/[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 3691 by caltinay, Wed Nov 23 23:07:37 2011 UTC trunk/ripley/src/Brick.cpp revision 4375 by caltinay, Mon Apr 22 05:35:52 2013 UTC
# Line 1  Line 1 
1    
2  /*******************************************************  /*****************************************************************************
3  *  *
4  * Copyright (c) 2003-2011 by University of Queensland  * Copyright (c) 2003-2013 by University of Queensland
5  * Earth Systems Science Computational Center (ESSCC)  * http://www.uq.edu.au
 * http://www.uq.edu.au/esscc  
6  *  *
7  * Primary Business: Queensland, Australia  * Primary Business: Queensland, Australia
8  * Licensed under the Open Software License version 3.0  * Licensed under the Open Software License version 3.0
9  * http://www.opensource.org/licenses/osl-3.0.php  * http://www.opensource.org/licenses/osl-3.0.php
10  *  *
11  *******************************************************/  * Development until 2012 by Earth Systems Science Computational Center (ESSCC)
12    * Development since 2012 by School of Earth Sciences
13    *
14    *****************************************************************************/
15    
16  #include <ripley/Brick.h>  #include <ripley/Brick.h>
17  extern "C" {  #include <paso/SystemMatrix.h>
18  #include "paso/SystemMatrixPattern.h"  #include <esysUtils/esysFileWriter.h>
19  }  
20    #ifdef USE_NETCDF
21    #include <netcdfcpp.h>
22    #endif
23    
24  #if USE_SILO  #if USE_SILO
25  #include <silo.h>  #include <silo.h>
# Line 26  extern "C" { Line 31  extern "C" {
31  #include <iomanip>  #include <iomanip>
32    
33  using namespace std;  using namespace std;
34    using esysUtils::FileWriter;
35    
36  namespace ripley {  namespace ripley {
37    
38  Brick::Brick(int n0, int n1, int n2, double l0, double l1, double l2, int d0,  Brick::Brick(int n0, int n1, int n2, double x0, double y0, double z0,
39               int d1, int d2) :               double x1, double y1, double z1, int d0, int d1, int d2) :
40      RipleyDomain(3),      RipleyDomain(3)
     m_gNE0(n0),  
     m_gNE1(n1),  
     m_gNE2(n2),  
     m_l0(l0),  
     m_l1(l1),  
     m_l2(l2),  
     m_NX(d0),  
     m_NY(d1),  
     m_NZ(d2)  
41  {  {
42        // ignore subdivision parameters for serial run
43        if (m_mpiInfo->size == 1) {
44            d0=1;
45            d1=1;
46            d2=1;
47        }
48    
49        bool warn=false;
50        // if number of subdivisions is non-positive, try to subdivide by the same
51        // ratio as the number of elements
52        if (d0<=0 && d1<=0 && d2<=0) {
53            warn=true;
54            d0=(int)(pow(m_mpiInfo->size*(n0+1)*(n0+1)/((float)(n1+1)*(n2+1)), 1.f/3));
55            d0=max(1, d0);
56            d1=max(1, (int)(d0*n1/(float)n0));
57            d2=m_mpiInfo->size/(d0*d1);
58            if (d0*d1*d2 != m_mpiInfo->size) {
59                // ratios not the same so leave "smallest" side undivided and try
60                // dividing 2 sides only
61                if (n0>=n1) {
62                    if (n1>=n2) {
63                        d0=d1=0;
64                        d2=1;
65                    } else {
66                        d0=d2=0;
67                        d1=1;
68                    }
69                } else {
70                    if (n0>=n2) {
71                        d0=d1=0;
72                        d2=1;
73                    } else {
74                        d0=1;
75                        d1=d2=0;
76                    }
77                }
78            }
79        }
80        if (d0<=0 && d1<=0) {
81            warn=true;
82            d0=max(1, int(sqrt(m_mpiInfo->size*(n0+1)/(float)(n1+1))));
83            d1=m_mpiInfo->size/d0;
84            if (d0*d1*d2 != m_mpiInfo->size) {
85                // ratios not the same so subdivide side with more elements only
86                if (n0>n1) {
87                    d0=0;
88                    d1=1;
89                } else {
90                    d0=1;
91                    d1=0;
92                }
93            }
94        } else if (d0<=0 && d2<=0) {
95            warn=true;
96            d0=max(1, int(sqrt(m_mpiInfo->size*(n0+1)/(float)(n2+1))));
97            d2=m_mpiInfo->size/d0;
98            if (d0*d1*d2 != m_mpiInfo->size) {
99                // ratios not the same so subdivide side with more elements only
100                if (n0>n2) {
101                    d0=0;
102                    d2=1;
103                } else {
104                    d0=1;
105                    d2=0;
106                }
107            }
108        } else if (d1<=0 && d2<=0) {
109            warn=true;
110            d1=max(1, int(sqrt(m_mpiInfo->size*(n1+1)/(float)(n2+1))));
111            d2=m_mpiInfo->size/d1;
112            if (d0*d1*d2 != m_mpiInfo->size) {
113                // ratios not the same so subdivide side with more elements only
114                if (n1>n2) {
115                    d1=0;
116                    d2=1;
117                } else {
118                    d1=1;
119                    d2=0;
120                }
121            }
122        }
123        if (d0<=0) {
124            // d1,d2 are preset, determine d0
125            d0=m_mpiInfo->size/(d1*d2);
126        } else if (d1<=0) {
127            // d0,d2 are preset, determine d1
128            d1=m_mpiInfo->size/(d0*d2);
129        } else if (d2<=0) {
130            // d0,d1 are preset, determine d2
131            d2=m_mpiInfo->size/(d0*d1);
132        }
133    
134      // ensure number of subdivisions is valid and nodes can be distributed      // ensure number of subdivisions is valid and nodes can be distributed
135      // among number of ranks      // among number of ranks
136      if (m_NX*m_NY*m_NZ != m_mpiInfo->size)      if (d0*d1*d2 != m_mpiInfo->size)
137          throw RipleyException("Invalid number of spatial subdivisions");          throw RipleyException("Invalid number of spatial subdivisions");
138    
139      if (n0%m_NX > 0 || n1%m_NY > 0 || n2%m_NZ > 0)      if (warn) {
140          throw RipleyException("Number of elements must be separable into number of ranks in each dimension");          cout << "Warning: Automatic domain subdivision (d0=" << d0 << ", d1="
141                << d1 << ", d2=" << d2 << "). This may not be optimal!" << endl;
142        }
143    
144        double l0 = x1-x0;
145        double l1 = y1-y0;
146        double l2 = z1-z0;
147        m_dx[0] = l0/n0;
148        m_dx[1] = l1/n1;
149        m_dx[2] = l2/n2;
150    
151        if ((n0+1)%d0 > 0) {
152            n0=(int)round((float)(n0+1)/d0+0.5)*d0-1;
153            l0=m_dx[0]*n0;
154            cout << "Warning: Adjusted number of elements and length. N0="
155                << n0 << ", l0=" << l0 << endl;
156        }
157        if ((n1+1)%d1 > 0) {
158            n1=(int)round((float)(n1+1)/d1+0.5)*d1-1;
159            l1=m_dx[1]*n1;
160            cout << "Warning: Adjusted number of elements and length. N1="
161                << n1 << ", l1=" << l1 << endl;
162        }
163        if ((n2+1)%d2 > 0) {
164            n2=(int)round((float)(n2+1)/d2+0.5)*d2-1;
165            l2=m_dx[2]*n2;
166            cout << "Warning: Adjusted number of elements and length. N2="
167                << n2 << ", l2=" << l2 << endl;
168        }
169    
170        if ((d0 > 1 && (n0+1)/d0<2) || (d1 > 1 && (n1+1)/d1<2) || (d2 > 1 && (n2+1)/d2<2))
171            throw RipleyException("Too few elements for the number of ranks");
172    
173        m_gNE[0] = n0;
174        m_gNE[1] = n1;
175        m_gNE[2] = n2;
176        m_origin[0] = x0;
177        m_origin[1] = y0;
178        m_origin[2] = z0;
179        m_length[0] = l0;
180        m_length[1] = l1;
181        m_length[2] = l2;
182        m_NX[0] = d0;
183        m_NX[1] = d1;
184        m_NX[2] = d2;
185    
186        // local number of elements (including overlap)
187        m_NE[0] = m_ownNE[0] = (d0>1 ? (n0+1)/d0 : n0);
188        if (m_mpiInfo->rank%d0>0 && m_mpiInfo->rank%d0<d0-1)
189            m_NE[0]++;
190        else if (d0>1 && m_mpiInfo->rank%d0==d0-1)
191            m_ownNE[0]--;
192    
193        m_NE[1] = m_ownNE[1] = (d1>1 ? (n1+1)/d1 : n1);
194        if (m_mpiInfo->rank%(d0*d1)/d0>0 && m_mpiInfo->rank%(d0*d1)/d0<d1-1)
195            m_NE[1]++;
196        else if (d1>1 && m_mpiInfo->rank%(d0*d1)/d0==d1-1)
197            m_ownNE[1]--;
198    
199        m_NE[2] = m_ownNE[2] = (d2>1 ? (n2+1)/d2 : n2);
200        if (m_mpiInfo->rank/(d0*d1)>0 && m_mpiInfo->rank/(d0*d1)<d2-1)
201            m_NE[2]++;
202        else if (d2>1 && m_mpiInfo->rank/(d0*d1)==d2-1)
203            m_ownNE[2]--;
204    
205        // local number of nodes
206        m_NN[0] = m_NE[0]+1;
207        m_NN[1] = m_NE[1]+1;
208        m_NN[2] = m_NE[2]+1;
209    
     // local number of elements  
     m_NE0 = n0/m_NX;  
     m_NE1 = n1/m_NY;  
     m_NE2 = n2/m_NZ;  
     // local number of nodes (not necessarily owned)  
     m_N0 = m_NE0+1;  
     m_N1 = m_NE1+1;  
     m_N2 = m_NE2+1;  
210      // bottom-left-front node is at (offset0,offset1,offset2) in global mesh      // bottom-left-front node is at (offset0,offset1,offset2) in global mesh
211      m_offset0 = m_NE0*(m_mpiInfo->rank%m_NX);      m_offset[0] = (n0+1)/d0*(m_mpiInfo->rank%d0);
212      m_offset1 = m_NE1*(m_mpiInfo->rank%(m_NX*m_NY)/m_NX);      if (m_offset[0] > 0)
213      m_offset2 = m_NE2*(m_mpiInfo->rank/(m_NX*m_NY));          m_offset[0]--;
214        m_offset[1] = (n1+1)/d1*(m_mpiInfo->rank%(d0*d1)/d0);
215        if (m_offset[1] > 0)
216            m_offset[1]--;
217        m_offset[2] = (n2+1)/d2*(m_mpiInfo->rank/(d0*d1));
218        if (m_offset[2] > 0)
219            m_offset[2]--;
220    
221      populateSampleIds();      populateSampleIds();
222        createPattern();
223  }  }
224    
225    
226  Brick::~Brick()  Brick::~Brick()
227  {  {
228        Paso_SystemMatrixPattern_free(m_pattern);
229        Paso_Connector_free(m_connector);
230  }  }
231    
232  string Brick::getDescription() const  string Brick::getDescription() const
# Line 77  string Brick::getDescription() const Line 236  string Brick::getDescription() const
236    
237  bool Brick::operator==(const AbstractDomain& other) const  bool Brick::operator==(const AbstractDomain& other) const
238  {  {
239      if (dynamic_cast<const Brick*>(&other))      const Brick* o=dynamic_cast<const Brick*>(&other);
240          return this==&other;      if (o) {
241            return (RipleyDomain::operator==(other) &&
242                    m_gNE[0]==o->m_gNE[0] && m_gNE[1]==o->m_gNE[1] && m_gNE[2]==o->m_gNE[2]
243                    && m_origin[0]==o->m_origin[0] && m_origin[1]==o->m_origin[1] && m_origin[2]==o->m_origin[2]
244                    && m_length[0]==o->m_length[0] && m_length[1]==o->m_length[1] && m_length[2]==o->m_length[2]
245                    && m_NX[0]==o->m_NX[0] && m_NX[1]==o->m_NX[1] && m_NX[2]==o->m_NX[2]);
246        }
247    
248      return false;      return false;
249  }  }
250    
251    void Brick::readNcGrid(escript::Data& out, string filename, string varname,
252                const vector<int>& first, const vector<int>& numValues,
253                const vector<int>& multiplier) const
254    {
255    #ifdef USE_NETCDF
256        // check destination function space
257        int myN0, myN1, myN2;
258        if (out.getFunctionSpace().getTypeCode() == Nodes) {
259            myN0 = m_NN[0];
260            myN1 = m_NN[1];
261            myN2 = m_NN[2];
262        } else if (out.getFunctionSpace().getTypeCode() == Elements ||
263                    out.getFunctionSpace().getTypeCode() == ReducedElements) {
264            myN0 = m_NE[0];
265            myN1 = m_NE[1];
266            myN2 = m_NE[2];
267        } else
268            throw RipleyException("readNcGrid(): invalid function space for output data object");
269    
270        if (first.size() != 3)
271            throw RipleyException("readNcGrid(): argument 'first' must have 3 entries");
272    
273        if (numValues.size() != 3)
274            throw RipleyException("readNcGrid(): argument 'numValues' must have 3 entries");
275    
276        if (multiplier.size() != 3)
277            throw RipleyException("readNcGrid(): argument 'multiplier' must have 3 entries");
278        for (size_t i=0; i<multiplier.size(); i++)
279            if (multiplier[i]<1)
280                throw RipleyException("readNcGrid(): all multipliers must be positive");
281    
282        // check file existence and size
283        NcFile f(filename.c_str(), NcFile::ReadOnly);
284        if (!f.is_valid())
285            throw RipleyException("readNcGrid(): cannot open file");
286    
287        NcVar* var = f.get_var(varname.c_str());
288        if (!var)
289            throw RipleyException("readNcGrid(): invalid variable name");
290    
291        // TODO: rank>0 data support
292        const int numComp = out.getDataPointSize();
293        if (numComp > 1)
294            throw RipleyException("readNcGrid(): only scalar data supported");
295    
296        const int dims = var->num_dims();
297        const long *edges = var->edges();
298    
299        // is this a slice of the data object (dims!=3)?
300        // note the expected ordering of edges (as in numpy: z,y,x)
301        if ( (dims==3 && (numValues[2] > edges[0] || numValues[1] > edges[1]
302                          || numValues[0] > edges[2]))
303                || (dims==2 && numValues[2]>1)
304                || (dims==1 && (numValues[2]>1 || numValues[1]>1)) ) {
305            throw RipleyException("readNcGrid(): not enough data in file");
306        }
307    
308        // check if this rank contributes anything
309        if (first[0] >= m_offset[0]+myN0 || first[0]+numValues[0]*multiplier[0] <= m_offset[0] ||
310                first[1] >= m_offset[1]+myN1 || first[1]+numValues[1]*multiplier[1] <= m_offset[1] ||
311                first[2] >= m_offset[2]+myN2 || first[2]+numValues[2]*multiplier[2] <= m_offset[2]) {
312            return;
313        }
314    
315        // now determine how much this rank has to write
316    
317        // first coordinates in data object to write to
318        const int first0 = max(0, first[0]-m_offset[0]);
319        const int first1 = max(0, first[1]-m_offset[1]);
320        const int first2 = max(0, first[2]-m_offset[2]);
321        // indices to first value in file
322        const int idx0 = max(0, m_offset[0]-first[0]);
323        const int idx1 = max(0, m_offset[1]-first[1]);
324        const int idx2 = max(0, m_offset[2]-first[2]);
325        // number of values to read
326        const int num0 = min(numValues[0]-idx0, myN0-first0);
327        const int num1 = min(numValues[1]-idx1, myN1-first1);
328        const int num2 = min(numValues[2]-idx2, myN2-first2);
329    
330        vector<double> values(num0*num1*num2);
331        if (dims==3) {
332            var->set_cur(idx2, idx1, idx0);
333            var->get(&values[0], num2, num1, num0);
334        } else if (dims==2) {
335            var->set_cur(idx1, idx0);
336            var->get(&values[0], num1, num0);
337        } else {
338            var->set_cur(idx0);
339            var->get(&values[0], num0);
340        }
341    
342        const int dpp = out.getNumDataPointsPerSample();
343        out.requireWrite();
344    
345        for (index_t z=0; z<num2; z++) {
346            for (index_t y=0; y<num1; y++) {
347    #pragma omp parallel for
348                for (index_t x=0; x<num0; x++) {
349                    const int baseIndex = first0+x*multiplier[0]
350                                            +(first1+y*multiplier[1])*myN0
351                                            +(first2+z*multiplier[2])*myN0*myN1;
352                    const int srcIndex=z*num1*num0+y*num0+x;
353                    if (!isnan(values[srcIndex])) {
354                        for (index_t m2=0; m2<multiplier[2]; m2++) {
355                            for (index_t m1=0; m1<multiplier[1]; m1++) {
356                                for (index_t m0=0; m0<multiplier[0]; m0++) {
357                                    const int dataIndex = baseIndex+m0
358                                                   +m1*myN0
359                                                   +m2*myN0*myN1;
360                                    double* dest = out.getSampleDataRW(dataIndex);
361                                    for (index_t q=0; q<dpp; q++) {
362                                        *dest++ = values[srcIndex];
363                                    }
364                                }
365                            }
366                        }
367                    }
368                }
369            }
370        }
371    #else
372        throw RipleyException("readNcGrid(): not compiled with netCDF support");
373    #endif
374    }
375    
376    void Brick::readBinaryGrid(escript::Data& out, string filename,
377                               const vector<int>& first,
378                               const vector<int>& numValues,
379                               const vector<int>& multiplier) const
380    {
381        // check destination function space
382        int myN0, myN1, myN2;
383        if (out.getFunctionSpace().getTypeCode() == Nodes) {
384            myN0 = m_NN[0];
385            myN1 = m_NN[1];
386            myN2 = m_NN[2];
387        } else if (out.getFunctionSpace().getTypeCode() == Elements ||
388                    out.getFunctionSpace().getTypeCode() == ReducedElements) {
389            myN0 = m_NE[0];
390            myN1 = m_NE[1];
391            myN2 = m_NE[2];
392        } else
393            throw RipleyException("readBinaryGrid(): invalid function space for output data object");
394    
395        if (first.size() != 3)
396            throw RipleyException("readBinaryGrid(): argument 'first' must have 3 entries");
397    
398        if (numValues.size() != 3)
399            throw RipleyException("readBinaryGrid(): argument 'numValues' must have 3 entries");
400    
401        if (multiplier.size() != 3)
402            throw RipleyException("readBinaryGrid(): argument 'multiplier' must have 3 entries");
403        for (size_t i=0; i<multiplier.size(); i++)
404            if (multiplier[i]<1)
405                throw RipleyException("readBinaryGrid(): all multipliers must be positive");
406    
407        // check file existence and size
408        ifstream f(filename.c_str(), ifstream::binary);
409        if (f.fail()) {
410            throw RipleyException("readBinaryGrid(): cannot open file");
411        }
412        f.seekg(0, ios::end);
413        const int numComp = out.getDataPointSize();
414        const int filesize = f.tellg();
415        const int reqsize = numValues[0]*numValues[1]*numValues[2]*numComp*sizeof(float);
416        if (filesize < reqsize) {
417            f.close();
418            throw RipleyException("readBinaryGrid(): not enough data in file");
419        }
420    
421        // check if this rank contributes anything
422        if (first[0] >= m_offset[0]+myN0 || first[0]+numValues[0]*multiplier[0] <= m_offset[0] ||
423                first[1] >= m_offset[1]+myN1 || first[1]+numValues[1]*multiplier[1] <= m_offset[1] ||
424                first[2] >= m_offset[2]+myN2 || first[2]+numValues[2]*multiplier[2] <= m_offset[2]) {
425            f.close();
426            return;
427        }
428    
429        // now determine how much this rank has to write
430    
431        // first coordinates in data object to write to
432        const int first0 = max(0, first[0]-m_offset[0]);
433        const int first1 = max(0, first[1]-m_offset[1]);
434        const int first2 = max(0, first[2]-m_offset[2]);
435        // indices to first value in file
436        const int idx0 = max(0, m_offset[0]-first[0]);
437        const int idx1 = max(0, m_offset[1]-first[1]);
438        const int idx2 = max(0, m_offset[2]-first[2]);
439        // number of values to read
440        const int num0 = min(numValues[0]-idx0, myN0-first0);
441        const int num1 = min(numValues[1]-idx1, myN1-first1);
442        const int num2 = min(numValues[2]-idx2, myN2-first2);
443    
444        out.requireWrite();
445        vector<float> values(num0*numComp);
446        const int dpp = out.getNumDataPointsPerSample();
447    
448        for (index_t z=0; z<num2; z++) {
449            for (index_t y=0; y<num1; y++) {
450                const int fileofs = numComp*(idx0+(idx1+y)*numValues[0]+(idx2+z)*numValues[0]*numValues[1]);
451                f.seekg(fileofs*sizeof(float));
452                f.read((char*)&values[0], num0*numComp*sizeof(float));
453    
454                for (index_t x=0; x<num0; x++) {
455                    const int baseIndex = first0+x*multiplier[0]
456                                            +(first1+y*multiplier[1])*myN0
457                                            +(first2+z*multiplier[2])*myN0*myN1;
458                    for (index_t m2=0; m2<multiplier[2]; m2++) {
459                        for (index_t m1=0; m1<multiplier[1]; m1++) {
460                            for (index_t m0=0; m0<multiplier[0]; m0++) {
461                                const int dataIndex = baseIndex+m0
462                                               +m1*myN0
463                                               +m2*myN0*myN1;
464                                double* dest = out.getSampleDataRW(dataIndex);
465                                for (index_t c=0; c<numComp; c++) {
466                                    if (!std::isnan(values[x*numComp+c])) {
467                                        for (index_t q=0; q<dpp; q++) {
468                                            *dest++ = static_cast<double>(values[x*numComp+c]);
469                                        }
470                                    }
471                                }
472                            }
473                        }
474                    }
475                }
476            }
477        }
478    
479        f.close();
480    }
481    
482    void Brick::writeBinaryGrid(const escript::Data& in, string filename,
483                                int byteOrder, int dataType) const
484    {
485        // the mapping is not universally correct but should work on our
486        // supported platforms
487        switch (dataType) {
488            case DATATYPE_INT32:
489                writeBinaryGridImpl<int>(in, filename, byteOrder);
490                break;
491            case DATATYPE_FLOAT32:
492                writeBinaryGridImpl<float>(in, filename, byteOrder);
493                break;
494            case DATATYPE_FLOAT64:
495                writeBinaryGridImpl<double>(in, filename, byteOrder);
496                break;
497            default:
498                throw RipleyException("writeBinaryGrid(): invalid or unsupported datatype");
499        }
500    }
501    
502    template<typename ValueType>
503    void Brick::writeBinaryGridImpl(const escript::Data& in,
504                                    const string& filename, int byteOrder) const
505    {
506        // check function space and determine number of points
507        int myN0, myN1, myN2;
508        int totalN0, totalN1, totalN2;
509        if (in.getFunctionSpace().getTypeCode() == Nodes) {
510            myN0 = m_NN[0];
511            myN1 = m_NN[1];
512            myN2 = m_NN[2];
513            totalN0 = m_gNE[0]+1;
514            totalN1 = m_gNE[1]+1;
515            totalN2 = m_gNE[2]+1;
516        } else if (in.getFunctionSpace().getTypeCode() == Elements ||
517                    in.getFunctionSpace().getTypeCode() == ReducedElements) {
518            myN0 = m_NE[0];
519            myN1 = m_NE[1];
520            myN2 = m_NE[2];
521            totalN0 = m_gNE[0];
522            totalN1 = m_gNE[1];
523            totalN2 = m_gNE[2];
524        } else
525            throw RipleyException("writeBinaryGrid(): invalid function space of data object");
526    
527        const int numComp = in.getDataPointSize();
528        const int dpp = in.getNumDataPointsPerSample();
529        const int fileSize = sizeof(ValueType)*numComp*dpp*totalN0*totalN1*totalN2;
530    
531        if (numComp > 1 || dpp > 1)
532            throw RipleyException("writeBinaryGrid(): only scalar, single-value data supported");
533    
534        escript::Data* _in = const_cast<escript::Data*>(&in);
535    
536        // from here on we know that each sample consists of one value
537        FileWriter* fw = new FileWriter();
538        fw->openFile(filename, fileSize);
539        MPIBarrier();
540    
541        for (index_t z=0; z<myN2; z++) {
542            for (index_t y=0; y<myN1; y++) {
543                const int fileofs = (m_offset[0]+(m_offset[1]+y)*totalN0
544                                    +(m_offset[2]+z)*totalN0*totalN1)*sizeof(ValueType);
545                ostringstream oss;
546    
547                for (index_t x=0; x<myN0; x++) {
548                    const double* sample = _in->getSampleDataRO(z*myN0*myN1+y*myN0+x);
549                    ValueType fvalue = static_cast<ValueType>(*sample);
550                    if (byteOrder == BYTEORDER_NATIVE) {
551                        oss.write((char*)&fvalue, sizeof(fvalue));
552                    } else {
553                        char* value = reinterpret_cast<char*>(&fvalue);
554                        oss.write(byte_swap32(value), sizeof(fvalue));
555                    }
556                }
557                fw->writeAt(oss, fileofs);
558            }
559        }
560        fw->close();
561    }
562    
563  void Brick::dump(const string& fileName) const  void Brick::dump(const string& fileName) const
564  {  {
565  #if USE_SILO  #if USE_SILO
# Line 91  void Brick::dump(const string& fileName) Line 568  void Brick::dump(const string& fileName)
568          fn+=".silo";          fn+=".silo";
569      }      }
570    
     const int NUM_SILO_FILES = 1;  
     const char* blockDirFmt = "/block%04d";  
571      int driver=DB_HDF5;          int driver=DB_HDF5;    
572      string siloPath;      string siloPath;
573      DBfile* dbfile = NULL;      DBfile* dbfile = NULL;
574    
575  #ifdef ESYS_MPI  #ifdef ESYS_MPI
576      PMPIO_baton_t* baton = NULL;      PMPIO_baton_t* baton = NULL;
577        const int NUM_SILO_FILES = 1;
578        const char* blockDirFmt = "/block%04d";
579  #endif  #endif
580    
581      if (m_mpiInfo->size > 1) {      if (m_mpiInfo->size > 1) {
# Line 143  void Brick::dump(const string& fileName) Line 620  void Brick::dump(const string& fileName)
620      }      }
621      */      */
622    
623      boost::scoped_ptr<double> x(new double[m_N0]);      boost::scoped_ptr<double> x(new double[m_NN[0]]);
624      boost::scoped_ptr<double> y(new double[m_N1]);      boost::scoped_ptr<double> y(new double[m_NN[1]]);
625      boost::scoped_ptr<double> z(new double[m_N2]);      boost::scoped_ptr<double> z(new double[m_NN[2]]);
626      double* coords[3] = { x.get(), y.get(), z.get() };      double* coords[3] = { x.get(), y.get(), z.get() };
627  #pragma omp parallel  #pragma omp parallel
628      {      {
629  #pragma omp for  #pragma omp for
630          for (dim_t i0 = 0; i0 < m_N0; i0++) {          for (dim_t i0 = 0; i0 < m_NN[0]; i0++) {
631              coords[0][i0]=(m_l0*(i0+m_offset0))/m_gNE0;              coords[0][i0]=getLocalCoordinate(i0, 0);
632          }          }
633  #pragma omp for  #pragma omp for
634          for (dim_t i1 = 0; i1 < m_N1; i1++) {          for (dim_t i1 = 0; i1 < m_NN[1]; i1++) {
635              coords[1][i1]=(m_l1*(i1+m_offset1))/m_gNE1;              coords[1][i1]=getLocalCoordinate(i1, 1);
636          }          }
637  #pragma omp for  #pragma omp for
638          for (dim_t i2 = 0; i2 < m_N2; i2++) {          for (dim_t i2 = 0; i2 < m_NN[2]; i2++) {
639              coords[2][i2]=(m_l2*(i2+m_offset2))/m_gNE2;              coords[2][i2]=getLocalCoordinate(i2, 2);
640          }          }
641      }      }
642      int dims[] = { m_N0, m_N1, m_N2 };      int* dims = const_cast<int*>(getNumNodesPerDim());
643    
644        // write mesh
645      DBPutQuadmesh(dbfile, "mesh", NULL, coords, dims, 3, DB_DOUBLE,      DBPutQuadmesh(dbfile, "mesh", NULL, coords, dims, 3, DB_DOUBLE,
646              DB_COLLINEAR, NULL);              DB_COLLINEAR, NULL);
647    
648      DBPutQuadvar1(dbfile, "nodeId", "mesh", (void*)&m_nodeId[0], dims, 3, NULL, 0,      // write node ids
649              DB_INT, DB_NODECENT, NULL);      DBPutQuadvar1(dbfile, "nodeId", "mesh", (void*)&m_nodeId[0], dims, 3,
650                NULL, 0, DB_INT, DB_NODECENT, NULL);
651    
652        // write element ids
653        dims = const_cast<int*>(getNumElementsPerDim());
654        DBPutQuadvar1(dbfile, "elementId", "mesh", (void*)&m_elementId[0],
655                dims, 3, NULL, 0, DB_INT, DB_ZONECENT, NULL);
656    
657        // rank 0 writes multimesh and multivar
658      if (m_mpiInfo->rank == 0) {      if (m_mpiInfo->rank == 0) {
659          vector<string> tempstrings;          vector<string> tempstrings;
660          vector<char*> names;          vector<char*> names;
# Line 193  void Brick::dump(const string& fileName) Line 679  void Brick::dump(const string& fileName)
679          types.assign(m_mpiInfo->size, DB_QUADVAR);          types.assign(m_mpiInfo->size, DB_QUADVAR);
680          DBPutMultivar(dbfile, "nodeId", m_mpiInfo->size, &names[0],          DBPutMultivar(dbfile, "nodeId", m_mpiInfo->size, &names[0],
681                 &types[0], NULL);                 &types[0], NULL);
682            tempstrings.clear();
683            names.clear();
684            for (dim_t i=0; i<m_mpiInfo->size; i++) {
685                stringstream path;
686                path << "/block" << setw(4) << setfill('0') << right << i << "/elementId";
687                tempstrings.push_back(path.str());
688                names.push_back((char*)tempstrings.back().c_str());
689            }
690            DBPutMultivar(dbfile, "elementId", m_mpiInfo->size, &names[0],
691                   &types[0], NULL);
692      }      }
693    
694      if (m_mpiInfo->size > 1) {      if (m_mpiInfo->size > 1) {
# Line 205  void Brick::dump(const string& fileName) Line 701  void Brick::dump(const string& fileName)
701      }      }
702    
703  #else // USE_SILO  #else // USE_SILO
704      throw RipleyException("dump(): no Silo support");      throw RipleyException("dump: no Silo support");
705  #endif  #endif
706  }  }
707    
708  const int* Brick::borrowSampleReferenceIDs(int fsType) const  const int* Brick::borrowSampleReferenceIDs(int fsType) const
709  {  {
710      if (fsType == Nodes)      switch (fsType) {
711          return &m_nodeId[0];          case Nodes:
712            case ReducedNodes: //FIXME: reduced
713                return &m_nodeId[0];
714            case DegreesOfFreedom:
715            case ReducedDegreesOfFreedom: //FIXME: reduced
716                return &m_dofId[0];
717            case Elements:
718            case ReducedElements:
719                return &m_elementId[0];
720            case FaceElements:
721            case ReducedFaceElements:
722                return &m_faceId[0];
723            default:
724                break;
725        }
726    
727      throw RipleyException("borrowSampleReferenceIDs() only implemented for Nodes");      stringstream msg;
728        msg << "borrowSampleReferenceIDs: invalid function space type "<<fsType;
729        throw RipleyException(msg.str());
730  }  }
731    
732  bool Brick::ownSample(int fsCode, index_t id) const  bool Brick::ownSample(int fsType, index_t id) const
733  {  {
734  #ifdef ESYS_MPI      if (getMPISize()==1)
735      if (fsCode == Nodes) {          return true;
736          const index_t myFirst=getNumNodes()*m_mpiInfo->rank;  
737          const index_t myLast=getNumNodes()*(m_mpiInfo->rank+1)-1;      switch (fsType) {
738          return (m_nodeId[id]>=myFirst && m_nodeId[id]<=myLast);          case Nodes:
739      } else          case ReducedNodes: //FIXME: reduced
740          throw RipleyException("ownSample() only implemented for Nodes");              return (m_dofMap[id] < getNumDOF());
741  #else          case DegreesOfFreedom:
742      return true;          case ReducedDegreesOfFreedom:
743  #endif              return true;
744            case Elements:
745            case ReducedElements:
746                {
747                    // check ownership of element's _last_ node
748                    const index_t x=id%m_NE[0] + 1;
749                    const index_t y=id%(m_NE[0]*m_NE[1])/m_NE[0] + 1;
750                    const index_t z=id/(m_NE[0]*m_NE[1]) + 1;
751                    return (m_dofMap[x + m_NN[0]*y + m_NN[0]*m_NN[1]*z] < getNumDOF());
752                }
753            case FaceElements:
754            case ReducedFaceElements:
755                {
756                    // check ownership of face element's last node
757                    dim_t n=0;
758                    for (size_t i=0; i<6; i++) {
759                        n+=m_faceCount[i];
760                        if (id<n) {
761                            const index_t j=id-n+m_faceCount[i];
762                            if (i>=4) { // front or back
763                                const index_t first=(i==4 ? 0 : m_NN[0]*m_NN[1]*(m_NN[2]-1));
764                                return (m_dofMap[first+j%m_NE[0]+1+(j/m_NE[0]+1)*m_NN[0]] < getNumDOF());
765                            } else if (i>=2) { // bottom or top
766                                const index_t first=(i==2 ? 0 : m_NN[0]*(m_NN[1]-1));
767                                return (m_dofMap[first+j%m_NE[0]+1+(j/m_NE[0]+1)*m_NN[0]*m_NN[1]] < getNumDOF());
768                            } else { // left or right
769                                const index_t first=(i==0 ? 0 : m_NN[0]-1);
770                                return (m_dofMap[first+(j%m_NE[1]+1)*m_NN[0]+(j/m_NE[1]+1)*m_NN[0]*m_NN[1]] < getNumDOF());
771                            }
772                        }
773                    }
774                    return false;
775                }
776            default:
777                break;
778        }
779    
780        stringstream msg;
781        msg << "ownSample: invalid function space type " << fsType;
782        throw RipleyException(msg.str());
783  }  }
784    
785  void Brick::interpolateOnDomain(escript::Data& target,  void Brick::setToNormal(escript::Data& out) const
                                 const escript::Data& in) const  
786  {  {
787      const Brick& inDomain=dynamic_cast<const Brick&>(*(in.getFunctionSpace().getDomain()));      if (out.getFunctionSpace().getTypeCode() == FaceElements) {
788      const Brick& targetDomain=dynamic_cast<const Brick&>(*(target.getFunctionSpace().getDomain()));          out.requireWrite();
789      if (inDomain != *this)  #pragma omp parallel
790          throw RipleyException("Illegal domain of interpolant");          {
791      if (targetDomain != *this)              if (m_faceOffset[0] > -1) {
792          throw RipleyException("Illegal domain of interpolation target");  #pragma omp for nowait
793                    for (index_t k2 = 0; k2 < m_NE[2]; ++k2) {
794                        for (index_t k1 = 0; k1 < m_NE[1]; ++k1) {
795                            double* o = out.getSampleDataRW(m_faceOffset[0]+INDEX2(k1,k2,m_NE[1]));
796                            // set vector at four quadrature points
797                            *o++ = -1.; *o++ = 0.; *o++ = 0.;
798                            *o++ = -1.; *o++ = 0.; *o++ = 0.;
799                            *o++ = -1.; *o++ = 0.; *o++ = 0.;
800                            *o++ = -1.; *o++ = 0.; *o = 0.;
801                        }
802                    }
803                }
804    
805                if (m_faceOffset[1] > -1) {
806    #pragma omp for nowait
807                    for (index_t k2 = 0; k2 < m_NE[2]; ++k2) {
808                        for (index_t k1 = 0; k1 < m_NE[1]; ++k1) {
809                            double* o = out.getSampleDataRW(m_faceOffset[1]+INDEX2(k1,k2,m_NE[1]));
810                            // set vector at four quadrature points
811                            *o++ = 1.; *o++ = 0.; *o++ = 0.;
812                            *o++ = 1.; *o++ = 0.; *o++ = 0.;
813                            *o++ = 1.; *o++ = 0.; *o++ = 0.;
814                            *o++ = 1.; *o++ = 0.; *o = 0.;
815                        }
816                    }
817                }
818    
819                if (m_faceOffset[2] > -1) {
820    #pragma omp for nowait
821                    for (index_t k2 = 0; k2 < m_NE[2]; ++k2) {
822                        for (index_t k0 = 0; k0 < m_NE[0]; ++k0) {
823                            double* o = out.getSampleDataRW(m_faceOffset[2]+INDEX2(k0,k2,m_NE[0]));
824                            // set vector at four quadrature points
825                            *o++ = 0.; *o++ = -1.; *o++ = 0.;
826                            *o++ = 0.; *o++ = -1.; *o++ = 0.;
827                            *o++ = 0.; *o++ = -1.; *o++ = 0.;
828                            *o++ = 0.; *o++ = -1.; *o = 0.;
829                        }
830                    }
831                }
832    
833                if (m_faceOffset[3] > -1) {
834    #pragma omp for nowait
835                    for (index_t k2 = 0; k2 < m_NE[2]; ++k2) {
836                        for (index_t k0 = 0; k0 < m_NE[0]; ++k0) {
837                            double* o = out.getSampleDataRW(m_faceOffset[3]+INDEX2(k0,k2,m_NE[0]));
838                            // set vector at four quadrature points
839                            *o++ = 0.; *o++ = 1.; *o++ = 0.;
840                            *o++ = 0.; *o++ = 1.; *o++ = 0.;
841                            *o++ = 0.; *o++ = 1.; *o++ = 0.;
842                            *o++ = 0.; *o++ = 1.; *o = 0.;
843                        }
844                    }
845                }
846    
847                if (m_faceOffset[4] > -1) {
848    #pragma omp for nowait
849                    for (index_t k1 = 0; k1 < m_NE[1]; ++k1) {
850                        for (index_t k0 = 0; k0 < m_NE[0]; ++k0) {
851                            double* o = out.getSampleDataRW(m_faceOffset[4]+INDEX2(k0,k1,m_NE[0]));
852                            // set vector at four quadrature points
853                            *o++ = 0.; *o++ = 0.; *o++ = -1.;
854                            *o++ = 0.; *o++ = 0.; *o++ = -1.;
855                            *o++ = 0.; *o++ = 0.; *o++ = -1.;
856                            *o++ = 0.; *o++ = 0.; *o = -1.;
857                        }
858                    }
859                }
860    
861                if (m_faceOffset[5] > -1) {
862    #pragma omp for nowait
863                    for (index_t k1 = 0; k1 < m_NE[1]; ++k1) {
864                        for (index_t k0 = 0; k0 < m_NE[0]; ++k0) {
865                            double* o = out.getSampleDataRW(m_faceOffset[5]+INDEX2(k0,k1,m_NE[0]));
866                            // set vector at four quadrature points
867                            *o++ = 0.; *o++ = 0.; *o++ = 1.;
868                            *o++ = 0.; *o++ = 0.; *o++ = 1.;
869                            *o++ = 0.; *o++ = 0.; *o++ = 1.;
870                            *o++ = 0.; *o++ = 0.; *o = 1.;
871                        }
872                    }
873                }
874            } // end of parallel section
875        } else if (out.getFunctionSpace().getTypeCode() == ReducedFaceElements) {
876            out.requireWrite();
877    #pragma omp parallel
878            {
879                if (m_faceOffset[0] > -1) {
880    #pragma omp for nowait
881                    for (index_t k2 = 0; k2 < m_NE[2]; ++k2) {
882                        for (index_t k1 = 0; k1 < m_NE[1]; ++k1) {
883                            double* o = out.getSampleDataRW(m_faceOffset[0]+INDEX2(k1,k2,m_NE[1]));
884                            *o++ = -1.;
885                            *o++ = 0.;
886                            *o = 0.;
887                        }
888                    }
889                }
890    
891                if (m_faceOffset[1] > -1) {
892    #pragma omp for nowait
893                    for (index_t k2 = 0; k2 < m_NE[2]; ++k2) {
894                        for (index_t k1 = 0; k1 < m_NE[1]; ++k1) {
895                            double* o = out.getSampleDataRW(m_faceOffset[1]+INDEX2(k1,k2,m_NE[1]));
896                            *o++ = 1.;
897                            *o++ = 0.;
898                            *o = 0.;
899                        }
900                    }
901                }
902    
903                if (m_faceOffset[2] > -1) {
904    #pragma omp for nowait
905                    for (index_t k2 = 0; k2 < m_NE[2]; ++k2) {
906                        for (index_t k0 = 0; k0 < m_NE[0]; ++k0) {
907                            double* o = out.getSampleDataRW(m_faceOffset[2]+INDEX2(k0,k2,m_NE[0]));
908                            *o++ = 0.;
909                            *o++ = -1.;
910                            *o = 0.;
911                        }
912                    }
913                }
914    
915      throw RipleyException("interpolateOnDomain() not implemented");              if (m_faceOffset[3] > -1) {
916    #pragma omp for nowait
917                    for (index_t k2 = 0; k2 < m_NE[2]; ++k2) {
918                        for (index_t k0 = 0; k0 < m_NE[0]; ++k0) {
919                            double* o = out.getSampleDataRW(m_faceOffset[3]+INDEX2(k0,k2,m_NE[0]));
920                            *o++ = 0.;
921                            *o++ = 1.;
922                            *o = 0.;
923                        }
924                    }
925                }
926    
927                if (m_faceOffset[4] > -1) {
928    #pragma omp for nowait
929                    for (index_t k1 = 0; k1 < m_NE[1]; ++k1) {
930                        for (index_t k0 = 0; k0 < m_NE[0]; ++k0) {
931                            double* o = out.getSampleDataRW(m_faceOffset[4]+INDEX2(k0,k1,m_NE[0]));
932                            *o++ = 0.;
933                            *o++ = 0.;
934                            *o = -1.;
935                        }
936                    }
937                }
938    
939                if (m_faceOffset[5] > -1) {
940    #pragma omp for nowait
941                    for (index_t k1 = 0; k1 < m_NE[1]; ++k1) {
942                        for (index_t k0 = 0; k0 < m_NE[0]; ++k0) {
943                            double* o = out.getSampleDataRW(m_faceOffset[5]+INDEX2(k0,k1,m_NE[0]));
944                            *o++ = 0.;
945                            *o++ = 0.;
946                            *o = 1.;
947                        }
948                    }
949                }
950            } // end of parallel section
951    
952        } else {
953            stringstream msg;
954            msg << "setToNormal: invalid function space type "
955                << out.getFunctionSpace().getTypeCode();
956            throw RipleyException(msg.str());
957        }
958  }  }
959    
960  Paso_SystemMatrixPattern* Brick::getPattern(bool reducedRowOrder,  void Brick::setToSize(escript::Data& out) const
                                             bool reducedColOrder) const  
961  {  {
962      if (reducedRowOrder || reducedColOrder)      if (out.getFunctionSpace().getTypeCode() == Elements
963          throw RipleyException("getPattern() not implemented for reduced order");              || out.getFunctionSpace().getTypeCode() == ReducedElements) {
964            out.requireWrite();
965            const dim_t numQuad=out.getNumDataPointsPerSample();
966            const double size=sqrt(m_dx[0]*m_dx[0]+m_dx[1]*m_dx[1]+m_dx[2]*m_dx[2]);
967    #pragma omp parallel for
968            for (index_t k = 0; k < getNumElements(); ++k) {
969                double* o = out.getSampleDataRW(k);
970                fill(o, o+numQuad, size);
971            }
972        } else if (out.getFunctionSpace().getTypeCode() == FaceElements
973                || out.getFunctionSpace().getTypeCode() == ReducedFaceElements) {
974            out.requireWrite();
975            const dim_t numQuad=out.getNumDataPointsPerSample();
976    #pragma omp parallel
977            {
978                if (m_faceOffset[0] > -1) {
979                    const double size=min(m_dx[1],m_dx[2]);
980    #pragma omp for nowait
981                    for (index_t k2 = 0; k2 < m_NE[2]; ++k2) {
982                        for (index_t k1 = 0; k1 < m_NE[1]; ++k1) {
983                            double* o = out.getSampleDataRW(m_faceOffset[0]+INDEX2(k1,k2,m_NE[1]));
984                            fill(o, o+numQuad, size);
985                        }
986                    }
987                }
988    
989                if (m_faceOffset[1] > -1) {
990                    const double size=min(m_dx[1],m_dx[2]);
991    #pragma omp for nowait
992                    for (index_t k2 = 0; k2 < m_NE[2]; ++k2) {
993                        for (index_t k1 = 0; k1 < m_NE[1]; ++k1) {
994                            double* o = out.getSampleDataRW(m_faceOffset[1]+INDEX2(k1,k2,m_NE[1]));
995                            fill(o, o+numQuad, size);
996                        }
997                    }
998                }
999    
1000                if (m_faceOffset[2] > -1) {
1001                    const double size=min(m_dx[0],m_dx[2]);
1002    #pragma omp for nowait
1003                    for (index_t k2 = 0; k2 < m_NE[2]; ++k2) {
1004                        for (index_t k0 = 0; k0 < m_NE[0]; ++k0) {
1005                            double* o = out.getSampleDataRW(m_faceOffset[2]+INDEX2(k0,k2,m_NE[0]));
1006                            fill(o, o+numQuad, size);
1007                        }
1008                    }
1009                }
1010    
1011      throw RipleyException("getPattern() not implemented");              if (m_faceOffset[3] > -1) {
1012                    const double size=min(m_dx[0],m_dx[2]);
1013    #pragma omp for nowait
1014                    for (index_t k2 = 0; k2 < m_NE[2]; ++k2) {
1015                        for (index_t k0 = 0; k0 < m_NE[0]; ++k0) {
1016                            double* o = out.getSampleDataRW(m_faceOffset[3]+INDEX2(k0,k2,m_NE[0]));
1017                            fill(o, o+numQuad, size);
1018                        }
1019                    }
1020                }
1021    
1022                if (m_faceOffset[4] > -1) {
1023                    const double size=min(m_dx[0],m_dx[1]);
1024    #pragma omp for nowait
1025                    for (index_t k1 = 0; k1 < m_NE[1]; ++k1) {
1026                        for (index_t k0 = 0; k0 < m_NE[0]; ++k0) {
1027                            double* o = out.getSampleDataRW(m_faceOffset[4]+INDEX2(k0,k1,m_NE[0]));
1028                            fill(o, o+numQuad, size);
1029                        }
1030                    }
1031                }
1032    
1033                if (m_faceOffset[5] > -1) {
1034                    const double size=min(m_dx[0],m_dx[1]);
1035    #pragma omp for nowait
1036                    for (index_t k1 = 0; k1 < m_NE[1]; ++k1) {
1037                        for (index_t k0 = 0; k0 < m_NE[0]; ++k0) {
1038                            double* o = out.getSampleDataRW(m_faceOffset[5]+INDEX2(k0,k1,m_NE[0]));
1039                            fill(o, o+numQuad, size);
1040                        }
1041                    }
1042                }
1043            } // end of parallel section
1044    
1045        } else {
1046            stringstream msg;
1047            msg << "setToSize: invalid function space type "
1048                << out.getFunctionSpace().getTypeCode();
1049            throw RipleyException(msg.str());
1050        }
1051  }  }
1052    
1053  void Brick::Print_Mesh_Info(const bool full) const  void Brick::Print_Mesh_Info(const bool full) const
# Line 262  void Brick::Print_Mesh_Info(const bool f Line 1059  void Brick::Print_Mesh_Info(const bool f
1059          cout.setf(ios::scientific, ios::floatfield);          cout.setf(ios::scientific, ios::floatfield);
1060          for (index_t i=0; i < getNumNodes(); i++) {          for (index_t i=0; i < getNumNodes(); i++) {
1061              cout << "  " << setw(5) << m_nodeId[i]              cout << "  " << setw(5) << m_nodeId[i]
1062                  << "  " << (m_l0*(i%m_N0+m_offset0))/m_gNE0                  << "  " << getLocalCoordinate(i%m_NN[0], 0)
1063                  << "  " << (m_l1*(i%(m_N0*m_N1)/m_N0+m_offset1))/m_gNE1                  << "  " << getLocalCoordinate(i%(m_NN[0]*m_NN[1])/m_NN[0], 1)
1064                  << "  " << (m_l2*(i/(m_N0*m_N1)+m_offset2))/m_gNE2 << endl;                  << "  " << getLocalCoordinate(i/(m_NN[0]*m_NN[1]), 2) << endl;
1065          }          }
1066      }      }
1067  }  }
1068    
 //protected  
 dim_t Brick::getNumFaceElements() const  
 {  
     dim_t n=0;  
     //left  
     if (m_offset0==0)  
         n+=m_NE1*m_NE2;  
     //right  
     if (m_mpiInfo->rank%m_NX==m_NX-1)  
         n+=m_NE1*m_NE2;  
     //bottom  
     if (m_offset1==0)  
         n+=m_NE0*m_NE2;  
     //top  
     if (m_mpiInfo->rank%(m_NX*m_NY)/m_NX==m_NY-1)  
         n+=m_NE0*m_NE2;  
     //front  
     if (m_offset2==0)  
         n+=m_NE0*m_NE1;  
     //back  
     if (m_mpiInfo->rank/(m_NX*m_NY)==m_NZ-1)  
         n+=m_NE0*m_NE1;  
   
     return n;  
 }  
1069    
1070  //protected  //protected
1071  void Brick::assembleCoordinates(escript::Data& arg) const  void Brick::assembleCoordinates(escript::Data& arg) const
# Line 307  void Brick::assembleCoordinates(escript: Line 1079  void Brick::assembleCoordinates(escript:
1079    
1080      arg.requireWrite();      arg.requireWrite();
1081  #pragma omp parallel for  #pragma omp parallel for
1082      for (dim_t i2 = 0; i2 < m_N2; i2++) {      for (dim_t i2 = 0; i2 < m_NN[2]; i2++) {
1083          for (dim_t i1 = 0; i1 < m_N1; i1++) {          for (dim_t i1 = 0; i1 < m_NN[1]; i1++) {
1084              for (dim_t i0 = 0; i0 < m_N0; i0++) {              for (dim_t i0 = 0; i0 < m_NN[0]; i0++) {
1085                  double* point = arg.getSampleDataRW(i0+m_N0*i1+m_N0*m_N1*i2);                  double* point = arg.getSampleDataRW(i0+m_NN[0]*i1+m_NN[0]*m_NN[1]*i2);
1086                  point[0] = (m_l0*(i0+m_offset0))/m_gNE0;                  point[0] = getLocalCoordinate(i0, 0);
1087                  point[1] = (m_l1*(i1+m_offset1))/m_gNE1;                  point[1] = getLocalCoordinate(i1, 1);
1088                  point[2] = (m_l2*(i2+m_offset2))/m_gNE2;                  point[2] = getLocalCoordinate(i2, 2);
1089                }
1090            }
1091        }
1092    }
1093    
1094    //protected
1095    void Brick::assembleGradient(escript::Data& out, escript::Data& in) const
1096    {
1097        const dim_t numComp = in.getDataPointSize();
1098        const double C0 = .044658198738520451079;
1099        const double C1 = .16666666666666666667;
1100        const double C2 = .21132486540518711775;
1101        const double C3 = .25;
1102        const double C4 = .5;
1103        const double C5 = .62200846792814621559;
1104        const double C6 = .78867513459481288225;
1105    
1106        if (out.getFunctionSpace().getTypeCode() == Elements) {
1107            out.requireWrite();
1108    #pragma omp parallel
1109            {
1110                vector<double> f_000(numComp);
1111                vector<double> f_001(numComp);
1112                vector<double> f_010(numComp);
1113                vector<double> f_011(numComp);
1114                vector<double> f_100(numComp);
1115                vector<double> f_101(numComp);
1116                vector<double> f_110(numComp);
1117                vector<double> f_111(numComp);
1118    #pragma omp for
1119                for (index_t k2=0; k2 < m_NE[2]; ++k2) {
1120                    for (index_t k1=0; k1 < m_NE[1]; ++k1) {
1121                        for (index_t k0=0; k0 < m_NE[0]; ++k0) {
1122                            memcpy(&f_000[0], in.getSampleDataRO(INDEX3(k0,k1,k2, m_NN[0],m_NN[1])), numComp*sizeof(double));
1123                            memcpy(&f_001[0], in.getSampleDataRO(INDEX3(k0,k1,k2+1, m_NN[0],m_NN[1])), numComp*sizeof(double));
1124                            memcpy(&f_010[0], in.getSampleDataRO(INDEX3(k0,k1+1,k2, m_NN[0],m_NN[1])), numComp*sizeof(double));
1125                            memcpy(&f_011[0], in.getSampleDataRO(INDEX3(k0,k1+1,k2+1, m_NN[0],m_NN[1])), numComp*sizeof(double));
1126                            memcpy(&f_100[0], in.getSampleDataRO(INDEX3(k0+1,k1,k2, m_NN[0],m_NN[1])), numComp*sizeof(double));
1127                            memcpy(&f_101[0], in.getSampleDataRO(INDEX3(k0+1,k1,k2+1, m_NN[0],m_NN[1])), numComp*sizeof(double));
1128                            memcpy(&f_110[0], in.getSampleDataRO(INDEX3(k0+1,k1+1,k2, m_NN[0],m_NN[1])), numComp*sizeof(double));
1129                            memcpy(&f_111[0], in.getSampleDataRO(INDEX3(k0+1,k1+1,k2+1, m_NN[0],m_NN[1])), numComp*sizeof(double));
1130                            double* o = out.getSampleDataRW(INDEX3(k0,k1,k2,m_NE[0],m_NE[1]));
1131                            for (index_t i=0; i < numComp; ++i) {
1132                                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];
1133                                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];
1134                                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];
1135                                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];
1136                                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];
1137                                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];
1138                                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];
1139                                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];
1140                                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];
1141                                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];
1142                                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];
1143                                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];
1144                                o[INDEX3(i,0,0,numComp,3)] = V0;
1145                                o[INDEX3(i,1,0,numComp,3)] = V4;
1146                                o[INDEX3(i,2,0,numComp,3)] = V8;
1147                                o[INDEX3(i,0,1,numComp,3)] = V0;
1148                                o[INDEX3(i,1,1,numComp,3)] = V5;
1149                                o[INDEX3(i,2,1,numComp,3)] = V9;
1150                                o[INDEX3(i,0,2,numComp,3)] = V1;
1151                                o[INDEX3(i,1,2,numComp,3)] = V4;
1152                                o[INDEX3(i,2,2,numComp,3)] = V10;
1153                                o[INDEX3(i,0,3,numComp,3)] = V1;
1154                                o[INDEX3(i,1,3,numComp,3)] = V5;
1155                                o[INDEX3(i,2,3,numComp,3)] = V11;
1156                                o[INDEX3(i,0,4,numComp,3)] = V2;
1157                                o[INDEX3(i,1,4,numComp,3)] = V6;
1158                                o[INDEX3(i,2,4,numComp,3)] = V8;
1159                                o[INDEX3(i,0,5,numComp,3)] = V2;
1160                                o[INDEX3(i,1,5,numComp,3)] = V7;
1161                                o[INDEX3(i,2,5,numComp,3)] = V9;
1162                                o[INDEX3(i,0,6,numComp,3)] = V3;
1163                                o[INDEX3(i,1,6,numComp,3)] = V6;
1164                                o[INDEX3(i,2,6,numComp,3)] = V10;
1165                                o[INDEX3(i,0,7,numComp,3)] = V3;
1166                                o[INDEX3(i,1,7,numComp,3)] = V7;
1167                                o[INDEX3(i,2,7,numComp,3)] = V11;
1168                            } // end of component loop i
1169                        } // end of k0 loop
1170                    } // end of k1 loop
1171                } // end of k2 loop
1172            } // end of parallel section
1173        } else if (out.getFunctionSpace().getTypeCode() == ReducedElements) {
1174            out.requireWrite();
1175    #pragma omp parallel
1176            {
1177                vector<double> f_000(numComp);
1178                vector<double> f_001(numComp);
1179                vector<double> f_010(numComp);
1180                vector<double> f_011(numComp);
1181                vector<double> f_100(numComp);
1182                vector<double> f_101(numComp);
1183                vector<double> f_110(numComp);
1184                vector<double> f_111(numComp);
1185    #pragma omp for
1186                for (index_t k2=0; k2 < m_NE[2]; ++k2) {
1187                    for (index_t k1=0; k1 < m_NE[1]; ++k1) {
1188                        for (index_t k0=0; k0 < m_NE[0]; ++k0) {
1189                            memcpy(&f_000[0], in.getSampleDataRO(INDEX3(k0,k1,k2, m_NN[0],m_NN[1])), numComp*sizeof(double));
1190                            memcpy(&f_001[0], in.getSampleDataRO(INDEX3(k0,k1,k2+1, m_NN[0],m_NN[1])), numComp*sizeof(double));
1191                            memcpy(&f_010[0], in.getSampleDataRO(INDEX3(k0,k1+1,k2, m_NN[0],m_NN[1])), numComp*sizeof(double));
1192                            memcpy(&f_011[0], in.getSampleDataRO(INDEX3(k0,k1+1,k2+1, m_NN[0],m_NN[1])), numComp*sizeof(double));
1193                            memcpy(&f_100[0], in.getSampleDataRO(INDEX3(k0+1,k1,k2, m_NN[0],m_NN[1])), numComp*sizeof(double));
1194                            memcpy(&f_101[0], in.getSampleDataRO(INDEX3(k0+1,k1,k2+1, m_NN[0],m_NN[1])), numComp*sizeof(double));
1195                            memcpy(&f_110[0], in.getSampleDataRO(INDEX3(k0+1,k1+1,k2, m_NN[0],m_NN[1])), numComp*sizeof(double));
1196                            memcpy(&f_111[0], in.getSampleDataRO(INDEX3(k0+1,k1+1,k2+1, m_NN[0],m_NN[1])), numComp*sizeof(double));
1197                            double* o = out.getSampleDataRW(INDEX3(k0,k1,k2,m_NE[0],m_NE[1]));
1198                            for (index_t i=0; i < numComp; ++i) {
1199                                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];
1200                                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];
1201                                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];
1202                            } // end of component loop i
1203                        } // end of k0 loop
1204                    } // end of k1 loop
1205                } // end of k2 loop
1206            } // end of parallel section
1207        } else if (out.getFunctionSpace().getTypeCode() == FaceElements) {
1208            out.requireWrite();
1209    #pragma omp parallel
1210            {
1211                vector<double> f_000(numComp);
1212                vector<double> f_001(numComp);
1213                vector<double> f_010(numComp);
1214                vector<double> f_011(numComp);
1215                vector<double> f_100(numComp);
1216                vector<double> f_101(numComp);
1217                vector<double> f_110(numComp);
1218                vector<double> f_111(numComp);
1219                if (m_faceOffset[0] > -1) {
1220    #pragma omp for nowait
1221                    for (index_t k2=0; k2 < m_NE[2]; ++k2) {
1222                        for (index_t k1=0; k1 < m_NE[1]; ++k1) {
1223                            memcpy(&f_000[0], in.getSampleDataRO(INDEX3(0,k1,k2, m_NN[0],m_NN[1])), numComp*sizeof(double));
1224                            memcpy(&f_001[0], in.getSampleDataRO(INDEX3(0,k1,k2+1, m_NN[0],m_NN[1])), numComp*sizeof(double));
1225                            memcpy(&f_010[0], in.getSampleDataRO(INDEX3(0,k1+1,k2, m_NN[0],m_NN[1])), numComp*sizeof(double));
1226                            memcpy(&f_011[0], in.getSampleDataRO(INDEX3(0,k1+1,k2+1, m_NN[0],m_NN[1])), numComp*sizeof(double));
1227                            memcpy(&f_100[0], in.getSampleDataRO(INDEX3(1,k1,k2, m_NN[0],m_NN[1])), numComp*sizeof(double));
1228                            memcpy(&f_101[0], in.getSampleDataRO(INDEX3(1,k1,k2+1, m_NN[0],m_NN[1])), numComp*sizeof(double));
1229                            memcpy(&f_110[0], in.getSampleDataRO(INDEX3(1,k1+1,k2, m_NN[0],m_NN[1])), numComp*sizeof(double));
1230                            memcpy(&f_111[0], in.getSampleDataRO(INDEX3(1,k1+1,k2+1, m_NN[0],m_NN[1])), numComp*sizeof(double));
1231                            double* o = out.getSampleDataRW(m_faceOffset[0]+INDEX2(k1,k2,m_NE[1]));
1232                            for (index_t i=0; i < numComp; ++i) {
1233                                const double V0=((f_010[i]-f_000[i])*C6 + (f_011[i]-f_001[i])*C2) / m_dx[1];
1234                                const double V1=((f_010[i]-f_000[i])*C2 + (f_011[i]-f_001[i])*C6) / m_dx[1];
1235                                const double V2=((f_001[i]-f_000[i])*C6 + (f_010[i]-f_011[i])*C2) / m_dx[2];
1236                                const double V3=((f_001[i]-f_000[i])*C2 + (f_011[i]-f_010[i])*C6) / m_dx[2];
1237                                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];
1238                                o[INDEX3(i,1,0,numComp,3)] = V0;
1239                                o[INDEX3(i,2,0,numComp,3)] = V2;
1240                                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];
1241                                o[INDEX3(i,1,1,numComp,3)] = V0;
1242                                o[INDEX3(i,2,1,numComp,3)] = V3;
1243                                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];
1244                                o[INDEX3(i,1,2,numComp,3)] = V1;
1245                                o[INDEX3(i,2,2,numComp,3)] = V2;
1246                                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];
1247                                o[INDEX3(i,1,3,numComp,3)] = V1;
1248                                o[INDEX3(i,2,3,numComp,3)] = V3;
1249                            } // end of component loop i
1250                        } // end of k1 loop
1251                    } // end of k2 loop
1252                } // end of face 0
1253                if (m_faceOffset[1] > -1) {
1254    #pragma omp for nowait
1255                    for (index_t k2=0; k2 < m_NE[2]; ++k2) {
1256                        for (index_t k1=0; k1 < m_NE[1]; ++k1) {
1257                            memcpy(&f_000[0], in.getSampleDataRO(INDEX3(m_NN[0]-2,k1,k2, m_NN[0],m_NN[1])), numComp*sizeof(double));
1258                            memcpy(&f_001[0], in.getSampleDataRO(INDEX3(m_NN[0]-2,k1,k2+1, m_NN[0],m_NN[1])), numComp*sizeof(double));
1259                            memcpy(&f_010[0], in.getSampleDataRO(INDEX3(m_NN[0]-2,k1+1,k2, m_NN[0],m_NN[1])), numComp*sizeof(double));
1260                            memcpy(&f_011[0], in.getSampleDataRO(INDEX3(m_NN[0]-2,k1+1,k2+1, m_NN[0],m_NN[1])), numComp*sizeof(double));
1261                            memcpy(&f_100[0], in.getSampleDataRO(INDEX3(m_NN[0]-1,k1,k2, m_NN[0],m_NN[1])), numComp*sizeof(double));
1262                            memcpy(&f_101[0], in.getSampleDataRO(INDEX3(m_NN[0]-1,k1,k2+1, m_NN[0],m_NN[1])), numComp*sizeof(double));
1263                            memcpy(&f_110[0], in.getSampleDataRO(INDEX3(m_NN[0]-1,k1+1,k2, m_NN[0],m_NN[1])), numComp*sizeof(double));
1264                            memcpy(&f_111[0], in.getSampleDataRO(INDEX3(m_NN[0]-1,k1+1,k2+1, m_NN[0],m_NN[1])), numComp*sizeof(double));
1265                            double* o = out.getSampleDataRW(m_faceOffset[1]+INDEX2(k1,k2,m_NE[1]));
1266                            for (index_t i=0; i < numComp; ++i) {
1267                                const double V0=((f_110[i]-f_100[i])*C6 + (f_111[i]-f_101[i])*C2) / m_dx[1];
1268                                const double V1=((f_110[i]-f_100[i])*C2 + (f_111[i]-f_101[i])*C6) / m_dx[1];
1269                                const double V2=((f_101[i]-f_100[i])*C6 + (f_111[i]-f_110[i])*C2) / m_dx[2];
1270                                const double V3=((f_101[i]-f_100[i])*C2 + (f_111[i]-f_110[i])*C6) / m_dx[2];
1271                                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];
1272                                o[INDEX3(i,1,0,numComp,3)] = V0;
1273                                o[INDEX3(i,2,0,numComp,3)] = V2;
1274                                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];
1275                                o[INDEX3(i,1,1,numComp,3)] = V0;
1276                                o[INDEX3(i,2,1,numComp,3)] = V3;
1277                                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];
1278                                o[INDEX3(i,1,2,numComp,3)] = V1;
1279                                o[INDEX3(i,2,2,numComp,3)] = V2;
1280                                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];
1281                                o[INDEX3(i,1,3,numComp,3)] = V1;
1282                                o[INDEX3(i,2,3,numComp,3)] = V3;
1283                            } // end of component loop i
1284                        } // end of k1 loop
1285                    } // end of k2 loop
1286                } // end of face 1
1287                if (m_faceOffset[2] > -1) {
1288    #pragma omp for nowait
1289                    for (index_t k2=0; k2 < m_NE[2]; ++k2) {
1290                        for (index_t k0=0; k0 < m_NE[0]; ++k0) {
1291                            memcpy(&f_000[0], in.getSampleDataRO(INDEX3(k0,0,k2, m_NN[0],m_NN[1])), numComp*sizeof(double));
1292                            memcpy(&f_001[0], in.getSampleDataRO(INDEX3(k0,0,k2+1, m_NN[0],m_NN[1])), numComp*sizeof(double));
1293                            memcpy(&f_010[0], in.getSampleDataRO(INDEX3(k0,1,k2, m_NN[0],m_NN[1])), numComp*sizeof(double));
1294                            memcpy(&f_011[0], in.getSampleDataRO(INDEX3(k0,1,k2+1, m_NN[0],m_NN[1])), numComp*sizeof(double));
1295                            memcpy(&f_100[0], in.getSampleDataRO(INDEX3(k0+1,0,k2, m_NN[0],m_NN[1])), numComp*sizeof(double));
1296                            memcpy(&f_101[0], in.getSampleDataRO(INDEX3(k0+1,0,k2+1, m_NN[0],m_NN[1])), numComp*sizeof(double));
1297                            memcpy(&f_110[0], in.getSampleDataRO(INDEX3(k0+1,1,k2, m_NN[0],m_NN[1])), numComp*sizeof(double));
1298                            memcpy(&f_111[0], in.getSampleDataRO(INDEX3(k0+1,1,k2+1, m_NN[0],m_NN[1])), numComp*sizeof(double));
1299                            double* o = out.getSampleDataRW(m_faceOffset[2]+INDEX2(k0,k2,m_NE[0]));
1300                            for (index_t i=0; i < numComp; ++i) {
1301                                const double V0=((f_100[i]-f_000[i])*C6 + (f_101[i]-f_001[i])*C2) / m_dx[0];
1302                                const double V1=((f_001[i]-f_000[i])*C6 + (f_101[i]-f_100[i])*C2) / m_dx[2];
1303                                const double V2=((f_001[i]-f_000[i])*C2 + (f_101[i]-f_100[i])*C6) / m_dx[2];
1304                                o[INDEX3(i,0,0,numComp,3)] = V0;
1305                                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];
1306                                o[INDEX3(i,2,0,numComp,3)] = V1;
1307                                o[INDEX3(i,0,1,numComp,3)] = V0;
1308                                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];
1309                                o[INDEX3(i,2,1,numComp,3)] = V2;
1310                                o[INDEX3(i,0,2,numComp,3)] = V0;
1311                                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];
1312                                o[INDEX3(i,2,2,numComp,3)] = V1;
1313                                o[INDEX3(i,0,3,numComp,3)] = V0;
1314                                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];
1315                                o[INDEX3(i,2,3,numComp,3)] = V2;
1316                            } // end of component loop i
1317                        } // end of k0 loop
1318                    } // end of k2 loop
1319                } // end of face 2
1320                if (m_faceOffset[3] > -1) {
1321    #pragma omp for nowait
1322                    for (index_t k2=0; k2 < m_NE[2]; ++k2) {
1323                        for (index_t k0=0; k0 < m_NE[0]; ++k0) {
1324                            memcpy(&f_000[0], in.getSampleDataRO(INDEX3(k0,m_NN[1]-2,k2, m_NN[0],m_NN[1])), numComp*sizeof(double));
1325                            memcpy(&f_001[0], in.getSampleDataRO(INDEX3(k0,m_NN[1]-2,k2+1, m_NN[0],m_NN[1])), numComp*sizeof(double));
1326                            memcpy(&f_010[0], in.getSampleDataRO(INDEX3(k0,m_NN[1]-1,k2, m_NN[0],m_NN[1])), numComp*sizeof(double));
1327                            memcpy(&f_011[0], in.getSampleDataRO(INDEX3(k0,m_NN[1]-1,k2+1, m_NN[0],m_NN[1])), numComp*sizeof(double));
1328                            memcpy(&f_100[0], in.getSampleDataRO(INDEX3(k0+1,m_NN[1]-2,k2, m_NN[0],m_NN[1])), numComp*sizeof(double));
1329                            memcpy(&f_101[0], in.getSampleDataRO(INDEX3(k0+1,m_NN[1]-2,k2+1, m_NN[0],m_NN[1])), numComp*sizeof(double));
1330                            memcpy(&f_110[0], in.getSampleDataRO(INDEX3(k0+1,m_NN[1]-1,k2, m_NN[0],m_NN[1])), numComp*sizeof(double));
1331                            memcpy(&f_111[0], in.getSampleDataRO(INDEX3(k0+1,m_NN[1]-1,k2+1, m_NN[0],m_NN[1])), numComp*sizeof(double));
1332                            double* o = out.getSampleDataRW(m_faceOffset[3]+INDEX2(k0,k2,m_NE[0]));
1333                            for (index_t i=0; i < numComp; ++i) {
1334                                const double V0=((f_110[i]-f_010[i])*C6 + (f_111[i]-f_011[i])*C2) / m_dx[0];
1335                                const double V1=((f_110[i]-f_010[i])*C2 + (f_111[i]-f_011[i])*C6) / m_dx[0];
1336                                const double V2=((f_011[i]-f_010[i])*C6 + (f_111[i]-f_110[i])*C2) / m_dx[2];
1337                                const double V3=((f_011[i]-f_010[i])*C2 + (f_111[i]-f_110[i])*C6) / m_dx[2];
1338                                o[INDEX3(i,0,0,numComp,3)] = V0;
1339                                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];
1340                                o[INDEX3(i,2,0,numComp,3)] = V2;
1341                                o[INDEX3(i,0,1,numComp,3)] = V0;
1342                                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];
1343                                o[INDEX3(i,2,1,numComp,3)] = V3;
1344                                o[INDEX3(i,0,2,numComp,3)] = V1;
1345                                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];
1346                                o[INDEX3(i,2,2,numComp,3)] = V2;
1347                                o[INDEX3(i,0,3,numComp,3)] = V1;
1348                                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];
1349                                o[INDEX3(i,2,3,numComp,3)] = V3;
1350                            } // end of component loop i
1351                        } // end of k0 loop
1352                    } // end of k2 loop
1353                } // end of face 3
1354                if (m_faceOffset[4] > -1) {
1355    #pragma omp for nowait
1356                    for (index_t k1=0; k1 < m_NE[1]; ++k1) {
1357                        for (index_t k0=0; k0 < m_NE[0]; ++k0) {
1358                            memcpy(&f_000[0], in.getSampleDataRO(INDEX3(k0,k1,0, m_NN[0],m_NN[1])), numComp*sizeof(double));
1359                            memcpy(&f_001[0], in.getSampleDataRO(INDEX3(k0,k1,1, m_NN[0],m_NN[1])), numComp*sizeof(double));
1360                            memcpy(&f_010[0], in.getSampleDataRO(INDEX3(k0,k1+1,0, m_NN[0],m_NN[1])), numComp*sizeof(double));
1361                            memcpy(&f_011[0], in.getSampleDataRO(INDEX3(k0,k1+1,1, m_NN[0],m_NN[1])), numComp*sizeof(double));
1362                            memcpy(&f_100[0], in.getSampleDataRO(INDEX3(k0+1,k1,0, m_NN[0],m_NN[1])), numComp*sizeof(double));
1363                            memcpy(&f_101[0], in.getSampleDataRO(INDEX3(k0+1,k1,1, m_NN[0],m_NN[1])), numComp*sizeof(double));
1364                            memcpy(&f_110[0], in.getSampleDataRO(INDEX3(k0+1,k1+1,0, m_NN[0],m_NN[1])), numComp*sizeof(double));
1365                            memcpy(&f_111[0], in.getSampleDataRO(INDEX3(k0+1,k1+1,1, m_NN[0],m_NN[1])), numComp*sizeof(double));
1366                            double* o = out.getSampleDataRW(m_faceOffset[4]+INDEX2(k0,k1,m_NE[0]));
1367                            for (index_t i=0; i < numComp; ++i) {
1368                                const double V0=((f_100[i]-f_000[i])*C6 + (f_110[i]-f_010[i])*C2) / m_dx[0];
1369                                const double V1=((f_100[i]-f_000[i])*C2 + (f_110[i]-f_010[i])*C6) / m_dx[0];
1370                                const double V2=((f_010[i]-f_000[i])*C6 + (f_110[i]-f_100[i])*C2) / m_dx[1];
1371                                const double V3=((f_010[i]-f_000[i])*C2 + (f_110[i]-f_100[i])*C6) / m_dx[1];
1372                                o[INDEX3(i,0,0,numComp,3)] = V0;
1373                                o[INDEX3(i,1,0,numComp,3)] = V2;
1374                                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];
1375                                o[INDEX3(i,0,1,numComp,3)] = V0;
1376                                o[INDEX3(i,1,1,numComp,3)] = V3;
1377                                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];
1378                                o[INDEX3(i,0,2,numComp,3)] = V1;
1379                                o[INDEX3(i,1,2,numComp,3)] = V2;
1380                                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];
1381                                o[INDEX3(i,0,3,numComp,3)] = V1;
1382                                o[INDEX3(i,1,3,numComp,3)] = V3;
1383                                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];
1384                            } // end of component loop i
1385                        } // end of k0 loop
1386                    } // end of k1 loop
1387                } // end of face 4
1388                if (m_faceOffset[5] > -1) {
1389    #pragma omp for nowait
1390                    for (index_t k1=0; k1 < m_NE[1]; ++k1) {
1391                        for (index_t k0=0; k0 < m_NE[0]; ++k0) {
1392                            memcpy(&f_000[0], in.getSampleDataRO(INDEX3(k0,k1,m_NN[2]-2, m_NN[0],m_NN[1])), numComp*sizeof(double));
1393                            memcpy(&f_001[0], in.getSampleDataRO(INDEX3(k0,k1,m_NN[2]-1, m_NN[0],m_NN[1])), numComp*sizeof(double));
1394                            memcpy(&f_010[0], in.getSampleDataRO(INDEX3(k0,k1+1,m_NN[2]-2, m_NN[0],m_NN[1])), numComp*sizeof(double));
1395                            memcpy(&f_011[0], in.getSampleDataRO(INDEX3(k0,k1+1,m_NN[2]-1, m_NN[0],m_NN[1])), numComp*sizeof(double));
1396                            memcpy(&f_100[0], in.getSampleDataRO(INDEX3(k0+1,k1,m_NN[2]-2, m_NN[0],m_NN[1])), numComp*sizeof(double));
1397                            memcpy(&f_101[0], in.getSampleDataRO(INDEX3(k0+1,k1,m_NN[2]-1, m_NN[0],m_NN[1])), numComp*sizeof(double));
1398                            memcpy(&f_110[0], in.getSampleDataRO(INDEX3(k0+1,k1+1,m_NN[2]-2, m_NN[0],m_NN[1])), numComp*sizeof(double));
1399                            memcpy(&f_111[0], in.getSampleDataRO(INDEX3(k0+1,k1+1,m_NN[2]-1, m_NN[0],m_NN[1])), numComp*sizeof(double));
1400                            double* o = out.getSampleDataRW(m_faceOffset[5]+INDEX2(k0,k1,m_NE[0]));
1401                            for (index_t i=0; i < numComp; ++i) {
1402                                const double V0=((f_101[i]-f_001[i])*C6 + (f_111[i]-f_011[i])*C2) / m_dx[0];
1403                                const double V1=((f_101[i]-f_001[i])*C2 + (f_111[i]-f_011[i])*C6) / m_dx[0];
1404                                const double V2=((f_011[i]-f_001[i])*C6 + (f_111[i]-f_101[i])*C2) / m_dx[1];
1405                                const double V3=((f_011[i]-f_001[i])*C2 + (f_111[i]-f_101[i])*C6) / m_dx[1];
1406                                o[INDEX3(i,0,0,numComp,3)] = V0;
1407                                o[INDEX3(i,1,0,numComp,3)] = V2;
1408                                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];
1409                                o[INDEX3(i,0,1,numComp,3)] = V0;
1410                                o[INDEX3(i,1,1,numComp,3)] = V3;
1411                                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];
1412                                o[INDEX3(i,0,2,numComp,3)] = V1;
1413                                o[INDEX3(i,1,2,numComp,3)] = V2;
1414                                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];
1415                                o[INDEX3(i,0,3,numComp,3)] = V1;
1416                                o[INDEX3(i,1,3,numComp,3)] = V3;
1417                                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];
1418                            } // end of component loop i
1419                        } // end of k0 loop
1420                    } // end of k1 loop
1421                } // end of face 5
1422            } // end of parallel section
1423        } else if (out.getFunctionSpace().getTypeCode() == ReducedFaceElements) {
1424            out.requireWrite();
1425    #pragma omp parallel
1426            {
1427                vector<double> f_000(numComp);
1428                vector<double> f_001(numComp);
1429                vector<double> f_010(numComp);
1430                vector<double> f_011(numComp);
1431                vector<double> f_100(numComp);
1432                vector<double> f_101(numComp);
1433                vector<double> f_110(numComp);
1434                vector<double> f_111(numComp);
1435                if (m_faceOffset[0] > -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(0,k1,k2, m_NN[0],m_NN[1])), numComp*sizeof(double));
1440                            memcpy(&f_001[0], in.getSampleDataRO(INDEX3(0,k1,k2+1, m_NN[0],m_NN[1])), numComp*sizeof(double));
1441                            memcpy(&f_010[0], in.getSampleDataRO(INDEX3(0,k1+1,k2, m_NN[0],m_NN[1])), numComp*sizeof(double));
1442                            memcpy(&f_011[0], in.getSampleDataRO(INDEX3(0,k1+1,k2+1, m_NN[0],m_NN[1])), numComp*sizeof(double));
1443                            memcpy(&f_100[0], in.getSampleDataRO(INDEX3(1,k1,k2, m_NN[0],m_NN[1])), numComp*sizeof(double));
1444                            memcpy(&f_101[0], in.getSampleDataRO(INDEX3(1,k1,k2+1, m_NN[0],m_NN[1])), numComp*sizeof(double));
1445                            memcpy(&f_110[0], in.getSampleDataRO(INDEX3(1,k1+1,k2, m_NN[0],m_NN[1])), numComp*sizeof(double));
1446                            memcpy(&f_111[0], in.getSampleDataRO(INDEX3(1,k1+1,k2+1, m_NN[0],m_NN[1])), numComp*sizeof(double));
1447                            double* o = out.getSampleDataRW(m_faceOffset[0]+INDEX2(k1,k2,m_NE[1]));
1448                            for (index_t i=0; i < numComp; ++i) {
1449                                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];
1450                                o[INDEX3(i,1,0,numComp,3)] = (f_010[i]+f_011[i]-f_000[i]-f_001[i])*C4 / m_dx[1];
1451                                o[INDEX3(i,2,0,numComp,3)] = (f_001[i]+f_011[i]-f_000[i]-f_010[i])*C4 / m_dx[2];
1452                            } // end of component loop i
1453                        } // end of k1 loop
1454                    } // end of k2 loop
1455                } // end of face 0
1456                if (m_faceOffset[1] > -1) {
1457    #pragma omp for nowait
1458                    for (index_t k2=0; k2 < m_NE[2]; ++k2) {
1459                        for (index_t k1=0; k1 < m_NE[1]; ++k1) {
1460                            memcpy(&f_000[0], in.getSampleDataRO(INDEX3(m_NN[0]-2,k1,k2, m_NN[0],m_NN[1])), numComp*sizeof(double));
1461                            memcpy(&f_001[0], in.getSampleDataRO(INDEX3(m_NN[0]-2,k1,k2+1, m_NN[0],m_NN[1])), numComp*sizeof(double));
1462                            memcpy(&f_010[0], in.getSampleDataRO(INDEX3(m_NN[0]-2,k1+1,k2, m_NN[0],m_NN[1])), numComp*sizeof(double));
1463                            memcpy(&f_011[0], in.getSampleDataRO(INDEX3(m_NN[0]-2,k1+1,k2+1, m_NN[0],m_NN[1])), numComp*sizeof(double));
1464                            memcpy(&f_100[0], in.getSampleDataRO(INDEX3(m_NN[0]-1,k1,k2, m_NN[0],m_NN[1])), numComp*sizeof(double));
1465                            memcpy(&f_101[0], in.getSampleDataRO(INDEX3(m_NN[0]-1,k1,k2+1, m_NN[0],m_NN[1])), numComp*sizeof(double));
1466                            memcpy(&f_110[0], in.getSampleDataRO(INDEX3(m_NN[0]-1,k1+1,k2, m_NN[0],m_NN[1])), numComp*sizeof(double));
1467                            memcpy(&f_111[0], in.getSampleDataRO(INDEX3(m_NN[0]-1,k1+1,k2+1, m_NN[0],m_NN[1])), numComp*sizeof(double));
1468                            double* o = out.getSampleDataRW(m_faceOffset[1]+INDEX2(k1,k2,m_NE[1]));
1469                            for (index_t i=0; i < numComp; ++i) {
1470                                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];
1471                                o[INDEX3(i,1,0,numComp,3)] = (f_110[i]+f_111[i]-f_100[i]-f_101[i])*C4 / m_dx[1];
1472                                o[INDEX3(i,2,0,numComp,3)] = (f_101[i]+f_111[i]-f_100[i]-f_110[i])*C4 / m_dx[2];
1473                            } // end of component loop i
1474                        } // end of k1 loop
1475                    } // end of k2 loop
1476                } // end of face 1
1477                if (m_faceOffset[2] > -1) {
1478    #pragma omp for nowait
1479                    for (index_t k2=0; k2 < m_NE[2]; ++k2) {
1480                        for (index_t k0=0; k0 < m_NE[0]; ++k0) {
1481                            memcpy(&f_000[0], in.getSampleDataRO(INDEX3(k0,0,k2, m_NN[0],m_NN[1])), numComp*sizeof(double));
1482                            memcpy(&f_001[0], in.getSampleDataRO(INDEX3(k0,0,k2+1, m_NN[0],m_NN[1])), numComp*sizeof(double));
1483                            memcpy(&f_010[0], in.getSampleDataRO(INDEX3(k0,1,k2, m_NN[0],m_NN[1])), numComp*sizeof(double));
1484                            memcpy(&f_011[0], in.getSampleDataRO(INDEX3(k0,1,k2+1, m_NN[0],m_NN[1])), numComp*sizeof(double));
1485                            memcpy(&f_100[0], in.getSampleDataRO(INDEX3(k0+1,0,k2, m_NN[0],m_NN[1])), numComp*sizeof(double));
1486                            memcpy(&f_101[0], in.getSampleDataRO(INDEX3(k0+1,0,k2+1, m_NN[0],m_NN[1])), numComp*sizeof(double));
1487                            memcpy(&f_110[0], in.getSampleDataRO(INDEX3(k0+1,1,k2, m_NN[0],m_NN[1])), numComp*sizeof(double));
1488                            memcpy(&f_111[0], in.getSampleDataRO(INDEX3(k0+1,1,k2+1, m_NN[0],m_NN[1])), numComp*sizeof(double));
1489                            double* o = out.getSampleDataRW(m_faceOffset[2]+INDEX2(k0,k2,m_NE[0]));
1490                            for (index_t i=0; i < numComp; ++i) {
1491                                o[INDEX3(i,0,0,numComp,3)] = (f_100[i]+f_101[i]-f_000[i]-f_001[i])*C4 / m_dx[0];
1492                                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];
1493                                o[INDEX3(i,2,0,numComp,3)] = (f_001[i]+f_101[i]-f_000[i]-f_100[i])*C4 / m_dx[2];
1494                            } // end of component loop i
1495                        } // end of k0 loop
1496                    } // end of k2 loop
1497                } // end of face 2
1498                if (m_faceOffset[3] > -1) {
1499    #pragma omp for nowait
1500                    for (index_t k2=0; k2 < m_NE[2]; ++k2) {
1501                        for (index_t k0=0; k0 < m_NE[0]; ++k0) {
1502                            memcpy(&f_000[0], in.getSampleDataRO(INDEX3(k0,m_NN[1]-2,k2, m_NN[0],m_NN[1])), numComp*sizeof(double));
1503                            memcpy(&f_001[0], in.getSampleDataRO(INDEX3(k0,m_NN[1]-2,k2+1, m_NN[0],m_NN[1])), numComp*sizeof(double));
1504                            memcpy(&f_010[0], in.getSampleDataRO(INDEX3(k0,m_NN[1]-1,k2, m_NN[0],m_NN[1])), numComp*sizeof(double));
1505                            memcpy(&f_011[0], in.getSampleDataRO(INDEX3(k0,m_NN[1]-1,k2+1, m_NN[0],m_NN[1])), numComp*sizeof(double));
1506                            memcpy(&f_100[0], in.getSampleDataRO(INDEX3(k0+1,m_NN[1]-2,k2, m_NN[0],m_NN[1])), numComp*sizeof(double));
1507                            memcpy(&f_101[0], in.getSampleDataRO(INDEX3(k0+1,m_NN[1]-2,k2+1, m_NN[0],m_NN[1])), numComp*sizeof(double));
1508                            memcpy(&f_110[0], in.getSampleDataRO(INDEX3(k0+1,m_NN[1]-1,k2, m_NN[0],m_NN[1])), numComp*sizeof(double));
1509                            memcpy(&f_111[0], in.getSampleDataRO(INDEX3(k0+1,m_NN[1]-1,k2+1, m_NN[0],m_NN[1])), numComp*sizeof(double));
1510                            double* o = out.getSampleDataRW(m_faceOffset[3]+INDEX2(k0,k2,m_NE[0]));
1511                            for (index_t i=0; i < numComp; ++i) {
1512                                o[INDEX3(i,0,0,numComp,3)] = (f_110[i]+f_111[i]-f_010[i]-f_011[i])*C4 / m_dx[0];
1513                                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];
1514                                o[INDEX3(i,2,0,numComp,3)] = (f_011[i]+f_111[i]-f_010[i]-f_110[i])*C4 / m_dx[2];
1515                            } // end of component loop i
1516                        } // end of k0 loop
1517                    } // end of k2 loop
1518                } // end of face 3
1519                if (m_faceOffset[4] > -1) {
1520    #pragma omp for nowait
1521                    for (index_t k1=0; k1 < m_NE[1]; ++k1) {
1522                        for (index_t k0=0; k0 < m_NE[0]; ++k0) {
1523                            memcpy(&f_000[0], in.getSampleDataRO(INDEX3(k0,k1,0, m_NN[0],m_NN[1])), numComp*sizeof(double));
1524                            memcpy(&f_001[0], in.getSampleDataRO(INDEX3(k0,k1,1, m_NN[0],m_NN[1])), numComp*sizeof(double));
1525                            memcpy(&f_010[0], in.getSampleDataRO(INDEX3(k0,k1+1,0, m_NN[0],m_NN[1])), numComp*sizeof(double));
1526                            memcpy(&f_011[0], in.getSampleDataRO(INDEX3(k0,k1+1,1, m_NN[0],m_NN[1])), numComp*sizeof(double));
1527                            memcpy(&f_100[0], in.getSampleDataRO(INDEX3(k0+1,k1,0, m_NN[0],m_NN[1])), numComp*sizeof(double));
1528                            memcpy(&f_101[0], in.getSampleDataRO(INDEX3(k0+1,k1,1, m_NN[0],m_NN[1])), numComp*sizeof(double));
1529                            memcpy(&f_110[0], in.getSampleDataRO(INDEX3(k0+1,k1+1,0, m_NN[0],m_NN[1])), numComp*sizeof(double));
1530                            memcpy(&f_111[0], in.getSampleDataRO(INDEX3(k0+1,k1+1,1, m_NN[0],m_NN[1])), numComp*sizeof(double));
1531                            double* o = out.getSampleDataRW(m_faceOffset[4]+INDEX2(k0,k1,m_NE[0]));
1532                            for (index_t i=0; i < numComp; ++i) {
1533                                o[INDEX3(i,0,0,numComp,3)] = (f_100[i]+f_110[i]-f_000[i]-f_010[i])*C4 / m_dx[0];
1534                                o[INDEX3(i,1,0,numComp,3)] = (f_010[i]+f_110[i]-f_000[i]-f_100[i])*C4 / m_dx[1];
1535                                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];
1536                            } // end of component loop i
1537                        } // end of k0 loop
1538                    } // end of k1 loop
1539                } // end of face 4
1540                if (m_faceOffset[5] > -1) {
1541    #pragma omp for nowait
1542                    for (index_t k1=0; k1 < m_NE[1]; ++k1) {
1543                        for (index_t k0=0; k0 < m_NE[0]; ++k0) {
1544                            memcpy(&f_000[0], in.getSampleDataRO(INDEX3(k0,k1,m_NN[2]-2, m_NN[0],m_NN[1])), numComp*sizeof(double));
1545                            memcpy(&f_001[0], in.getSampleDataRO(INDEX3(k0,k1,m_NN[2]-1, m_NN[0],m_NN[1])), numComp*sizeof(double));
1546                            memcpy(&f_010[0], in.getSampleDataRO(INDEX3(k0,k1+1,m_NN[2]-2, m_NN[0],m_NN[1])), numComp*sizeof(double));
1547                            memcpy(&f_011[0], in.getSampleDataRO(INDEX3(k0,k1+1,m_NN[2]-1, m_NN[0],m_NN[1])), numComp*sizeof(double));
1548                            memcpy(&f_100[0], in.getSampleDataRO(INDEX3(k0+1,k1,m_NN[2]-2, m_NN[0],m_NN[1])), numComp*sizeof(double));
1549                            memcpy(&f_101[0], in.getSampleDataRO(INDEX3(k0+1,k1,m_NN[2]-1, m_NN[0],m_NN[1])), numComp*sizeof(double));
1550                            memcpy(&f_110[0], in.getSampleDataRO(INDEX3(k0+1,k1+1,m_NN[2]-2, m_NN[0],m_NN[1])), numComp*sizeof(double));
1551                            memcpy(&f_111[0], in.getSampleDataRO(INDEX3(k0+1,k1+1,m_NN[2]-1, m_NN[0],m_NN[1])), numComp*sizeof(double));
1552                            double* o = out.getSampleDataRW(m_faceOffset[5]+INDEX2(k0,k1,m_NE[0]));
1553                            for (index_t i=0; i < numComp; ++i) {
1554                                o[INDEX3(i,0,0,numComp,3)] = (f_101[i]+f_111[i]-f_001[i]-f_011[i])*C4 / m_dx[0];
1555                                o[INDEX3(i,1,0,numComp,3)] = (f_011[i]+f_111[i]-f_001[i]-f_101[i])*C4 / m_dx[1];
1556                                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];
1557                            } // end of component loop i
1558                        } // end of k0 loop
1559                    } // end of k1 loop
1560                } // end of face 5
1561            } // end of parallel section
1562        }
1563    }
1564    
1565    //protected
1566    void Brick::assembleIntegrate(vector<double>& integrals, escript::Data& arg) const
1567    {
1568        const dim_t numComp = arg.getDataPointSize();
1569        const index_t left = (m_offset[0]==0 ? 0 : 1);
1570        const index_t bottom = (m_offset[1]==0 ? 0 : 1);
1571        const index_t front = (m_offset[2]==0 ? 0 : 1);
1572        const int fs = arg.getFunctionSpace().getTypeCode();
1573        if (fs == Elements && arg.actsExpanded()) {
1574            const double w_0 = m_dx[0]*m_dx[1]*m_dx[2]/8.;
1575    #pragma omp parallel
1576            {
1577                vector<double> int_local(numComp, 0);
1578    #pragma omp for nowait
1579                for (index_t k2 = front; k2 < front+m_ownNE[2]; ++k2) {
1580                    for (index_t k1 = bottom; k1 < bottom+m_ownNE[1]; ++k1) {
1581                        for (index_t k0 = left; k0 < left+m_ownNE[0]; ++k0) {
1582                            const double* f = arg.getSampleDataRO(INDEX3(k0, k1, k2, m_NE[0], m_NE[1]));
1583                            for (index_t i=0; i < numComp; ++i) {
1584                                const double f_0 = f[INDEX2(i,0,numComp)];
1585                                const double f_1 = f[INDEX2(i,1,numComp)];
1586                                const double f_2 = f[INDEX2(i,2,numComp)];
1587                                const double f_3 = f[INDEX2(i,3,numComp)];
1588                                const double f_4 = f[INDEX2(i,4,numComp)];
1589                                const double f_5 = f[INDEX2(i,5,numComp)];
1590                                const double f_6 = f[INDEX2(i,6,numComp)];
1591                                const double f_7 = f[INDEX2(i,7,numComp)];
1592                                int_local[i]+=(f_0+f_1+f_2+f_3+f_4+f_5+f_6+f_7)*w_0;
1593                            }  // end of component loop i
1594                        } // end of k0 loop
1595                    } // end of k1 loop
1596                } // end of k2 loop
1597    
1598    #pragma omp critical
1599                for (index_t i=0; i<numComp; i++)
1600                    integrals[i]+=int_local[i];
1601            } // end of parallel section
1602    
1603        } else if (fs==ReducedElements || (fs==Elements && !arg.actsExpanded())) {
1604            const double w_0 = m_dx[0]*m_dx[1]*m_dx[2];
1605    #pragma omp parallel
1606            {
1607                vector<double> int_local(numComp, 0);
1608    #pragma omp for nowait
1609                for (index_t k2 = front; k2 < front+m_ownNE[2]; ++k2) {
1610                    for (index_t k1 = bottom; k1 < bottom+m_ownNE[1]; ++k1) {
1611                        for (index_t k0 = left; k0 < left+m_ownNE[0]; ++k0) {
1612                            const double* f = arg.getSampleDataRO(INDEX3(k0, k1, k2, m_NE[0], m_NE[1]));
1613                            for (index_t i=0; i < numComp; ++i) {
1614                                int_local[i]+=f[i]*w_0;
1615                            }  // end of component loop i
1616                        } // end of k0 loop
1617                    } // end of k1 loop
1618                } // end of k2 loop
1619    
1620    #pragma omp critical
1621                for (index_t i=0; i<numComp; i++)
1622                    integrals[i]+=int_local[i];
1623            } // end of parallel section
1624    
1625        } else if (fs == FaceElements && arg.actsExpanded()) {
1626            const double w_0 = m_dx[1]*m_dx[2]/4.;
1627            const double w_1 = m_dx[0]*m_dx[2]/4.;
1628            const double w_2 = m_dx[0]*m_dx[1]/4.;
1629    #pragma omp parallel
1630            {
1631                vector<double> int_local(numComp, 0);
1632                if (m_faceOffset[0] > -1) {
1633    #pragma omp for nowait
1634                    for (index_t k2 = front; k2 < front+m_ownNE[2]; ++k2) {
1635                        for (index_t k1 = bottom; k1 < bottom+m_ownNE[1]; ++k1) {
1636                            const double* f = arg.getSampleDataRO(m_faceOffset[0]+INDEX2(k1,k2,m_NE[1]));
1637                            for (index_t i=0; i < numComp; ++i) {
1638                                const double f_0 = f[INDEX2(i,0,numComp)];
1639                                const double f_1 = f[INDEX2(i,1,numComp)];
1640                                const double f_2 = f[INDEX2(i,2,numComp)];
1641                                const double f_3 = f[INDEX2(i,3,numComp)];
1642                                int_local[i]+=(f_0+f_1+f_2+f_3)*w_0;
1643                            }  // end of component loop i
1644                        } // end of k1 loop
1645                    } // end of k2 loop
1646                }
1647    
1648                if (m_faceOffset[1] > -1) {
1649    #pragma omp for nowait
1650                    for (index_t k2 = front; k2 < front+m_ownNE[2]; ++k2) {
1651                        for (index_t k1 = bottom; k1 < bottom+m_ownNE[1]; ++k1) {
1652                            const double* f = arg.getSampleDataRO(m_faceOffset[1]+INDEX2(k1,k2,m_NE[1]));
1653                            for (index_t i=0; i < numComp; ++i) {
1654                                const double f_0 = f[INDEX2(i,0,numComp)];
1655                                const double f_1 = f[INDEX2(i,1,numComp)];
1656                                const double f_2 = f[INDEX2(i,2,numComp)];
1657                                const double f_3 = f[INDEX2(i,3,numComp)];
1658                                int_local[i]+=(f_0+f_1+f_2+f_3)*w_0;
1659                            }  // end of component loop i
1660                        } // end of k1 loop
1661                    } // end of k2 loop
1662                }
1663    
1664                if (m_faceOffset[2] > -1) {
1665    #pragma omp for nowait
1666                    for (index_t k2 = front; k2 < front+m_ownNE[2]; ++k2) {
1667                        for (index_t k0 = left; k0 < left+m_ownNE[0]; ++k0) {
1668                            const double* f = arg.getSampleDataRO(m_faceOffset[2]+INDEX2(k0,k2,m_NE[0]));
1669                            for (index_t i=0; i < numComp; ++i) {
1670                                const double f_0 = f[INDEX2(i,0,numComp)];
1671                                const double f_1 = f[INDEX2(i,1,numComp)];
1672                                const double f_2 = f[INDEX2(i,2,numComp)];
1673                                const double f_3 = f[INDEX2(i,3,numComp)];
1674                                int_local[i]+=(f_0+f_1+f_2+f_3)*w_1;
1675                            }  // end of component loop i
1676                        } // end of k1 loop
1677                    } // end of k2 loop
1678                }
1679    
1680                if (m_faceOffset[3] > -1) {
1681    #pragma omp for nowait
1682                    for (index_t k2 = front; k2 < front+m_ownNE[2]; ++k2) {
1683                        for (index_t k0 = left; k0 < left+m_ownNE[0]; ++k0) {
1684                            const double* f = arg.getSampleDataRO(m_faceOffset[3]+INDEX2(k0,k2,m_NE[0]));
1685                            for (index_t i=0; i < numComp; ++i) {
1686                                const double f_0 = f[INDEX2(i,0,numComp)];
1687                                const double f_1 = f[INDEX2(i,1,numComp)];
1688                                const double f_2 = f[INDEX2(i,2,numComp)];
1689                                const double f_3 = f[INDEX2(i,3,numComp)];
1690                                int_local[i]+=(f_0+f_1+f_2+f_3)*w_1;
1691                            }  // end of component loop i
1692                        } // end of k1 loop
1693                    } // end of k2 loop
1694                }
1695    
1696                if (m_faceOffset[4] > -1) {
1697    #pragma omp for nowait
1698                    for (index_t k1 = bottom; k1 < bottom+m_ownNE[1]; ++k1) {
1699                        for (index_t k0 = left; k0 < left+m_ownNE[0]; ++k0) {
1700                            const double* f = arg.getSampleDataRO(m_faceOffset[4]+INDEX2(k0,k1,m_NE[0]));
1701                            for (index_t i=0; i < numComp; ++i) {
1702                                const double f_0 = f[INDEX2(i,0,numComp)];
1703                                const double f_1 = f[INDEX2(i,1,numComp)];
1704                                const double f_2 = f[INDEX2(i,2,numComp)];
1705                                const double f_3 = f[INDEX2(i,3,numComp)];
1706                                int_local[i]+=(f_0+f_1+f_2+f_3)*w_2;
1707                            }  // end of component loop i
1708                        } // end of k1 loop
1709                    } // end of k2 loop
1710                }
1711    
1712                if (m_faceOffset[5] > -1) {
1713    #pragma omp for nowait
1714                    for (index_t k1 = bottom; k1 < bottom+m_ownNE[1]; ++k1) {
1715                        for (index_t k0 = left; k0 < left+m_ownNE[0]; ++k0) {
1716                            const double* f = arg.getSampleDataRO(m_faceOffset[5]+INDEX2(k0,k1,m_NE[0]));
1717                            for (index_t i=0; i < numComp; ++i) {
1718                                const double f_0 = f[INDEX2(i,0,numComp)];
1719                                const double f_1 = f[INDEX2(i,1,numComp)];
1720                                const double f_2 = f[INDEX2(i,2,numComp)];
1721                                const double f_3 = f[INDEX2(i,3,numComp)];
1722                                int_local[i]+=(f_0+f_1+f_2+f_3)*w_2;
1723                            }  // end of component loop i
1724                        } // end of k1 loop
1725                    } // end of k2 loop
1726                }
1727    
1728    #pragma omp critical
1729                for (index_t i=0; i<numComp; i++)
1730                    integrals[i]+=int_local[i];
1731            } // end of parallel section
1732    
1733        } else if (fs==ReducedFaceElements || (fs==FaceElements && !arg.actsExpanded())) {
1734            const double w_0 = m_dx[1]*m_dx[2];
1735            const double w_1 = m_dx[0]*m_dx[2];
1736            const double w_2 = m_dx[0]*m_dx[1];
1737    #pragma omp parallel
1738            {
1739                vector<double> int_local(numComp, 0);
1740                if (m_faceOffset[0] > -1) {
1741    #pragma omp for nowait
1742                    for (index_t k2 = front; k2 < front+m_ownNE[2]; ++k2) {
1743                        for (index_t k1 = bottom; k1 < bottom+m_ownNE[1]; ++k1) {
1744                            const double* f = arg.getSampleDataRO(m_faceOffset[0]+INDEX2(k1,k2,m_NE[1]));
1745                            for (index_t i=0; i < numComp; ++i) {
1746                                int_local[i]+=f[i]*w_0;
1747                            }  // end of component loop i
1748                        } // end of k1 loop
1749                    } // end of k2 loop
1750                }
1751    
1752                if (m_faceOffset[1] > -1) {
1753    #pragma omp for nowait
1754                    for (index_t k2 = front; k2 < front+m_ownNE[2]; ++k2) {
1755                        for (index_t k1 = bottom; k1 < bottom+m_ownNE[1]; ++k1) {
1756                            const double* f = arg.getSampleDataRO(m_faceOffset[1]+INDEX2(k1,k2,m_NE[1]));
1757                            for (index_t i=0; i < numComp; ++i) {
1758                                int_local[i]+=f[i]*w_0;
1759                            }  // end of component loop i
1760                        } // end of k1 loop
1761                    } // end of k2 loop
1762                }
1763    
1764                if (m_faceOffset[2] > -1) {
1765    #pragma omp for nowait
1766                    for (index_t k2 = front; k2 < front+m_ownNE[2]; ++k2) {
1767                        for (index_t k0 = left; k0 < left+m_ownNE[0]; ++k0) {
1768                            const double* f = arg.getSampleDataRO(m_faceOffset[2]+INDEX2(k0,k2,m_NE[0]));
1769                            for (index_t i=0; i < numComp; ++i) {
1770                                int_local[i]+=f[i]*w_1;
1771                            }  // end of component loop i
1772                        } // end of k1 loop
1773                    } // end of k2 loop
1774                }
1775    
1776                if (m_faceOffset[3] > -1) {
1777    #pragma omp for nowait
1778                    for (index_t k2 = front; k2 < front+m_ownNE[2]; ++k2) {
1779                        for (index_t k0 = left; k0 < left+m_ownNE[0]; ++k0) {
1780                            const double* f = arg.getSampleDataRO(m_faceOffset[3]+INDEX2(k0,k2,m_NE[0]));
1781                            for (index_t i=0; i < numComp; ++i) {
1782                                int_local[i]+=f[i]*w_1;
1783                            }  // end of component loop i
1784                        } // end of k1 loop
1785                    } // end of k2 loop
1786                }
1787    
1788                if (m_faceOffset[4] > -1) {
1789    #pragma omp for nowait
1790                    for (index_t k1 = bottom; k1 < bottom+m_ownNE[1]; ++k1) {
1791                        for (index_t k0 = left; k0 < left+m_ownNE[0]; ++k0) {
1792                            const double* f = arg.getSampleDataRO(m_faceOffset[4]+INDEX2(k0,k1,m_NE[0]));
1793                            for (index_t i=0; i < numComp; ++i) {
1794                                int_local[i]+=f[i]*w_2;
1795                            }  // end of component loop i
1796                        } // end of k1 loop
1797                    } // end of k2 loop
1798                }
1799    
1800                if (m_faceOffset[5] > -1) {
1801    #pragma omp for nowait
1802                    for (index_t k1 = bottom; k1 < bottom+m_ownNE[1]; ++k1) {
1803                        for (index_t k0 = left; k0 < left+m_ownNE[0]; ++k0) {
1804                            const double* f = arg.getSampleDataRO(m_faceOffset[5]+INDEX2(k0,k1,m_NE[0]));
1805                            for (index_t i=0; i < numComp; ++i) {
1806                                int_local[i]+=f[i]*w_2;
1807                            }  // end of component loop i
1808                        } // end of k1 loop
1809                    } // end of k2 loop
1810                }
1811    
1812    #pragma omp critical
1813                for (index_t i=0; i<numComp; i++)
1814                    integrals[i]+=int_local[i];
1815            } // end of parallel section
1816        } // function space selector
1817    }
1818    
1819    //protected
1820    dim_t Brick::insertNeighbourNodes(IndexVector& index, index_t node) const
1821    {
1822        const dim_t nDOF0 = (m_gNE[0]+1)/m_NX[0];
1823        const dim_t nDOF1 = (m_gNE[1]+1)/m_NX[1];
1824        const dim_t nDOF2 = (m_gNE[2]+1)/m_NX[2];
1825        const int x=node%nDOF0;
1826        const int y=node%(nDOF0*nDOF1)/nDOF0;
1827        const int z=node/(nDOF0*nDOF1);
1828        int num=0;
1829        // loop through potential neighbours and add to index if positions are
1830        // within bounds
1831        for (int i2=-1; i2<2; i2++) {
1832            for (int i1=-1; i1<2; i1++) {
1833                for (int i0=-1; i0<2; i0++) {
1834                    // skip node itself
1835                    if (i0==0 && i1==0 && i2==0)
1836                        continue;
1837                    // location of neighbour node
1838                    const int nx=x+i0;
1839                    const int ny=y+i1;
1840                    const int nz=z+i2;
1841                    if (nx>=0 && ny>=0 && nz>=0
1842                            && nx<nDOF0 && ny<nDOF1 && nz<nDOF2) {
1843                        index.push_back(nz*nDOF0*nDOF1+ny*nDOF0+nx);
1844                        num++;
1845                    }
1846                }
1847            }
1848        }
1849    
1850        return num;
1851    }
1852    
1853    //protected
1854    void Brick::nodesToDOF(escript::Data& out, escript::Data& in) const
1855    {
1856        const dim_t numComp = in.getDataPointSize();
1857        out.requireWrite();
1858    
1859        const index_t left = (m_offset[0]==0 ? 0 : 1);
1860        const index_t bottom = (m_offset[1]==0 ? 0 : 1);
1861        const index_t front = (m_offset[2]==0 ? 0 : 1);
1862        const dim_t nDOF0 = (m_gNE[0]+1)/m_NX[0];
1863        const dim_t nDOF1 = (m_gNE[1]+1)/m_NX[1];
1864        const dim_t nDOF2 = (m_gNE[2]+1)/m_NX[2];
1865    #pragma omp parallel for
1866        for (index_t i=0; i<nDOF2; i++) {
1867            for (index_t j=0; j<nDOF1; j++) {
1868                for (index_t k=0; k<nDOF0; k++) {
1869                    const index_t n=k+left+(j+bottom)*m_NN[0]+(i+front)*m_NN[0]*m_NN[1];
1870                    const double* src=in.getSampleDataRO(n);
1871                    copy(src, src+numComp, out.getSampleDataRW(k+j*nDOF0+i*nDOF0*nDOF1));
1872              }              }
1873          }          }
1874      }      }
1875  }  }
1876    
1877    //protected
1878    void Brick::dofToNodes(escript::Data& out, escript::Data& in) const
1879    {
1880        const dim_t numComp = in.getDataPointSize();
1881        Paso_Coupler* coupler = Paso_Coupler_alloc(m_connector, numComp);
1882        in.requireWrite();
1883        Paso_Coupler_startCollect(coupler, in.getSampleDataRW(0));
1884    
1885        const dim_t numDOF = getNumDOF();
1886        out.requireWrite();
1887        const double* buffer = Paso_Coupler_finishCollect(coupler);
1888    
1889    #pragma omp parallel for
1890        for (index_t i=0; i<getNumNodes(); i++) {
1891            const double* src=(m_dofMap[i]<numDOF ?
1892                    in.getSampleDataRO(m_dofMap[i])
1893                    : &buffer[(m_dofMap[i]-numDOF)*numComp]);
1894            copy(src, src+numComp, out.getSampleDataRW(i));
1895        }
1896        Paso_Coupler_free(coupler);
1897    }
1898    
1899  //private  //private
1900  void Brick::populateSampleIds()  void Brick::populateSampleIds()
1901  {  {
1902      const index_t firstId = getNumNodes()*m_mpiInfo->rank;      // degrees of freedom are numbered from left to right, bottom to top, front
1903      const index_t diff0 = m_N0*(m_N1*m_N2-1)+1;      // to back in each rank, continuing on the next rank (ranks also go
1904      const index_t diff1 = m_N0*m_N1*(m_N2*m_NX-1)+m_N0;      // left-right, bottom-top, front-back).
1905      const index_t diff2 = m_N0*m_N1*m_N2*m_NX*m_NY-m_N0*m_N1*(m_N2-1);      // This means rank 0 has id 0...n0-1, rank 1 has id n0...n1-1 etc. which
1906        // helps when writing out data rank after rank.
1907    
1908        // build node distribution vector first.
1909        // rank i owns m_nodeDistribution[i+1]-nodeDistribution[i] nodes which is
1910        // constant for all ranks in this implementation
1911        m_nodeDistribution.assign(m_mpiInfo->size+1, 0);
1912        const dim_t numDOF=getNumDOF();
1913        for (dim_t k=1; k<m_mpiInfo->size; k++) {
1914            m_nodeDistribution[k]=k*numDOF;
1915        }
1916        m_nodeDistribution[m_mpiInfo->size]=getNumDataPointsGlobal();
1917      m_nodeId.resize(getNumNodes());      m_nodeId.resize(getNumNodes());
1918        m_dofId.resize(numDOF);
1919        m_elementId.resize(getNumElements());
1920    
1921        // populate face element counts
1922        //left
1923        if (m_offset[0]==0)
1924            m_faceCount[0]=m_NE[1]*m_NE[2];
1925        else
1926            m_faceCount[0]=0;
1927        //right
1928        if (m_mpiInfo->rank%m_NX[0]==m_NX[0]-1)
1929            m_faceCount[1]=m_NE[1]*m_NE[2];
1930        else
1931            m_faceCount[1]=0;
1932        //bottom
1933        if (m_offset[1]==0)
1934            m_faceCount[2]=m_NE[0]*m_NE[2];
1935        else
1936            m_faceCount[2]=0;
1937        //top
1938        if (m_mpiInfo->rank%(m_NX[0]*m_NX[1])/m_NX[0]==m_NX[1]-1)
1939            m_faceCount[3]=m_NE[0]*m_NE[2];
1940        else
1941            m_faceCount[3]=0;
1942        //front
1943        if (m_offset[2]==0)
1944            m_faceCount[4]=m_NE[0]*m_NE[1];
1945        else
1946            m_faceCount[4]=0;
1947        //back
1948        if (m_mpiInfo->rank/(m_NX[0]*m_NX[1])==m_NX[2]-1)
1949            m_faceCount[5]=m_NE[0]*m_NE[1];
1950        else
1951            m_faceCount[5]=0;
1952    
1953        m_faceId.resize(getNumFaceElements());
1954    
1955        const index_t left = (m_offset[0]==0 ? 0 : 1);
1956        const index_t bottom = (m_offset[1]==0 ? 0 : 1);
1957        const index_t front = (m_offset[2]==0 ? 0 : 1);
1958        const dim_t nDOF0 = (m_gNE[0]+1)/m_NX[0];
1959        const dim_t nDOF1 = (m_gNE[1]+1)/m_NX[1];
1960        const dim_t nDOF2 = (m_gNE[2]+1)/m_NX[2];
1961    
1962        // the following is a compromise between efficiency and code length to
1963        // set the node id's according to the order mentioned above.
1964        // First we set all the edge and corner id's in a rather slow way since
1965        // they might or might not be owned by this rank. Next come the own
1966        // node id's which are identical to the DOF id's (simple loop), and finally
1967        // the 6 faces are set but only if required...
1968    
1969    #define globalNodeId(x,y,z) \
1970        ((m_offset[0]+x)/nDOF0)*nDOF0*nDOF1*nDOF2+(m_offset[0]+x)%nDOF0\
1971        + ((m_offset[1]+y)/nDOF1)*nDOF0*nDOF1*nDOF2*m_NX[0]+((m_offset[1]+y)%nDOF1)*nDOF0\
1972        + ((m_offset[2]+z)/nDOF2)*nDOF0*nDOF1*nDOF2*m_NX[0]*m_NX[1]+((m_offset[2]+z)%nDOF2)*nDOF0*nDOF1
1973    
1974    #pragma omp parallel
1975        {
1976            // set edge id's
1977            // edges in x-direction, including corners
1978    #pragma omp for nowait
1979            for (dim_t i=0; i<m_NN[0]; i++) {
1980                m_nodeId[i] = globalNodeId(i, 0, 0); // LF
1981                m_nodeId[m_NN[0]*(m_NN[1]-1)+i] = globalNodeId(i, m_NN[1]-1, 0); // UF
1982                m_nodeId[m_NN[0]*m_NN[1]*(m_NN[2]-1)+i] = globalNodeId(i, 0, m_NN[2]-1); // LB
1983                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
1984            }
1985            // edges in y-direction, without corners
1986    #pragma omp for nowait
1987            for (dim_t i=1; i<m_NN[1]-1; i++) {
1988                m_nodeId[m_NN[0]*i] = globalNodeId(0, i, 0); // FL
1989                m_nodeId[m_NN[0]*(i+1)-1] = globalNodeId(m_NN[0]-1, i, 0); // FR
1990                m_nodeId[m_NN[0]*m_NN[1]*(m_NN[2]-1)+m_NN[0]*i] = globalNodeId(0, i, m_NN[2]-1); // BL
1991                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
1992            }
1993            // edges in z-direction, without corners
1994    #pragma omp for
1995            for (dim_t i=1; i<m_NN[2]-1; i++) {
1996                m_nodeId[m_NN[0]*m_NN[1]*i] = globalNodeId(0, 0, i); // LL
1997                m_nodeId[m_NN[0]*m_NN[1]*i+m_NN[0]-1] = globalNodeId(m_NN[0]-1, 0, i); // LR
1998                m_nodeId[m_NN[0]*m_NN[1]*(i+1)-m_NN[0]] = globalNodeId(0, m_NN[1]-1, i); // UL
1999                m_nodeId[m_NN[0]*m_NN[1]*(i+1)-1] = globalNodeId(m_NN[0]-1, m_NN[1]-1, i); // UR
2000            }
2001            // implicit barrier here because some node IDs will be overwritten
2002            // below
2003    
2004            // populate degrees of freedom and own nodes (identical id)
2005    #pragma omp for nowait
2006            for (dim_t i=0; i<nDOF2; i++) {
2007                for (dim_t j=0; j<nDOF1; j++) {
2008                    for (dim_t k=0; k<nDOF0; k++) {
2009                        const index_t nodeIdx=k+left+(j+bottom)*m_NN[0]+(i+front)*m_NN[0]*m_NN[1];
2010                        const index_t dofIdx=k+j*nDOF0+i*nDOF0*nDOF1;
2011                        m_dofId[dofIdx] = m_nodeId[nodeIdx]
2012                            = m_nodeDistribution[m_mpiInfo->rank]+dofIdx;
2013                    }
2014                }
2015            }
2016    
2017            // populate the rest of the nodes (shared with other ranks)
2018            if (m_faceCount[0]==0) { // left plane
2019    #pragma omp for nowait
2020                for (dim_t i=0; i<nDOF2; i++) {
2021                    for (dim_t j=0; j<nDOF1; j++) {
2022                        const index_t nodeIdx=(j+bottom)*m_NN[0]+(i+front)*m_NN[0]*m_NN[1];
2023                        const index_t dofId=(j+1)*nDOF0-1+i*nDOF0*nDOF1;
2024                        m_nodeId[nodeIdx]
2025                            = m_nodeDistribution[m_mpiInfo->rank-1]+dofId;
2026                    }
2027                }
2028            }
2029            if (m_faceCount[1]==0) { // right plane
2030    #pragma omp for nowait
2031                for (dim_t i=0; i<nDOF2; i++) {
2032                    for (dim_t j=0; j<nDOF1; j++) {
2033                        const index_t nodeIdx=(j+bottom+1)*m_NN[0]-1+(i+front)*m_NN[0]*m_NN[1];
2034                        const index_t dofId=j*nDOF0+i*nDOF0*nDOF1;
2035                        m_nodeId[nodeIdx]
2036                            = m_nodeDistribution[m_mpiInfo->rank+1]+dofId;
2037                    }
2038                }
2039            }
2040            if (m_faceCount[2]==0) { // bottom plane
2041    #pragma omp for nowait
2042                for (dim_t i=0; i<nDOF2; i++) {
2043                    for (dim_t k=0; k<nDOF0; k++) {
2044                        const index_t nodeIdx=k+left+(i+front)*m_NN[0]*m_NN[1];
2045                        const index_t dofId=nDOF0*(nDOF1-1)+k+i*nDOF0*nDOF1;
2046                        m_nodeId[nodeIdx]
2047                            = m_nodeDistribution[m_mpiInfo->rank-m_NX[0]]+dofId;
2048                    }
2049                }
2050            }
2051            if (m_faceCount[3]==0) { // top plane
2052    #pragma omp for nowait
2053                for (dim_t i=0; i<nDOF2; i++) {
2054                    for (dim_t k=0; k<nDOF0; k++) {
2055                        const index_t nodeIdx=k+left+(i+front)*m_NN[0]*m_NN[1]+m_NN[0]*(m_NN[1]-1);
2056                        const index_t dofId=k+i*nDOF0*nDOF1;
2057                        m_nodeId[nodeIdx]
2058                            = m_nodeDistribution[m_mpiInfo->rank+m_NX[0]]+dofId;
2059                    }
2060                }
2061            }
2062            if (m_faceCount[4]==0) { // front plane
2063    #pragma omp for nowait
2064                for (dim_t j=0; j<nDOF1; j++) {
2065                    for (dim_t k=0; k<nDOF0; k++) {
2066                        const index_t nodeIdx=k+left+(j+bottom)*m_NN[0];
2067                        const index_t dofId=k+j*nDOF0+nDOF0*nDOF1*(nDOF2-1);
2068                        m_nodeId[nodeIdx]
2069                            = m_nodeDistribution[m_mpiInfo->rank-m_NX[0]*m_NX[1]]+dofId;
2070                    }
2071                }
2072            }
2073            if (m_faceCount[5]==0) { // back plane
2074    #pragma omp for nowait
2075                for (dim_t j=0; j<nDOF1; j++) {
2076                    for (dim_t k=0; k<nDOF0; k++) {
2077                        const index_t nodeIdx=k+left+(j+bottom)*m_NN[0]+m_NN[0]*m_NN[1]*(m_NN[2]-1);
2078                        const index_t dofId=k+j*nDOF0;
2079                        m_nodeId[nodeIdx]
2080                            = m_nodeDistribution[m_mpiInfo->rank+m_NX[0]*m_NX[1]]+dofId;
2081                    }
2082                }
2083            }
2084    
2085            // populate element id's
2086    #pragma omp for nowait
2087            for (dim_t i2=0; i2<m_NE[2]; i2++) {
2088                for (dim_t i1=0; i1<m_NE[1]; i1++) {
2089                    for (dim_t i0=0; i0<m_NE[0]; i0++) {
2090                        m_elementId[i0+i1*m_NE[0]+i2*m_NE[0]*m_NE[1]] =
2091                            (m_offset[2]+i2)*m_gNE[0]*m_gNE[1]
2092                            +(m_offset[1]+i1)*m_gNE[0]
2093                            +m_offset[0]+i0;
2094                    }
2095                }
2096            }
2097    
2098            // face elements
2099    #pragma omp for
2100            for (dim_t k=0; k<getNumFaceElements(); k++)
2101                m_faceId[k]=k;
2102        } // end parallel section
2103    
2104    #undef globalNodeId
2105    
2106        m_nodeTags.assign(getNumNodes(), 0);
2107        updateTagsInUse(Nodes);
2108    
2109        m_elementTags.assign(getNumElements(), 0);
2110        updateTagsInUse(Elements);
2111    
2112        // generate face offset vector and set face tags
2113        const index_t LEFT=1, RIGHT=2, BOTTOM=10, TOP=20, FRONT=100, BACK=200;
2114        const index_t faceTag[] = { LEFT, RIGHT, BOTTOM, TOP, FRONT, BACK };
2115        m_faceOffset.assign(6, -1);
2116        m_faceTags.clear();
2117        index_t offset=0;
2118        for (size_t i=0; i<6; i++) {
2119            if (m_faceCount[i]>0) {
2120                m_faceOffset[i]=offset;
2121                offset+=m_faceCount[i];
2122                m_faceTags.insert(m_faceTags.end(), m_faceCount[i], faceTag[i]);
2123            }
2124        }
2125        setTagMap("left", LEFT);
2126        setTagMap("right", RIGHT);
2127        setTagMap("bottom", BOTTOM);
2128        setTagMap("top", TOP);
2129        setTagMap("front", FRONT);
2130        setTagMap("back", BACK);
2131        updateTagsInUse(FaceElements);
2132    }
2133    
2134    //private
2135    void Brick::createPattern()
2136    {
2137        const dim_t nDOF0 = (m_gNE[0]+1)/m_NX[0];
2138        const dim_t nDOF1 = (m_gNE[1]+1)/m_NX[1];
2139        const dim_t nDOF2 = (m_gNE[2]+1)/m_NX[2];
2140        const index_t left = (m_offset[0]==0 ? 0 : 1);
2141        const index_t bottom = (m_offset[1]==0 ? 0 : 1);
2142        const index_t front = (m_offset[2]==0 ? 0 : 1);
2143    
2144        // populate node->DOF mapping with own degrees of freedom.
2145        // The rest is assigned in the loop further down
2146        m_dofMap.assign(getNumNodes(), 0);
2147  #pragma omp parallel for  #pragma omp parallel for
2148      for (dim_t k=0; k<getNumNodes(); k++) {      for (index_t i=front; i<front+nDOF2; i++) {
2149          index_t id = firstId+k;          for (index_t j=bottom; j<bottom+nDOF1; j++) {
2150          if (m_offset0 > 0 && k%m_N0==0)              for (index_t k=left; k<left+nDOF0; k++) {
2151              id -= diff0;                  m_dofMap[i*m_NN[0]*m_NN[1]+j*m_NN[0]+k]=(i-front)*nDOF0*nDOF1+(j-bottom)*nDOF0+k-left;
2152          if (m_offset1 > 0 && k%(m_N0*m_N1)<m_N0)              }
2153              id -= diff1;          }
2154          if (m_offset2 > 0 && k/(m_N0*m_N1)==0)      }
2155              id -= diff2;  
2156          m_nodeId[k]=id;      // build list of shared components and neighbours by looping through
2157        // all potential neighbouring ranks and checking if positions are
2158        // within bounds
2159        const dim_t numDOF=nDOF0*nDOF1*nDOF2;
2160        vector<IndexVector> colIndices(numDOF); // for the couple blocks
2161        RankVector neighbour;
2162        IndexVector offsetInShared(1,0);
2163        IndexVector sendShared, recvShared;
2164        int numShared=0;
2165        const int x=m_mpiInfo->rank%m_NX[0];
2166        const int y=m_mpiInfo->rank%(m_NX[0]*m_NX[1])/m_NX[0];
2167        const int z=m_mpiInfo->rank/(m_NX[0]*m_NX[1]);
2168        for (int i2=-1; i2<2; i2++) {
2169            for (int i1=-1; i1<2; i1++) {
2170                for (int i0=-1; i0<2; i0++) {
2171                    // skip this rank
2172                    if (i0==0 && i1==0 && i2==0)
2173                        continue;
2174                    // location of neighbour rank
2175                    const int nx=x+i0;
2176                    const int ny=y+i1;
2177                    const int nz=z+i2;
2178                    if (nx>=0 && ny>=0 && nz>=0 && nx<m_NX[0] && ny<m_NX[1] && nz<m_NX[2]) {
2179                        neighbour.push_back(nz*m_NX[0]*m_NX[1]+ny*m_NX[0]+nx);
2180                        if (i0==0 && i1==0) {
2181                            // sharing front or back plane
2182                            offsetInShared.push_back(offsetInShared.back()+nDOF0*nDOF1);
2183                            for (dim_t i=0; i<nDOF1; i++) {
2184                                const int firstDOF=(i2==-1 ? i*nDOF0
2185                                        : i*nDOF0 + nDOF0*nDOF1*(nDOF2-1));
2186                                const int firstNode=(i2==-1 ? left+(i+bottom)*m_NN[0]
2187                                        : left+(i+bottom)*m_NN[0]+m_NN[0]*m_NN[1]*(m_NN[2]-1));
2188                                for (dim_t j=0; j<nDOF0; j++, numShared++) {
2189                                    sendShared.push_back(firstDOF+j);
2190                                    recvShared.push_back(numDOF+numShared);
2191                                    if (j>0) {
2192                                        if (i>0)
2193                                            colIndices[firstDOF+j-1-nDOF0].push_back(numShared);
2194                                        colIndices[firstDOF+j-1].push_back(numShared);
2195                                        if (i<nDOF1-1)
2196                                            colIndices[firstDOF+j-1+nDOF0].push_back(numShared);
2197                                    }
2198                                    if (i>0)
2199                                        colIndices[firstDOF+j-nDOF0].push_back(numShared);
2200                                    colIndices[firstDOF+j].push_back(numShared);
2201                                    if (i<nDOF1-1)
2202                                        colIndices[firstDOF+j+nDOF0].push_back(numShared);
2203                                    if (j<nDOF0-1) {
2204                                        if (i>0)
2205                                            colIndices[firstDOF+j+1-nDOF0].push_back(numShared);
2206                                        colIndices[firstDOF+j+1].push_back(numShared);
2207                                        if (i<nDOF1-1)
2208                                            colIndices[firstDOF+j+1+nDOF0].push_back(numShared);
2209                                    }
2210                                    m_dofMap[firstNode+j]=numDOF+numShared;
2211                                }
2212                            }
2213                        } else if (i0==0 && i2==0) {
2214                            // sharing top or bottom plane
2215                            offsetInShared.push_back(offsetInShared.back()+nDOF0*nDOF2);
2216                            for (dim_t i=0; i<nDOF2; i++) {
2217                                const int firstDOF=(i1==-1 ? i*nDOF0*nDOF1
2218                                        : nDOF0*((i+1)*nDOF1-1));
2219                                const int firstNode=(i1==-1 ?
2220                                        left+(i+front)*m_NN[0]*m_NN[1]
2221                                        : left+m_NN[0]*((i+1+front)*m_NN[1]-1));
2222                                for (dim_t j=0; j<nDOF0; j++, numShared++) {
2223                                    sendShared.push_back(firstDOF+j);
2224                                    recvShared.push_back(numDOF+numShared);
2225                                    if (j>0) {
2226                                        if (i>0)
2227                                            colIndices[firstDOF+j-1-nDOF0*nDOF1].push_back(numShared);
2228                                        colIndices[firstDOF+j-1].push_back(numShared);
2229                                        if (i<nDOF2-1)
2230                                            colIndices[firstDOF+j-1+nDOF0*nDOF1].push_back(numShared);
2231                                    }
2232                                    if (i>0)
2233                                        colIndices[firstDOF+j-nDOF0*nDOF1].push_back(numShared);
2234                                    colIndices[firstDOF+j].push_back(numShared);
2235                                    if (i<nDOF2-1)
2236                                        colIndices[firstDOF+j+nDOF0*nDOF1].push_back(numShared);
2237                                    if (j<nDOF0-1) {
2238                                        if (i>0)
2239                                            colIndices[firstDOF+j+1-nDOF0*nDOF1].push_back(numShared);
2240                                        colIndices[firstDOF+j+1].push_back(numShared);
2241                                        if (i<nDOF2-1)
2242                                            colIndices[firstDOF+j+1+nDOF0*nDOF1].push_back(numShared);
2243                                    }
2244                                    m_dofMap[firstNode+j]=numDOF+numShared;
2245                                }
2246                            }
2247                        } else if (i1==0 && i2==0) {
2248                            // sharing left or right plane
2249                            offsetInShared.push_back(offsetInShared.back()+nDOF1*nDOF2);
2250                            for (dim_t i=0; i<nDOF2; i++) {
2251                                const int firstDOF=(i0==-1 ? i*nDOF0*nDOF1
2252                                        : nDOF0*(1+i*nDOF1)-1);
2253                                const int firstNode=(i0==-1 ?
2254                                        (bottom+(i+front)*m_NN[1])*m_NN[0]
2255                                        : (bottom+1+(i+front)*m_NN[1])*m_NN[0]-1);
2256                                for (dim_t j=0; j<nDOF1; j++, numShared++) {
2257                                    sendShared.push_back(firstDOF+j*nDOF0);
2258                                    recvShared.push_back(numDOF+numShared);
2259                                    if (j>0) {
2260                                        if (i>0)
2261                                            colIndices[firstDOF+(j-1)*nDOF0-nDOF0*nDOF1].push_back(numShared);
2262                                        colIndices[firstDOF+(j-1)*nDOF0].push_back(numShared);
2263                                        if (i<nDOF2-1)
2264                                            colIndices[firstDOF+(j-1)*nDOF0+nDOF0*nDOF1].push_back(numShared);
2265                                    }
2266                                    if (i>0)
2267                                        colIndices[firstDOF+j*nDOF0-nDOF0*nDOF1].push_back(numShared);
2268                                    colIndices[firstDOF+j*nDOF0].push_back(numShared);
2269                                    if (i<nDOF2-1)
2270                                        colIndices[firstDOF+j*nDOF0+nDOF0*nDOF1].push_back(numShared);
2271                                    if (j<nDOF1-1) {
2272                                        if (i>0)
2273                                            colIndices[firstDOF+(j+1)*nDOF0-nDOF0*nDOF1].push_back(numShared);
2274                                        colIndices[firstDOF+(j+1)*nDOF0].push_back(numShared);
2275                                        if (i<nDOF2-1)
2276                                            colIndices[firstDOF+(j+1)*nDOF0+nDOF0*nDOF1].push_back(numShared);
2277                                    }
2278                                    m_dofMap[firstNode+j*m_NN[0]]=numDOF+numShared;
2279                                }
2280                            }
2281                        } else if (i0==0) {
2282                            // sharing an edge in x direction
2283                            offsetInShared.push_back(offsetInShared.back()+nDOF0);
2284                            const int firstDOF=(i1+1)/2*nDOF0*(nDOF1-1)
2285                                               +(i2+1)/2*nDOF0*nDOF1*(nDOF2-1);
2286                            const int firstNode=left+(i1+1)/2*m_NN[0]*(m_NN[1]-1)
2287                                                +(i2+1)/2*m_NN[0]*m_NN[1]*(m_NN[2]-1);
2288                            for (dim_t i=0; i<nDOF0; i++, numShared++) {
2289                                sendShared.push_back(firstDOF+i);
2290                                recvShared.push_back(numDOF+numShared);
2291                                if (i>0)
2292                                    colIndices[firstDOF+i-1].push_back(numShared);
2293                                colIndices[firstDOF+i].push_back(numShared);
2294                                if (i<nDOF0-1)
2295                                    colIndices[firstDOF+i+1].push_back(numShared);
2296                                m_dofMap[firstNode+i]=numDOF+numShared;
2297                            }
2298                        } else if (i1==0) {
2299                            // sharing an edge in y direction
2300                            offsetInShared.push_back(offsetInShared.back()+nDOF1);
2301                            const int firstDOF=(i0+1)/2*(nDOF0-1)
2302                                               +(i2+1)/2*nDOF0*nDOF1*(nDOF2-1);
2303                            const int firstNode=bottom*m_NN[0]
2304                                                +(i0+1)/2*(m_NN[0]-1)
2305                                                +(i2+1)/2*m_NN[0]*m_NN[1]*(m_NN[2]-1);
2306                            for (dim_t i=0; i<nDOF1; i++, numShared++) {
2307                                sendShared.push_back(firstDOF+i*nDOF0);
2308                                recvShared.push_back(numDOF+numShared);
2309                                if (i>0)
2310                                    colIndices[firstDOF+(i-1)*nDOF0].push_back(numShared);
2311                                colIndices[firstDOF+i*nDOF0].push_back(numShared);
2312                                if (i<nDOF1-1)
2313                                    colIndices[firstDOF+(i+1)*nDOF0].push_back(numShared);
2314                                m_dofMap[firstNode+i*m_NN[0]]=numDOF+numShared;
2315                            }
2316                        } else if (i2==0) {
2317                            // sharing an edge in z direction
2318                            offsetInShared.push_back(offsetInShared.back()+nDOF2);
2319                            const int firstDOF=(i0+1)/2*(nDOF0-1)
2320                                               +(i1+1)/2*nDOF0*(nDOF1-1);
2321                            const int firstNode=front*m_NN[0]*m_NN[1]
2322                                                +(i0+1)/2*(m_NN[0]-1)
2323                                                +(i1+1)/2*m_NN[0]*(m_NN[1]-1);
2324                            for (dim_t i=0; i<nDOF2; i++, numShared++) {
2325                                sendShared.push_back(firstDOF+i*nDOF0*nDOF1);
2326                                recvShared.push_back(numDOF+numShared);
2327                                if (i>0)
2328                                    colIndices[firstDOF+(i-1)*nDOF0*nDOF1].push_back(numShared);
2329                                colIndices[firstDOF+i*nDOF0*nDOF1].push_back(numShared);
2330                                if (i<nDOF2-1)
2331                                    colIndices[firstDOF+(i+1)*nDOF0*nDOF1].push_back(numShared);
2332                                m_dofMap[firstNode+i*m_NN[0]*m_NN[1]]=numDOF+numShared;
2333                            }
2334                        } else {
2335                            // sharing a node
2336                            const int dof=(i0+1)/2*(nDOF0-1)
2337                                          +(i1+1)/2*nDOF0*(nDOF1-1)
2338                                          +(i2+1)/2*nDOF0*nDOF1*(nDOF2-1);
2339                            const int node=(i0+1)/2*(m_NN[0]-1)
2340                                           +(i1+1)/2*m_NN[0]*(m_NN[1]-1)
2341                                           +(i2+1)/2*m_NN[0]*m_NN[1]*(m_NN[2]-1);
2342                            offsetInShared.push_back(offsetInShared.back()+1);
2343                            sendShared.push_back(dof);
2344                            recvShared.push_back(numDOF+numShared);
2345                            colIndices[dof].push_back(numShared);
2346                            m_dofMap[node]=numDOF+numShared;
2347                            ++numShared;
2348                        }
2349                    }
2350                }
2351            }
2352        }
2353    
2354        // create connector
2355        Paso_SharedComponents *snd_shcomp = Paso_SharedComponents_alloc(
2356                numDOF, neighbour.size(), &neighbour[0], &sendShared[0],
2357                &offsetInShared[0], 1, 0, m_mpiInfo);
2358        Paso_SharedComponents *rcv_shcomp = Paso_SharedComponents_alloc(
2359                numDOF, neighbour.size(), &neighbour[0], &recvShared[0],
2360                &offsetInShared[0], 1, 0, m_mpiInfo);
2361        m_connector = Paso_Connector_alloc(snd_shcomp, rcv_shcomp);
2362        Paso_SharedComponents_free(snd_shcomp);
2363        Paso_SharedComponents_free(rcv_shcomp);
2364    
2365        // create main and couple blocks
2366        Paso_Pattern *mainPattern = createMainPattern();
2367        Paso_Pattern *colPattern, *rowPattern;
2368        createCouplePatterns(colIndices, numShared, &colPattern, &rowPattern);
2369    
2370        // allocate paso distribution
2371        Paso_Distribution* distribution = Paso_Distribution_alloc(m_mpiInfo,
2372                const_cast<index_t*>(&m_nodeDistribution[0]), 1, 0);
2373    
2374        // finally create the system matrix
2375        m_pattern = Paso_SystemMatrixPattern_alloc(MATRIX_FORMAT_DEFAULT,
2376                distribution, distribution, mainPattern, colPattern, rowPattern,
2377                m_connector, m_connector);
2378    
2379        Paso_Distribution_free(distribution);
2380    
2381        // useful debug output
2382        /*
2383        cout << "--- rcv_shcomp ---" << endl;
2384        cout << "numDOF=" << numDOF << ", numNeighbors=" << neighbour.size() << endl;
2385        for (size_t i=0; i<neighbour.size(); i++) {
2386            cout << "neighbor[" << i << "]=" << neighbour[i]
2387                << " offsetInShared[" << i+1 << "]=" << offsetInShared[i+1] << endl;
2388        }
2389        for (size_t i=0; i<recvShared.size(); i++) {
2390            cout << "shared[" << i << "]=" << recvShared[i] << endl;
2391        }
2392        cout << "--- snd_shcomp ---" << endl;
2393        for (size_t i=0; i<sendShared.size(); i++) {
2394            cout << "shared[" << i << "]=" << sendShared[i] << endl;
2395        }
2396        cout << "--- dofMap ---" << endl;
2397        for (size_t i=0; i<m_dofMap.size(); i++) {
2398            cout << "m_dofMap[" << i << "]=" << m_dofMap[i] << endl;
2399        }
2400        cout << "--- colIndices ---" << endl;
2401        for (size_t i=0; i<colIndices.size(); i++) {
2402            cout << "colIndices[" << i << "].size()=" << colIndices[i].size() << endl;
2403        }
2404        */
2405    
2406        /*
2407        cout << "--- main_pattern ---" << endl;
2408        cout << "M=" << mainPattern->numOutput << ", N=" << mainPattern->numInput << endl;
2409        for (size_t i=0; i<mainPattern->numOutput+1; i++) {
2410            cout << "ptr[" << i << "]=" << mainPattern->ptr[i] << endl;
2411        }
2412        for (size_t i=0; i<mainPattern->ptr[mainPattern->numOutput]; i++) {
2413            cout << "index[" << i << "]=" << mainPattern->index[i] << endl;
2414        }
2415        */
2416    
2417        /*
2418        cout << "--- colCouple_pattern ---" << endl;
2419        cout << "M=" << colPattern->numOutput << ", N=" << colPattern->numInput << endl;
2420        for (size_t i=0; i<colPattern->numOutput+1; i++) {
2421            cout << "ptr[" << i << "]=" << colPattern->ptr[i] << endl;
2422        }
2423        for (size_t i=0; i<colPattern->ptr[colPattern->numOutput]; i++) {
2424            cout << "index[" << i << "]=" << colPattern->index[i] << endl;
2425        }
2426        */
2427    
2428        /*
2429        cout << "--- rowCouple_pattern ---" << endl;
2430        cout << "M=" << rowPattern->numOutput << ", N=" << rowPattern->numInput << endl;
2431        for (size_t i=0; i<rowPattern->numOutput+1; i++) {
2432            cout << "ptr[" << i << "]=" << rowPattern->ptr[i] << endl;
2433        }
2434        for (size_t i=0; i<rowPattern->ptr[rowPattern->numOutput]; i++) {
2435            cout << "index[" << i << "]=" << rowPattern->index[i] << endl;
2436        }
2437        */
2438    
2439        Paso_Pattern_free(mainPattern);
2440        Paso_Pattern_free(colPattern);
2441        Paso_Pattern_free(rowPattern);
2442    }
2443    
2444    //private
2445    void Brick::addToMatrixAndRHS(Paso_SystemMatrix* S, escript::Data& F,
2446             const vector<double>& EM_S, const vector<double>& EM_F, bool addS,
2447             bool addF, index_t firstNode, dim_t nEq, dim_t nComp) const
2448    {
2449        IndexVector rowIndex;
2450        rowIndex.push_back(m_dofMap[firstNode]);
2451        rowIndex.push_back(m_dofMap[firstNode+1]);
2452        rowIndex.push_back(m_dofMap[firstNode+m_NN[0]]);
2453        rowIndex.push_back(m_dofMap[firstNode+m_NN[0]+1]);
2454        rowIndex.push_back(m_dofMap[firstNode+m_NN[0]*m_NN[1]]);
2455        rowIndex.push_back(m_dofMap[firstNode+m_NN[0]*m_NN[1]+1]);
2456        rowIndex.push_back(m_dofMap[firstNode+m_NN[0]*(m_NN[1]+1)]);
2457        rowIndex.push_back(m_dofMap[firstNode+m_NN[0]*(m_NN[1]+1)+1]);
2458        if (addF) {
2459            double *F_p=F.getSampleDataRW(0);
2460            for (index_t i=0; i<rowIndex.size(); i++) {
2461                if (rowIndex[i]<getNumDOF()) {
2462                    for (index_t eq=0; eq<nEq; eq++) {
2463                        F_p[INDEX2(eq, rowIndex[i], nEq)]+=EM_F[INDEX2(eq,i,nEq)];
2464                    }
2465                }
2466            }
2467        }
2468        if (addS) {
2469            addToSystemMatrix(S, rowIndex, nEq, rowIndex, nComp, EM_S);
2470        }
2471    }
2472    
2473    //protected
2474    void Brick::interpolateNodesOnElements(escript::Data& out, escript::Data& in,
2475                                           bool reduced) const
2476    {
2477        const dim_t numComp = in.getDataPointSize();
2478        if (reduced) {
2479            out.requireWrite();
2480    #pragma omp parallel
2481            {
2482                vector<double> f_000(numComp);
2483                vector<double> f_001(numComp);
2484                vector<double> f_010(numComp);
2485                vector<double> f_011(numComp);
2486                vector<double> f_100(numComp);
2487                vector<double> f_101(numComp);
2488                vector<double> f_110(numComp);
2489                vector<double> f_111(numComp);
2490    #pragma omp for
2491                for (index_t k2=0; k2 < m_NE[2]; ++k2) {
2492                    for (index_t k1=0; k1 < m_NE[1]; ++k1) {
2493                        for (index_t k0=0; k0 < m_NE[0]; ++k0) {
2494                            memcpy(&f_000[0], in.getSampleDataRO(INDEX3(k0,k1,k2, m_NN[0],m_NN[1])), numComp*sizeof(double));
2495                            memcpy(&f_001[0], in.getSampleDataRO(INDEX3(k0,k1,k2+1, m_NN[0],m_NN[1])), numComp*sizeof(double));
2496                            memcpy(&f_010[0], in.getSampleDataRO(INDEX3(k0,k1+1,k2, m_NN[0],m_NN[1])), numComp*sizeof(double));
2497                            memcpy(&f_011[0], in.getSampleDataRO(INDEX3(k0,k1+1,k2+1, m_NN[0],m_NN[1])), numComp*sizeof(double));
2498                            memcpy(&f_100[0], in.getSampleDataRO(INDEX3(k0+1,k1,k2, m_NN[0],m_NN[1])), numComp*sizeof(double));
2499                            memcpy(&f_101[0], in.getSampleDataRO(INDEX3(k0+1,k1,k2+1, m_NN[0],m_NN[1])), numComp*sizeof(double));
2500                            memcpy(&f_110[0], in.getSampleDataRO(INDEX3(k0+1,k1+1,k2, m_NN[0],m_NN[1])), numComp*sizeof(double));
2501                            memcpy(&f_111[0], in.getSampleDataRO(INDEX3(k0+1,k1+1,k2+1, m_NN[0],m_NN[1])), numComp*sizeof(double));
2502                            double* o = out.getSampleDataRW(INDEX3(k0,k1,k2,m_NE[0],m_NE[1]));
2503                            for (index_t i=0; i < numComp; ++i) {
2504                                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;
2505                            } // end of component loop i
2506                        } // end of k0 loop
2507                    } // end of k1 loop
2508                } // end of k2 loop
2509            } // end of parallel section
2510        } else {
2511            out.requireWrite();
2512            const double c0 = .0094373878376559314545;
2513            const double c1 = .035220810900864519624;
2514            const double c2 = .13144585576580214704;
2515            const double c3 = .49056261216234406855;
2516    #pragma omp parallel
2517            {
2518                vector<double> f_000(numComp);
2519                vector<double> f_001(numComp);
2520                vector<double> f_010(numComp);
2521                vector<double> f_011(numComp);
2522                vector<double> f_100(numComp);
2523                vector<double> f_101(numComp);
2524                vector<double> f_110(numComp);
2525                vector<double> f_111(numComp);
2526    #pragma omp for
2527                for (index_t k2=0; k2 < m_NE[2]; ++k2) {
2528                    for (index_t k1=0; k1 < m_NE[1]; ++k1) {
2529                        for (index_t k0=0; k0 < m_NE[0]; ++k0) {
2530                            memcpy(&f_000[0], in.getSampleDataRO(INDEX3(k0,k1,k2, m_NN[0],m_NN[1])), numComp*sizeof(double));
2531                            memcpy(&f_001[0], in.getSampleDataRO(INDEX3(k0,k1,k2+1, m_NN[0],m_NN[1])), numComp*sizeof(double));
2532                            memcpy(&f_010[0], in.getSampleDataRO(INDEX3(k0,k1+1,k2, m_NN[0],m_NN[1])), numComp*sizeof(double));
2533                            memcpy(&f_011[0], in.getSampleDataRO(INDEX3(k0,k1+1,k2+1, m_NN[0],m_NN[1])), numComp*sizeof(double));
2534                            memcpy(&f_100[0], in.getSampleDataRO(INDEX3(k0+1,k1,k2, m_NN[0],m_NN[1])), numComp*sizeof(double));
2535                            memcpy(&f_101[0], in.getSampleDataRO(INDEX3(k0+1,k1,k2+1, m_NN[0],m_NN[1])), numComp*sizeof(double));
2536                            memcpy(&f_110[0], in.getSampleDataRO(INDEX3(k0+1,k1+1,k2, m_NN[0],m_NN[1])), numComp*sizeof(double));
2537                            memcpy(&f_111[0], in.getSampleDataRO(INDEX3(k0+1,k1+1,k2+1, m_NN[0],m_NN[1])), numComp*sizeof(double));
2538                            double* o = out.getSampleDataRW(INDEX3(k0,k1,k2,m_NE[0],m_NE[1]));
2539                            for (index_t i=0; i < numComp; ++i) {
2540                                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]);
2541                                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]);
2542                                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]);
2543                                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]);
2544                                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]);
2545                                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]);
2546                                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]);
2547                                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]);
2548                            } // end of component loop i
2549                        } // end of k0 loop
2550                    } // end of k1 loop
2551                } // end of k2 loop
2552            } // end of parallel section
2553        }
2554    }
2555    
2556    //protected
2557    void Brick::interpolateNodesOnFaces(escript::Data& out, escript::Data& in,
2558                                        bool reduced) const
2559    {
2560        const dim_t numComp = in.getDataPointSize();
2561        if (reduced) {
2562            out.requireWrite();
2563    #pragma omp parallel
2564            {
2565                vector<double> f_000(numComp);
2566                vector<double> f_001(numComp);
2567                vector<double> f_010(numComp);
2568                vector<double> f_011(numComp);
2569                vector<double> f_100(numComp);
2570                vector<double> f_101(numComp);
2571                vector<double> f_110(numComp);
2572                vector<double> f_111(numComp);
2573                if (m_faceOffset[0] > -1) {
2574    #pragma omp for nowait
2575                    for (index_t k2=0; k2 < m_NE[2]; ++k2) {
2576                        for (index_t k1=0; k1 < m_NE[1]; ++k1) {
2577                            memcpy(&f_000[0], in.getSampleDataRO(INDEX3(0,k1,k2, m_NN[0],m_NN[1])), numComp*sizeof(double));
2578                            memcpy(&f_001[0], in.getSampleDataRO(INDEX3(0,k1,k2+1, m_NN[0],m_NN[1])), numComp*sizeof(double));
2579                            memcpy(&f_010[0], in.getSampleDataRO(INDEX3(0,k1+1,k2, m_NN[0],m_NN[1])), numComp*sizeof(double));
2580                            memcpy(&f_011[0], in.getSampleDataRO(INDEX3(0,k1+1,k2+1, m_NN[0],m_NN[1])), numComp*sizeof(double));
2581                            double* o = out.getSampleDataRW(m_faceOffset[0]+INDEX2(k1,k2,m_NE[1]));
2582                            for (index_t i=0; i < numComp; ++i) {
2583                                o[INDEX2(i,numComp,0)] = (f_000[i] + f_001[i] + f_010[i] + f_011[i])/4;
2584                            } // end of component loop i
2585                        } // end of k1 loop
2586                    } // end of k2 loop
2587                } // end of face 0
2588                if (m_faceOffset[1] > -1) {
2589    #pragma omp for nowait
2590                    for (index_t k2=0; k2 < m_NE[2]; ++k2) {
2591                        for (index_t k1=0; k1 < m_NE[1]; ++k1) {
2592                            memcpy(&f_100[0], in.getSampleDataRO(INDEX3(m_NN[0]-1,k1,k2, m_NN[0],m_NN[1])), numComp*sizeof(double));
2593                            memcpy(&f_101[0], in.getSampleDataRO(INDEX3(m_NN[0]-1,k1,k2+1, m_NN[0],m_NN[1])), numComp*sizeof(double));
2594                            memcpy(&f_110[0], in.getSampleDataRO(INDEX3(m_NN[0]-1,k1+1,k2, m_NN[0],m_NN[1])), numComp*sizeof(double));
2595                            memcpy(&f_111[0], in.getSampleDataRO(INDEX3(m_NN[0]-1,k1+1,k2+1, m_NN[0],m_NN[1])), numComp*sizeof(double));
2596                            double* o = out.getSampleDataRW(m_faceOffset[1]+INDEX2(k1,k2,m_NE[1]));
2597                            for (index_t i=0; i < numComp; ++i) {
2598                                o[INDEX2(i,numComp,0)] = (f_100[i] + f_101[i] + f_110[i] + f_111[i])/4;
2599                            } // end of component loop i
2600                        } // end of k1 loop
2601                    } // end of k2 loop
2602                } // end of face 1
2603                if (m_faceOffset[2] > -1) {
2604    #pragma omp for nowait
2605                    for (index_t k2=0; k2 < m_NE[2]; ++k2) {
2606                        for (index_t k0=0; k0 < m_NE[0]; ++k0) {
2607                            memcpy(&f_000[0], in.getSampleDataRO(INDEX3(k0,0,k2, m_NN[0],m_NN[1])), numComp*sizeof(double));
2608                            memcpy(&f_001[0], in.getSampleDataRO(INDEX3(k0,0,k2+1, m_NN[0],m_NN[1])), numComp*sizeof(double));
2609                            memcpy(&f_100[0], in.getSampleDataRO(INDEX3(k0+1,0,k2, m_NN[0],m_NN[1])), numComp*sizeof(double));
2610                            memcpy(&f_101[0], in.getSampleDataRO(INDEX3(k0+1,0,k2+1, m_NN[0],m_NN[1])), numComp*sizeof(double));
2611                            double* o = out.getSampleDataRW(m_faceOffset[2]+INDEX2(k0,k2,m_NE[0]));
2612                            for (index_t i=0; i < numComp; ++i) {
2613                                o[INDEX2(i,numComp,0)] = (f_000[i] + f_001[i] + f_100[i] + f_101[i])/4;
2614                            } // end of component loop i
2615                        } // end of k0 loop
2616                    } // end of k2 loop
2617                } // end of face 2
2618                if (m_faceOffset[3] > -1) {
2619    #pragma omp for nowait
2620                    for (index_t k2=0; k2 < m_NE[2]; ++k2) {
2621                        for (index_t k0=0; k0 < m_NE[0]; ++k0) {
2622                            memcpy(&f_010[0], in.getSampleDataRO(INDEX3(k0,m_NN[1]-1,k2, m_NN[0],m_NN[1])), numComp*sizeof(double));
2623                            memcpy(&f_011[0], in.getSampleDataRO(INDEX3(k0,m_NN[1]-1,k2+1, m_NN[0],m_NN[1])), numComp*sizeof(double));
2624                            memcpy(&f_110[0], in.getSampleDataRO(INDEX3(k0+1,m_NN[1]-1,k2, m_NN[0],m_NN[1])), numComp*sizeof(double));
2625                            memcpy(&f_111[0], in.getSampleDataRO(INDEX3(k0+1,m_NN[1]-1,k2+1, m_NN[0],m_NN[1])), numComp*sizeof(double));
2626                            double* o = out.getSampleDataRW(m_faceOffset[3]+INDEX2(k0,k2,m_NE[0]));
2627                            for (index_t i=0; i < numComp; ++i) {
2628                                o[INDEX2(i,numComp,0)] = (f_010[i] + f_011[i] + f_110[i] + f_111[i])/4;
2629                            } // end of component loop i
2630                        } // end of k0 loop
2631                    } // end of k2 loop
2632                } // end of face 3
2633                if (m_faceOffset[4] > -1) {
2634    #pragma omp for nowait
2635                    for (index_t k1=0; k1 < m_NE[1]; ++k1) {
2636                        for (index_t k0=0; k0 < m_NE[0]; ++k0) {
2637                            memcpy(&f_000[0], in.getSampleDataRO(INDEX3(k0,k1,0, m_NN[0],m_NN[1])), numComp*sizeof(double));
2638                            memcpy(&f_010[0], in.getSampleDataRO(INDEX3(k0,k1+1,0, m_NN[0],m_NN[1])), numComp*sizeof(double));
2639                            memcpy(&f_100[0], in.getSampleDataRO(INDEX3(k0+1,k1,0, m_NN[0],m_NN[1])), numComp*sizeof(double));
2640                            memcpy(&f_110[0], in.getSampleDataRO(INDEX3(k0+1,k1+1,0, m_NN[0],m_NN[1])), numComp*sizeof(double));
2641                            double* o = out.getSampleDataRW(m_faceOffset[4]+INDEX2(k0,k1,m_NE[0]));
2642                            for (index_t i=0; i < numComp; ++i) {
2643                                o[INDEX2(i,numComp,0)] = (f_000[i] + f_010[i] + f_100[i] + f_110[i])/4;
2644                            } // end of component loop i
2645                        } // end of k0 loop
2646                    } // end of k1 loop
2647                } // end of face 4
2648                if (m_faceOffset[5] > -1) {
2649    #pragma omp for nowait
2650                    for (index_t k1=0; k1 < m_NE[1]; ++k1) {
2651                        for (index_t k0=0; k0 < m_NE[0]; ++k0) {
2652                            memcpy(&f_001[0], in.getSampleDataRO(INDEX3(k0,k1,m_NN[2]-1, m_NN[0],m_NN[1])), numComp*sizeof(double));
2653                            memcpy(&f_011[0], in.getSampleDataRO(INDEX3(k0,k1+1,m_NN[2]-1, m_NN[0],m_NN[1])), numComp*sizeof(double));
2654                            memcpy(&f_101[0], in.getSampleDataRO(INDEX3(k0+1,k1,m_NN[2]-1, m_NN[0],m_NN[1])), numComp*sizeof(double));
2655                            memcpy(&f_111[0], in.getSampleDataRO(INDEX3(k0+1,k1+1,m_NN[2]-1, m_NN[0],m_NN[1])), numComp*sizeof(double));
2656                            double* o = out.getSampleDataRW(m_faceOffset[5]+INDEX2(k0,k1,m_NE[0]));
2657                            for (index_t i=0; i < numComp; ++i) {
2658                                o[INDEX2(i,numComp,0)] = (f_001[i] + f_011[i] + f_101[i] + f_111[i])/4;
2659                            } // end of component loop i
2660                        } // end of k0 loop
2661                    } // end of k1 loop
2662                } // end of face 5
2663            } // end of parallel section
2664        } else {
2665            out.requireWrite();
2666            const double c0 = 0.044658198738520451079;
2667            const double c1 = 0.16666666666666666667;
2668            const double c2 = 0.62200846792814621559;
2669    #pragma omp parallel
2670            {
2671                vector<double> f_000(numComp);
2672                vector<double> f_001(numComp);
2673                vector<double> f_010(numComp);
2674                vector<double> f_011(numComp);
2675                vector<double> f_100(numComp);
2676                vector<double> f_101(numComp);
2677                vector<double> f_110(numComp);
2678                vector<double> f_111(numComp);
2679                if (m_faceOffset[0] > -1) {
2680    #pragma omp for nowait
2681                    for (index_t k2=0; k2 < m_NE[2]; ++k2) {
2682                        for (index_t k1=0; k1 < m_NE[1]; ++k1) {
2683                            memcpy(&f_000[0], in.getSampleDataRO(INDEX3(0,k1,k2, m_NN[0],m_NN[1])), numComp*sizeof(double));
2684                            memcpy(&f_001[0], in.getSampleDataRO(INDEX3(0,k1,k2+1, m_NN[0],m_NN[1])), numComp*sizeof(double));
2685                            memcpy(&f_010[0], in.getSampleDataRO(INDEX3(0,k1+1,k2, m_NN[0],m_NN[1])), numComp*sizeof(double));
2686                            memcpy(&f_011[0], in.getSampleDataRO(INDEX3(0,k1+1,k2+1, m_NN[0],m_NN[1])), numComp*sizeof(double));
2687                            double* o = out.getSampleDataRW(m_faceOffset[0]+INDEX2(k1,k2,m_NE[1]));
2688                            for (index_t i=0; i < numComp; ++i) {
2689                                o[INDEX2(i,numComp,0)] = f_000[i]*c2 + f_011[i]*c0 + c1*(f_001[i] + f_010[i]);
2690                                o[INDEX2(i,numComp,1)] = f_001[i]*c0 + f_010[i]*c2 + c1*(f_000[i] + f_011[i]);
2691                                o[INDEX2(i,numComp,2)] = f_001[i]*c2 + f_010[i]*c0 + c1*(f_000[i] + f_011[i]);
2692                                o[INDEX2(i,numComp,3)] = f_000[i]*c0 + f_011[i]*c2 + c1*(f_001[i] + f_010[i]);
2693                            } // end of component loop i
2694                        } // end of k1 loop
2695                    } // end of k2 loop
2696                } // end of face 0
2697                if (m_faceOffset[1] > -1) {
2698    #pragma omp for nowait
2699                    for (index_t k2=0; k2 < m_NE[2]; ++k2) {
2700                        for (index_t k1=0; k1 < m_NE[1]; ++k1) {
2701                            memcpy(&f_100[0], in.getSampleDataRO(INDEX3(m_NN[0]-1,k1,k2, m_NN[0],m_NN[1])), numComp*sizeof(double));
2702                            memcpy(&f_101[0], in.getSampleDataRO(INDEX3(m_NN[0]-1,k1,k2+1, m_NN[0],m_NN[1])), numComp*sizeof(double));
2703                            memcpy(&f_110[0], in.getSampleDataRO(INDEX3(m_NN[0]-1,k1+1,k2, m_NN[0],m_NN[1])), numComp*sizeof(double));
2704                            memcpy(&f_111[0], in.getSampleDataRO(INDEX3(m_NN[0]-1,k1+1,k2+1, m_NN[0],m_NN[1])), numComp*sizeof(double));
2705                            double* o = out.getSampleDataRW(m_faceOffset[1]+INDEX2(k1,k2,m_NE[1]));
2706                            for (index_t i=0; i < numComp; ++i) {
2707                                o[INDEX2(i,numComp,0)] = f_100[i]*c2 + f_111[i]*c0 + c1*(f_101[i] + f_110[i]);
2708                                o[INDEX2(i,numComp,1)] = f_101[i]*c0 + f_110[i]*c2 + c1*(f_100[i] + f_111[i]);
2709                                o[INDEX2(i,numComp,2)] = f_101[i]*c2 + f_110[i]*c0 + c1*(f_100[i] + f_111[i]);
2710                                o[INDEX2(i,numComp,3)] = f_100[i]*c0 + f_111[i]*c2 + c1*(f_101[i] + f_110[i]);
2711                            } // end of component loop i
2712                        } // end of k1 loop
2713                    } // end of k2 loop
2714                } // end of face 1
2715                if (m_faceOffset[2] > -1) {
2716    #pragma omp for nowait
2717                    for (index_t k2=0; k2 < m_NE[2]; ++k2) {
2718                        for (index_t k0=0; k0 < m_NE[0]; ++k0) {
2719                            memcpy(&f_000[0], in.getSampleDataRO(INDEX3(k0,0,k2, m_NN[0],m_NN[1])), numComp*sizeof(double));
2720                            memcpy(&f_001[0], in.getSampleDataRO(INDEX3(k0,0,k2+1, m_NN[0],m_NN[1])), numComp*sizeof(double));
2721                            memcpy(&f_100[0], in.getSampleDataRO(INDEX3(k0+1,0,k2, m_NN[0],m_NN[1])), numComp*sizeof(double));
2722                            memcpy(&f_101[0], in.getSampleDataRO(INDEX3(k0+1,0,k2+1, m_NN[0],m_NN[1])), numComp*sizeof(double));
2723                            double* o = out.getSampleDataRW(m_faceOffset[2]+INDEX2(k0,k2,m_NE[0]));
2724                            for (index_t i=0; i < numComp; ++i) {
2725                                o[INDEX2(i,numComp,0)] = f_000[i]*c2 + f_101[i]*c0 + c1*(f_001[i] + f_100[i]);
2726                                o[INDEX2(i,numComp,1)] = f_001[i]*c0 + f_100[i]*c2 + c1*(f_000[i] + f_101[i]);
2727                                o[INDEX2(i,numComp,2)] = f_001[i]*c2 + f_100[i]*c0 + c1*(f_000[i] + f_101[i]);
2728                                o[INDEX2(i,numComp,3)] = f_000[i]*c0 + f_101[i]*c2 + c1*(f_001[i] + f_100[i]);
2729                            } // end of component loop i
2730                        } // end of k0 loop
2731                    } // end of k2 loop
2732                } // end of face 2
2733                if (m_faceOffset[3] > -1) {
2734    #pragma omp for nowait
2735                    for (index_t k2=0; k2 < m_NE[2]; ++k2) {
2736                        for (index_t k0=0; k0 < m_NE[0]; ++k0) {
2737                            memcpy(&f_010[0], in.getSampleDataRO(INDEX3(k0,m_NN[1]-1,k2, m_NN[0],m_NN[1])), numComp*sizeof(double));
2738                            memcpy(&f_011[0], in.getSampleDataRO(INDEX3(k0,m_NN[1]-1,k2+1, m_NN[0],m_NN[1])), numComp*sizeof(double));
2739                            memcpy(&f_110[0], in.getSampleDataRO(INDEX3(k0+1,m_NN[1]-1,k2, m_NN[0],m_NN[1])), numComp*sizeof(double));
2740                            memcpy(&f_111[0], in.getSampleDataRO(INDEX3(k0+1,m_NN[1]-1,k2+1, m_NN[0],m_NN[1])), numComp*sizeof(double));
2741                            double* o = out.getSampleDataRW(m_faceOffset[3]+INDEX2(k0,k2,m_NE[0]));
2742                            for (index_t i=0; i < numComp; ++i) {
2743                                o[INDEX2(i,numComp,0)] = f_010[i]*c2 + f_111[i]*c0 + c1*(f_011[i] + f_110[i]);
2744                                o[INDEX2(i,numComp,1)] = f_011[i]*c0 + f_110[i]*c2 + c1*(f_010[i] + f_111[i]);
2745                                o[INDEX2(i,numComp,2)] = f_011[i]*c2 + f_110[i]*c0 + c1*(f_010[i] + f_111[i]);
2746                                o[INDEX2(i,numComp,3)] = f_010[i]*c0 + f_111[i]*c2 + c1*(f_011[i] + f_110[i]);
2747                            } // end of component loop i
2748                        } // end of k0 loop
2749                    } // end of k2 loop
2750                } // end of face 3
2751                if (m_faceOffset[4] > -1) {
2752    #pragma omp for nowait
2753                    for (index_t k1=0; k1 < m_NE[1]; ++k1) {
2754                        for (index_t k0=0; k0 < m_NE[0]; ++k0) {
2755                            memcpy(&f_000[0], in.getSampleDataRO(INDEX3(k0,k1,0, m_NN[0],m_NN[1])), numComp*sizeof(double));
2756                            memcpy(&f_010[0], in.getSampleDataRO(INDEX3(k0,k1+1,0, m_NN[0],m_NN[1])), numComp*sizeof(double));
2757                            memcpy(&f_100[0], in.getSampleDataRO(INDEX3(k0+1,k1,0, m_NN[0],m_NN[1])), numComp*sizeof(double));
2758                            memcpy(&f_110[0], in.getSampleDataRO(INDEX3(k0+1,k1+1,0, m_NN[0],m_NN[1])), numComp*sizeof(double));
2759                            double* o = out.getSampleDataRW(m_faceOffset[4]+INDEX2(k0,k1,m_NE[0]));
2760                            for (index_t i=0; i < numComp; ++i) {
2761                                o[INDEX2(i,numComp,0)] = f_000[i]*c2 + f_110[i]*c0 + c1*(f_010[i] + f_100[i]);
2762                                o[INDEX2(i,numComp,1)] = f_010[i]*c0 + f_100[i]*c2 + c1*(f_000[i] + f_110[i]);
2763                                o[INDEX2(i,numComp,2)] = f_010[i]*c2 + f_100[i]*c0 + c1*(f_000[i] + f_110[i]);
2764                                o[INDEX2(i,numComp,3)] = f_000[i]*c0 + f_110[i]*c2 + c1*(f_010[i] + f_100[i]);
2765                            } // end of component loop i
2766                        } // end of k0 loop
2767                    } // end of k1 loop
2768                } // end of face 4
2769                if (m_faceOffset[5] > -1) {
2770    #pragma omp for nowait
2771                    for (index_t k1=0; k1 < m_NE[1]; ++k1) {
2772                        for (index_t k0=0; k0 < m_NE[0]; ++k0) {
2773                            memcpy(&f_001[0], in.getSampleDataRO(INDEX3(k0,k1,m_NN[2]-1, m_NN[0],m_NN[1])), numComp*sizeof(double));
2774                            memcpy(&f_011[0], in.getSampleDataRO(INDEX3(k0,k1+1,m_NN[2]-1, m_NN[0],m_NN[1])), numComp*sizeof(double));
2775                            memcpy(&f_101[0], in.getSampleDataRO(INDEX3(k0+1,k1,m_NN[2]-1, m_NN[0],m_NN[1])), numComp*sizeof(double));
2776                            memcpy(&f_111[0], in.getSampleDataRO(INDEX3(k0+1,k1+1,m_NN[2]-1, m_NN[0],m_NN[1])), numComp*sizeof(double));
2777                            double* o = out.getSampleDataRW(m_faceOffset[5]+INDEX2(k0,k1,m_NE[0]));
2778                            for (index_t i=0; i < numComp; ++i) {
2779                                o[INDEX2(i,numComp,0)] = f_001[i]*c2 + f_111[i]*c0 + c1*(f_011[i] + f_101[i]);
2780                                o[INDEX2(i,numComp,1)] = f_011[i]*c0 + f_101[i]*c2 + c1*(f_001[i] + f_111[i]);
2781                                o[INDEX2(i,numComp,2)] = f_011[i]*c2 + f_101[i]*c0 + c1*(f_001[i] + f_111[i]);
2782                                o[INDEX2(i,numComp,3)] = f_001[i]*c0 + f_111[i]*c2 + c1*(f_011[i] + f_101[i]);
2783                            } // end of component loop i
2784                        } // end of k0 loop
2785                    } // end of k1 loop
2786                } // end of face 5
2787            } // end of parallel section
2788        }
2789    }
2790    
2791    //protected
2792    void Brick::assemblePDESingle(Paso_SystemMatrix* mat, escript::Data& rhs,
2793            const escript::Data& A, const escript::Data& B,
2794            const escript::Data& C, const escript::Data& D,
2795            const escript::Data& X, const escript::Data& Y) const
2796    {
2797        /* GENERATOR SNIP_PDE_SINGLE_PRE TOP */
2798        const double w0 = 0.00093037914038584273081*m_dx[1]*m_dx[2]/m_dx[0];
2799        const double w1 = 0.00093037914038584273081*m_dx[2];
2800        const double w2 = -0.000249294339321148701*m_dx[1];
2801        const double w3 = 0.00093037914038584273081*m_dx[0]*m_dx[2]/m_dx[1];
2802        const double w4 = -0.000249294339321148701*m_dx[0];
2803        const double w5 = 0.00093037914038584273081*m_dx[1];
2804        const double w6 = 0.00093037914038584273081*m_dx[0];
2805        const double w7 = -0.000249294339321148701*m_dx[0]*m_dx[1]/m_dx[2];
2806        const double w8 = 0.0034722222222222222222*m_dx[2];
2807        const double w9 = 0.012958509748503046158*m_dx[0]*m_dx[2]/m_dx[1];
2808        const double w10 = -0.0034722222222222222222*m_dx[0];
2809        const double w11 = 0.0034722222222222222222*m_dx[1];
2810        const double w12 = 0.012958509748503046158*m_dx[0];
2811        const double w13 = -0.0034722222222222222222*m_dx[0]*m_dx[1]/m_dx[2];
2812        const double w14 = 0.012958509748503046158*m_dx[1]*m_dx[2]/m_dx[0];
2813        const double w15 = 0.012958509748503046158*m_dx[1];
2814        const double w16 = 0.012958509748503046158*m_dx[2];
2815        const double w17 = 0.04836181677178996241*m_dx[1];
2816        const double w18 = 0.04836181677178996241*m_dx[0];
2817        const double w19 = -0.04836181677178996241*m_dx[0]*m_dx[1]/m_dx[2];
2818        const double w20 = -0.000249294339321148701*m_dx[2];
2819        const double w21 = -0.04836181677178996241*m_dx[2];
2820        const double w22 = -0.0034722222222222222222*m_dx[0]*m_dx[2]/m_dx[1];
2821        const double w23 = 0.00093037914038584273081*m_dx[0]*m_dx[1]/m_dx[2];
2822        const double w24 = -0.04836181677178996241*m_dx[0]*m_dx[2]/m_dx[1];
2823        const double w25 = 0.012958509748503046158*m_dx[0]*m_dx[1]/m_dx[2];
2824        const double w26 = -0.000249294339321148701*m_dx[0]*m_dx[2]/m_dx[1];
2825        const double w27 = -0.0034722222222222222222*m_dx[1]*m_dx[2]/m_dx[0];
2826        const double w28 = -0.000249294339321148701*m_dx[1]*m_dx[2]/m_dx[0];
2827        const double w29 = -0.04836181677178996241*m_dx[1]*m_dx[2]/m_dx[0];
2828        const double w30 = 0.0001966122466178319053*m_dx[1]*m_dx[2];
2829        const double w31 = 0.0001966122466178319053*m_dx[0]*m_dx[2];
2830        const double w32 = 0.0001966122466178319053*m_dx[0]*m_dx[1];
2831        const double w33 = 0.0007337668937680108255*m_dx[1]*m_dx[2];
2832        const double w34 = 0.0027384553284542113967*m_dx[0]*m_dx[2];
2833        const double w35 = 0.0027384553284542113967*m_dx[0]*m_dx[1];
2834        const double w36 = 0.0027384553284542113967*m_dx[1]*m_dx[2];
2835        const double w37 = 0.0007337668937680108255*m_dx[0]*m_dx[2];
2836        const double w38 = 0.010220054420048834761*m_dx[1]*m_dx[2];
2837        const double w39 = 0.010220054420048834761*m_dx[0]*m_dx[2];
2838        const double w40 = 0.038141762351741127649*m_dx[0]*m_dx[1];
2839        const double w41 = 0.000052682092703316795698*m_dx[0]*m_dx[1];
2840        const double w42 = 0.0007337668937680108255*m_dx[0]*m_dx[1];
2841        const double w43 = 0.010220054420048834761*m_dx[0]*m_dx[1];
2842        const double w44 = -0.038141762351741127649*m_dx[0]*m_dx[2];
2843        const double w45 = -0.000052682092703316795698*m_dx[0]*m_dx[2];
2844        const double w46 = 0.000052682092703316795698*m_dx[1]*m_dx[2];
2845        const double w47 = 0.038141762351741127649*m_dx[1]*m_dx[2];
2846        const double w48 = 0.027777777777777777778*m_dx[1]*m_dx[2];
2847        const double w49 = 0.027777777777777777778*m_dx[0]*m_dx[2];
2848        const double w50 = 0.055555555555555555556*m_dx[0]*m_dx[1];
2849        const double w51 = -0.055555555555555555556*m_dx[0]*m_dx[2];
2850        const double w52 = -0.027777777777777777778*m_dx[0]*m_dx[1];
2851        const double w53 = -0.013888888888888888889*m_dx[1]*m_dx[2];
2852        const double w54 = 0.0000415490565535247835*m_dx[0]*m_dx[1]*m_dx[2];
2853        const double w55 = 0.0005787037037037037037*m_dx[0]*m_dx[1]*m_dx[2];
2854        const double w56 = 0.0080603027952983270684*m_dx[0]*m_dx[1]*m_dx[2];
2855        const double w57 = 0.0001550631900643071218*m_dx[0]*m_dx[1]*m_dx[2];
2856        const double w58 = 0.002159751624750507693*m_dx[0]*m_dx[1]*m_dx[2];
2857        const double w59 = 0.03008145955644280058*m_dx[0]*m_dx[1]*m_dx[2];
2858        const double w60 = 0.000011133036149792012194*m_dx[0]*m_dx[1]*m_dx[2];
2859        const double w61 = -0.077751058491018276948*m_dx[1]*m_dx[2];
2860        const double w62 = -0.077751058491018276948*m_dx[0]*m_dx[2];
2861        const double w63 = -0.077751058491018276948*m_dx[0]*m_dx[1];
2862        const double w64 = -0.020833333333333333333*m_dx[0]*m_dx[2];
2863        const double w65 = -0.020833333333333333333*m_dx[0]*m_dx[1];
2864        const double w66 = -0.020833333333333333333*m_dx[1]*m_dx[2];
2865        const double w67 = -0.0055822748423150563848*m_dx[0]*m_dx[1];
2866        const double w68 = -0.0055822748423150563848*m_dx[0]*m_dx[2];
2867        const double w69 = -0.0055822748423150563848*m_dx[1]*m_dx[2];
2868        const double w70 = 0.061320326520293008568*m_dx[0]*m_dx[1]*m_dx[2];
2869        const double w71 = 0.01643073197072526838*m_dx[0]*m_dx[1]*m_dx[2];
2870        const double w72 = 0.004402601362608064953*m_dx[0]*m_dx[1]*m_dx[2];
2871        const double w73 = 0.0011796734797069914318*m_dx[0]*m_dx[1]*m_dx[2];
2872        /* GENERATOR SNIP_PDE_SINGLE_PRE BOTTOM */
2873    
2874        rhs.requireWrite();
2875    #pragma omp parallel
2876        {
2877            for (index_t k2_0=0; k2_0<2; k2_0++) { // colouring
2878    #pragma omp for
2879                for (index_t k2=k2_0; k2<m_NE[2]; k2+=2) {
2880                    for (index_t k1=0; k1<m_NE[1]; ++k1) {
2881                        for (index_t k0=0; k0<m_NE[0]; ++k0)  {
2882                            bool add_EM_S=false;
2883                            bool add_EM_F=false;
2884                            vector<double> EM_S(8*8, 0);
2885                            vector<double> EM_F(8, 0);
2886                            const index_t e = k0 + m_NE[0]*k1 + m_NE[0]*m_NE[1]*k2;
2887                            /* GENERATOR SNIP_PDE_SINGLE TOP */
2888                            ///////////////
2889                            // process A //
2890                            ///////////////
2891                            if (!A.isEmpty()) {
2892                                add_EM_S = true;
2893                                const double* A_p = const_cast<escript::Data*>(&A)->getSampleDataRO(e);
2894                                if (A.actsExpanded()) {
2895                                    const double A_00_0 = A_p[INDEX3(0,0,0,3,3)];
2896                                    const double A_01_0 = A_p[INDEX3(0,1,0,3,3)];
2897                                    const double A_02_0 = A_p[INDEX3(0,2,0,3,3)];
2898                                    const double A_10_0 = A_p[INDEX3(1,0,0,3,3)];
2899                                    const double A_11_0 = A_p[INDEX3(1,1,0,3,3)];
2900                                    const double A_12_0 = A_p[INDEX3(1,2,0,3,3)];
2901                                    const double A_20_0 = A_p[INDEX3(2,0,0,3,3)];
2902                                    const double A_21_0 = A_p[INDEX3(2,1,0,3,3)];
2903                                    const double A_22_0 = A_p[INDEX3(2,2,0,3,3)];
2904                                    const double A_00_1 = A_p[INDEX3(0,0,1,3,3)];
2905                                    const double A_01_1 = A_p[INDEX3(0,1,1,3,3)];
2906                                    const double A_02_1 = A_p[INDEX3(0,2,1,3,3)];
2907                                    const double A_10_1 = A_p[INDEX3(1,0,1,3,3)];
2908                                    const double A_11_1 = A_p[INDEX3(1,1,1,3,3)];
2909                                    const double A_12_1 = A_p[INDEX3(1,2,1,3,3)];
2910                                    const double A_20_1 = A_p[INDEX3(2,0,1,3,3)];
2911                                    const double A_21_1 = A_p[INDEX3(2,1,1,3,3)];
2912                                    const double A_22_1 = A_p[INDEX3(2,2,1,3,3)];
2913                                    const double A_00_2 = A_p[INDEX3(0,0,2,3,3)];
2914                                    const double A_01_2 = A_p[INDEX3(0,1,2,3,3)];
2915                                    const double A_02_2 = A_p[INDEX3(0,2,2,3,3)];
2916                                    const double A_10_2 = A_p[INDEX3(1,0,2,3,3)];
2917                                    const double A_11_2 = A_p[INDEX3(1,1,2,3,3)];
2918                                    const double A_12_2 = A_p[INDEX3(1,2,2,3,3)];
2919                                    const double A_20_2 = A_p[INDEX3(2,0,2,3,3)];
2920                                    const double A_21_2 = A_p[INDEX3(2,1,2,3,3)];
2921                                    const double A_22_2 = A_p[INDEX3(2,2,2,3,3)];
2922                                    const double A_00_3 = A_p[INDEX3(0,0,3,3,3)];
2923                                    const double A_01_3 = A_p[INDEX3(0,1,3,3,3)];
2924                                    const double A_02_3 = A_p[INDEX3(0,2,3,3,3)];
2925                                    const double A_10_3 = A_p[INDEX3(1,0,3,3,3)];
2926                                    const double A_11_3 = A_p[INDEX3(1,1,3,3,3)];
2927                                    const double A_12_3 = A_p[INDEX3(1,2,3,3,3)];
2928                                    const double A_20_3 = A_p[INDEX3(2,0,3,3,3)];
2929                                    const double A_21_3 = A_p[INDEX3(2,1,3,3,3)];
2930                                    const double A_22_3 = A_p[INDEX3(2,2,3,3,3)];
2931                                    const double A_00_4 = A_p[INDEX3(0,0,4,3,3)];
2932                                    const double A_01_4 = A_p[INDEX3(0,1,4,3,3)];
2933                                    const double A_02_4 = A_p[INDEX3(0,2,4,3,3)];
2934                                    const double A_10_4 = A_p[INDEX3(1,0,4,3,3)];
2935                                    const double A_11_4 = A_p[INDEX3(1,1,4,3,3)];
2936                                    const double A_12_4 = A_p[INDEX3(1,2,4,3,3)];
2937                                    const double A_20_4 = A_p[INDEX3(2,0,4,3,3)];
2938                                    const double A_21_4 = A_p[INDEX3(2,1,4,3,3)];
2939                                    const double A_22_4 = A_p[INDEX3(2,2,4,3,3)];
2940                                    const double A_00_5 = A_p[INDEX3(0,0,5,3,3)];
2941                                    const double A_01_5 = A_p[INDEX3(0,1,5,3,3)];
2942                                    const double A_02_5 = A_p[INDEX3(0,2,5,3,3)];
2943                                    const double A_10_5 = A_p[INDEX3(1,0,5,3,3)];
2944                                    const double A_11_5 = A_p[INDEX3(1,1,5,3,3)];
2945                                    const double A_12_5 = A_p[INDEX3(1,2,5,3,3)];
2946                                    const double A_20_5 = A_p[INDEX3(2,0,5,3,3)];
2947                                    const double A_21_5 = A_p[INDEX3(2,1,5,3,3)];
2948                                    const double A_22_5 = A_p[INDEX3(2,2,5,3,3)];
2949                                    const double A_00_6 = A_p[INDEX3(0,0,6,3,3)];
2950                                    const double A_01_6 = A_p[INDEX3(0,1,6,3,3)];
2951                                    const double A_02_6 = A_p[INDEX3(0,2,6,3,3)];
2952                                    const double A_10_6 = A_p[INDEX3(1,0,6,3,3)];
2953                                    const double A_11_6 = A_p[INDEX3(1,1,6,3,3)];
2954                                    const double A_12_6 = A_p[INDEX3(1,2,6,3,3)];
2955                                    const double A_20_6 = A_p[INDEX3(2,0,6,3,3)];
2956                                    const double A_21_6 = A_p[INDEX3(2,1,6,3,3)];
2957                                    const double A_22_6 = A_p[INDEX3(2,2,6,3,3)];
2958                                    const double A_00_7 = A_p[INDEX3(0,0,7,3,3)];
2959                                    const double A_01_7 = A_p[INDEX3(0,1,7,3,3)];
2960                                    const double A_02_7 = A_p[INDEX3(0,2,7,3,3)];
2961                                    const double A_10_7 = A_p[INDEX3(1,0,7,3,3)];
2962                                    const double A_11_7 = A_p[INDEX3(1,1,7,3,3)];
2963                                    const double A_12_7 = A_p[INDEX3(1,2,7,3,3)];
2964                                    const double A_20_7 = A_p[INDEX3(2,0,7,3,3)];
2965                                    const double A_21_7 = A_p[INDEX3(2,1,7,3,3)];
2966                                    const double A_22_7 = A_p[INDEX3(2,2,7,3,3)];
2967                                    const double tmp0 = w18*(-A_12_7 + A_21_3);
2968                                    const double tmp1 = w13*(A_22_1 + A_22_2 + A_22_5 + A_22_6);
2969                                    const double tmp2 = w11*(-A_02_2 - A_02_5 + A_20_1 + A_20_6);
2970                                    const double tmp3 = w14*(A_00_2 + A_00_3 + A_00_6 + A_00_7);
2971                                    const double tmp4 = w7*(A_22_0 + A_22_4);
2972                                    const double tmp5 = w10*(A_12_1 + A_12_6 - A_21_2 - A_21_5);
2973                                    const double tmp6 = w3*(A_11_0 + A_11_2 + A_11_4 + A_11_6);
2974                                    const double tmp7 = w1*(A_01_0 + A_01_4 + A_10_0 + A_10_4);
2975                                    const double tmp8 = w4*(A_12_0 - A_21_4);
2976                                    const double tmp9 = w15*(-A_02_3 - A_02_6 + A_20_2 + A_20_7);
2977                                    const double tmp10 = w0*(A_00_0 + A_00_1 + A_00_4 + A_00_5);
2978                                    const double tmp11 = w16*(A_01_3 + A_01_7 + A_10_3 + A_10_7);
2979                                    const double tmp12 = w9*(A_11_1 + A_11_3 + A_11_5 + A_11_7);
2980                                    const double tmp13 = w12*(-A_12_3 - A_12_5 + A_21_1 + A_21_7);
2981                                    const double tmp14 = w5*(-A_02_1 - A_02_4 + A_20_0 + A_20_5);
2982                                    const double tmp15 = w8*(A_01_1 + A_01_2 + A_01_5 + A_01_6 + A_10_1 + A_10_2 + A_10_5 + A_10_6);
2983                                    const double tmp16 = w6*(-A_12_2 - A_12_4 + A_21_0 + A_21_6);
2984                                    const double tmp17 = w19*(A_22_3 + A_22_7);
2985                                    const double tmp18 = w17*(-A_02_7 + A_20_3);
2986                                    const double tmp19 = w2*(A_02_0 - A_20_4);
2987                                    const double tmp20 = w13*(-A_22_0 - A_22_1 - A_22_2 - A_22_3 - A_22_4 - A_22_5 - A_22_6 - A_22_7);
2988                                    const double tmp21 = w11*(-A_02_1 - A_02_3 - A_02_4 - A_02_6 + A_20_0 + A_20_2 + A_20_5 + A_20_7);
2989                                    const double tmp22 = w14*(-A_00_4 - A_00_5 - A_00_6 - A_00_7);
2990                                    const double tmp23 = w20*(A_01_2 + A_10_1);
2991                                    const double tmp24 = w10*(A_12_2 + A_12_3 + A_12_4 + A_12_5 - A_21_0 - A_21_1 - A_21_6 - A_21_7);
2992                                    const double tmp25 = w3*(-A_11_0 - A_11_1 - A_11_2 - A_11_3);
2993                                    const double tmp26 = w1*(-A_01_0 - A_01_3 - A_10_0 - A_10_3);
2994                                    const double tmp27 = w15*(-A_02_5 - A_02_7 + A_20_4 + A_20_6);
2995                                    const double tmp28 = w0*(-A_00_0 - A_00_1 - A_00_2 - A_00_3);
2996                                    const double tmp29 = w16*(-A_01_4 - A_01_7 - A_10_4 - A_10_7);
2997                                    const double tmp30 = w9*(-A_11_4 - A_11_5 - A_11_6 - A_11_7);
2998                                    const double tmp31 = w21*(A_01_5 + A_10_6);
2999                                    const double tmp32 = w12*(-A_12_6 - A_12_7 + A_21_4 + A_21_5);
3000                                    const double tmp33 = w5*(-A_02_0 - A_02_2 + A_20_1 + A_20_3);
3001                                    const double tmp34 = w8*(-A_01_1 - A_01_6 - A_10_2 - A_10_5);
3002                                    const double tmp35 = w6*(-A_12_0 - A_12_1 + A_21_2 + A_21_3);
3003                                    const double tmp36 = w20*(-A_01_6 + A_10_4);
3004                                    const double tmp37 = w18*(A_12_3 - A_21_1);
3005                                    const double tmp38 = w11*(-A_02_0 - A_02_2 - A_02_5 - A_02_7 - A_20_0 - A_20_2 - A_20_5 - A_20_7);
3006                                    const double tmp39 = w14*(A_00_0 + A_00_1 + A_00_2 + A_00_3);
3007                                    const double tmp40 = w26*(A_11_4 + A_11_6);
3008                                    const double tmp41 = w0*(A_00_4 + A_00_5 + A_00_6 + A_00_7);
3009                                    const double tmp42 = w10*(-A_12_2 - A_12_5 + A_21_0 + A_21_7);
3010                                    const double tmp43 = w22*(A_11_0 + A_11_2 + A_11_5 + A_11_7);
3011                                    const double tmp44 = w1*(A_01_4 + A_01_7 - A_10_5 - A_10_6);
3012                                    const double tmp45 = w25*(A_22_1 + A_22_3 + A_22_5 + A_22_7);
3013                                    const double tmp46 = w4*(-A_12_4 + A_21_6);
3014                                    const double tmp47 = w15*(-A_02_1 - A_02_3 - A_20_1 - A_20_3);
3015                                    const double tmp48 = w21*(-A_01_1 + A_10_3);
3016                                    const double tmp49 = w16*(A_01_0 + A_01_3 - A_10_1 - A_10_2);
3017                                    const double tmp50 = w5*(-A_02_4 - A_02_6 - A_20_4 - A_20_6);
3018                                    const double tmp51 = w12*(A_12_1 + A_12_7 - A_21_3 - A_21_5);
3019                                    const double tmp52 = w24*(A_11_1 + A_11_3);
3020                                    const double tmp53 = w8*(A_01_2 + A_01_5 - A_10_0 - A_10_7);
3021                                    const double tmp54 = w6*(A_12_0 + A_12_6 - A_21_2 - A_21_4);
3022                                    const double tmp55 = w23*(A_22_0 + A_22_2 + A_22_4 + A_22_6);
3023                                    const double tmp56 = w18*(A_12_4 - A_21_6);
3024                                    const double tmp57 = w14*(A_00_4 + A_00_5 + A_00_6 + A_00_7);
3025                                    const double tmp58 = w26*(A_11_1 + A_11_3);
3026                                    const double tmp59 = w20*(-A_01_1 + A_10_3);
3027                                    const double tmp60 = w1*(A_01_0 + A_01_3 - A_10_1 - A_10_2);
3028                                    const double tmp61 = w25*(A_22_0 + A_22_2 + A_22_4 + A_22_6);
3029                                    const double tmp62 = w4*(-A_12_3 + A_21_1);
3030                                    const double tmp63 = w15*(-A_02_4 - A_02_6 - A_20_4 - A_20_6);
3031                                    const double tmp64 = w0*(A_00_0 + A_00_1 + A_00_2 + A_00_3);
3032                                    const double tmp65 = w16*(A_01_4 + A_01_7 - A_10_5 - A_10_6);
3033                                    const double tmp66 = w24*(A_11_4 + A_11_6);
3034                                    const double tmp67 = w21*(-A_01_6 + A_10_4);
3035                                    const double tmp68 = w12*(A_12_0 + A_12_6 - A_21_2 - A_21_4);
3036                                    const double tmp69 = w5*(-A_02_1 - A_02_3 - A_20_1 - A_20_3);
3037                                    const double tmp70 = w6*(A_12_1 + A_12_7 - A_21_3 - A_21_5);
3038                                    const double tmp71 = w23*(A_22_1 + A_22_3 + A_22_5 + A_22_7);
3039                                    const double tmp72 = w20*(A_01_5 + A_10_6);
3040                                    const double tmp73 = w14*(-A_00_0 - A_00_1 - A_00_2 - A_00_3);
3041                                    const double tmp74 = w0*(-A_00_4 - A_00_5 - A_00_6 - A_00_7);
3042                                    const double tmp75 = w3*(-A_11_4 - A_11_5 - A_11_6 - A_11_7);
3043                                    const double tmp76 = w1*(-A_01_4 - A_01_7 - A_10_4 - A_10_7);
3044                                    const double tmp77 = w15*(-A_02_0 - A_02_2 + A_20_1 + A_20_3);
3045                                    const double tmp78 = w21*(A_01_2 + A_10_1);
3046                                    const double tmp79 = w16*(-A_01_0 - A_01_3 - A_10_0 - A_10_3);
3047                                    const double tmp80 = w9*(-A_11_0 - A_11_1 - A_11_2 - A_11_3);
3048                                    const double tmp81 = w12*(-A_12_0 - A_12_1 + A_21_2 + A_21_3);
3049                                    const double tmp82 = w5*(-A_02_5 - A_02_7 + A_20_4 + A_20_6);
3050                                    const double tmp83 = w6*(-A_12_6 - A_12_7 + A_21_4 + A_21_5);
3051                                    const double tmp84 = w6*(-A_12_2 - A_12_3 - A_21_2 - A_21_3);
3052                                    const double tmp85 = w11*(A_02_1 + A_02_6 - A_20_0 - A_20_7);
3053                                    const double tmp86 = w20*(A_01_3 - A_10_2);
3054                                    const double tmp87 = w10*(A_12_0 + A_12_1 + A_12_6 + A_12_7 + A_21_0 + A_21_1 + A_21_6 + A_21_7);
3055                                    const double tmp88 = w3*(A_11_0 + A_11_1 + A_11_2 + A_11_3);
3056                                    const double tmp89 = w23*(A_22_2 + A_22_3 + A_22_6 + A_22_7);
3057                                    const double tmp90 = w1*(-A_01_1 - A_01_2 + A_10_0 + A_10_3);
3058                                    const double tmp91 = w25*(A_22_0 + A_22_1 + A_22_4 + A_22_5);
3059                                    const double tmp92 = w15*(A_02_0 + A_02_5 - A_20_1 - A_20_4);
3060                                    const double tmp93 = w21*(A_01_4 - A_10_5);
3061                                    const double tmp94 = w16*(-A_01_5 - A_01_6 + A_10_4 + A_10_7);
3062                                    const double tmp95 = w28*(A_00_2 + A_00_3);
3063                                    const double tmp96 = w12*(-A_12_4 - A_12_5 - A_21_4 - A_21_5);
3064                                    const double tmp97 = w29*(A_00_4 + A_00_5);
3065                                    const double tmp98 = w5*(A_02_2 + A_02_7 - A_20_3 - A_20_6);
3066                                    const double tmp99 = w8*(-A_01_0 - A_01_7 + A_10_1 + A_10_6);
3067                                    const double tmp100 = w9*(A_11_4 + A_11_5 + A_11_6 + A_11_7);
3068                                    const double tmp101 = w27*(A_00_0 + A_00_1 + A_00_6 + A_00_7);
3069                                    const double tmp102 = w17*(A_02_4 - A_20_5);
3070                                    const double tmp103 = w2*(-A_02_3 + A_20_2);
3071                                    const double tmp104 = w13*(A_22_0 + A_22_1 + A_22_2 + A_22_3 + A_22_4 + A_22_5 + A_22_6 + A_22_7);
3072                                    const double tmp105 = w6*(-A_12_4 - A_12_5 - A_21_2 - A_21_3);
3073                                    const double tmp106 = w22*(A_11_0 + A_11_1 + A_11_2 + A_11_3 + A_11_4 + A_11_5 + A_11_6 + A_11_7);
3074                                    const double tmp107 = w1*(-A_01_2 - A_01_6 - A_10_1 - A_10_5);
3075                                    const double tmp108 = w15*(-A_02_1 - A_02_3 - A_20_4 - A_20_6);
3076                                    const double tmp109 = w16*(-A_01_1 - A_01_5 - A_10_2 - A_10_6);
3077                                    const double tmp110 = w12*(-A_12_2 - A_12_3 - A_21_4 - A_21_5);
3078                                    const double tmp111 = w5*(-A_02_4 - A_02_6 - A_20_1 - A_20_3);
3079                                    const double tmp112 = w8*(-A_01_0 - A_01_3 - A_01_4 - A_01_7 - A_10_0 - A_10_3 - A_10_4 - A_10_7);
3080                                    const double tmp113 = w27*(A_00_0 + A_00_1 + A_00_2 + A_00_3 + A_00_4 + A_00_5 + A_00_6 + A_00_7);
3081                                    const double tmp114 = w11*(A_02_0 + A_02_2 + A_02_5 + A_02_7 - A_20_1 - A_20_3 - A_20_4 - A_20_6);
3082                                    const double tmp115 = w21*(-A_01_4 - A_10_7);
3083                                    const double tmp116 = w20*(-A_01_3 - A_10_0);
3084                                    const double tmp117 = w15*(A_02_4 + A_02_6 - A_20_5 - A_20_7);
3085                                    const double tmp118 = w16*(A_01_5 + A_01_6 + A_10_5 + A_10_6);
3086                                    const double tmp119 = w5*(A_02_1 + A_02_3 - A_20_0 - A_20_2);
3087                                    const double tmp120 = w8*(A_01_0 + A_01_7 + A_10_3 + A_10_4);
3088                                    const double tmp121 = w1*(A_01_1 + A_01_2 + A_10_1 + A_10_2);
3089                                    const double tmp122 = w18*(A_12_2 - A_21_6);
3090                                    const double tmp123 = w13*(A_22_0 + A_22_3 + A_22_4 + A_22_7);
3091                                    const double tmp124 = w11*(-A_02_0 - A_02_7 + A_20_3 + A_20_4);
3092                                    const double tmp125 = w7*(A_22_1 + A_22_5);
3093                                    const double tmp126 = w10*(-A_12_3 - A_12_4 + A_21_0 + A_21_7);
3094                                    const double tmp127 = w3*(A_11_1 + A_11_3 + A_11_5 + A_11_7);
3095                                    const double tmp128 = w1*(-A_01_1 - A_01_5 - A_10_1 - A_10_5);
3096                                    const double tmp129 = w4*(-A_12_5 + A_21_1);
3097                                    const double tmp130 = w16*(-A_01_2 - A_01_6 - A_10_2 - A_10_6);
3098                                    const double tmp131 = w9*(A_11_0 + A_11_2 + A_11_4 + A_11_6);
3099                                    const double tmp132 = w19*(A_22_2 + A_22_6);
3100                                    const double tmp133 = w17*(-A_02_2 + A_20_6);
3101                                    const double tmp134 = w2*(A_02_5 - A_20_1);
3102                                    const double tmp135 = w11*(A_02_1 + A_02_3 + A_02_4 + A_02_6 + A_20_1 + A_20_3 + A_20_4 + A_20_6);
3103                                    const double tmp136 = w1*(A_01_3 + A_01_7 + A_10_0 + A_10_4);
3104                                    const double tmp137 = w15*(A_02_0 + A_02_2 + A_20_5 + A_20_7);
3105                                    const double tmp138 = w16*(A_01_0 + A_01_4 + A_10_3 + A_10_7);
3106                                    const double tmp139 = w5*(A_02_5 + A_02_7 + A_20_0 + A_20_2);
3107                                    const double tmp140 = w18*(A_12_5 - A_21_1);
3108                                    const double tmp141 = w14*(A_00_0 + A_00_1 + A_00_4 + A_00_5);
3109                                    const double tmp142 = w7*(A_22_2 + A_22_6);
3110                                    const double tmp143 = w1*(-A_01_2 - A_01_6 - A_10_2 - A_10_6);
3111                                    const double tmp144 = w4*(-A_12_2 + A_21_6);
3112                                    const double tmp145 = w15*(-A_02_1 - A_02_4 + A_20_0 + A_20_5);
3113                                    const double tmp146 = w0*(A_00_2 + A_00_3 + A_00_6 + A_00_7);
3114                                    const double tmp147 = w16*(-A_01_1 - A_01_5 - A_10_1 - A_10_5);
3115                                    const double tmp148 = w5*(-A_02_3 - A_02_6 + A_20_2 + A_20_7);
3116                                    const double tmp149 = w19*(A_22_1 + A_22_5);
3117                                    const double tmp150 = w17*(-A_02_5 + A_20_1);
3118                                    const double tmp151 = w2*(A_02_2 - A_20_6);
3119                                    const double tmp152 = w18*(A_12_3 - A_21_7);
3120                                    const double tmp153 = w11*(A_02_1 + A_02_6 - A_20_2 - A_20_5);
3121                                    const double tmp154 = w10*(-A_12_2 - A_12_5 + A_21_1 + A_21_6);
3122                                    const double tmp155 = w4*(-A_12_4 + A_21_0);
3123                                    const double tmp156 = w15*(A_02_2 + A_02_7 - A_20_3 - A_20_6);
3124                                    const double tmp157 = w5*(A_02_0 + A_02_5 - A_20_1 - A_20_4);
3125                                    const double tmp158 = w17*(A_02_3 - A_20_7);
3126                                    const double tmp159 = w2*(-A_02_4 + A_20_0);
3127                                    const double tmp160 = w6*(A_12_6 + A_12_7 + A_21_0 + A_21_1);
3128                                    const double tmp161 = w10*(-A_12_2 - A_12_3 - A_12_4 - A_12_5 - A_21_2 - A_21_3 - A_21_4 - A_21_5);
3129