const
                                             bool reducedColOrder) const  
968  {  {
969      if (reducedRowOrder || reducedColOrder)      if (out.getFunctionSpace().getTypeCode() == FaceElements) {
970          throw RipleyException("getPattern() not implemented for reduced order");          out.requireWrite();
971    #pragma omp parallel
972            {
973                if (m_faceOffset[0] > -1) {
974    #pragma omp for nowait
975                    for (index_t k2 = 0; k2 < m_NE[2]; ++k2) {
976                        for (index_t k1 = 0; k1 < m_NE[1]; ++k1) {
977                            double* o = out.getSampleDataRW(m_faceOffset[0]+INDEX2(k1,k2,m_NE[1]));
978                            // set vector at four quadrature points
979                            *o++ = -1.; *o++ = 0.; *o++ = 0.;
980                            *o++ = -1.; *o++ = 0.; *o++ = 0.;
981                            *o++ = -1.; *o++ = 0.; *o++ = 0.;
982                            *o++ = -1.; *o++ = 0.; *o = 0.;
983                        }
984                    }
985                }
986    
987                if (m_faceOffset[1] > -1) {
988    #pragma omp for nowait
989                    for (index_t k2 = 0; k2 < m_NE[2]; ++k2) {
990                        for (index_t k1 = 0; k1 < m_NE[1]; ++k1) {
991                            double* o = out.getSampleDataRW(m_faceOffset[1]+INDEX2(k1,k2,m_NE[1]));
992                            // set vector at four quadrature points
993                            *o++ = 1.; *o++ = 0.; *o++ = 0.;
994                            *o++ = 1.; *o++ = 0.; *o++ = 0.;
995                            *o++ = 1.; *o++ = 0.; *o++ = 0.;
996                            *o++ = 1.; *o++ = 0.; *o = 0.;
997                        }
998                    }
999                }
1000    
1001                if (m_faceOffset[2] > -1) {
1002    #pragma omp for nowait
1003                    for (index_t k2 = 0; k2 < m_NE[2]; ++k2) {
1004                        for (index_t k0 = 0; k0 < m_NE[0]; ++k0) {
1005                            double* o = out.getSampleDataRW(m_faceOffset[2]+INDEX2(k0,k2,m_NE[0]));
1006                            // set vector at four quadrature points
1007                            *o++ = 0.; *o++ = -1.; *o++ = 0.;
1008                            *o++ = 0.; *o++ = -1.; *o++ = 0.;
1009                            *o++ = 0.; *o++ = -1.; *o++ = 0.;
1010                            *o++ = 0.; *o++ = -1.; *o = 0.;
1011                        }
1012                    }
1013                }
1014    
1015                if (m_faceOffset[3] > -1) {
1016    #pragma omp for nowait
1017                    for (index_t k2 = 0; k2 < m_NE[2]; ++k2) {
1018                        for (index_t k0 = 0; k0 < m_NE[0]; ++k0) {
1019                            double* o = out.getSampleDataRW(m_faceOffset[3]+INDEX2(k0,k2,m_NE[0]));
1020                            // set vector at four quadrature points
1021                            *o++ = 0.; *o++ = 1.; *o++ = 0.;
1022                            *o++ = 0.; *o++ = 1.; *o++ = 0.;
1023                            *o++ = 0.; *o++ = 1.; *o++ = 0.;
1024                            *o++ = 0.; *o++ = 1.; *o = 0.;
1025                        }
1026                    }
1027                }
1028    
1029                if (m_faceOffset[4] > -1) {
1030    #pragma omp for nowait
1031                    for (index_t k1 = 0; k1 < m_NE[1]; ++k1) {
1032                        for (index_t k0 = 0; k0 < m_NE[0]; ++k0) {
1033                            double* o = out.getSampleDataRW(m_faceOffset[4]+INDEX2(k0,k1,m_NE[0]));
1034                            // set vector at four quadrature points
1035                            *o++ = 0.; *o++ = 0.; *o++ = -1.;
1036                            *o++ = 0.; *o++ = 0.; *o++ = -1.;
1037                            *o++ = 0.; *o++ = 0.; *o++ = -1.;
1038                            *o++ = 0.; *o++ = 0.; *o = -1.;
1039                        }
1040                    }
1041                }
1042    
1043                if (m_faceOffset[5] > -1) {
1044    #pragma omp for nowait
1045                    for (index_t k1 = 0; k1 < m_NE[1]; ++k1) {
1046                        for (index_t k0 = 0; k0 < m_NE[0]; ++k0) {
1047                            double* o = out.getSampleDataRW(m_faceOffset[5]+INDEX2(k0,k1,m_NE[0]));
1048                            // set vector at four quadrature points
1049                            *o++ = 0.; *o++ = 0.; *o++ = 1.;
1050                            *o++ = 0.; *o++ = 0.; *o++ = 1.;
1051                            *o++ = 0.; *o++ = 0.; *o++ = 1.;
1052                            *o++ = 0.; *o++ = 0.; *o = 1.;
1053                        }
1054                    }
1055                }
1056            } // end of parallel section
1057        } else if (out.getFunctionSpace().getTypeCode() == ReducedFaceElements) {
1058            out.requireWrite();
1059    #pragma omp parallel
1060            {
1061                if (m_faceOffset[0] > -1) {
1062    #pragma omp for nowait
1063                    for (index_t k2 = 0; k2 < m_NE[2]; ++k2) {
1064                        for (index_t k1 = 0; k1 < m_NE[1]; ++k1) {
1065                            double* o = out.getSampleDataRW(m_faceOffset[0]+INDEX2(k1,k2,m_NE[1]));
1066                            *o++ = -1.;
1067                            *o++ = 0.;
1068                            *o = 0.;
1069                        }
1070                    }
1071                }
1072    
1073                if (m_faceOffset[1] > -1) {
1074    #pragma omp for nowait
1075                    for (index_t k2 = 0; k2 < m_NE[2]; ++k2) {
1076                        for (index_t k1 = 0; k1 < m_NE[1]; ++k1) {
1077                            double* o = out.getSampleDataRW(m_faceOffset[1]+INDEX2(k1,k2,m_NE[1]));
1078                            *o++ = 1.;
1079                            *o++ = 0.;
1080                            *o = 0.;
1081                        }
1082                    }
1083                }
1084    
1085                if (m_faceOffset[2] > -1) {
1086    #pragma omp for nowait
1087                    for (index_t k2 = 0; k2 < m_NE[2]; ++k2) {
1088                        for (index_t k0 = 0; k0 < m_NE[0]; ++k0) {
1089                            double* o = out.getSampleDataRW(m_faceOffset[2]+INDEX2(k0,k2,m_NE[0]));
1090                            *o++ = 0.;
1091                            *o++ = -1.;
1092                            *o = 0.;
1093                        }
1094                    }
1095                }
1096    
1097                if (m_faceOffset[3] > -1) {
1098    #pragma omp for nowait
1099                    for (index_t k2 = 0; k2 < m_NE[2]; ++k2) {
1100                        for (index_t k0 = 0; k0 < m_NE[0]; ++k0) {
1101                            double* o = out.getSampleDataRW(m_faceOffset[3]+INDEX2(k0,k2,m_NE[0]));
1102                            *o++ = 0.;
1103                            *o++ = 1.;
1104                            *o = 0.;
1105                        }
1106                    }
1107                }
1108    
1109                if (m_faceOffset[4] > -1) {
1110    #pragma omp for nowait
1111                    for (index_t k1 = 0; k1 < m_NE[1]; ++k1) {
1112                        for (index_t k0 = 0; k0 < m_NE[0]; ++k0) {
1113                            double* o = out.getSampleDataRW(m_faceOffset[4]+INDEX2(k0,k1,m_NE[0]));
1114                            *o++ = 0.;
1115                            *o++ = 0.;
1116                            *o = -1.;
1117                        }
1118                    }
1119                }
1120    
1121      throw RipleyException("getPattern() not implemented");              if (m_faceOffset[5] > -1) {
1122    #pragma omp for nowait
1123                    for (index_t k1 = 0; k1 < m_NE[1]; ++k1) {
1124                        for (index_t k0 = 0; k0 < m_NE[0]; ++k0) {
1125                            double* o = out.getSampleDataRW(m_faceOffset[5]+INDEX2(k0,k1,m_NE[0]));
1126                            *o++ = 0.;
1127                            *o++ = 0.;
1128                            *o = 1.;
1129                        }
1130                    }
1131                }
1132            } // end of parallel section
1133    
1134        } else {
1135            stringstream msg;
1136            msg << "setToNormal: invalid function space type "
1137                << out.getFunctionSpace().getTypeCode();
1138            throw RipleyException(msg.str());
1139        }
1140    }
1141    
1142    void Brick::setToSize(escript::Data& out) const
1143    {
1144        if (out.getFunctionSpace().getTypeCode() == Elements
1145                || out.getFunctionSpace().getTypeCode() == ReducedElements) {
1146            out.requireWrite();
1147            const dim_t numQuad=out.getNumDataPointsPerSample();
1148            const double size=sqrt(m_dx[0]*m_dx[0]+m_dx[1]*m_dx[1]+m_dx[2]*m_dx[2]);
1149    #pragma omp parallel for
1150            for (index_t k = 0; k < getNumElements(); ++k) {
1151                double* o = out.getSampleDataRW(k);
1152                fill(o, o+numQuad, size);
1153            }
1154        } else if (out.getFunctionSpace().getTypeCode() == FaceElements
1155                || out.getFunctionSpace().getTypeCode() == ReducedFaceElements) {
1156            out.requireWrite();
1157            const dim_t numQuad=out.getNumDataPointsPerSample();
1158    #pragma omp parallel
1159            {
1160                if (m_faceOffset[0] > -1) {
1161                    const double size=min(m_dx[1],m_dx[2]);
1162    #pragma omp for nowait
1163                    for (index_t k2 = 0; k2 < m_NE[2]; ++k2) {
1164                        for (index_t k1 = 0; k1 < m_NE[1]; ++k1) {
1165                            double* o = out.getSampleDataRW(m_faceOffset[0]+INDEX2(k1,k2,m_NE[1]));
1166                            fill(o, o+numQuad, size);
1167                        }
1168                    }
1169                }
1170    
1171                if (m_faceOffset[1] > -1) {
1172                    const double size=min(m_dx[1],m_dx[2]);
1173    #pragma omp for nowait
1174                    for (index_t k2 = 0; k2 < m_NE[2]; ++k2) {
1175                        for (index_t k1 = 0; k1 < m_NE[1]; ++k1) {
1176                            double* o = out.getSampleDataRW(m_faceOffset[1]+INDEX2(k1,k2,m_NE[1]));
1177                            fill(o, o+numQuad, size);
1178                        }
1179                    }
1180                }
1181    
1182                if (m_faceOffset[2] > -1) {
1183                    const double size=min(m_dx[0],m_dx[2]);
1184    #pragma omp for nowait
1185                    for (index_t k2 = 0; k2 < m_NE[2]; ++k2) {
1186                        for (index_t k0 = 0; k0 < m_NE[0]; ++k0) {
1187                            double* o = out.getSampleDataRW(m_faceOffset[2]+INDEX2(k0,k2,m_NE[0]));
1188                            fill(o, o+numQuad, size);
1189                        }
1190                    }
1191                }
1192    
1193                if (m_faceOffset[3] > -1) {
1194                    const double size=min(m_dx[0],m_dx[2]);
1195    #pragma omp for nowait
1196                    for (index_t k2 = 0; k2 < m_NE[2]; ++k2) {
1197                        for (index_t k0 = 0; k0 < m_NE[0]; ++k0) {
1198                            double* o = out.getSampleDataRW(m_faceOffset[3]+INDEX2(k0,k2,m_NE[0]));
1199                            fill(o, o+numQuad, size);
1200                        }
1201                    }
1202                }
1203    
1204                if (m_faceOffset[4] > -1) {
1205                    const double size=min(m_dx[0],m_dx[1]);
1206    #pragma omp for nowait
1207                    for (index_t k1 = 0; k1 < m_NE[1]; ++k1) {
1208                        for (index_t k0 = 0; k0 < m_NE[0]; ++k0) {
1209                            double* o = out.getSampleDataRW(m_faceOffset[4]+INDEX2(k0,k1,m_NE[0]));
1210                            fill(o, o+numQuad, size);
1211                        }
1212                    }
1213                }
1214    
1215                if (m_faceOffset[5] > -1) {
1216                    const double size=min(m_dx[0],m_dx[1]);
1217    #pragma omp for nowait
1218                    for (index_t k1 = 0; k1 < m_NE[1]; ++k1) {
1219                        for (index_t k0 = 0; k0 < m_NE[0]; ++k0) {
1220                            double* o = out.getSampleDataRW(m_faceOffset[5]+INDEX2(k0,k1,m_NE[0]));
1221                            fill(o, o+numQuad, size);
1222                        }
1223                    }
1224                }
1225            } // end of parallel section
1226    
1227        } else {
1228            stringstream msg;
1229            msg << "setToSize: invalid function space type "
1230                << out.getFunctionSpace().getTypeCode();
1231            throw RipleyException(msg.str());
1232        }
1233  }  }
1234    
1235  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 1239  void Brick::Print_Mesh_Info(const bool f
1239          cout << "     Id  Coordinates" << endl;          cout << "     Id  Coordinates" << endl;
1240          cout.precision(15);          cout.precision(15);
1241          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);  
1242          for (index_t i=0; i < getNumNodes(); i++) {          for (index_t i=0; i < getNumNodes(); i++) {
1243              cout << "  " << setw(5) << m_nodeId[i]              cout << "  " << setw(5) << m_nodeId[i]
1244                  << "  " << xdx.first+(i%m_N0)*xdx.second                  << "  " << getLocalCoordinate(i%m_NN[0], 0)
1245                  << "  " << ydy.first+(i%(m_N0*m_N1)/m_N0)*ydy.second                  << "  " << getLocalCoordinate(i%(m_NN[0]*m_NN[1])/m_NN[0], 1)
1246                  << "  " << zdz.first+(i/(m_N0*m_N1))*zdz.second << endl;                  << "  " << getLocalCoordinate(i/(m_NN[0]*m_NN[1]), 2) << endl;
1247          }          }
1248      }      }
1249  }  }
1250    
 IndexVector Brick::getNumNodesPerDim() const  
 {  
     IndexVector ret;  
     ret.push_back(m_N0);  
     ret.push_back(m_N1);  
     ret.push_back(m_N2);  
     return ret;  
 }  
1251    
1252  IndexVector Brick::getNumElementsPerDim() const  //protected
1253    void Brick::assembleCoordinates(escript::Data& arg) const
1254  {  {
1255      IndexVector ret;      escriptDataC x = arg.getDataC();
1256      ret.push_back(m_NE0);      int numDim = m_numDim;
1257      ret.push_back(m_NE1);      if (!isDataPointShapeEqual(&x, 1, &numDim))
1258      ret.push_back(m_NE2);          throw RipleyException("setToX: Invalid Data object shape");
1259      return ret;      if (!numSamplesEqual(&x, 1, getNumNodes()))
1260            throw RipleyException("setToX: Illegal number of samples in Data object");
1261    
1262        arg.requireWrite();
1263    #pragma omp parallel for
1264        for (dim_t i2 = 0; i2 < m_NN[2]; i2++) {
1265            for (dim_t i1 = 0; i1 < m_NN[1]; i1++) {
1266                for (dim_t i0 = 0; i0 < m_NN[0]; i0++) {
1267                    double* point = arg.getSampleDataRW(i0+m_NN[0]*i1+m_NN[0]*m_NN[1]*i2);
1268                    point[0] = getLocalCoordinate(i0, 0);
1269                    point[1] = getLocalCoordinate(i1, 1);
1270                    point[2] = getLocalCoordinate(i2, 2);
1271                }
1272            }
1273        }
1274  }  }
1275    
1276  IndexVector Brick::getNumFacesPerBoundary() const  //protected
1277    void Brick::assembleGradient(escript::Data& out, const escript::Data& in) const
1278  {  {
1279      IndexVector ret(6, 0);      const dim_t numComp = in.getDataPointSize();
1280      //left      const double C0 = .044658198738520451079;
1281      if (m_offset0==0)      const double C1 = .16666666666666666667;
1282          ret[0]=m_NE1*m_NE2;      const double C2 = .21132486540518711775;
1283      //right      const double C3 = .25;
1284      if (m_mpiInfo->rank%m_NX==m_NX-1)      const double C4 = .5;
1285          ret[1]=m_NE1*m_NE2;      const double C5 = .62200846792814621559;
1286      //bottom      const double C6 = .78867513459481288225;
1287      if (m_offset1==0)  
1288          ret[2]=m_NE0*m_NE2;      if (out.getFunctionSpace().getTypeCode() == Elements) {
1289      //top          out.requireWrite();
1290      if (m_mpiInfo->rank%(m_NX*m_NY)/m_NX==m_NY-1)  #pragma omp parallel
1291          ret[3]=m_NE0*m_NE2;          {
1292      //front              vector<double> f_000(numComp);
1293      if (m_offset2==0)              vector<double> f_001(numComp);
1294          ret[4]=m_NE0*m_NE1;              vector<double> f_010(numComp);
1295      //back              vector<double> f_011(numComp);
1296      if (m_mpiInfo->rank/(m_NX*m_NY)==m_NZ-1)              vector<double> f_100(numComp);
1297          ret[5]=m_NE0*m_NE1;              vector<double> f_101(numComp);
1298      return ret;              vector<double> f_110(numComp);
1299                vector<double> f_111(numComp);
1300    #pragma omp for
1301                for (index_t k2=0; k2 < m_NE[2]; ++k2) {
1302                    for (index_t k1=0; k1 < m_NE[1]; ++k1) {
1303                        for (index_t k0=0; k0 < m_NE[0]; ++k0) {
1304                            memcpy(&f_000[0], in.getSampleDataRO(INDEX3(k0,k1,k2, m_NN[0],m_NN[1])), numComp*sizeof(double));
1305                            memcpy(&f_001[0], in.getSampleDataRO(INDEX3(k0,k1,k2+1, m_NN[0],m_NN[1])), numComp*sizeof(double));
1306                            memcpy(&f_010[0], in.getSampleDataRO(INDEX3(k0,k1+1,k2, m_NN[0],m_NN[1])), numComp*sizeof(double));
1307                            memcpy(&f_011[0], in.getSampleDataRO(INDEX3(k0,k1+1,k2+1, m_NN[0],m_NN[1])), numComp*sizeof(double));
1308                            memcpy(&f_100[0], in.getSampleDataRO(INDEX3(k0+1,k1,k2, m_NN[0],m_NN[1])), numComp*sizeof(double));
1309                            memcpy(&f_101[0], in.getSampleDataRO(INDEX3(k0+1,k1,k2+1, m_NN[0],m_NN[1])), numComp*sizeof(double));
1310                            memcpy(&f_110[0], in.getSampleDataRO(INDEX3(k0+1,k1+1,k2, m_NN[0],m_NN[1])), numComp*sizeof(double));
1311                            memcpy(&f_111[0], in.getSampleDataRO(INDEX3(k0+1,k1+1,k2+1, m_NN[0],m_NN[1])), numComp*sizeof(double));
1312                            double* o = out.getSampleDataRW(INDEX3(k0,k1,k2,m_NE[0],m_NE[1]));
1313                            for (index_t i=0; i < numComp; ++i) {
1314                                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];
1315                                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];
1316                                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];
1317                                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];
1318                                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];
1319                                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];
1320                                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];
1321                                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];
1322                                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];
1323                                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];
1324                                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];
1325                                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];
1326                                o[INDEX3(i,0,0,numComp,3)] = V0;
1327                                o[INDEX3(i,1,0,numComp,3)] = V4;
1328                                o[INDEX3(i,2,0,numComp,3)] = V8;
1329                                o[INDEX3(i,0,1,numComp,3)] = V0;
1330                                o[INDEX3(i,1,1,numComp,3)] = V5;
1331                                o[INDEX3(i,2,1,numComp,3)] = V9;
1332                                o[INDEX3(i,0,2,numComp,3)] = V1;
1333                                o[INDEX3(i,1,2,numComp,3)] = V4;
1334                                o[INDEX3(i,2,2,numComp,3)] = V10;
1335                                o[INDEX3(i,0,3,numComp,3)] = V1;
1336                                o[INDEX3(i,1,3,numComp,3)] = V5;
1337                                o[INDEX3(i,2,3,numComp,3)] = V11;
1338                                o[INDEX3(i,0,4,numComp,3)] = V2;
1339                                o[INDEX3(i,1,4,numComp,3)] = V6;
1340                                o[INDEX3(i,2,4,numComp,3)] = V8;
1341                                o[INDEX3(i,0,5,numComp,3)] = V2;
1342                                o[INDEX3(i,1,5,numComp,3)] = V7;
1343                                o[INDEX3(i,2,5,numComp,3)] = V9;
1344                                o[INDEX3(i,0,6,numComp,3)] = V3;
1345                                o[INDEX3(i,1,6,numComp,3)] = V6;
1346                                o[INDEX3(i,2,6,numComp,3)] = V10;
1347                                o[INDEX3(i,0,7,numComp,3)] = V3;
1348                                o[INDEX3(i,1,7,numComp,3)] = V7;
1349                                o[INDEX3(i,2,7,numComp,3)] = V11;
1350                            } // end of component loop i
1351                        } // end of k0 loop
1352                    } // end of k1 loop
1353                } // end of k2 loop
1354            } // end of parallel section
1355        } else if (out.getFunctionSpace().getTypeCode() == ReducedElements) {
1356            out.requireWrite();
1357    #pragma omp parallel
1358            {
1359                vector<double> f_000(numComp);
1360                vector<double> f_001(numComp);
1361                vector<double> f_010(numComp);
1362                vector<double> f_011(numComp);
1363                vector<double> f_100(numComp);
1364                vector<double> f_101(numComp);
1365                vector<double> f_110(numComp);
1366                vector<double> f_111(numComp);
1367    #pragma omp for
1368                for (index_t k2=0; k2 < m_NE[2]; ++k2) {
1369                    for (index_t k1=0; k1 < m_NE[1]; ++k1) {
1370                        for (index_t k0=0; k0 < m_NE[0]; ++k0) {
1371                            memcpy(&f_000[0], in.getSampleDataRO(INDEX3(k0,k1,k2, m_NN[0],m_NN[1])), numComp*sizeof(double));
1372                            memcpy(&f_001[0], in.getSampleDataRO(INDEX3(k0,k1,k2+1, m_NN[0],m_NN[1])), numComp*sizeof(double));
1373                            memcpy(&f_010[0], in.getSampleDataRO(INDEX3(k0,k1+1,k2, m_NN[0],m_NN[1])), numComp*sizeof(double));
1374                            memcpy(&f_011[0], in.getSampleDataRO(INDEX3(k0,k1+1,k2+1, m_NN[0],m_NN[1])), numComp*sizeof(double));
1375                            memcpy(&f_100[0], in.getSampleDataRO(INDEX3(k0+1,k1,k2, m_NN[0],m_NN[1])), numComp*sizeof(double));
1376                            memcpy(&f_101[0], in.getSampleDataRO(INDEX3(k0+1,k1,k2+1, m_NN[0],m_NN[1])), numComp*sizeof(double));
1377                            memcpy(&f_110[0], in.getSampleDataRO(INDEX3(k0+1,k1+1,k2, m_NN[0],m_NN[1])), numComp*sizeof(double));
1378                            memcpy(&f_111[0], in.getSampleDataRO(INDEX3(k0+1,k1+1,k2+1, m_NN[0],m_NN[1])), numComp*sizeof(double));
1379                            double* o = out.getSampleDataRW(INDEX3(k0,k1,k2,m_NE[0],m_NE[1]));
1380                            for (index_t i=0; i < numComp; ++i) {
1381                                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];
1382                                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];
1383                                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];
1384                            } // end of component loop i
1385                        } // end of k0 loop
1386                    } // end of k1 loop
1387                } // end of k2 loop
1388            } // end of parallel section
1389        } else if (out.getFunctionSpace().getTypeCode() == FaceElements) {
1390            out.requireWrite();
1391    #pragma omp parallel
1392            {
1393                vector<double> f_000(numComp);
1394                vector<double> f_001(numComp);
1395                vector<double> f_010(numComp);
1396                vector<double> f_011(numComp);
1397                vector<double> f_100(numComp);
1398                vector<double> f_101(numComp);
1399                vector<double> f_110(numComp);
1400                vector<double> f_111(numComp);
1401                if (m_faceOffset[0] > -1) {
1402    #pragma omp for nowait
1403                    for (index_t k2=0; k2 < m_NE[2]; ++k2) {
1404                        for (index_t k1=0; k1 < m_NE[1]; ++k1) {
1405                            memcpy(&f_000[0], in.getSampleDataRO(INDEX3(0,k1,k2, m_NN[0],m_NN[1])), numComp*sizeof(double));
1406                            memcpy(&f_001[0], in.getSampleDataRO(INDEX3(0,k1,k2+1, m_NN[0],m_NN[1])), numComp*sizeof(double));
1407                            memcpy(&f_010[0], in.getSampleDataRO(INDEX3(0,k1+1,k2, m_NN[0],m_NN[1])), numComp*sizeof(double));
1408                            memcpy(&f_011[0], in.getSampleDataRO(INDEX3(0,k1+1,k2+1, m_NN[0],m_NN[1])), numComp*sizeof(double));
1409                            memcpy(&f_100[0], in.getSampleDataRO(INDEX3(1,k1,k2, m_NN[0],m_NN[1])), numComp*sizeof(double));
1410                            memcpy(&f_101[0], in.getSampleDataRO(INDEX3(1,k1,k2+1, m_NN[0],m_NN[1])), numComp*sizeof(double));
1411                            memcpy(&f_110[0], in.getSampleDataRO(INDEX3(1,k1+1,k2, m_NN[0],m_NN[1])), numComp*sizeof(double));
1412                            memcpy(&f_111[0], in.getSampleDataRO(INDEX3(1,k1+1,k2+1, m_NN[0],m_NN[1])), numComp*sizeof(double));
1413                            double* o = out.getSampleDataRW(m_faceOffset[0]+INDEX2(k1,k2,m_NE[1]));
1414                            for (index_t i=0; i < numComp; ++i) {
1415                                const double V0=((f_010[i]-f_000[i])*C6 + (f_011[i]-f_001[i])*C2) / m_dx[1];
1416                                const double V1=((f_010[i]-f_000[i])*C2 + (f_011[i]-f_001[i])*C6) / m_dx[1];
1417                                const double V2=((f_001[i]-f_000[i])*C6 + (f_010[i]-f_011[i])*C2) / m_dx[2];
1418                                const double V3=((f_001[i]-f_000[i])*C2 + (f_011[i]-f_010[i])*C6) / m_dx[2];
1419                                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];
1420                                o[INDEX3(i,1,0,numComp,3)] = V0;
1421                                o[INDEX3(i,2,0,numComp,3)] = V2;
1422                                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];
1423                                o[INDEX3(i,1,1,numComp,3)] = V0;
1424                                o[INDEX3(i,2,1,numComp,3)] = V3;
1425                                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];
1426                                o[INDEX3(i,1,2,numComp,3)] = V1;
1427                                o[INDEX3(i,2,2,numComp,3)] = V2;
1428                                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];
1429                                o[INDEX3(i,1,3,numComp,3)] = V1;
1430                                o[INDEX3(i,2,3,numComp,3)] = V3;
1431                            } // end of component loop i
1432                        } // end of k1 loop
1433                    } // end of k2 loop
1434                } // end of face 0
1435                if (m_faceOffset[1] > -1) {
1436    #pragma omp for nowait
1437                    for (index_t k2=0; k2 < m_NE[2]; ++k2) {
1438                        for (index_t k1=0; k1 < m_NE[1]; ++k1) {
1439                            memcpy(&f_000[0], in.getSampleDataRO(INDEX3(m_NN[0]-2,k1,k2, m_NN[0],m_NN[1])), numComp*sizeof(double));
1440                            memcpy(&f_001[0], in.getSampleDataRO(INDEX3(m_NN[0]-2,k1,k2+1, m_NN[0],m_NN[1])), numComp*sizeof(double));
1441                            memcpy(&f_010[0], in.getSampleDataRO(INDEX3(m_NN[0]-2,k1+1,k2, m_NN[0],m_NN[1])), numComp*sizeof(double));
1442                            memcpy(&f_011[0], in.getSampleDataRO(INDEX3(m_NN[0]-2,k1+1,k2+1, m_NN[0],m_NN[1])), numComp*sizeof(double));
1443                            memcpy(&f_100[0], in.getSampleDataRO(INDEX3(m_NN[0]-1,k1,k2, m_NN[0],m_NN[1])), numComp*sizeof(double));
1444                            memcpy(&f_101[0], in.getSampleDataRO(INDEX3(m_NN[0]-1,k1,k2+1, m_NN[0],m_NN[1])), numComp*sizeof(double));
1445                            memcpy(&f_110[0], in.getSampleDataRO(INDEX3(m_NN[0]-1,k1+1,k2, m_NN[0],m_NN[1])), numComp*sizeof(double));
1446                            memcpy(&f_111[0], in.getSampleDataRO(INDEX3(m_NN[0]-1,k1+1,k2+1, m_NN[0],m_NN[1])), numComp*sizeof(double));
1447                            double* o = out.getSampleDataRW(m_faceOffset[1]+INDEX2(k1,k2,m_NE[1]));
1448                            for (index_t i=0; i < numComp; ++i) {
1449                                const double V0=((f_110[i]-f_100[i])*C6 + (f_111[i]-f_101[i])*C2) / m_dx[1];
1450                                const double V1=((f_110[i]-f_100[i])*C2 + (f_111[i]-f_101[i])*C6) / m_dx[1];
1451                                const double V2=((f_101[i]-f_100[i])*C6 + (f_111[i]-f_110[i])*C2) / m_dx[2];
1452                                const double V3=((f_101[i]-f_100[i])*C2 + (f_111[i]-f_110[i])*C6) / m_dx[2];
1453                                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];
1454                                o[INDEX3(i,1,0,numComp,3)] = V0;
1455                                o[INDEX3(i,2,0,numComp,3)] = V2;
1456                                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];
1457                                o[INDEX3(i,1,1,numComp,3)] = V0;
1458                                o[INDEX3(i,2,1,numComp,3)] = V3;
1459                                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];
1460                                o[INDEX3(i,1,2,numComp,3)] = V1;
1461                                o[INDEX3(i,2,2,numComp,3)] = V2;
1462                                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];
1463                                o[INDEX3(i,1,3,numComp,3)] = V1;
1464                                o[INDEX3(i,2,3,numComp,3)] = V3;
1465                            } // end of component loop i
1466                        } // end of k1 loop
1467                    } // end of k2 loop
1468                } // end of face 1
1469                if (m_faceOffset[2] > -1) {
1470    #pragma omp for nowait
1471                    for (index_t k2=0; k2 < m_NE[2]; ++k2) {
1472                        for (index_t k0=0; k0 < m_NE[0]; ++k0) {
1473                            memcpy(&f_000[0], in.getSampleDataRO(INDEX3(k0,0,k2, m_NN[0],m_NN[1])), numComp*sizeof(double));
1474                            memcpy(&f_001[0], in.getSampleDataRO(INDEX3(k0,0,k2+1, m_NN[0],m_NN[1])), numComp*sizeof(double));
1475                            memcpy(&f_010[0], in.getSampleDataRO(INDEX3(k0,1,k2, m_NN[0],m_NN[1])), numComp*sizeof(double));
1476                            memcpy(&f_011[0], in.getSampleDataRO(INDEX3(k0,1,k2+1, m_NN[0],m_NN[1])), numComp*sizeof(double));
1477                            memcpy(&f_100[0], in.getSampleDataRO(INDEX3(k0+1,0,k2, m_NN[0],m_NN[1])), numComp*sizeof(double));
1478                            memcpy(&f_101[0], in.getSampleDataRO(INDEX3(k0+1,0,k2+1, m_NN[0],m_NN[1])), numComp*sizeof(double));
1479                            memcpy(&f_110[0], in.getSampleDataRO(INDEX3(k0+1,1,k2, m_NN[0],m_NN[1])), numComp*sizeof(double));
1480                            memcpy(&f_111[0], in.getSampleDataRO(INDEX3(k0+1,1,k2+1, m_NN[0],m_NN[1])), numComp*sizeof(double));
1481                            double* o = out.getSampleDataRW(m_faceOffset[2]+INDEX2(k0,k2,m_NE[0]));
1482                            for (index_t i=0; i < numComp; ++i) {
1483                                const double V0=((f_100[i]-f_000[i])*C6 + (f_101[i]-f_001[i])*C2) / m_dx[0];
1484                                const double V1=((f_001[i]-f_000[i])*C6 + (f_101[i]-f_100[i])*C2) / m_dx[2];
1485                                const double V2=((f_001[i]-f_000[i])*C2 + (f_101[i]-f_100[i])*C6) / m_dx[2];
1486                                o[INDEX3(i,0,0,numComp,3)] = V0;
1487                                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];
1488                                o[INDEX3(i,2,0,numComp,3)] = V1;
1489                                o[INDEX3(i,0,1,numComp,3)] = V0;
1490                                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];
1491                                o[INDEX3(i,2,1,numComp,3)] = V2;
1492                                o[INDEX3(i,0,2,numComp,3)] = V0;
1493                                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];
1494                                o[INDEX3(i,2,2,numComp,3)] = V1;
1495                                o[INDEX3(i,0,3,numComp,3)] = V0;
1496                                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];
1497                                o[INDEX3(i,2,3,numComp,3)] = V2;
1498                            } // end of component loop i
1499                        } // end of k0 loop
1500                    } // end of k2 loop
1501                } // end of face 2
1502                if (m_faceOffset[3] > -1) {
1503    #pragma omp for nowait
1504                    for (index_t k2=0; k2 < m_NE[2]; ++k2) {
1505                        for (index_t k0=0; k0 < m_NE[0]; ++k0) {
1506                            memcpy(&f_000[0], in.getSampleDataRO(INDEX3(k0,m_NN[1]-2,k2, m_NN[0],m_NN[1])), numComp*sizeof(double));
1507                            memcpy(&f_001[0], in.getSampleDataRO(INDEX3(k0,m_NN[1]-2,k2+1, m_NN[0],m_NN[1])), numComp*sizeof(double));
1508                            memcpy(&f_010[0], in.getSampleDataRO(INDEX3(k0,m_NN[1]-1,k2, m_NN[0],m_NN[1])), numComp*sizeof(double));
1509                            memcpy(&f_011[0], in.getSampleDataRO(INDEX3(k0,m_NN[1]-1,k2+1, m_NN[0],m_NN[1])), numComp*sizeof(double));
1510                            memcpy(&f_100[0], in.getSampleDataRO(INDEX3(k0+1,m_NN[1]-2,k2, m_NN[0],m_NN[1])), numComp*sizeof(double));
1511                            memcpy(&f_101[0], in.getSampleDataRO(INDEX3(k0+1,m_NN[1]-2,k2+1, m_NN[0],m_NN[1])), numComp*sizeof(double));
1512                            memcpy(&f_110[0], in.getSampleDataRO(INDEX3(k0+1,m_NN[1]-1,k2, m_NN[0],m_NN[1])), numComp*sizeof(double));
1513                            memcpy(&f_111[0], in.getSampleDataRO(INDEX3(k0+1,m_NN[1]-1,k2+1, m_NN[0],m_NN[1])), numComp*sizeof(double));
1514                            double* o = out.getSampleDataRW(m_faceOffset[3]+INDEX2(k0,k2,m_NE[0]));
1515                            for (index_t i=0; i < numComp; ++i) {
1516                                const double V0=((f_110[i]-f_010[i])*C6 + (f_111[i]-f_011[i])*C2) / m_dx[0];
1517                                const double V1=((f_110[i]-f_010[i])*C2 + (f_111[i]-f_011[i])*C6) / m_dx[0];
1518                                const double V2=((f_011[i]-f_010[i])*C6 + (f_111[i]-f_110[i])*C2) / m_dx[2];
1519                                const double V3=((f_011[i]-f_010[i])*C2 + (f_111[i]-f_110[i])*C6) / m_dx[2];
1520                                o[INDEX3(i,0,0,numComp,3)] = V0;
1521                                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];
1522                                o[INDEX3(i,2,0,numComp,3)] = V2;
1523                                o[INDEX3(i,0,1,numComp,3)] = V0;
1524                                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];
1525                                o[INDEX3(i,2,1,numComp,3)] = V3;
1526                                o[INDEX3(i,0,2,numComp,3)] = V1;
1527                                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];
1528                                o[INDEX3(i,2,2,numComp,3)] = V2;
1529                                o[INDEX3(i,0,3,numComp,3)] = V1;
1530                                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];
1531                                o[INDEX3(i,2,3,numComp,3)] = V3;
1532                            } // end of component loop i
1533                        } // end of k0 loop
1534                    } // end of k2 loop
1535                } // end of face 3
1536                if (m_faceOffset[4] > -1) {
1537    #pragma omp for nowait
1538                    for (index_t k1=0; k1 < m_NE[1]; ++k1) {
1539                        for (index_t k0=0; k0 < m_NE[0]; ++k0) {
1540                            memcpy(&f_000[0], in.getSampleDataRO(INDEX3(k0,k1,0, m_NN[0],m_NN[1])), numComp*sizeof(double));
1541                            memcpy(&f_001[0], in.getSampleDataRO(INDEX3(k0,k1,1, m_NN[0],m_NN[1])), numComp*sizeof(double));
1542                            memcpy(&f_010[0], in.getSampleDataRO(INDEX3(k0,k1+1,0, m_NN[0],m_NN[1])), numComp*sizeof(double));
1543                            memcpy(&f_011[0], in.getSampleDataRO(INDEX3(k0,k1+1,1, m_NN[0],m_NN[1])), numComp*sizeof(double));
1544                            memcpy(&f_100[0], in.getSampleDataRO(INDEX3(k0+1,k1,0, m_NN[0],m_NN[1])), numComp*sizeof(double));
1545                            memcpy(&f_101[0], in.getSampleDataRO(INDEX3(k0+1,k1,1, m_NN[0],m_NN[1])), numComp*sizeof(double));
1546                            memcpy(&f_110[0], in.getSampleDataRO(INDEX3(k0+1,k1+1,0, m_NN[0],m_NN[1])), numComp*sizeof(double));
1547                            memcpy(&f_111[0], in.getSampleDataRO(INDEX3(k0+1,k1+1,1, m_NN[0],m_NN[1])), numComp*sizeof(double));
1548                            double* o = out.getSampleDataRW(m_faceOffset[4]+INDEX2(k0,k1,m_NE[0]));
1549                            for (index_t i=0; i < numComp; ++i) {
1550                                const double V0=((f_100[i]-f_000[i])*C6 + (f_110[i]-f_010[i])*C2) / m_dx[0];
1551                                const double V1=((f_100[i]-f_000[i])*C2 + (f_110[i]-f_010[i])*C6) / m_dx[0];
1552                                const double V2=((f_010[i]-f_000[i])*C6 + (f_110[i]-f_100[i])*C2) / m_dx[1];
1553                                const double V3=((f_010[i]-f_000[i])*C2 + (f_110[i]-f_100[i])*C6) / m_dx[1];
1554                                o[INDEX3(i,0,0,numComp,3)] = V0;
1555                                o[INDEX3(i,1,0,numComp,3)] = V2;
1556                                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];
1557                                o[INDEX3(i,0,1,numComp,3)] = V0;
1558                                o[INDEX3(i,1,1,numComp,3)] = V3;
1559                                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];
1560                                o[INDEX3(i,0,2,numComp,3)] = V1;
1561                                o[INDEX3(i,1,2,numComp,3)] = V2;
1562                                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];
1563                                o[INDEX3(i,0,3,numComp,3)] = V1;
1564                                o[INDEX3(i,1,3,numComp,3)] = V3;
1565                                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];
1566                            } // end of component loop i
1567                        } // end of k0 loop
1568                    } // end of k1 loop
1569                } // end of face 4
1570                if (m_faceOffset[5] > -1) {
1571    #pragma omp for nowait
1572                    for (index_t k1=0; k1 < m_NE[1]; ++k1) {
1573                        for (index_t k0=0; k0 < m_NE[0]; ++k0) {
1574                            memcpy(&f_000[0], in.getSampleDataRO(INDEX3(k0,k1,m_NN[2]-2, m_NN[0],m_NN[1])), numComp*sizeof(double));
1575                            memcpy(&f_001[0], in.getSampleDataRO(INDEX3(k0,k1,m_NN[2]-1, m_NN[0],m_NN[1])), numComp*sizeof(double));
1576                            memcpy(&f_010[0], in.getSampleDataRO(INDEX3(k0,k1+1,m_NN[2]-2, m_NN[0],m_NN[1])), numComp*sizeof(double));
1577                            memcpy(&f_011[0], in.getSampleDataRO(INDEX3(k0,k1+1,m_NN[2]-1, m_NN[0],m_NN[1])), numComp*sizeof(double));
1578                            memcpy(&f_100[0], in.getSampleDataRO(INDEX3(k0+1,k1,m_NN[2]-2, m_NN[0],m_NN[1])), numComp*sizeof(double));
1579                            memcpy(&f_101[0], in.getSampleDataRO(INDEX3(k0+1,k1,m_NN[2]-1, m_NN[0],m_NN[1])), numComp*sizeof(double));
1580                            memcpy(&f_110[0], in.getSampleDataRO(INDEX3(k0+1,k1+1,m_NN[2]-2, m_NN[0],m_NN[1])), numComp*sizeof(double));
1581                            memcpy(&f_111[0], in.getSampleDataRO(INDEX3(k0+1,k1+1,m_NN[2]-1, m_NN[0],m_NN[1])), numComp*sizeof(double));
1582                            double* o = out.getSampleDataRW(m_faceOffset[5]+INDEX2(k0,k1,m_NE[0]));
1583                            for (index_t i=0; i < numComp; ++i) {
1584                                const double V0=((f_101[i]-f_001[i])*C6 + (f_111[i]-f_011[i])*C2) / m_dx[0];
1585                                const double V1=((f_101[i]-f_001[i])*C2 + (f_111[i]-f_011[i])*C6) / m_dx[0];
1586                                const double V2=((f_011[i]-f_001[i])*C6 + (f_111[i]-f_101[i])*C2) / m_dx[1];
1587                                const double V3=((f_011[i]-f_001[i])*C2 + (f_111[i]-f_101[i])*C6) / m_dx[1];
1588                                o[INDEX3(i,0,0,numComp,3)] = V0;
1589                                o[INDEX3(i,1,0,numComp,3)] = V2;
1590                                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];
1591                                o[INDEX3(i,0,1,numComp,3)] = V0;
1592                                o[INDEX3(i,1,1,numComp,3)] = V3;
1593                                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];
1594                                o[INDEX3(i,0,2,numComp,3)] = V1;
1595                                o[INDEX3(i,1,2,numComp,3)] = V2;
1596                                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];
1597                                o[INDEX3(i,0,3,numComp,3)] = V1;
1598                                o[INDEX3(i,1,3,numComp,3)] = V3;
1599                                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];
1600                            } // end of component loop i
1601                        } // end of k0 loop
1602                    } // end of k1 loop
1603                } // end of face 5
1604            } // end of parallel section
1605        } else if (out.getFunctionSpace().getTypeCode() == ReducedFaceElements) {
1606            out.requireWrite();
1607    #pragma omp parallel
1608            {
1609                vector<double> f_000(numComp);
1610                vector<double> f_001(numComp);
1611                vector<double> f_010(numComp);
1612                vector<double> f_011(numComp);
1613                vector<double> f_100(numComp);
1614                vector<double> f_101(numComp);
1615                vector<double> f_110(numComp);
1616                vector<double> f_111(numComp);
1617                if (m_faceOffset[0] > -1) {
1618    #pragma omp for nowait
1619                    for (index_t k2=0; k2 < m_NE[2]; ++k2) {
1620                        for (index_t k1=0; k1 < m_NE[1]; ++k1) {
1621                            memcpy(&f_000[0], in.getSampleDataRO(INDEX3(0,k1,k2, m_NN[0],m_NN[1])), numComp*sizeof(double));
1622                            memcpy(&f_001[0], in.getSampleDataRO(INDEX3(0,k1,k2+1, m_NN[0],m_NN[1])), numComp*sizeof(double));
1623                            memcpy(&f_010[0], in.getSampleDataRO(INDEX3(0,k1+1,k2, m_NN[0],m_NN[1])), numComp*sizeof(double));
1624                            memcpy(&f_011[0], in.getSampleDataRO(INDEX3(0,k1+1,k2+1, m_NN[0],m_NN[1])), numComp*sizeof(double));
1625                            memcpy(&f_100[0], in.getSampleDataRO(INDEX3(1,k1,k2, m_NN[0],m_NN[1])), numComp*sizeof(double));
1626                            memcpy(&f_101[0], in.getSampleDataRO(INDEX3(1,k1,k2+1, m_NN[0],m_NN[1])), numComp*sizeof(double));
1627                            memcpy(&f_110[0], in.getSampleDataRO(INDEX3(1,k1+1,k2, m_NN[0],m_NN[1])), numComp*sizeof(double));
1628                            memcpy(&f_111[0], in.getSampleDataRO(INDEX3(1,k1+1,k2+1, m_NN[0],m_NN[1])), numComp*sizeof(double));
1629                            double* o = out.getSampleDataRW(m_faceOffset[0]+INDEX2(k1,k2,m_NE[1]));
1630                            for (index_t i=0; i < numComp; ++i) {
1631                                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];
1632                                o[INDEX3(i,1,0,numComp,3)] = (f_010[i]+f_011[i]-f_000[i]-f_001[i])*C4 / m_dx[1];
1633                                o[INDEX3(i,2,0,numComp,3)] = (f_001[i]+f_011[i]-f_000[i]-f_010[i])*C4 / m_dx[2];
1634                            } // end of component loop i
1635                        } // end of k1 loop
1636                    } // end of k2 loop
1637                } // end of face 0
1638                if (m_faceOffset[1] > -1) {
1639    #pragma omp for nowait
1640                    for (index_t k2=0; k2 < m_NE[2]; ++k2) {
1641                        for (index_t k1=0; k1 < m_NE[1]; ++k1) {
1642                            memcpy(&f_000[0], in.getSampleDataRO(INDEX3(m_NN[0]-2,k1,k2, m_NN[0],m_NN[1])), numComp*sizeof(double));
1643                            memcpy(&f_001[0], in.getSampleDataRO(INDEX3(m_NN[0]-2,k1,k2+1, m_NN[0],m_NN[1])), numComp*sizeof(double));
1644                            memcpy(&f_010[0], in.getSampleDataRO(INDEX3(m_NN[0]-2,k1+1,k2, m_NN[0],m_NN[1])), numComp*sizeof(double));
1645                            memcpy(&f_011[0], in.getSampleDataRO(INDEX3(m_NN[0]-2,k1+1,k2+1, m_NN[0],m_NN[1])), numComp*sizeof(double));
1646                            memcpy(&f_100[0], in.getSampleDataRO(INDEX3(m_NN[0]-1,k1,k2, m_NN[0],m_NN[1])), numComp*sizeof(double));
1647                            memcpy(&f_101[0], in.getSampleDataRO(INDEX3(m_NN[0]-1,k1,k2+1, m_NN[0],m_NN[1])), numComp*sizeof(double));
1648                            memcpy(&f_110[0], in.getSampleDataRO(INDEX3(m_NN[0]-1,k1+1,k2, m_NN[0],m_NN[1])), numComp*sizeof(double));
1649                            memcpy(&f_111[0], in.getSampleDataRO(INDEX3(m_NN[0]-1,k1+1,k2+1, m_NN[0],m_NN[1])), numComp*sizeof(double));
1650                            double* o = out.getSampleDataRW(m_faceOffset[1]+INDEX2(k1,k2,m_NE[1]));
1651                            for (index_t i=0; i < numComp; ++i) {
1652                                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];
1653                                o[INDEX3(i,1,0,numComp,3)] = (f_110[i]+f_111[i]-f_100[i]-f_101[i])*C4 / m_dx[1];
1654                                o[INDEX3(i,2,0,numComp,3)] = (f_101[i]+f_111[i]-f_100[i]-f_110[i])*C4 / m_dx[2];
1655                            } // end of component loop i
1656                        } // end of k1 loop
1657                    } // end of k2 loop
1658                } // end of face 1
1659                if (m_faceOffset[2] > -1) {
1660    #pragma omp for nowait
1661                    for (index_t k2=0; k2 < m_NE[2]; ++k2) {
1662                        for (index_t k0=0; k0 < m_NE[0]; ++k0) {
1663                            memcpy(&f_000[0], in.getSampleDataRO(INDEX3(k0,0,k2, m_NN[0],m_NN[1])), numComp*sizeof(double));
1664                            memcpy(&f_001[0], in.getSampleDataRO(INDEX3(k0,0,k2+1, m_NN[0],m_NN[1])), numComp*sizeof(double));
1665                            memcpy(&f_010[0], in.getSampleDataRO(INDEX3(k0,1,k2, m_NN[0],m_NN[1])), numComp*sizeof(double));
1666                            memcpy(&f_011[0], in.getSampleDataRO(INDEX3(k0,1,k2+1, m_NN[0],m_NN[1])), numComp*sizeof(double));
1667                            memcpy(&f_100[0], in.getSampleDataRO(INDEX3(k0+1,0,k2, m_NN[0],m_NN[1])), numComp*sizeof(double));
1668                            memcpy(&f_101[0], in.getSampleDataRO(INDEX3(k0+1,0,k2+1, m_NN[0],m_NN[1])), numComp*sizeof(double));
1669                            memcpy(&f_110[0], in.getSampleDataRO(INDEX3(k0+1,1,k2, m_NN[0],m_NN[1])), numComp*sizeof(double));
1670                            memcpy(&f_111[0], in.getSampleDataRO(INDEX3(k0+1,1,k2+1, m_NN[0],m_NN[1])), numComp*sizeof(double));
1671                            double* o = out.getSampleDataRW(m_faceOffset[2]+INDEX2(k0,k2,m_NE[0]));
1672                            for (index_t i=0; i < numComp; ++i) {
1673                                o[INDEX3(i,0,0,numComp,3)] = (f_100[i]+f_101[i]-f_000[i]-f_001[i])*C4 / m_dx[0];
1674                                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];
1675                                o[INDEX3(i,2,0,numComp,3)] = (f_001[i]+f_101[i]-f_000[i]-f_100[i])*C4 / m_dx[2];
1676                            } // end of component loop i
1677                        } // end of k0 loop
1678                    } // end of k2 loop
1679                } // end of face 2
1680                if (m_faceOffset[3] > -1) {
1681    #pragma omp for nowait
1682                    for (index_t k2=0; k2 < m_NE[2]; ++k2) {
1683                        for (index_t k0=0; k0 < m_NE[0]; ++k0) {
1684                            memcpy(&f_000[0], in.getSampleDataRO(INDEX3(k0,m_NN[1]-2,k2, m_NN[0],m_NN[1])), numComp*sizeof(double));
1685                            memcpy(&f_001[0], in.getSampleDataRO(INDEX3(k0,m_NN[1]-2,k2+1, m_NN[0],m_NN[1])), numComp*sizeof(double));
1686                            memcpy(&f_010[0], in.getSampleDataRO(INDEX3(k0,m_NN[1]-1,k2, m_NN[0],m_NN[1])), numComp*sizeof(double));
1687                            memcpy(&f_011[0], in.getSampleDataRO(INDEX3(k0,m_NN[1]-1,k2+1, m_NN[0],m_NN[1])), numComp*sizeof(double));
1688                            memcpy(&f_100[0], in.getSampleDataRO(INDEX3(k0+1,m_NN[1]-2,k2, m_NN[0],m_NN[1])), numComp*sizeof(double));
1689                            memcpy(&f_101[0], in.getSampleDataRO(INDEX3(k0+1,m_NN[1]-2,k2+1, m_NN[0],m_NN[1])), numComp*sizeof(double));
1690                            memcpy(&f_110[0], in.getSampleDataRO(INDEX3(k0+1,m_NN[1]-1,k2, m_NN[0],m_NN[1])), numComp*sizeof(double));
1691                            memcpy(&f_111[0], in.getSampleDataRO(INDEX3(k0+1,m_NN[1]-1,k2+1, m_NN[0],m_NN[1])), numComp*sizeof(double));
1692                            double* o = out.getSampleDataRW(m_faceOffset[3]+INDEX2(k0,k2,m_NE[0]));
1693                            for (index_t i=0; i < numComp; ++i) {
1694                                o[INDEX3(i,0,0,numComp,3)] = (f_110[i]+f_111[i]-f_010[i]-f_011[i])*C4 / m_dx[0];
1695                                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];
1696                                o[INDEX3(i,2,0,numComp,3)] = (f_011[i]+f_111[i]-f_010[i]-f_110[i])*C4 / m_dx[2];
1697                            } // end of component loop i
1698                        } // end of k0 loop
1699                    } // end of k2 loop
1700                } // end of face 3
1701                if (m_faceOffset[4] > -1) {
1702    #pragma omp for nowait
1703                    for (index_t k1=0; k1 < m_NE[1]; ++k1) {
1704                        for (index_t k0=0; k0 < m_NE[0]; ++k0) {
1705                            memcpy(&f_000[0], in.getSampleDataRO(INDEX3(k0,k1,0, m_NN[0],m_NN[1])), numComp*sizeof(double));
1706                            memcpy(&f_001[0], in.getSampleDataRO(INDEX3(k0,k1,1, m_NN[0],m_NN[1])), numComp*sizeof(double));
1707                            memcpy(&f_010[0], in.getSampleDataRO(INDEX3(k0,k1+1,0, m_NN[0],m_NN[1])), numComp*sizeof(double));
1708                            memcpy(&f_011[0], in.getSampleDataRO(INDEX3(k0,k1+1,1, m_NN[0],m_NN[1])), numComp*sizeof(double));
1709                            memcpy(&f_100[0], in.getSampleDataRO(INDEX3(k0+1,k1,0, m_NN[0],m_NN[1])), numComp*sizeof(double));
1710                            memcpy(&f_101[0], in.getSampleDataRO(INDEX3(k0+1,k1,1, m_NN[0],m_NN[1])), numComp*sizeof(double));
1711                            memcpy(&f_110[0], in.getSampleDataRO(INDEX3(k0+1,k1+1,0, m_NN[0],m_NN[1])), numComp*sizeof(double));
1712                            memcpy(&f_111[0], in.getSampleDataRO(INDEX3(k0+1,k1+1,1, m_NN[0],m_NN[1])), numComp*sizeof(double));
1713                            double* o = out.getSampleDataRW(m_faceOffset[4]+INDEX2(k0,k1,m_NE[0]));
1714                            for (index_t i=0; i < numComp; ++i) {
1715                                o[INDEX3(i,0,0,numComp,3)] = (f_100[i]+f_110[i]-f_000[i]-f_010[i])*C4 / m_dx[0];
1716                                o[INDEX3(i,1,0,numComp,3)] = (f_010[i]+f_110[i]-f_000[i]-f_100[i])*C4 / m_dx[1];
1717                                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];
1718                            } // end of component loop i
1719                        } // end of k0 loop
1720                    } // end of k1 loop
1721                } // end of face 4
1722                if (m_faceOffset[5] > -1) {
1723    #pragma omp for nowait
1724                    for (index_t k1=0; k1 < m_NE[1]; ++k1) {
1725                        for (index_t k0=0; k0 < m_NE[0]; ++k0) {
1726                            memcpy(&f_000[0], in.getSampleDataRO(INDEX3(k0,k1,m_NN[2]-2, m_NN[0],m_NN[1])), numComp*sizeof(double));
1727                            memcpy(&f_001[0], in.getSampleDataRO(INDEX3(k0,k1,m_NN[2]-1, m_NN[0],m_NN[1])), numComp*sizeof(double));
1728                            memcpy(&f_010[0], in.getSampleDataRO(INDEX3(k0,k1+1,m_NN[2]-2, m_NN[0],m_NN[1])), numComp*sizeof(double));
1729                            memcpy(&f_011[0], in.getSampleDataRO(INDEX3(k0,k1+1,m_NN[2]-1, m_NN[0],m_NN[1])), numComp*sizeof(double));
1730                            memcpy(&f_100[0], in.getSampleDataRO(INDEX3(k0+1,k1,m_NN[2]-2, m_NN[0],m_NN[1])), numComp*sizeof(double));
1731                            memcpy(&f_101[0], in.getSampleDataRO(INDEX3(k0+1,k1,m_NN[2]-1, m_NN[0],m_NN[1])), numComp*sizeof(double));
1732                            memcpy(&f_110[0], in.getSampleDataRO(INDEX3(k0+1,k1+1,m_NN[2]-2, m_NN[0],m_NN[1])), numComp*sizeof(double));
1733                            memcpy(&f_111[0], in.getSampleDataRO(INDEX3(k0+1,k1+1,m_NN[2]-1, m_NN[0],m_NN[1])), numComp*sizeof(double));
1734                            double* o = out.getSampleDataRW(m_faceOffset[5]+INDEX2(k0,k1,m_NE[0]));
1735                            for (index_t i=0; i < numComp; ++i) {
1736                                o[INDEX3(i,0,0,numComp,3)] = (f_101[i]+f_111[i]-f_001[i]-f_011[i])*C4 / m_dx[0];
1737                                o[INDEX3(i,1,0,numComp,3)] = (f_011[i]+f_111[i]-f_001[i]-f_101[i])*C4 / m_dx[1];
1738                                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];
1739                            } // end of component loop i
1740                        } // end of k0 loop
1741                    } // end of k1 loop
1742                } // end of face 5
1743            } // end of parallel section
1744        }
1745  }  }
1746    
1747  pair<double,double> Brick::getFirstCoordAndSpacing(dim_t dim) const  //protected
1748    void Brick::assembleIntegrate(vector<double>& integrals, const escript::Data& arg) const
1749  {  {
1750      if (dim==0)      const dim_t numComp = arg.getDataPointSize();
1751          return pair<double,double>((m_l0*m_offset0)/m_gNE0, m_l0/m_gNE0);      const index_t left = (m_offset[0]==0 ? 0 : 1);
1752      else if (dim==1)      const index_t bottom = (m_offset[1]==0 ? 0 : 1);
1753          return pair<double,double>((m_l1*m_offset1)/m_gNE1, m_l1/m_gNE1);      const index_t front = (m_offset[2]==0 ? 0 : 1);
1754      else if (dim==2)      const int fs = arg.getFunctionSpace().getTypeCode();
1755          return pair<double,double>((m_l2*m_offset2)/m_gNE2, m_l2/m_gNE2);      if (fs == Elements && arg.actsExpanded()) {
1756            const double w_0 = m_dx[0]*m_dx[1]*m_dx[2]/8.;
1757    #pragma omp parallel
1758            {
1759                vector<double> int_local(numComp, 0);
1760    #pragma omp for nowait
1761                for (index_t k2 = front; k2 < front+m_ownNE[2]; ++k2) {
1762                    for (index_t k1 = bottom; k1 < bottom+m_ownNE[1]; ++k1) {
1763                        for (index_t k0 = left; k0 < left+m_ownNE[0]; ++k0) {
1764                            const double* f = arg.getSampleDataRO(INDEX3(k0, k1, k2, m_NE[0], m_NE[1]));
1765                            for (index_t i=0; i < numComp; ++i) {
1766                                const double f_0 = f[INDEX2(i,0,numComp)];
1767                                const double f_1 = f[INDEX2(i,1,numComp)];
1768                                const double f_2 = f[INDEX2(i,2,numComp)];
1769                                const double f_3 = f[INDEX2(i,3,numComp)];
1770                                const double f_4 = f[INDEX2(i,4,numComp)];
1771                                const double f_5 = f[INDEX2(i,5,numComp)];
1772                                const double f_6 = f[INDEX2(i,6,numComp)];
1773                                const double f_7 = f[INDEX2(i,7,numComp)];
1774                                int_local[i]+=(f_0+f_1+f_2+f_3+f_4+f_5+f_6+f_7)*w_0;
1775                            }  // end of component loop i
1776                        } // end of k0 loop
1777                    } // end of k1 loop
1778                } // end of k2 loop
1779    
1780    #pragma omp critical
1781                for (index_t i=0; i<numComp; i++)
1782                    integrals[i]+=int_local[i];
1783            } // end of parallel section
1784    
1785      throw RipleyException("getFirstCoordAndSpacing(): invalid argument");      } else if (fs==ReducedElements || (fs==Elements && !arg.actsExpanded())) {
1786  }          const double w_0 = m_dx[0]*m_dx[1]*m_dx[2];
1787    #pragma omp parallel
1788            {
1789                vector<double> int_local(numComp, 0);
1790    #pragma omp for nowait
1791                for (index_t k2 = front; k2 < front+m_ownNE[2]; ++k2) {
1792                    for (index_t k1 = bottom; k1 < bottom+m_ownNE[1]; ++k1) {
1793                        for (index_t k0 = left; k0 < left+m_ownNE[0]; ++k0) {
1794                            const double* f = arg.getSampleDataRO(INDEX3(k0, k1, k2, m_NE[0], m_NE[1]));
1795                            for (index_t i=0; i < numComp; ++i) {
1796                                int_local[i]+=f[i]*w_0;
1797                            }  // end of component loop i
1798                        } // end of k0 loop
1799                    } // end of k1 loop
1800                } // end of k2 loop
1801    
1802    #pragma omp critical
1803                for (index_t i=0; i<numComp; i++)
1804                    integrals[i]+=int_local[i];
1805            } // end of parallel section
1806    
1807        } else if (fs == FaceElements && arg.actsExpanded()) {
1808            const double w_0 = m_dx[1]*m_dx[2]/4.;
1809            const double w_1 = m_dx[0]*m_dx[2]/4.;
1810            const double w_2 = m_dx[0]*m_dx[1]/4.;
1811    #pragma omp parallel
1812            {
1813                vector<double> int_local(numComp, 0);
1814                if (m_faceOffset[0] > -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[0]+INDEX2(k1,k2,m_NE[1]));
1819                            for (index_t i=0; i < numComp; ++i) {
1820                                const double f_0 = f[INDEX2(i,0,numComp)];
1821                                const double f_1 = f[INDEX2(i,1,numComp)];
1822                                const double f_2 = f[INDEX2(i,2,numComp)];
1823                                const double f_3 = f[INDEX2(i,3,numComp)];
1824                                int_local[i]+=(f_0+f_1+f_2+f_3)*w_0;
1825                            }  // end of component loop i
1826                        } // end of k1 loop
1827                    } // end of k2 loop
1828                }
1829    
1830                if (m_faceOffset[1] > -1) {
1831    #pragma omp for nowait
1832                    for (index_t k2 = front; k2 < front+m_ownNE[2]; ++k2) {
1833                        for (index_t k1 = bottom; k1 < bottom+m_ownNE[1]; ++k1) {
1834                            const double* f = arg.getSampleDataRO(m_faceOffset[1]+INDEX2(k1,k2,m_NE[1]));
1835                            for (index_t i=0; i < numComp; ++i) {
1836                                const double f_0 = f[INDEX2(i,0,numComp)];
1837                                const double f_1 = f[INDEX2(i,1,numComp)];
1838                                const double f_2 = f[INDEX2(i,2,numComp)];
1839                                const double f_3 = f[INDEX2(i,3,numComp)];
1840                                int_local[i]+=(f_0+f_1+f_2+f_3)*w_0;
1841                            }  // end of component loop i
1842                        } // end of k1 loop
1843                    } // end of k2 loop
1844                }
1845    
1846                if (m_faceOffset[2] > -1) {
1847    #pragma omp for nowait
1848                    for (index_t k2 = front; k2 < front+m_ownNE[2]; ++k2) {
1849                        for (index_t k0 = left; k0 < left+m_ownNE[0]; ++k0) {
1850                            const double* f = arg.getSampleDataRO(m_faceOffset[2]+INDEX2(k0,k2,m_NE[0]));
1851                            for (index_t i=0; i < numComp; ++i) {
1852                                const double f_0 = f[INDEX2(i,0,numComp)];
1853                                const double f_1 = f[INDEX2(i,1,numComp)];
1854                                const double f_2 = f[INDEX2(i,2,numComp)];
1855                                const double f_3 = f[INDEX2(i,3,numComp)];
1856                                int_local[i]+=(f_0+f_1+f_2+f_3)*w_1;
1857                            }  // end of component loop i
1858                        } // end of k1 loop
1859                    } // end of k2 loop
1860                }
1861    
1862                if (m_faceOffset[3] > -1) {
1863    #pragma omp for nowait
1864                    for (index_t k2 = front; k2 < front+m_ownNE[2]; ++k2) {
1865                        for (index_t k0 = left; k0 < left+m_ownNE[0]; ++k0) {
1866                            const double* f = arg.getSampleDataRO(m_faceOffset[3]+INDEX2(k0,k2,m_NE[0]));
1867                            for (index_t i=0; i < numComp; ++i) {
1868                                const double f_0 = f[INDEX2(i,0,numComp)];
1869                                const double f_1 = f[INDEX2(i,1,numComp)];
1870                                const double f_2 = f[INDEX2(i,2,numComp)];
1871                                const double f_3 = f[INDEX2(i,3,numComp)];
1872                                int_local[i]+=(f_0+f_1+f_2+f_3)*w_1;
1873                            }  // end of component loop i
1874                        } // end of k1 loop
1875                    } // end of k2 loop
1876                }
1877    
1878                if (m_faceOffset[4] > -1) {
1879    #pragma omp for nowait
1880                    for (index_t k1 = bottom; k1 < bottom+m_ownNE[1]; ++k1) {
1881                        for (index_t k0 = left; k0 < left+m_ownNE[0]; ++k0) {
1882                            const double* f = arg.getSampleDataRO(m_faceOffset[4]+INDEX2(k0,k1,m_NE[0]));
1883                            for (index_t i=0; i < numComp; ++i) {
1884                                const double f_0 = f[INDEX2(i,0,numComp)];
1885                                const double f_1 = f[INDEX2(i,1,numComp)];
1886                                const double f_2 = f[INDEX2(i,2,numComp)];
1887                                const double f_3 = f[INDEX2(i,3,numComp)];
1888                                int_local[i]+=(f_0+f_1+f_2+f_3)*w_2;
1889                            }  // end of component loop i
1890                        } // end of k1 loop
1891                    } // end of k2 loop
1892                }
1893    
1894                if (m_faceOffset[5] > -1) {
1895    #pragma omp for nowait
1896                    for (index_t k1 = bottom; k1 < bottom+m_ownNE[1]; ++k1) {
1897                        for (index_t k0 = left; k0 < left+m_ownNE[0]; ++k0) {
1898                            const double* f = arg.getSampleDataRO(m_faceOffset[5]+INDEX2(k0,k1,m_NE[0]));
1899                            for (index_t i=0; i < numComp; ++i) {
1900                                const double f_0 = f[INDEX2(i,0,numComp)];
1901                                const double f_1 = f[INDEX2(i,1,numComp)];
1902                                const double f_2 = f[INDEX2(i,2,numComp)];
1903                                const double f_3 = f[INDEX2(i,3,numComp)];
1904                                int_local[i]+=(f_0+f_1+f_2+f_3)*w_2;
1905                            }  // end of component loop i
1906                        } // end of k1 loop
1907                    } // end of k2 loop
1908                }
1909    
1910    #pragma omp critical
1911                for (index_t i=0; i<numComp; i++)
1912                    integrals[i]+=int_local[i];
1913            } // end of parallel section
1914    
1915        } else if (fs==ReducedFaceElements || (fs==FaceElements && !arg.actsExpanded())) {
1916            const double w_0 = m_dx[1]*m_dx[2];
1917            const double w_1 = m_dx[0]*m_dx[2];
1918            const double w_2 = m_dx[0]*m_dx[1];
1919    #pragma omp parallel
1920            {
1921                vector<double> int_local(numComp, 0);
1922                if (m_faceOffset[0] > -1) {
1923    #pragma omp for nowait
1924                    for (index_t k2 = front; k2 < front+m_ownNE[2]; ++k2) {
1925                        for (index_t k1 = bottom; k1 < bottom+m_ownNE[1]; ++k1) {
1926                            const double* f = arg.getSampleDataRO(m_faceOffset[0]+INDEX2(k1,k2,m_NE[1]));
1927                            for (index_t i=0; i < numComp; ++i) {
1928                                int_local[i]+=f[i]*w_0;
1929                            }  // end of component loop i
1930                        } // end of k1 loop
1931                    } // end of k2 loop
1932                }
1933    
1934                if (m_faceOffset[1] > -1) {
1935    #pragma omp for nowait
1936                    for (index_t k2 = front; k2 < front+m_ownNE[2]; ++k2) {
1937                        for (index_t k1 = bottom; k1 < bottom+m_ownNE[1]; ++k1) {
1938                            const double* f = arg.getSampleDataRO(m_faceOffset[1]+INDEX2(k1,k2,m_NE[1]));
1939                            for (index_t i=0; i < numComp; ++i) {
1940                                int_local[i]+=f[i]*w_0;
1941                            }  // end of component loop i
1942                        } // end of k1 loop
1943                    } // end of k2 loop
1944                }
1945    
1946                if (m_faceOffset[2] > -1) {
1947    #pragma omp for nowait
1948                    for (index_t k2 = front; k2 < front+m_ownNE[2]; ++k2) {
1949                        for (index_t k0 = left; k0 < left+m_ownNE[0]; ++k0) {
1950                            const double* f = arg.getSampleDataRO(m_faceOffset[2]+INDEX2(k0,k2,m_NE[0]));
1951                            for (index_t i=0; i < numComp; ++i) {
1952                                int_local[i]+=f[i]*w_1;
1953                            }  // end of component loop i
1954                        } // end of k1 loop
1955                    } // end of k2 loop
1956                }
1957    
1958                if (m_faceOffset[3] > -1) {
1959    #pragma omp for nowait
1960                    for (index_t k2 = front; k2 < front+m_ownNE[2]; ++k2) {
1961                        for (index_t k0 = left; k0 < left+m_ownNE[0]; ++k0) {
1962                            const double* f = arg.getSampleDataRO(m_faceOffset[3]+INDEX2(k0,k2,m_NE[0]));
1963                            for (index_t i=0; i < numComp; ++i) {
1964                                int_local[i]+=f[i]*w_1;
1965                            }  // end of component loop i
1966                        } // end of k1 loop
1967                    } // end of k2 loop
1968                }
1969    
1970                if (m_faceOffset[4] > -1) {
1971    #pragma omp for nowait
1972                    for (index_t k1 = bottom; k1 < bottom+m_ownNE[1]; ++k1) {
1973                        for (index_t k0 = left; k0 < left+m_ownNE[0]; ++k0) {
1974                            const double* f = arg.getSampleDataRO(m_faceOffset[4]+INDEX2(k0,k1,m_NE[0]));
1975                            for (index_t i=0; i < numComp; ++i) {
1976                                int_local[i]+=f[i]*w_2;
1977                            }  // end of component loop i
1978                        } // end of k1 loop
1979                    } // end of k2 loop
1980                }
1981    
1982                if (m_faceOffset[5] > -1) {
1983    #pragma omp for nowait
1984                    for (index_t k1 = bottom; k1 < bottom+m_ownNE[1]; ++k1) {
1985                        for (index_t k0 = left; k0 < left+m_ownNE[0]; ++k0) {
1986                            const double* f = arg.getSampleDataRO(m_faceOffset[5]+INDEX2(k0,k1,m_NE[0]));
1987                            for (index_t i=0; i < numComp; ++i) {
1988                                int_local[i]+=f[i]*w_2;
1989                            }  // end of component loop i
1990                        } // end of k1 loop
1991                    } // end of k2 loop
1992                }
1993    
1994    #pragma omp critical
1995                for (index_t i=0; i<numComp; i++)
1996                    integrals[i]+=int_local[i];
1997            } // end of parallel section
1998        } // function space selector
1999    }
2000    
2001  //protected  //protected
2002  dim_t Brick::getNumFaceElements() const  dim_t Brick::insertNeighbourNodes(IndexVector& index, index_t node) const
2003  {  {
2004      dim_t n=0;      const dim_t nDOF0 = (m_gNE[0]+1)/m_NX[0];
2005      //left      const dim_t nDOF1 = (m_gNE[1]+1)/m_NX[1];
2006      if (m_offset0==0)      const dim_t nDOF2 = (m_gNE[2]+1)/m_NX[2];
2007          n+=m_NE1*m_NE2;      const int x=node%nDOF0;
2008      //right      const int y=node%(nDOF0*nDOF1)/nDOF0;
2009      if (m_mpiInfo->rank%m_NX==m_NX-1)      const int z=node/(nDOF0*nDOF1);
2010          n+=m_NE1*m_NE2;      int num=0;
2011      //bottom      // loop through potential neighbours and add to index if positions are
2012      if (m_offset1==0)      // within bounds
2013          n+=m_NE0*m_NE2;      for (int i2=-1; i2<2; i2++) {
2014      //top          for (int i1=-1; i1<2; i1++) {
2015      if (m_mpiInfo->rank%(m_NX*m_NY)/m_NX==m_NY-1)              for (int i0=-1; i0<2; i0++) {
2016          n+=m_NE0*m_NE2;                  // skip node itself
2017      //front                  if (i0==0 && i1==0 && i2==0)
2018      if (m_offset2==0)                      continue;
2019          n+=m_NE0*m_NE1;                  // location of neighbour node
2020      //back                  const int nx=x+i0;
2021      if (m_mpiInfo->rank/(m_NX*m_NY)==m_NZ-1)                  const int ny=y+i1;
2022          n+=m_NE0*m_NE1;                  const int nz=z+i2;
2023                    if (nx>=0 && ny>=0 && nz>=0
2024                            && nx<nDOF0 && ny<nDOF1 && nz<nDOF2) {
2025                        index.push_back(nz*nDOF0*nDOF1+ny*nDOF0+nx);
2026                        num++;
2027                    }
2028                }
2029            }
2030        }
2031    
2032      return n;      return num;
2033  }  }
2034    
2035  //protected  //protected
2036  void Brick::assembleCoordinates(escript::Data& arg) const  void Brick::nodesToDOF(escript::Data& out, const escript::Data& in) const
2037  {  {
2038      escriptDataC x = arg.getDataC();      const dim_t numComp = in.getDataPointSize();
2039      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");  
2040    
2041      pair<double,double> xdx = getFirstCoordAndSpacing(0);      const index_t left = (m_offset[0]==0 ? 0 : 1);
2042      pair<double,double> ydy = getFirstCoordAndSpacing(1);      const index_t bottom = (m_offset[1]==0 ? 0 : 1);
2043      pair<double,double> zdz = getFirstCoordAndSpacing(2);      const index_t front = (m_offset[2]==0 ? 0 : 1);
2044      arg.requireWrite();      const dim_t nDOF0 = (m_gNE[0]+1)/m_NX[0];
2045        const dim_t nDOF1 = (m_gNE[1]+1)/m_NX[1];
2046        const dim_t nDOF2 = (m_gNE[2]+1)/m_NX[2];
2047  #pragma omp parallel for  #pragma omp parallel for
2048      for (dim_t i2 = 0; i2 < m_N2; i2++) {      for (index_t i=0; i<nDOF2; i++) {
2049          for (dim_t i1 = 0; i1 < m_N1; i1++) {          for (index_t j=0; j<nDOF1; j++) {
2050              for (dim_t i0 = 0; i0 < m_N0; i0++) {              for (index_t k=0; k<nDOF0; k++) {
2051                  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];
2052                  point[0] = xdx.first+i0*xdx.second;                  const double* src=in.getSampleDataRO(n);
2053                  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;  
2054              }              }
2055          }          }
2056      }      }
2057  }  }
2058    
2059    //protected
2060    void Brick::dofToNodes(escript::Data& out, const escript::Data& in) const
2061    {
2062        const dim_t numComp = in.getDataPointSize();
2063        paso::Coupler_ptr coupler(new paso::Coupler(m_connector, numComp));
2064        // expand data object if necessary to be able to grab the whole data
2065        const_cast<escript::Data*>(&in)->expand();
2066        coupler->startCollect(in.getDataRO());
2067    
2068        const dim_t numDOF = getNumDOF();
2069        out.requireWrite();
2070        const double* buffer = coupler->finishCollect();
2071    
2072    #pragma omp parallel for
2073        for (index_t i=0; i<getNumNodes(); i++) {
2074            const double* src=(m_dofMap[i]<numDOF ?
2075                    in.getSampleDataRO(m_dofMap[i])
2076                    : &buffer[(m_dofMap[i]-numDOF)*numComp]);
2077            copy(src, src+numComp, out.getSampleDataRW(i));
2078        }
2079    }
2080    
2081  //private  //private
2082  void Brick::populateSampleIds()  void Brick::populateSampleIds()
2083  {  {
2084      // 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
2085      // 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
2086      // below / to the left / to the front of the current rank      // left-right, bottom-top, front-back).
2087        // This means rank 0 has id 0...n0-1, rank 1 has id n0...n1-1 etc. which
2088        // helps when writing out data rank after rank.
2089    
2090      // build node distribution vector first.      // build node distribution vector first.
2091      // 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
2092      // rank i owns m_nodeDistribution[i+1]-nodeDistribution[i] nodes      // constant for all ranks in this implementation
2093      m_nodeDistribution.assign(m_mpiInfo->size+1, 0);      m_nodeDistribution.assign(m_mpiInfo->size+1, 0);
2094      m_nodeDistribution[1]=getNumNodes();      const dim_t numDOF=getNumDOF();
2095      for (dim_t k=1; k<m_mpiInfo->size-1; k++) {      for (dim_t k=1; k<m_mpiInfo->size; k++) {
2096          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;  
2097      }      }
2098      m_nodeDistribution[m_mpiInfo->size]=getNumDataPointsGlobal();      m_nodeDistribution[m_mpiInfo->size]=getNumDataPointsGlobal();
2099        
2100        try {
2101            m_nodeId.resize(getNumNodes());
2102            m_dofId.resize(numDOF);
2103            m_elementId.resize(getNumElements());
2104        } catch (const std::length_error& le) {
2105            throw RipleyException("The system does not have sufficient memory for a domain of this size.");
2106        }
2107        
2108        // populate face element counts
2109        //left
2110        if (m_offset[0]==0)
2111            m_faceCount[0]=m_NE[1]*m_NE[2];
2112        else
2113            m_faceCount[0]=0;
2114        //right
2115        if (m_mpiInfo->rank%m_NX[0]==m_NX[0]-1)
2116            m_faceCount[1]=m_NE[1]*m_NE[2];
2117        else
2118            m_faceCount[1]=0;
2119        //bottom
2120        if (m_offset[1]==0)
2121            m_faceCount[2]=m_NE[0]*m_NE[2];
2122        else
2123            m_faceCount[2]=0;
2124        //top
2125        if (m_mpiInfo->rank%(m_NX[0]*m_NX[1])/m_NX[0]==m_NX[1]-1)
2126            m_faceCount[3]=m_NE[0]*m_NE[2];
2127        else
2128            m_faceCount[3]=0;
2129        //front
2130        if (m_offset[2]==0)
2131            m_faceCount[4]=m_NE[0]*m_NE[1];
2132        else
2133            m_faceCount[4]=0;
2134        //back
2135        if (m_mpiInfo->rank/(m_NX[0]*m_NX[1])==m_NX[2]-1)
2136            m_faceCount[5]=m_NE[0]*m_NE[1];
2137        else
2138            m_faceCount[5]=0;
2139    
2140      m_nodeId.resize(getNumNodes());      m_faceId.resize(getNumFaceElements());
2141    
2142      // the bottom, left and front planes are not owned by this rank so the      const index_t left = (m_offset[0]==0 ? 0 : 1);
2143      // identifiers need to be computed accordingly      const index_t bottom = (m_offset[1]==0 ? 0 : 1);
2144      const index_t left = (m_offset0==0 ? 0 : 1);      const index_t front = (m_offset[2]==0 ? 0 : 1);
2145      const index_t bottom = (m_offset1==0 ? 0 : 1);      const dim_t nDOF0 = (m_gNE[0]+1)/m_NX[0];
2146      const index_t front = (m_offset2==0 ? 0 : 1);      const dim_t nDOF1 = (m_gNE[1]+1)/m_NX[1];
2147        const dim_t nDOF2 = (m_gNE[2]+1)/m_NX[2];
2148      // case 1: all nodes on left plane are owned by rank on the left  
2149      if (left>0) {      // the following is a compromise between efficiency and code length to
2150          const int neighbour=m_mpiInfo->rank-1;      // set the node id's according to the order mentioned above.
2151          const index_t leftN0=(neighbour%m_NX == 0 ? m_N0 : m_N0-1);      // First we set all the edge and corner id's in a rather slow way since
2152          const index_t leftN1=(neighbour%(m_NX*m_NY)/m_NX==0 ? m_N1 : m_N1-1);      // they might or might not be owned by this rank. Next come the own
2153  #pragma omp parallel for      // node id's which are identical to the DOF id's (simple loop), and finally
2154          for (dim_t i2=front; i2<m_N2; i2++) {      // the 6 faces are set but only if required...
2155              for (dim_t i1=bottom; i1<m_N1; i1++) {  
2156                  m_nodeId[i1*m_N0+i2*m_N0*m_N1]=m_nodeDistribution[neighbour]  #define globalNodeId(x,y,z) \
2157                      + (i1-bottom+1)*leftN0      ((m_offset[0]+x)/nDOF0)*nDOF0*nDOF1*nDOF2+(m_offset[0]+x)%nDOF0\
2158                      + (i2-front)*leftN0*leftN1 - 1;      + ((m_offset[1]+y)/nDOF1)*nDOF0*nDOF1*nDOF2*m_NX[0]+((m_offset[1]+y)%nDOF1)*nDOF0\
2159        + ((m_offset[2]+z)/nDOF2)*nDOF0*nDOF1*nDOF2*m_NX[0]*m_NX[1]+((m_offset[2]+z)%nDOF2)*nDOF0*nDOF1
2160    
2161    #pragma omp parallel
2162        {
2163            // set edge id's
2164            // edges in x-direction, including corners
2165    #pragma omp for nowait
2166            for (dim_t i=0; i<m_NN[0]; i++) {
2167                m_nodeId[i] = globalNodeId(i, 0, 0); // LF
2168                m_nodeId[m_NN[0]*(m_NN[1]-1)+i] = globalNodeId(i, m_NN[1]-1, 0); // UF
2169                m_nodeId[m_NN[0]*m_NN[1]*(m_NN[2]-1)+i] = globalNodeId(i, 0, m_NN[2]-1); // LB
2170                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
2171            }
2172            // edges in y-direction, without corners
2173    #pragma omp for nowait
2174            for (dim_t i=1; i<m_NN[1]-1; i++) {
2175                m_nodeId[m_NN[0]*i] = globalNodeId(0, i, 0); // FL
2176                m_nodeId[m_NN[0]*(i+1)-1] = globalNodeId(m_NN[0]-1, i, 0); // FR
2177                m_nodeId[m_NN[0]*m_NN[1]*(m_NN[2]-1)+m_NN[0]*i] = globalNodeId(0, i, m_NN[2]-1); // BL
2178                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
2179            }
2180            // edges in z-direction, without corners
2181    #pragma omp for
2182            for (dim_t i=1; i<m_NN[2]-1; i++) {
2183                m_nodeId[m_NN[0]*m_NN[1]*i] = globalNodeId(0, 0, i); // LL
2184                m_nodeId[m_NN[0]*m_NN[1]*i+m_NN[0]-1] = globalNodeId(m_NN[0]-1, 0, i); // LR
2185                m_nodeId[m_NN[0]*m_NN[1]*(i+1)-m_NN[0]] = globalNodeId(0, m_NN[1]-1, i); // UL
2186                m_nodeId[m_NN[0]*m_NN[1]*(i+1)-1] = globalNodeId(m_NN[0]-1, m_NN[1]-1, i); // UR
2187            }
2188            // implicit barrier here because some node IDs will be overwritten
2189            // below
2190    
2191            // populate degrees of freedom and own nodes (identical id)
2192    #pragma omp for nowait
2193            for (dim_t i=0; i<nDOF2; i++) {
2194                for (dim_t j=0; j<nDOF1; j++) {
2195                    for (dim_t k=0; k<nDOF0; k++) {
2196                        const index_t nodeIdx=k+left+(j+bottom)*m_NN[0]+(i+front)*m_NN[0]*m_NN[1];
2197                        const index_t dofIdx=k+j*nDOF0+i*nDOF0*nDOF1;
2198                        m_dofId[dofIdx] = m_nodeId[nodeIdx]
2199                            = m_nodeDistribution[m_mpiInfo->rank]+dofIdx;
2200                    }
2201                }
2202            }
2203    
2204            // populate the rest of the nodes (shared with other ranks)
2205            if (m_faceCount[0]==0) { // left plane
2206    #pragma omp for nowait
2207                for (dim_t i=0; i<nDOF2; i++) {
2208                    for (dim_t j=0; j<nDOF1; j++) {
2209                        const index_t nodeIdx=(j+bottom)*m_NN[0]+(i+front)*m_NN[0]*m_NN[1];
2210                        const index_t dofId=(j+1)*nDOF0-1+i*nDOF0*nDOF1;
2211                        m_nodeId[nodeIdx]
2212                            = m_nodeDistribution[m_mpiInfo->rank-1]+dofId;
2213                    }
2214                }
2215            }
2216            if (m_faceCount[1]==0) { // right plane
2217    #pragma omp for nowait
2218                for (dim_t i=0; i<nDOF2; i++) {
2219                    for (dim_t j=0; j<nDOF1; j++) {
2220                        const index_t nodeIdx=(j+bottom+1)*m_NN[0]-1+(i+front)*m_NN[0]*m_NN[1];
2221                        const index_t dofId=j*nDOF0+i*nDOF0*nDOF1;
2222                        m_nodeId[nodeIdx]
2223                            = m_nodeDistribution[m_mpiInfo->rank+1]+dofId;
2224                    }
2225                }
2226            }
2227            if (m_faceCount[2]==0) { // bottom plane
2228    #pragma omp for nowait
2229                for (dim_t i=0; i<nDOF2; i++) {
2230                    for (dim_t k=0; k<nDOF0; k++) {
2231                        const index_t nodeIdx=k+left+(i+front)*m_NN[0]*m_NN[1];
2232                        const index_t dofId=nDOF0*(nDOF1-1)+k+i*nDOF0*nDOF1;
2233                        m_nodeId[nodeIdx]
2234                            = m_nodeDistribution[m_mpiInfo->rank-m_NX[0]]+dofId;
2235                    }
2236                }
2237            }
2238            if (m_faceCount[3]==0) { // top plane
2239    #pragma omp for nowait
2240                for (dim_t i=0; i<nDOF2; i++) {
2241                    for (dim_t k=0; k<nDOF0; k++) {
2242                        const index_t nodeIdx=k+left+(i+front)*m_NN[0]*m_NN[1]+m_NN[0]*(m_NN[1]-1);
2243                        const index_t dofId=k+i*nDOF0*nDOF1;
2244                        m_nodeId[nodeIdx]
2245                            = m_nodeDistribution[m_mpiInfo->rank+m_NX[0]]+dofId;
2246                    }
2247                }
2248            }
2249            if (m_faceCount[4]==0) { // front plane
2250    #pragma omp for nowait
2251                for (dim_t j=0; j<nDOF1; j++) {
2252                    for (dim_t k=0; k<nDOF0; k++) {
2253                        const index_t nodeIdx=k+left+(j+bottom)*m_NN[0];
2254                        const index_t dofId=k+j*nDOF0+nDOF0*nDOF1*(nDOF2-1);
2255                        m_nodeId[nodeIdx]
2256                            = m_nodeDistribution[m_mpiInfo->rank-m_NX[0]*m_NX[1]]+dofId;
2257                    }
2258                }
2259            }
2260            if (m_faceCount[5]==0) { // back plane
2261    #pragma omp for nowait
2262                for (dim_t j=0; j<nDOF1; j++) {
2263                    for (dim_t k=0; k<nDOF0; k++) {
2264                        const index_t nodeIdx=k+left+(j+bottom)*m_NN[0]+m_NN[0]*m_NN[1]*(m_NN[2]-1);
2265                        const index_t dofId=k+j*nDOF0;
2266                        m_nodeId[nodeIdx]
2267                            = m_nodeDistribution[m_mpiInfo->rank+m_NX[0]*m_NX[1]]+dofId;
2268                    }
2269                }
2270            }
2271    
2272            // populate element id's
2273    #pragma omp for nowait
2274            for (dim_t i2=0; i2<m_NE[2]; i2++) {
2275                for (dim_t i1=0; i1<m_NE[1]; i1++) {
2276                    for (dim_t i0=0; i0<m_NE[0]; i0++) {
2277                        m_elementId[i0+i1*m_NE[0]+i2*m_NE[0]*m_NE[1]] =
2278                            (m_offset[2]+i2)*m_gNE[0]*m_gNE[1]
2279                            +(m_offset[1]+i1)*m_gNE[0]
2280                            +m_offset[0]+i0;
2281                    }
2282              }              }
2283          }          }
2284    
2285            // face elements
2286    #pragma omp for
2287            for (dim_t k=0; k<getNumFaceElements(); k++)
2288                m_faceId[k]=k;
2289        } // end parallel section
2290    
2291    #undef globalNodeId
2292    
2293        m_nodeTags.assign(getNumNodes(), 0);
2294        updateTagsInUse(Nodes);
2295    
2296        m_elementTags.assign(getNumElements(), 0);
2297        updateTagsInUse(Elements);
2298    
2299        // generate face offset vector and set face tags
2300        const index_t LEFT=1, RIGHT=2, BOTTOM=10, TOP=20, FRONT=100, BACK=200;
2301        const index_t faceTag[] = { LEFT, RIGHT, BOTTOM, TOP, FRONT, BACK };
2302        m_faceOffset.assign(6, -1);
2303        m_faceTags.clear();
2304        index_t offset=0;
2305        for (size_t i=0; i<6; i++) {
2306            if (m_faceCount[i]>0) {
2307                m_faceOffset[i]=offset;
2308                offset+=m_faceCount[i];
2309                m_faceTags.insert(m_faceTags.end(), m_faceCount[i], faceTag[i]);
2310            }
2311      }      }
2312      // case 2: all nodes on bottom plane are owned by rank below      setTagMap("left", LEFT);
2313      if (bottom>0) {      setTagMap("right", RIGHT);
2314          const int neighbour=m_mpiInfo->rank-m_NX;      setTagMap("bottom", BOTTOM);
2315          const index_t bottomN0=(neighbour%m_NX == 0 ? m_N0 : m_N0-1);      setTagMap("top", TOP);
2316          const index_t bottomN1=(neighbour%(m_NX*m_NY)/m_NX==0 ? m_N1 : m_N1-1);      setTagMap("front", FRONT);
2317        setTagMap("back", BACK);
2318        updateTagsInUse(FaceElements);
2319    }
2320    
2321    //private
2322    void Brick::createPattern()
2323    {
2324        const dim_t nDOF0 = (m_gNE[0]+1)/m_NX[0];
2325        const dim_t nDOF1 = (m_gNE[1]+1)/m_NX[1];
2326        const dim_t nDOF2 = (m_gNE[2]+1)/m_NX[2];
2327        const index_t left = (m_offset[0]==0 ? 0 : 1);
2328        const index_t bottom = (m_offset[1]==0 ? 0 : 1);
2329        const index_t front = (m_offset[2]==0 ? 0 : 1);
2330    
2331        // populate node->DOF mapping with own degrees of freedom.
2332        // The rest is assigned in the loop further down
2333        m_dofMap.assign(getNumNodes(), 0);
2334  #pragma omp parallel for  #pragma omp parallel for
2335          for (dim_t i2=front; i2<m_N2; i2++) {      for (index_t i=front; i<front+nDOF2; i++) {
2336              for (dim_t i0=left; i0<m_N0; i0++) {          for (index_t j=bottom; j<bottom+nDOF1; j++) {
2337                  m_nodeId[i0+i2*m_N0*m_N1]=m_nodeDistribution[neighbour]              for (index_t k=left; k<left+nDOF0; k++) {
2338                      + bottomN0*(bottomN1-1)                  m_dofMap[i*m_NN[0]*m_NN[1]+j*m_NN[0]+k]=(i-front)*nDOF0*nDOF1+(j-bottom)*nDOF0+k-left;
                     + (i2-front)*bottomN0*bottomN1 + i0-left;  
2339              }              }
2340          }          }
2341      }      }
2342      // case 3: all nodes on front plane are owned by rank in front  
2343      if (front>0) {      // build list of shared components and neighbours by looping through
2344          const int neighbour=m_mpiInfo->rank-m_NX*m_NY;      // all potential neighbouring ranks and checking if positions are
2345          const index_t N0=(neighbour%m_NX == 0 ? m_N0 : m_N0-1);      // within bounds
2346          const index_t N1=(neighbour%(m_NX*m_NY)/m_NX==0 ? m_N1 : m_N1-1);      const dim_t numDOF=nDOF0*nDOF1*nDOF2;
2347          const index_t N2=(neighbour/(m_NX*m_NY)==0 ? m_N2 : m_N2-1);      vector<IndexVector> colIndices(numDOF); // for the couple blocks
2348  #pragma omp parallel for      RankVector neighbour;
2349          for (dim_t i1=bottom; i1<m_N1; i1++) {      IndexVector offsetInShared(1,0);
2350              for (dim_t i0=left; i0<m_N0; i0++) {      IndexVector sendShared, recvShared;
2351                  m_nodeId[i0+i1*m_N0]=m_nodeDistribution[neighbour]      int numShared=0, expectedShared=0;;
2352                      + N0*N1*(N2-1)+(i1-bottom)*N0 + i0-left;      const int x=m_mpiInfo->rank%m_NX[0];
2353        const int y=m_mpiInfo->rank%(m_NX[0]*m_NX[1])/m_NX[0];
2354        const int z=m_mpiInfo->rank/(m_NX[0]*m_NX[1]);
2355        for (int i2=-1; i2<2; i2++) {
2356            for (int i1=-1; i1<2; i1++) {
2357                for (int i0=-1; i0<2; i0++) {
2358                    // skip this rank
2359                    if (i0==0 && i1==0 && i2==0)
2360                        continue;
2361                    // location of neighbour rank
2362                    const int nx=x+i0;
2363                    const int ny=y+i1;
2364                    const int nz=z+i2;
2365                    if (!(nx>=0 && ny>=0 && nz>=0 && nx<m_NX[0] && ny<m_NX[1] && nz<m_NX[2])) {
2366                        continue;
2367                    }
2368                    if (i0==0 && i1==0)
2369                        expectedShared += nDOF0*nDOF1;
2370                    else if (i0==0 && i2==0)
2371                        expectedShared += nDOF0*nDOF2;
2372                    else if (i1==0 && i2==0)
2373                        expectedShared += nDOF1*nDOF2;
2374                    else if (i0==0)
2375                        expectedShared += nDOF0;
2376                    else if (i1==0)
2377                        expectedShared += nDOF1;
2378                    else if (i2==0)
2379                        expectedShared += nDOF2;
2380                    else
2381                        expectedShared++;
2382              }              }
2383          }          }
2384      }      }
2385      // case 4: nodes on front bottom edge are owned by the corresponding rank      
2386      if (front>0 && bottom>0) {      vector<IndexVector> rowIndices(expectedShared);
2387          const int neighbour=m_mpiInfo->rank-m_NX*(m_NY+1);      
2388          const index_t N0=(neighbour%m_NX == 0 ? m_N0 : m_N0-1);      for (int i2=-1; i2<2; i2++) {
2389          const index_t N1=(neighbour%(m_NX*m_NY)/m_NX==0 ? m_N1 : m_N1-1);          for (int i1=-1; i1<2; i1++) {
2390          const index_t N2=(neighbour/(m_NX*m_NY)==0 ? m_N2 : m_N2-1);              for (int i0=-1; i0<2; i0++) {
2391  #pragma omp parallel for                  // skip this rank
2392          for (dim_t i0=left; i0<m_N0; i0++) {                  if (i0==0 && i1==0 && i2==0)
2393              m_nodeId[i0]=m_nodeDistribution[neighbour]                      continue;
2394                  + N0*N1*(N2-1)+(N1-1)*N0 + i0-left;                  // location of neighbour rank
2395                    const int nx=x+i0;
2396                    const int ny=y+i1;
2397                    const int nz=z+i2;
2398                    if (nx>=0 && ny>=0 && nz>=0 && nx<m_NX[0] && ny<m_NX[1] && nz<m_NX[2]) {
2399                        neighbour.push_back(nz*m_NX[0]*m_NX[1]+ny*m_NX[0]+nx);
2400                        if (i0==0 && i1==0) {
2401                            // sharing front or back plane
2402                            offsetInShared.push_back(offsetInShared.back()+nDOF0*nDOF1);
2403                            for (dim_t i=0; i<nDOF1; i++) {
2404                                const int firstDOF=(i2==-1 ? i*nDOF0
2405                                        : i*nDOF0 + nDOF0*nDOF1*(nDOF2-1));
2406                                const int firstNode=(i2==-1 ? left+(i+bottom)*m_NN[0]
2407                                        : left+(i+bottom)*m_NN[0]+m_NN[0]*m_NN[1]*(m_NN[2]-1));
2408                                for (dim_t j=0; j<nDOF0; j++, numShared++) {
2409                                    sendShared.push_back(firstDOF+j);
2410                                    recvShared.push_back(numDOF+numShared);
2411                                    if (j>0) {
2412                                        if (i>0)
2413                                            doublyLink(colIndices, rowIndices, firstDOF+j-1-nDOF0, numShared);
2414                                        doublyLink(colIndices, rowIndices, firstDOF+j-1, numShared);
2415                                        if (i<nDOF1-1)
2416                                            doublyLink(colIndices, rowIndices, firstDOF+j-1+nDOF0, numShared);
2417                                    }
2418                                    if (i>0)
2419                                        doublyLink(colIndices, rowIndices, firstDOF+j-nDOF0, numShared);
2420                                    doublyLink(colIndices, rowIndices, firstDOF+j, numShared);
2421                                    if (i<nDOF1-1)
2422                                        doublyLink(colIndices, rowIndices, firstDOF+j+nDOF0, numShared);
2423                                    if (j<nDOF0-1) {
2424                                        if (i>0)
2425                                            doublyLink(colIndices, rowIndices, firstDOF+j+1-nDOF0, numShared);
2426                                        doublyLink(colIndices, rowIndices, firstDOF+j+1, numShared);
2427                                        if (i<nDOF1-1)
2428                                            doublyLink(colIndices, rowIndices, firstDOF+j+1+nDOF0, numShared);
2429                                    }
2430                                    m_dofMap[firstNode+j]=numDOF+numShared;
2431                                }
2432                            }
2433                        } else if (i0==0 && i2==0) {
2434                            // sharing top or bottom plane
2435                            offsetInShared.push_back(offsetInShared.back()+nDOF0*nDOF2);
2436                            for (dim_t i=0; i<nDOF2; i++) {
2437                                const int firstDOF=(i1==-1 ? i*nDOF0*nDOF1
2438                                        : nDOF0*((i+1)*nDOF1-1));
2439                                const int firstNode=(i1==-1 ?
2440                                        left+(i+front)*m_NN[0]*m_NN[1]
2441                                        : left+m_NN[0]*((i+1+front)*m_NN[1]-1));
2442                                for (dim_t j=0; j<nDOF0; j++, numShared++) {
2443                                    sendShared.push_back(firstDOF+j);
2444                                    recvShared.push_back(numDOF+numShared);
2445                                    if (j>0) {
2446                                        if (i>0)
2447                                            doublyLink(colIndices, rowIndices, firstDOF+j-1-nDOF0*nDOF1, numShared);
2448                                        doublyLink(colIndices, rowIndices, firstDOF+j-1, numShared);
2449                                        if (i<nDOF2-1)
2450                                            doublyLink(colIndices, rowIndices, firstDOF+j-1+nDOF0*nDOF1, numShared);
2451                                    }
2452                                    if (i>0)
2453                                        doublyLink(colIndices, rowIndices, firstDOF+j-nDOF0*nDOF1, numShared);
2454                                    doublyLink(colIndices, rowIndices, firstDOF+j, numShared);
2455                                    if (i<nDOF2-1)
2456                                        doublyLink(colIndices, rowIndices, firstDOF+j+nDOF0*nDOF1, numShared);
2457                                    if (j<nDOF0-1) {
2458                                        if (i>0)
2459                                            doublyLink(colIndices, rowIndices, firstDOF+j+1-nDOF0*nDOF1, numShared);
2460                                        doublyLink(colIndices, rowIndices, firstDOF+j+1, numShared);
2461                                        if (i<nDOF2-1)
2462                                            doublyLink(colIndices, rowIndices, firstDOF+j+1+nDOF0*nDOF1, numShared);
2463                                    }
2464                                    m_dofMap[firstNode+j]=numDOF+numShared;
2465                                }
2466                            }
2467                        } else if (i1==0 && i2==0) {
2468                            // sharing left or right plane
2469                            offsetInShared.push_back(offsetInShared.back()+nDOF1*nDOF2);
2470                            for (dim_t i=0; i<nDOF2; i++) {
2471                                const int firstDOF=(i0==-1 ? i*nDOF0*nDOF1
2472                                        : nDOF0*(1+i*nDOF1)-1);
2473                                const int firstNode=(i0==-1 ?
2474                                        (bottom+(i+front)*m_NN[1])*m_NN[0]
2475                                        : (bottom+1+(i+front)*m_NN[1])*m_NN[0]-1);
2476                                for (dim_t j=0; j<nDOF1; j++, numShared++) {
2477                                    sendShared.push_back(firstDOF+j*nDOF0);
2478                                    recvShared.push_back(numDOF+numShared);
2479                                    if (j>0) {
2480                                        if (i>0)
2481                                            doublyLink(colIndices, rowIndices, firstDOF+(j-1)*nDOF0-nDOF0*nDOF1, numShared);
2482                                        doublyLink(colIndices, rowIndices, firstDOF+(j-1)*nDOF0, numShared);
2483                                        if (i<nDOF2-1)
2484                                            doublyLink(colIndices, rowIndices, firstDOF+(j-1)*nDOF0+nDOF0*nDOF1, numShared);
2485                                    }
2486                                    if (i>0)
2487                                        doublyLink(colIndices, rowIndices, firstDOF+j*nDOF0-nDOF0*nDOF1, numShared);
2488                                    doublyLink(colIndices, rowIndices, firstDOF+j*nDOF0, numShared);
2489                                    if (i<nDOF2-1)
2490                                        doublyLink(colIndices, rowIndices, firstDOF+j*nDOF0+nDOF0*nDOF1, numShared);
2491                                    if (j<nDOF1-1) {
2492                                        if (i>0)
2493                                            doublyLink(colIndices, rowIndices, firstDOF+(j+1)*nDOF0-nDOF0*nDOF1, numShared);
2494                                        doublyLink(colIndices, rowIndices, firstDOF+(j+1)*nDOF0, numShared);
2495                                        if (i<nDOF2-1)
2496                                            doublyLink(colIndices, rowIndices, firstDOF+(j+1)*nDOF0+nDOF0*nDOF1, numShared);
2497                                    }
2498                                    m_dofMap[firstNode+j*m_NN[0]]=numDOF+numShared;
2499                                }
2500                            }
2501                        } else if (i0==0) {
2502                            // sharing an edge in x direction
2503                            offsetInShared.push_back(offsetInShared.back()+nDOF0);
2504                            const int firstDOF=(i1+1)/2*nDOF0*(nDOF1-1)
2505                                               +(i2+1)/2*nDOF0*nDOF1*(nDOF2-1);
2506                            const int firstNode=left+(i1+1)/2*m_NN[0]*(m_NN[1]-1)
2507                                                +(i2+1)/2*m_NN[0]*m_NN[1]*(m_NN[2]-1);
2508                            for (dim_t i=0; i<nDOF0; i++, numShared++) {
2509                                sendShared.push_back(firstDOF+i);
2510                                recvShared.push_back(numDOF+numShared);
2511                                if (i>0)
2512                                    doublyLink(colIndices, rowIndices, firstDOF+i-1, numShared);
2513                                doublyLink(colIndices, rowIndices, firstDOF+i, numShared);
2514                                if (i<nDOF0-1)
2515                                    doublyLink(colIndices, rowIndices, firstDOF+i+1, numShared);
2516                                m_dofMap[firstNode+i]=numDOF+numShared;
2517                            }
2518                        } else if (i1==0) {
2519                            // sharing an edge in y direction
2520                            offsetInShared.push_back(offsetInShared.back()+nDOF1);
2521                            const int firstDOF=(i0+1)/2*(nDOF0-1)
2522                                               +(i2+1)/2*nDOF0*nDOF1*(nDOF2-1);
2523                            const int firstNode=bottom*m_NN[0]
2524                                                +(i0+1)/2*(m_NN[0]-1)
2525                                                +(i2+1)/2*m_NN[0]*m_NN[1]*(m_NN[2]-1);
2526                            for (dim_t i=0; i<nDOF1; i++, numShared++) {
2527                                sendShared.push_back(firstDOF+i*nDOF0);
2528                                recvShared.push_back(numDOF+numShared);
2529                                if (i>0)
2530                                    doublyLink(colIndices, rowIndices, firstDOF+(i-1)*nDOF0, numShared);
2531                                doublyLink(colIndices, rowIndices, firstDOF+i*nDOF0, numShared);
2532                                if (i<nDOF1-1)
2533                                    doublyLink(colIndices, rowIndices, firstDOF+(i+1)*nDOF0, numShared);
2534                                m_dofMap[firstNode+i*m_NN[0]]=numDOF+numShared;
2535                            }
2536                        } else if (i2==0) {
2537                            // sharing an edge in z direction
2538                            offsetInShared.push_back(offsetInShared.back()+nDOF2);
2539                            const int firstDOF=(i0+1)/2*(nDOF0-1)
2540                                               +(i1+1)/2*nDOF0*(nDOF1-1);
2541                            const int firstNode=front*m_NN[0]*m_NN[1]
2542                                                +(i0+1)/2*(m_NN[0]-1)
2543                                                +(i1+1)/2*m_NN[0]*(m_NN[1]-1);
2544                            for (dim_t i=0; i<nDOF2; i++, numShared++) {
2545                                sendShared.push_back(firstDOF+i*nDOF0*nDOF1);
2546                                recvShared.push_back(numDOF+numShared);
2547                                if (i>0)
2548                                    doublyLink(colIndices, rowIndices, firstDOF+(i-1)*nDOF0*nDOF1, numShared);
2549                                doublyLink(colIndices, rowIndices, firstDOF+i*nDOF0*nDOF1, numShared);
2550                                if (i<nDOF2-1)
2551                                    doublyLink(colIndices, rowIndices, firstDOF+(i+1)*nDOF0*nDOF1, numShared);
2552                                m_dofMap[firstNode+i*m_NN[0]*m_NN[1]]=numDOF+numShared;
2553                            }
2554                        } else {
2555                            // sharing a node
2556                            const int dof=(i0+1)/2*(nDOF0-1)
2557                                          +(i1+1)/2*nDOF0*(nDOF1-1)
2558                                          +(i2+1)/2*nDOF0*nDOF1*(nDOF2-1);
2559                            const int node=(i0+1)/2*(m_NN[0]-1)
2560                                           +(i1+1)/2*m_NN[0]*(m_NN[1]-1)
2561                                           +(i2+1)/2*m_NN[0]*m_NN[1]*(m_NN[2]-1);
2562                            offsetInShared.push_back(offsetInShared.back()+1);
2563                            sendShared.push_back(dof);
2564                            recvShared.push_back(numDOF+numShared);
2565                            doublyLink(colIndices, rowIndices, dof, numShared);
2566                            m_dofMap[node]=numDOF+numShared;
2567                            ++numShared;
2568                        }
2569                    }
2570                }
2571          }          }
2572      }      }
2573      // case 5: nodes on left bottom edge are owned by the corresponding rank  
     if (left>0 && bottom>0) {  
         const int neighbour=m_mpiInfo->rank-m_NX-1;  
         const index_t N0=(neighbour%m_NX == 0 ? m_N0 : m_N0-1);  
         const index_t N1=(neighbour%(m_NX*m_NY)/m_NX==0 ? m_N1 : m_N1-1);  
2574  #pragma omp parallel for  #pragma omp parallel for
2575          for (dim_t i2=front; i2<m_N2; i2++) {      for (int i = 0; i < numShared; i++) {
2576              m_nodeId[i2*m_N0*m_N1]=m_nodeDistribution[neighbour]          std::sort(rowIndices[i].begin(), rowIndices[i].end());
2577                  + (1+i2-front)*N0*N1-1;      }
2578    
2579        // create connector
2580        paso::SharedComponents_ptr snd_shcomp(new paso::SharedComponents(
2581                numDOF, neighbour.size(), &neighbour[0], &sendShared[0],
2582                &offsetInShared[0], 1, 0, m_mpiInfo));
2583        paso::SharedComponents_ptr rcv_shcomp(new paso::SharedComponents(
2584                numDOF, neighbour.size(), &neighbour[0], &recvShared[0],
2585                &offsetInShared[0], 1, 0, m_mpiInfo));
2586        m_connector.reset(new paso::Connector(snd_shcomp, rcv_shcomp));
2587    
2588        // create main and couple blocks
2589        paso::Pattern_ptr mainPattern = createMainPattern();
2590        paso::Pattern_ptr colPattern, rowPattern;
2591        createCouplePatterns(colIndices, rowIndices, numShared, colPattern, rowPattern);
2592    
2593        // allocate paso distribution
2594        paso::Distribution_ptr distribution(new paso::Distribution(m_mpiInfo,
2595                const_cast<index_t*>(&m_nodeDistribution[0]), 1, 0));
2596    
2597        // finally create the system matrix
2598        m_pattern.reset(new paso::SystemMatrixPattern(MATRIX_FORMAT_DEFAULT,
2599                distribution, distribution, mainPattern, colPattern, rowPattern,
2600                m_connector, m_connector));
2601    
2602        // useful debug output
2603        /*
2604        cout << "--- rcv_shcomp ---" << endl;
2605        cout << "numDOF=" << numDOF << ", numNeighbors=" << neighbour.size() << endl;
2606        for (size_t i=0; i<neighbour.size(); i++) {
2607            cout << "neighbor[" << i << "]=" << neighbour[i]
2608                << " offsetInShared[" << i+1 << "]=" << offsetInShared[i+1] << endl;
2609        }
2610        for (size_t i=0; i<recvShared.size(); i++) {
2611            cout << "shared[" << i << "]=" << recvShared[i] << endl;
2612        }
2613        cout << "--- snd_shcomp ---" << endl;
2614        for (size_t i=0; i<sendShared.size(); i++) {
2615            cout << "shared[" << i << "]=" << sendShared[i] << endl;
2616        }
2617        cout << "--- dofMap ---" << endl;
2618        for (size_t i=0; i<m_dofMap.size(); i++) {
2619            cout << "m_dofMap[" << i << "]=" << m_dofMap[i] << endl;
2620        }
2621        cout << "--- colIndices ---" << endl;
2622        for (size_t i=0; i<colIndices.size(); i++) {
2623            cout << "colIndices[" << i << "].size()=" << colIndices[i].size() << endl;
2624        }
2625        */
2626    
2627        /*
2628        cout << "--- main_pattern ---" << endl;
2629        cout << "M=" << mainPattern->numOutput << ", N=" << mainPattern->numInput << endl;
2630        for (size_t i=0; i<mainPattern->numOutput+1; i++) {
2631            cout << "ptr[" << i << "]=" << mainPattern->ptr[i] << endl;
2632        }
2633        for (size_t i=0; i<mainPattern->ptr[mainPattern->numOutput]; i++) {
2634            cout << "index[" << i << "]=" << mainPattern->index[i] << endl;
2635        }
2636        */
2637    
2638        /*
2639        cout << "--- colCouple_pattern ---" << endl;
2640        cout << "M=" << colPattern->numOutput << ", N=" << colPattern->numInput << endl;
2641        for (size_t i=0; i<colPattern->numOutput+1; i++) {
2642            cout << "ptr[" << i << "]=" << colPattern->ptr[i] << endl;
2643        }
2644        for (size_t i=0; i<colPattern->ptr[colPattern->numOutput]; i++) {
2645            cout << "index[" << i << "]=" << colPattern->index[i] << endl;
2646        }
2647        */
2648    
2649        /*
2650        cout << "--- rowCouple_pattern ---" << endl;
2651        cout << "M=" << rowPattern->numOutput << ", N=" << rowPattern->numInput << endl;
2652        for (size_t i=0; i<rowPattern->numOutput+1; i++) {
2653            cout << "ptr[" << i << "]=" << rowPattern->ptr[i] << endl;
2654        }
2655        for (size_t i=0; i<rowPattern->ptr[rowPattern->numOutput]; i++) {
2656            cout << "index[" << i << "]=" << rowPattern->index[i] << endl;
2657        }
2658        */
2659    }
2660    
2661    //private
2662    void Brick::addToMatrixAndRHS(paso::SystemMatrix_ptr S, escript::Data& F,
2663             const vector<double>& EM_S, const vector<double>& EM_F, bool addS,
2664             bool addF, index_t firstNode, dim_t nEq, dim_t nComp) const
2665    {
2666        IndexVector rowIndex;
2667        rowIndex.push_back(m_dofMap[firstNode]);
2668        rowIndex.push_back(m_dofMap[firstNode+1]);
2669        rowIndex.push_back(m_dofMap[firstNode+m_NN[0]]);
2670        rowIndex.push_back(m_dofMap[firstNode+m_NN[0]+1]);
2671        rowIndex.push_back(m_dofMap[firstNode+m_NN[0]*m_NN[1]]);
2672        rowIndex.push_back(m_dofMap[firstNode+m_NN[0]*m_NN[1]+1]);
2673        rowIndex.push_back(m_dofMap[firstNode+m_NN[0]*(m_NN[1]+1)]);
2674        rowIndex.push_back(m_dofMap[firstNode+m_NN[0]*(m_NN[1]+1)+1]);
2675        if (addF) {
2676            double *F_p=F.getSampleDataRW(0);
2677            for (index_t i=0; i<rowIndex.size(); i++) {
2678                if (rowIndex[i]<getNumDOF()) {
2679                    for (index_t eq=0; eq<nEq; eq++) {
2680                        F_p[INDEX2(eq, rowIndex[i], nEq)]+=EM_F[INDEX2(eq,i,nEq)];
2681                    }
2682                }
2683          }          }
2684      }      }
2685      // case 6: nodes on left front edge are owned by the corresponding rank      if (addS) {
2686      if (left>0 && front>0) {          addToSystemMatrix(S, rowIndex, nEq, rowIndex, nComp, EM_S);
         const int neighbour=m_mpiInfo->rank-m_NX*m_NY-1;  
         const index_t N0=(neighbour%m_NX == 0 ? m_N0 : m_N0-1);  
         const index_t N1=(neighbour%(m_NX*m_NY)/m_NX==0 ? m_N1 : m_N1-1);  
         const index_t N2=(neighbour/(m_NX*m_NY)==0 ? m_N2 : m_N2-1);  
 #pragma omp parallel for  
         for (dim_t i1=bottom; i1<m_N1; i1++) {  
             m_nodeId[i1*m_N0]=m_nodeDistribution[neighbour]  
                 + N0*N1*(N2-1)+N0-1+(i1-bottom)*N0;  
         }  
     }  
     // case 7: bottom-left-front corner node owned by corresponding rank  
     if (left>0 && bottom>0 && front>0) {  
         const int neighbour=m_mpiInfo->rank-m_NX*(m_NY+1)-1;  
         const index_t N0=(neighbour%m_NX == 0 ? m_N0 : m_N0-1);  
         const index_t N1=(neighbour%(m_NX*m_NY)/m_NX==0 ? m_N1 : m_N1-1);  
         const index_t N2=(neighbour/(m_NX*m_NY) == 0 ? m_N2 : m_N2-1);  
         m_nodeId[0]=m_nodeDistribution[neighbour]+N0*N1*N2-1;  
2687      }      }
2688    }
2689    
2690      // the rest of the id's are contiguous  //protected
2691      const index_t firstId=m_nodeDistribution[m_mpiInfo->rank];  void Brick::interpolateNodesOnElements(escript::Data& out,
2692  #pragma omp parallel for                                         const escript::Data& in,
2693      for (dim_t i2=front; i2<m_N2; i2++) {                                         bool reduced) const
2694          for (dim_t i1=bottom; i1<m_N1; i1++) {  {
2695              for (dim_t i0=left; i0<m_N0; i0++) {      const dim_t numComp = in.getDataPointSize();
2696                  m_nodeId[i0+i1*m_N0+i2*m_N0*m_N1] = firstId+i0-left      if (reduced) {
2697                      +(i1-bottom)*(m_N0-left)          out.requireWrite();
2698                      +(i2-front)*(m_N0-left)*(m_N1-bottom);  #pragma omp parallel
2699            {
2700                vector<double> f_000(numComp);
2701                vector<double> f_001(numComp);
2702                vector<double> f_010(numComp);
2703                vector<double> f_011(numComp);
2704                vector<double> f_100(numComp);
2705                vector<double> f_101(numComp);
2706                vector<double> f_110(numComp);
2707                vector<double> f_111(numComp);
2708    #pragma omp for
2709                for (index_t k2=0; k2 < m_NE[2]; ++k2) {
2710                    for (index_t k1=0; k1 < m_NE[1]; ++k1) {
2711                        for (index_t k0=0; k0 < m_NE[0]; ++k0) {
2712                            memcpy(&f_000[0], in.getSampleDataRO(INDEX3(k0,k1,k2, m_NN[0],m_NN[1])), numComp*sizeof(double));
2713                            memcpy(&f_001[0], in.getSampleDataRO(INDEX3(k0,k1,k2+1, m_NN[0],m_NN[1])), numComp*sizeof(double));
2714                            memcpy(&f_010[0], in.getSampleDataRO(INDEX3(k0,k1+1,k2, m_NN[0],m_NN[1])), numComp*sizeof(double));
2715                            memcpy(&f_011[0], in.getSampleDataRO(INDEX3(k0,k1+1,k2+1, m_NN[0],m_NN[1])), numComp*sizeof(double));
2716                            memcpy(&f_100[0], in.getSampleDataRO(INDEX3(k0+1,k1,k2, m_NN[0],m_NN[1])), numComp*sizeof(double));
2717                            memcpy(&f_101[0], in.getSampleDataRO(INDEX3(k0+1,k1,k2+1, m_NN[0],m_NN[1])), numComp*sizeof(double));
2718                            memcpy(&f_110[0], in.getSampleDataRO(INDEX3(k0+1,k1+1,k2, m_NN[0],m_NN[1])), numComp*sizeof(double));
2719                            memcpy(&f_111[0], in.getSampleDataRO(INDEX3(k0+1,k1+1,k2+1, m_NN[0],m_NN[1])), numComp*sizeof(double));
2720                            double* o = out.getSampleDataRW(INDEX3(k0,k1,k2,m_NE[0],m_NE[1]));
2721                            for (index_t i=0; i < numComp; ++i) {
2722                                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;
2723                            } // end of component loop i
2724                        } // end of k0 loop
2725                    } // end of k1 loop
2726                } // end of k2 loop
2727            } // end of parallel section
2728        } else {
2729            out.requireWrite();
2730            const double c0 = .0094373878376559314545;
2731            const double c1 = .035220810900864519624;
2732            const double c2 = .13144585576580214704;
2733            const double c3 = .49056261216234406855;
2734    #pragma omp parallel
2735            {
2736                vector<double> f_000(numComp);
2737                vector<double> f_001(numComp);
2738                vector<double> f_010(numComp);
2739                vector<double> f_011(numComp);
2740                vector<double> f_100(numComp);
2741                vector<double> f_101(numComp);
2742                vector<double> f_110(numComp);
2743                vector<double> f_111(numComp);
2744    #pragma omp for
2745                for (index_t k2=0; k2 < m_NE[2]; ++k2) {
2746                    for (index_t k1=0; k1 < m_NE[1]; ++k1) {
2747                        for (index_t k0=0; k0 < m_NE[0]; ++k0) {
2748                            memcpy(&f_000[0], in.getSampleDataRO(INDEX3(k0,k1,k2, m_NN[0],m_NN[1])), numComp*sizeof(double));
2749                            memcpy(&f_001[0], in.getSampleDataRO(INDEX3(k0,k1,k2+1, m_NN[0],m_NN[1])), numComp*sizeof(double));
2750                            memcpy(&f_010[0], in.getSampleDataRO(INDEX3(k0,k1+1,k2, m_NN[0],m_NN[1])), numComp*sizeof(double));
2751                            memcpy(&f_011[0], in.getSampleDataRO(INDEX3(k0,k1+1,k2+1, m_NN[0],m_NN[1])), numComp*sizeof(double));
2752                            memcpy(&f_100[0], in.getSampleDataRO(INDEX3(k0+1,k1,k2, m_NN[0],m_NN[1])), numComp*sizeof(double));
2753                            memcpy(&f_101[0], in.getSampleDataRO(INDEX3(k0+1,k1,k2+1, m_NN[0],m_NN[1])), numComp*sizeof(double));
2754                            memcpy(&f_110[0], in.getSampleDataRO(INDEX3(k0+1,k1+1,k2, m_NN[0],m_NN[1])), numComp*sizeof(double));
2755                            memcpy(&f_111[0], in.getSampleDataRO(INDEX3(k0+1,k1+1,k2+1, m_NN[0],m_NN[1])), numComp*sizeof(double));
2756                            double* o = out.getSampleDataRW(INDEX3(k0,k1,k2,m_NE[0],m_NE[1]));
2757                            for (index_t i=0; i < numComp; ++i) {
2758                                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]);
2759                                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]);
2760                                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]);
2761                                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]);
2762                                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]);
2763                                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]);
2764                                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]);
2765                                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]);
2766                            } // end of component loop i
2767                        } // end of k0 loop
2768                    } // end of k1 loop
2769                } // end of k2 loop
2770            } // end of parallel section
2771        }
2772    }
2773    
2774    //protected
2775    void Brick::interpolateNodesOnFaces(escript::Data& out, const escript::Data& in,
2776                                        bool reduced) const
2777    {
2778        const dim_t numComp = in.getDataPointSize();
2779        if (reduced) {
2780            out.requireWrite();
2781    #pragma omp parallel
2782            {
2783                vector<double> f_000(numComp);
2784                vector<double> f_001(numComp);
2785                vector<double> f_010(numComp);
2786                vector<double> f_011(numComp);
2787                vector<double> f_100(numComp);
2788                vector<double> f_101(numComp);
2789                vector<double> f_110(numComp);
2790                vector<double> f_111(numComp);
2791                if (m_faceOffset[0] > -1) {
2792    #pragma omp for nowait
2793                    for (index_t k2=0; k2 < m_NE[2]; ++k2) {
2794                        for (index_t k1=0; k1 < m_NE[1]; ++k1) {
2795                            memcpy(&f_000[0], in.getSampleDataRO(INDEX3(0,k1,k2, m_NN[0],m_NN[1])), numComp*sizeof(double));
2796                            memcpy(&f_001[0], in.getSampleDataRO(INDEX3(0,k1,k2+1, m_NN[0],m_NN[1])), numComp*sizeof(double));
2797                            memcpy(&f_010[0], in.getSampleDataRO(INDEX3(0,k1+1,k2, m_NN[0],m_NN[1])), numComp*sizeof(double));
2798                            memcpy(&f_011[0], in.getSampleDataRO(INDEX3(0,k1+1,k2+1, m_NN[0],m_NN[1])), numComp*sizeof(double));
2799                            double* o = out.getSampleDataRW(m_faceOffset[0]+INDEX2(k1,k2,m_NE[1]));
2800                            for (index_t i=0; i < numComp; ++i) {
2801                                o[INDEX2(i,numComp,0)] = (f_000[i] + f_001[i] + f_010[i] + f_011[i])/4;
2802                            } // end of component loop i
2803                        } // end of k1 loop
2804                    } // end of k2 loop
2805                } // end of face 0
2806                if (m_faceOffset[1] > -1) {
2807    #pragma omp for nowait
2808                    for (index_t k2=0; k2 < m_NE[2]; ++k2) {
2809                        for (index_t k1=0; k1 < m_NE[1]; ++k1) {
2810                            memcpy(&f_100[0], in.getSampleDataRO(INDEX3(m_NN[0]-1,k1,k2, m_NN[0],m_NN[1])), numComp*sizeof(double));
2811                            memcpy(&f_101[0], in.getSampleDataRO(INDEX3(m_NN[0]-1,k1,k2+1, m_NN[0],m_NN[1])), numComp*sizeof(double));
2812                            memcpy(&f_110[0], in.getSampleDataRO(INDEX3(m_NN[0]-1,k1+1,k2, m_NN[0],m_NN[1])), numComp*sizeof(double));
2813                            memcpy(&f_111[0], in.getSampleDataRO(INDEX3(m_NN[0]-1,k1+1,k2+1, m_NN[0],m_NN[1])), numComp*sizeof(double));
2814                            double* o = out.getSampleDataRW(m_faceOffset[1]+INDEX2(k1,k2,m_NE[1]));
2815                            for (index_t i=0; i < numComp; ++i) {
2816                                o[INDEX2(i,numComp,0)] = (f_100[i] + f_101[i] + f_110[i] + f_111[i])/4;
2817                            } // end of component loop i
2818                        } // end of k1 loop
2819                    } // end of k2 loop
2820                } // end of face 1
2821                if (m_faceOffset[2] > -1) {
2822    #pragma omp for nowait
2823                    for (index_t k2=0; k2 < m_NE[2]; ++k2) {
2824                        for (index_t k0=0; k0 < m_NE[0]; ++k0) {
2825                            memcpy(&f_000[0], in.getSampleDataRO(INDEX3(k0,0,k2, m_NN[0],m_NN[1])), numComp*sizeof(double));
2826                            memcpy(&f_001[0], in.getSampleDataRO(INDEX3(k0,0,k2+1, m_NN[0],m_NN[1])), numComp*sizeof(double));
2827                            memcpy(&f_100[0], in.getSampleDataRO(INDEX3(k0+1,0,k2, m_NN[0],m_NN[1])), numComp*sizeof(double));
2828                            memcpy(&f_101[0], in.getSampleDataRO(INDEX3(k0+1,0,k2+1, m_NN[0],m_NN[1])), numComp*sizeof(double));
2829                            double* o = out.getSampleDataRW(m_faceOffset[2]+INDEX2(k0,k2,m_NE[0]));
2830                            for (index_t i=0; i < numComp; ++i) {
2831                                o[INDEX2(i,numComp,0)] = (f_000[i] + f_001[i] + f_100[i] + f_101[i])/4;
2832                            } // end of component loop i
2833                        } // end of k0 loop
2834                    } // end of k2 loop
2835                } // end of face 2
2836                if (m_faceOffset[3] > -1) {
2837    #pragma omp for nowait
2838                    for (index_t k2=0; k2 < m_NE[2]; ++k2) {
2839                        for (index_t k0=0; k0 < m_NE[0]; ++k0) {
2840                            memcpy(&f_010[0], in.getSampleDataRO(INDEX3(k0,m_NN[1]-1,k2, m_NN[0],m_NN[1])), numComp*sizeof(double));
2841                            memcpy(&f_011[0], in.getSampleDataRO(INDEX3(k0,m_NN[1]-1,k2+1, m_NN[0],m_NN[1])), numComp*sizeof(double));
2842                            memcpy(&f_110[0], in.getSampleDataRO(INDEX3(k0+1,m_NN[1]-1,k2, m_NN[0],m_NN[1])), numComp*sizeof(double));
2843                            memcpy(&f_111[0], in.getSampleDataRO(INDEX3(k0+1,m_NN[1]-1,k2+1, m_NN[0],m_NN[1])), numComp*sizeof(double));
2844                            double* o = out.getSampleDataRW(m_faceOffset[3]+INDEX2(k0,k2,m_NE[0]));
2845                            for (index_t i=0; i < numComp; ++i) {
2846                                o[INDEX2(i,numComp,0)] = (f_010[i] + f_011[i] + f_110[i] + f_111[i])/4;
2847                            } // end of component loop i
2848                        } // end of k0 loop
2849                    } // end of k2 loop
2850                } // end of face 3
2851                if (m_faceOffset[4] > -1) {
2852    #pragma omp for nowait
2853                    for (index_t k1=0; k1 < m_NE[1]; ++k1) {
2854                        for (index_t k0=0; k0 < m_NE[0]; ++k0) {
2855                            memcpy(&f_000[0], in.getSampleDataRO(INDEX3(k0,k1,0, m_NN[0],m_NN[1])), numComp*sizeof(double));
2856                            memcpy(&f_010[0], in.getSampleDataRO(INDEX3(k0,k1+1,0, m_NN[0],m_NN[1])), numComp*sizeof(double));
2857                            memcpy(&f_100[0], in.getSampleDataRO(INDEX3(k0+1,k1,0, m_NN[0],m_NN[1])), numComp*sizeof(double));
2858                            memcpy(&f_110[0], in.getSampleDataRO(INDEX3(k0+1,k1+1,0, m_NN[0],m_NN[1])), numComp*sizeof(double));
2859                            double* o = out.getSampleDataRW(m_faceOffset[4]+INDEX2(k0,k1,m_NE[0]));
2860                            for (index_t i=0; i < numComp; ++i) {
2861                                o[INDEX2(i,numComp,0)] = (f_000[i] + f_010[i] + f_100[i] + f_110[i])/4;
2862                            } // end of component loop i
2863                        } // end of k0 loop
2864                    } // end of k1 loop
2865                } // end of face 4
2866                if (m_faceOffset[5] > -1) {
2867    #pragma omp for nowait
2868                    for (index_t k1=0; k1 < m_NE[1]; ++k1) {
2869                        for (index_t k0=0; k0 < m_NE[0]; ++k0) {
2870                            memcpy(&f_001[0], in.getSampleDataRO(INDEX3(k0,k1,m_NN[2]-1, m_NN[0],m_NN[1])), numComp*sizeof(double));
2871                            memcpy(&f_011[0], in.getSampleDataRO(INDEX3(k0,k1+1,m_NN[2]-1, m_NN[0],m_NN[1])), numComp*sizeof(double));
2872                            memcpy(&f_101[0], in.getSampleDataRO(INDEX3(k0+1,k1,m_NN[2]-1, m_NN[0],m_NN[1])), numComp*sizeof(double));
2873                            memcpy(&f_111[0], in.getSampleDataRO(INDEX3(k0+1,k1+1,m_NN[2]-1, m_NN[0],m_NN[1])), numComp*sizeof(double));
2874                            double* o = out.getSampleDataRW(m_faceOffset[5]+INDEX2(k0,k1,m_NE[0]));
2875                            for (index_t i=0; i < numComp; ++i) {
2876                                o[INDEX2(i,numComp,0)] = (f_001[i] + f_011[i] + f_101[i] + f_111[i])/4;
2877                            } // end of component loop i
2878                        } // end of k0 loop
2879                    } // end of k1 loop
2880                } // end of face 5
2881            } // end of parallel section
2882        } else {
2883            out.requireWrite();
2884            const double c0 = 0.044658198738520451079;
2885            const double c1 = 0.16666666666666666667;
2886            const double c2 = 0.62200846792814621559;
2887    #pragma omp parallel
2888            {
2889                vector<double> f_000(numComp);
2890                vector<double> f_001(numComp);
2891                vector<double> f_010(numComp);
2892                vector<double> f_011(numComp);
2893                vector<double> f_100(numComp);
2894                vector<double> f_101(numComp);
2895                vector<double> f_110(numComp);
2896                vector<double> f_111(numComp);
2897                if (m_faceOffset[0] > -1) {
2898    #pragma omp for nowait
2899                    for (index_t k2=0; k2 < m_NE[2]; ++k2) {
2900                        for (index_t k1=0; k1 < m_NE[1]; ++k1) {
2901                            memcpy(&f_000[0], in.getSampleDataRO(INDEX3(0,k1,k2, m_NN[0],m_NN[1])), numComp*sizeof(double));
2902                            memcpy(&f_001[0], in.getSampleDataRO(INDEX3(0,k1,k2+1, m_NN[0],m_NN[1])), numComp*sizeof(double));
2903                            memcpy(&f_010[0], in.getSampleDataRO(INDEX3(0,k1+1,k2, m_NN[0],m_NN[1])), numComp*sizeof(double));
2904                            memcpy(&f_011[0], in.getSampleDataRO(INDEX3(0,k1+1,k2+1, m_NN[0],m_NN[1])), numComp*sizeof(double));
2905                            double* o = out.getSampleDataRW(m_faceOffset[0]+INDEX2(k1,k2,m_NE[1]));
2906                            for (index_t i=0; i < numComp; ++i) {
2907                                o[INDEX2(i,numComp,0)] = f_000[i]*c2 + f_011[i]*c0 + c1*(f_001[i] + f_010[i]);
2908                                o[INDEX2(i,numComp,1)] = f_001[i]*c0 + f_010[i]*c2 + c1*(f_000[i] + f_011[i]);
2909                                o[INDEX2(i,numComp,2)] = f_001[i]*c2 + f_010[i]*c0 + c1*(f_000[i] + f_011[i]);
2910                                o[INDEX2(i,numComp,3)] = f_000[i]*c0 + f_011[i]*c2 + c1*(f_001[i] + f_010[i]);
2911                            } // end of component loop i
2912                        } // end of k1 loop
2913                    } // end of k2 loop
2914                } // end of face 0
2915                if (m_faceOffset[1] > -1) {
2916    #pragma omp for nowait
2917                    for (index_t k2=0; k2 < m_NE[2]; ++k2) {
2918                        for (index_t k1=0; k1 < m_NE[1]; ++k1) {
2919                            memcpy(&f_100[0], in.getSampleDataRO(INDEX3(m_NN[0]-1,k1,k2, m_NN[0],m_NN[1])), numComp*sizeof(double));
2920                            memcpy(&f_101[0], in.getSampleDataRO(INDEX3(m_NN[0]-1,k1,k2+1, m_NN[0],m_NN[1])), numComp*sizeof(double));
2921                            memcpy(&f_110[0], in.getSampleDataRO(INDEX3(m_NN[0]-1,k1+1,k2, m_NN[0],m_NN[1])), numComp*sizeof(double));
2922                            memcpy(&f_111[0], in.getSampleDataRO(INDEX3(m_NN[0]-1,k1+1,k2+1, m_NN[0],m_NN[1])), numComp*sizeof(double));
2923                            double* o = out.getSampleDataRW(m_faceOffset[1]+INDEX2(k1,k2,m_NE[1]));
2924                            for (index_t i=0; i < numComp; ++i) {
2925                                o[INDEX2(i,numComp,0)] = f_100[i]*c2 + f_111[i]*c0 + c1*(f_101[i] + f_110[i]);
2926                                o[INDEX2(i,numComp,1)] = f_101[i]*c0 + f_110[i]*c2 + c1*(f_100[i] + f_111[i]);
2927                                o[INDEX2(i,numComp,2)] = f_101[i]*c2 + f_110[i]*c0 + c1*(f_100[i] + f_111[i]);
2928                                o[INDEX2(i,numComp,3)] = f_100[i]*c0 + f_111[i]*c2 + c1*(f_101[i] + f_110[i]);
2929                            } // end of component loop i
2930                        } // end of k1 loop
2931                    } // end of k2 loop
2932                } // end of face 1
2933                if (m_faceOffset[2] > -1) {
2934    #pragma omp for nowait
2935                    for (index_t k2=0; k2 < m_NE[2]; ++k2) {
2936                        for (index_t k0=0; k0 < m_NE[0]; ++k0) {
2937                            memcpy(&f_000[0], in.getSampleDataRO(INDEX3(k0,0,k2, m_NN[0],m_NN[1])), numComp*sizeof(double));
2938                            memcpy(&f_001[0], in.getSampleDataRO(INDEX3(k0,0,k2+1, m_NN[0],m_NN[1])), numComp*sizeof(double));
2939                            memcpy(&f_100[0], in.getSampleDataRO(INDEX3(k0+1,0,k2, m_NN[0],m_NN[1])), numComp*sizeof(double));
2940                            memcpy(&f_101[0], in.getSampleDataRO(INDEX3(k0+1,0,k2+1, m_NN[0],m_NN[1])), numComp*sizeof(double));
2941                            double* o = out.getSampleDataRW(m_faceOffset[2]+INDEX2(k0,k2,m_NE[0]));
2942                            for (index_t i=0; i < numComp; ++i) {
2943                                o[INDEX2(i,numComp,0)] = f_000[i]*c2 + f_101[i]*c0 + c1*(f_001[i] + f_100[i]);
2944                                o[INDEX2(i,numComp,1)] = f_001[i]*c0 + f_100[i]*c2 + c1*(f_000[i] + f_101[i]);
2945                                o[INDEX2(i,numComp,2)] = f_001[i]*c2 + f_100[i]*c0 + c1*(f_000[i] + f_101[i]);
2946                                o[INDEX2(i,numComp,3)] = f_000[i]*c0 + f_101[i]*c2 + c1*(f_001[i] + f_100[i]);
2947                            } // end of component loop i
2948                        } // end of k0 loop
2949                    } // end of k2 loop
2950                } // end of face 2
2951                if (m_faceOffset[3] > -1) {
2952    #pragma omp for nowait
2953                    for (index_t k2=0; k2 < m_NE[2]; ++k2) {
2954                        for (index_t k0=0; k0 < m_NE[0]; ++k0) {
2955                            memcpy(&f_010[0], in.getSampleDataRO(INDEX3(k0,m_NN[1]-1,k2, m_NN[0],m_NN[1])), numComp*sizeof(double));
2956                            memcpy(&f_011[0], in.getSampleDataRO(INDEX3(k0,m_NN[1]-1,k2+1, m_NN[0],m_NN[1])), numComp*sizeof(double));
2957                            memcpy(&f_110[0], in.getSampleDataRO(INDEX3(k0+1,m_NN[1]-1,k2, m_NN[0],m_NN[1])), numComp*sizeof(double));
2958                            memcpy(&f_111[0], in.getSampleDataRO(INDEX3(k0+1,m_NN[1]-1,k2+1, m_NN[0],m_NN[1])), numComp*sizeof(double));
2959                            double* o = out.getSampleDataRW(m_faceOffset[3]+INDEX2(k0,k2,m_NE[0]));
2960                            for (index_t i=0; i < numComp; ++i) {
2961                                o[INDEX2(i,numComp,0)] = f_010[i]*c2 + f_111[i]*c0 + c1*(f_011[i] + f_110[i]);
2962                                o[INDEX2(i,numComp,1)] = f_011[i]*c0 + f_110[i]*c2 + c1*(f_010[i] + f_111[i]);
2963                                o[INDEX2(i,numComp,2)] = f_011[i]*c2 + f_110[i]*c0 + c1*(f_010[i] + f_111[i]);
2964                                o[INDEX2(i,numComp,3)] = f_010[i]*c0 + f_111[i]*c2 + c1*(f_011[i] + f_110[i]);
2965                            } // end of component loop i
2966                        } // end of k0 loop
2967                    } // end of k2 loop
2968                } // end of face 3
2969                if (m_faceOffset[4] > -1) {
2970    #pragma omp for nowait
2971                    for (index_t k1=0; k1 < m_NE[1]; ++k1) {
2972                        for (index_t k0=0; k0 < m_NE[0]; ++k0) {
2973                            memcpy(&f_000[0], in.getSampleDataRO(INDEX3(k0,k1,0, m_NN[0],m_NN[1])), numComp*sizeof(double));
2974                            memcpy(&f_010[0], in.getSampleDataRO(INDEX3(k0,k1+1,0, m_NN[0],m_NN[1])), numComp*sizeof(double));
2975                            memcpy(&f_100[0], in.getSampleDataRO(INDEX3(k0+1,k1,0, m_NN[0],m_NN[1])), numComp*sizeof(double));
2976                            memcpy(&f_110[0], in.getSampleDataRO(INDEX3(k0+1,k1+1,0, m_NN[0],m_NN[1])), numComp*sizeof(double));
2977                            double* o = out.getSampleDataRW(m_faceOffset[4]+INDEX2(k0,k1,m_NE[0]));
2978                            for (index_t i=0; i < numComp; ++i) {
2979                                o[INDEX2(i,numComp,0)] = f_000[i]*c2 + f_110[i]*c0 + c1*(f_010[i] + f_100[i]);
2980                                o[INDEX2(i,numComp,1)] = f_010[i]*c0 + f_100[i]*c2 + c1*(f_000[i] + f_110[i]);
2981                                o[INDEX2(i,numComp,2)] = f_010[i]*c2 + f_100[i]*c0 + c1*(f_000[i] + f_110[i]);
2982                                o[INDEX2(i,numComp,3)] = f_000[i]*c0 + f_110[i]*c2 + c1*(f_010[i] + f_100[i]);
2983                            } // end of component loop i
2984                        } // end of k0 loop
2985                    } // end of k1 loop
2986                } // end of face 4
2987                if (m_faceOffset[5] > -1) {
2988    #pragma omp for nowait
2989                    for (index_t k1=0; k1 < m_NE[1]; ++k1) {
2990                        for (index_t k0=0; k0 < m_NE[0]; ++k0) {
2991                            memcpy(&f_001[0], in.getSampleDataRO(INDEX3(k0,k1,m_NN[2]-1, m_NN[0],m_NN[1])), numComp*sizeof(double));
2992                            memcpy(&f_011[0], in.getSampleDataRO(INDEX3(k0,k1+1,m_NN[2]-1, m_NN[0],m_NN[1])), numComp*sizeof(double));
2993                            memcpy(&f_101[0], in.getSampleDataRO(INDEX3(k0+1,k1,m_NN[2]-1, m_NN[0],m_NN[1])), numComp*sizeof(double));
2994                            memcpy(&f_111[0], in.getSampleDataRO(INDEX3(k0+1,k1+1,m_NN[2]-1, m_NN[0],m_NN[1])), numComp*sizeof(double));
2995                            double* o = out.getSampleDataRW(m_faceOffset[5]+INDEX2(k0,k1,m_NE[0]));
2996                            for (index_t i=0; i < numComp; ++i) {
2997                                o[INDEX2(i,numComp,0)] = f_001[i]*c2 + f_111[i]*c0 + c1*(f_011[i] + f_101[i]);
2998                                o[INDEX2(i,numComp,1)] = f_011[i]*c0 + f_101[i]*c2 + c1*(f_001[i] + f_111[i]);
2999                                o[INDEX2(i,numComp,2)] = f_011[i]*c2 + f_101[i]*c0 + c1*(f_001[i] + f_111[i]);
3000                                o[INDEX2(i,numComp,3)] = f_001[i]*c0 + f_111[i]*c2 + c1*(f_011[i] + f_101[i]);
3001                            } // end of component loop i
3002                        } // end of k0 loop
3003                    } // end of k1 loop
3004                } // end of face 5
3005            } // end of parallel section
3006        }
3007    }
3008    
3009    namespace
3010    {
3011        // Calculates a gaussian blur convolution matrix for 3D
3012        // See wiki article on the subject
3013        double* get3DGauss(unsigned radius, double sigma)
3014        {
3015            double* arr=new double[(radius*2+1)*(radius*2+1)*(radius*2+1)];
3016            double common=pow(M_1_PI*0.5*1/(sigma*sigma), 3./2);
3017            double total=0;
3018            int r=static_cast<int>(radius);
3019            for (int z=-r;z<=r;++z)
3020            {
3021                for (int y=-r;y<=r;++y)
3022                {
3023                    for (int x=-r;x<=r;++x)
3024                    {        
3025                        arr[(x+r)+(y+r)*(r*2+1)+(z+r)*(r*2+1)*(r*2+1)]=common*exp(-(x*x+y*y+z*z)/(2*sigma*sigma));
3026                        total+=arr[(x+r)+(y+r)*(r*2+1)+(z+r)*(r*2+1)*(r*2+1)];    
3027                    }
3028