/[escript]/branches/ripleygmg_from_3668/ripley/src/Rectangle.cpp
ViewVC logotype

Diff of /branches/ripleygmg_from_3668/ripley/src/Rectangle.cpp

Parent Directory Parent Directory | Revision Log Revision Log | View Patch Patch

revision 3699 by caltinay, Thu Dec 1 22:59:42 2011 UTC revision 3766 by caltinay, Thu Jan 12 08:17:49 2012 UTC
# Line 1  Line 1 
1    
2  /*******************************************************  /*******************************************************
3  *  *
4  * Copyright (c) 2003-2011 by University of Queensland  * Copyright (c) 2003-2012 by University of Queensland
5  * Earth Systems Science Computational Center (ESSCC)  * Earth Systems Science Computational Center (ESSCC)
6  * http://www.uq.edu.au/esscc  * http://www.uq.edu.au/esscc
7  *  *
# Line 13  Line 13 
13    
14  #include <ripley/Rectangle.h>  #include <ripley/Rectangle.h>
15  extern "C" {  extern "C" {
16  #include "paso/SystemMatrixPattern.h"  #include "paso/SystemMatrix.h"
17  }  }
18    
19  #if USE_SILO  #if USE_SILO
# Line 43  Rectangle::Rectangle(int n0, int n1, dou Line 43  Rectangle::Rectangle(int n0, int n1, dou
43      if (m_NX*m_NY != m_mpiInfo->size)      if (m_NX*m_NY != m_mpiInfo->size)
44          throw RipleyException("Invalid number of spatial subdivisions");          throw RipleyException("Invalid number of spatial subdivisions");
45    
46      if (n0%m_NX > 0 || n1%m_NY > 0)      if ((n0+1)%m_NX > 0 || (n1+1)%m_NY > 0)
47          throw RipleyException("Number of elements must be separable into number of ranks in each dimension");          throw RipleyException("Number of elements+1 must be separable into number of ranks in each dimension");
48    
49      // local number of elements      if ((m_NX > 1 && (n0+1)/m_NX<2) || (m_NY > 1 && (n1+1)/m_NY<2))
50      m_NE0 = n0/m_NX;          throw RipleyException("Too few elements for the number of ranks");
51      m_NE1 = n1/m_NY;  
52      // local number of nodes (not necessarily owned)      // local number of elements (with and without overlap)
53        m_NE0 = m_ownNE0 = (m_NX>1 ? (n0+1)/m_NX : n0);
54        if (m_mpiInfo->rank%m_NX>0 && m_mpiInfo->rank%m_NX<m_NX-1)
55            m_NE0++;
56        else if (m_NX>1 && m_mpiInfo->rank%m_NX==m_NX-1)
57            m_ownNE0--;
58    
59        m_NE1 = m_ownNE1 = (m_NY>1 ? (n1+1)/m_NY : n1);
60        if (m_mpiInfo->rank/m_NX>0 && m_mpiInfo->rank/m_NX<m_NY-1)
61            m_NE1++;
62        else if (m_NY>1 && m_mpiInfo->rank/m_NX==m_NY-1)
63            m_ownNE1--;
64    
65        // local number of nodes
66      m_N0 = m_NE0+1;      m_N0 = m_NE0+1;
67      m_N1 = m_NE1+1;      m_N1 = m_NE1+1;
68    
69      // bottom-left node is at (offset0,offset1) in global mesh      // bottom-left node is at (offset0,offset1) in global mesh
70      m_offset0 = m_NE0*(m_mpiInfo->rank%m_NX);      m_offset0 = (n0+1)/m_NX*(m_mpiInfo->rank%m_NX);
71      m_offset1 = m_NE1*(m_mpiInfo->rank/m_NX);      if (m_offset0 > 0)
72            m_offset0--;
73        m_offset1 = (n1+1)/m_NY*(m_mpiInfo->rank/m_NX);
74        if (m_offset1 > 0)
75            m_offset1--;
76    
77      populateSampleIds();      populateSampleIds();
78        createPattern();
79    
80        if (m_gNE0>2*m_NX && m_gNE1>2*m_NY && m_gNE0%2==0 && m_gNE1%2==0) {
81            m_coarseMesh.reset(new Rectangle(n0/2, n1/2, l0, l1, d0, d1));
82        }
83  }  }
84    
85  Rectangle::~Rectangle()  Rectangle::~Rectangle()
# Line 69  string Rectangle::getDescription() const Line 93  string Rectangle::getDescription() const
93    
94  bool Rectangle::operator==(const AbstractDomain& other) const  bool Rectangle::operator==(const AbstractDomain& other) const
95  {  {
96      if (dynamic_cast<const Rectangle*>(&other))      const Rectangle* o=dynamic_cast<const Rectangle*>(&other);
97          return this==&other;      if (o) {
98            return (RipleyDomain::operator==(other) &&
99                    m_gNE0==o->m_gNE0 && m_gNE1==o->m_gNE1
100                    && m_l0==o->m_l0 && m_l1==o->m_l1
101                    && m_NX==o->m_NX && m_NY==o->m_NY);
102        }
103    
104      return false;      return false;
105  }  }
# Line 86  void Rectangle::dump(const string& fileN Line 115  void Rectangle::dump(const string& fileN
115      const int NUM_SILO_FILES = 1;      const int NUM_SILO_FILES = 1;
116      const char* blockDirFmt = "/block%04d";      const char* blockDirFmt = "/block%04d";
117      int driver=DB_HDF5;          int driver=DB_HDF5;    
     string siloPath;  
118      DBfile* dbfile = NULL;      DBfile* dbfile = NULL;
119    
120  #ifdef ESYS_MPI  #ifdef ESYS_MPI
# Line 106  void Rectangle::dump(const string& fileN Line 134  void Rectangle::dump(const string& fileN
134                          PMPIO_DefaultClose, (void*)&driver);                          PMPIO_DefaultClose, (void*)&driver);
135          }          }
136          if (baton) {          if (baton) {
137              char str[64];              char siloPath[64];
138              snprintf(str, 64, blockDirFmt, PMPIO_RankInGroup(baton, m_mpiInfo->rank));              snprintf(siloPath, 64, blockDirFmt, PMPIO_RankInGroup(baton, m_mpiInfo->rank));
139              siloPath = str;              dbfile = (DBfile*) PMPIO_WaitForBaton(baton, fn.c_str(), siloPath);
             dbfile = (DBfile*) PMPIO_WaitForBaton(baton, fn.c_str(), siloPath.c_str());  
140          }          }
141  #endif  #endif
142      } else {      } else {
# Line 121  void Rectangle::dump(const string& fileN Line 148  void Rectangle::dump(const string& fileN
148              dbfile = DBCreate(fn.c_str(), DB_CLOBBER, DB_LOCAL,              dbfile = DBCreate(fn.c_str(), DB_CLOBBER, DB_LOCAL,
149                      getDescription().c_str(), driver);                      getDescription().c_str(), driver);
150          }          }
151            char siloPath[64];
152            snprintf(siloPath, 64, blockDirFmt, 0);
153            DBMkDir(dbfile, siloPath);
154            DBSetDir(dbfile, siloPath);
155      }      }
156    
157      if (!dbfile)      if (!dbfile)
# Line 142  void Rectangle::dump(const string& fileN Line 173  void Rectangle::dump(const string& fileN
173      pair<double,double> ydy = getFirstCoordAndSpacing(1);      pair<double,double> ydy = getFirstCoordAndSpacing(1);
174  #pragma omp parallel  #pragma omp parallel
175      {      {
176  #pragma omp for  #pragma omp for nowait
177          for (dim_t i0 = 0; i0 < m_N0; i0++) {          for (dim_t i0 = 0; i0 < m_N0; i0++) {
178              coords[0][i0]=xdx.first+i0*xdx.second;              coords[0][i0]=xdx.first+i0*xdx.second;
179          }          }
180  #pragma omp for  #pragma omp for nowait
181          for (dim_t i1 = 0; i1 < m_N1; i1++) {          for (dim_t i1 = 0; i1 < m_N1; i1++) {
182              coords[1][i1]=ydy.first+i1*ydy.second;              coords[1][i1]=ydy.first+i1*ydy.second;
183          }          }
# Line 222  const int* Rectangle::borrowSampleRefere Line 253  const int* Rectangle::borrowSampleRefere
253      switch (fsType) {      switch (fsType) {
254          case Nodes:          case Nodes:
255              return &m_nodeId[0];              return &m_nodeId[0];
256            case ReducedNodes:
257                if (m_coarseMesh)
258                    return m_coarseMesh->borrowSampleReferenceIDs(Nodes);
259                break;
260            case DegreesOfFreedom:
261                return &m_dofId[0];
262            case ReducedDegreesOfFreedom:
263                if (m_coarseMesh)
264                    return m_coarseMesh->borrowSampleReferenceIDs(DegreesOfFreedom);
265                break;
266          case Elements:          case Elements:
267            case ReducedElements:
268              return &m_elementId[0];              return &m_elementId[0];
269          case FaceElements:          case FaceElements:
270            case ReducedFaceElements:
271              return &m_faceId[0];              return &m_faceId[0];
272          default:          default:
273              break;              break;
# Line 232  const int* Rectangle::borrowSampleRefere Line 275  const int* Rectangle::borrowSampleRefere
275    
276      stringstream msg;      stringstream msg;
277      msg << "borrowSampleReferenceIDs() not implemented for function space type "      msg << "borrowSampleReferenceIDs() not implemented for function space type "
278          << fsType;          << functionSpaceTypeAsString(fsType);
279      throw RipleyException(msg.str());      throw RipleyException(msg.str());
280  }  }
281    
282  bool Rectangle::ownSample(int fsCode, index_t id) const  bool Rectangle::ownSample(int fsType, index_t id) const
 {  
 #ifdef ESYS_MPI  
     if (fsCode == Nodes) {  
         const index_t myFirst=m_nodeDistribution[m_mpiInfo->rank];  
         const index_t myLast=m_nodeDistribution[m_mpiInfo->rank+1]-1;  
         return (m_nodeId[id]>=myFirst && m_nodeId[id]<=myLast);  
     } else  
         throw RipleyException("ownSample() only implemented for Nodes");  
 #else  
     return true;  
 #endif  
 }  
   
 void Rectangle::interpolateOnDomain(escript::Data& target,  
                                     const escript::Data& in) const  
283  {  {
284      const Rectangle& inDomain=dynamic_cast<const Rectangle&>(*(in.getFunctionSpace().getDomain()));      if (getMPISize()==1)
285      const Rectangle& targetDomain=dynamic_cast<const Rectangle&>(*(target.getFunctionSpace().getDomain()));          return true;
     if (inDomain != *this)  
         throw RipleyException("Illegal domain of interpolant");  
     if (targetDomain != *this)  
         throw RipleyException("Illegal domain of interpolation target");  
286    
287      stringstream msg;      switch (fsType) {
     msg << "interpolateOnDomain() not implemented for function space "  
         << in.getFunctionSpace().getTypeCode() << " -> "  
         << target.getFunctionSpace().getTypeCode();  
   
     switch (in.getFunctionSpace().getTypeCode()) {  
288          case Nodes:          case Nodes:
289                return (m_dofMap[id] < getNumDOF());
290            case ReducedNodes:
291                if (m_coarseMesh)
292                    return m_coarseMesh->ownSample(Nodes, id);
293                break;
294          case DegreesOfFreedom:          case DegreesOfFreedom:
295              switch (target.getFunctionSpace().getTypeCode()) {          case ReducedDegreesOfFreedom:
296                  case DegreesOfFreedom:              return true;
297                      target=in;          case Elements:
298                      break;          case ReducedElements:
299                // check ownership of element's bottom left node
300                  case Elements:              return (m_dofMap[id%m_NE0+m_N0*(id/m_NE0)] < getNumDOF());
301                  {          case FaceElements:
302                      const double tmp0_2 = 0.62200846792814621559;          case ReducedFaceElements:
303                      const double tmp0_1 = 0.044658198738520451079;              {
304                      const double tmp0_0 = 0.16666666666666666667;                  // determine which face the sample belongs to before
305                      const dim_t numComp = in.getDataPointSize();                  // checking ownership of face element's first node
306                      escript::Data* inn=const_cast<escript::Data*>(&in);                  const IndexVector faces = getNumFacesPerBoundary();
307  #pragma omp parallel for                  dim_t n=0;
308                      for (index_t k1=0; k1 < m_NE1; ++k1) {                  for (size_t i=0; i<faces.size(); i++) {
309                          for (index_t k0=0; k0 < m_NE0; ++k0) {                      n+=faces[i];
310                              const register double* f_10 = inn->getSampleDataRO(INDEX2(k0+1,k1, m_N0));                      if (id<n) {
311                              const register double* f_11 = inn->getSampleDataRO(INDEX2(k0+1,k1+1, m_N0));                          index_t k;
312                              const register double* f_01 = inn->getSampleDataRO(INDEX2(k0,k1+1, m_N0));                          if (i==1)
313                              const register double* f_00 = inn->getSampleDataRO(INDEX2(k0,k1, m_N0));                              k=m_N0-1;
314                              double* o = target.getSampleDataRW(INDEX2(k0,k1,m_NE0));                          else if (i==3)
315                              for (index_t i=0; i < numComp; ++i) {                              k=m_N0*(m_N1-1);
316                                  o[INDEX2(i,numComp,0)] = f_00[i]*tmp0_2 + f_11[i]*tmp0_1 + tmp0_0*(f_01[i] + f_10[i]);                          else
317                                  o[INDEX2(i,numComp,1)] = f_01[i]*tmp0_1 + f_10[i]*tmp0_2 + tmp0_0*(f_00[i] + f_11[i]);                              k=0;
318                                  o[INDEX2(i,numComp,2)] = f_01[i]*tmp0_2 + f_10[i]*tmp0_1 + tmp0_0*(f_00[i] + f_11[i]);                          // determine whether to move right or up
319                                  o[INDEX2(i,numComp,3)] = f_00[i]*tmp0_1 + f_11[i]*tmp0_2 + tmp0_0*(f_01[i] + f_10[i]);                          const index_t delta=(i/2==0 ? m_N0 : 1);
320                              } // close component loop i                          return (m_dofMap[k+(id-n+faces[i])*delta] < getNumDOF());
321                          } // close k0 loop                      }
                     } // close k1 loop  
                     break;  
322                  }                  }
323                    return false;
                 default:  
                     throw RipleyException(msg.str());  
324              }              }
             break;  
325          default:          default:
326              throw RipleyException(msg.str());              break;
327      }      }
328    
329        stringstream msg;
330        msg << "ownSample() not implemented for "
331            << functionSpaceTypeAsString(fsType);
332        throw RipleyException(msg.str());
333  }  }
334    
335  Paso_SystemMatrixPattern* Rectangle::getPattern(bool reducedRowOrder,  void Rectangle::setToNormal(escript::Data& out) const
                                                 bool reducedColOrder) const  
336  {  {
337      if (reducedRowOrder || reducedColOrder)      if (out.getFunctionSpace().getTypeCode() == FaceElements) {
338          throw RipleyException("getPattern() not implemented for reduced order");          out.requireWrite();
339    #pragma omp parallel
340            {
341                if (m_faceOffset[0] > -1) {
342    #pragma omp for nowait
343                    for (index_t k1 = 0; k1 < m_NE1; ++k1) {
344                        double* o = out.getSampleDataRW(m_faceOffset[0]+k1);
345                        // set vector at two quadrature points
346                        *o++ = -1.;
347                        *o++ = 0.;
348                        *o++ = -1.;
349                        *o = 0.;
350                    }
351                }
352    
353      // connector              if (m_faceOffset[1] > -1) {
354      RankVector neighbour;  #pragma omp for nowait
355      IndexVector offsetInShared(1,0);                  for (index_t k1 = 0; k1 < m_NE1; ++k1) {
356      IndexVector sendShared, recvShared;                      double* o = out.getSampleDataRW(m_faceOffset[1]+k1);
357      const IndexVector faces=getNumFacesPerBoundary();                      // set vector at two quadrature points
358      const index_t left = (m_offset0==0 ? 0 : 1);                      *o++ = 1.;
359      const index_t bottom = (m_offset1==0 ? 0 : 1);                      *o++ = 0.;
360      // corner node from bottom-left                      *o++ = 1.;
361      if (faces[0] == 0 && faces[2] == 0) {                      *o = 0.;
362          neighbour.push_back(m_mpiInfo->rank-m_NX-1);                  }
363          offsetInShared.push_back(offsetInShared.back()+1);              }
         sendShared.push_back(m_nodeId[m_N0+left]);  
         recvShared.push_back(m_nodeId[0]);  
     }  
     // bottom edge  
     if (faces[2] == 0) {  
         neighbour.push_back(m_mpiInfo->rank-m_NX);  
         offsetInShared.push_back(offsetInShared.back()+m_N0-left);  
         for (dim_t i=left; i<m_N0; i++) {  
             // easy case, we know the neighbour id's  
             sendShared.push_back(m_nodeId[m_N0+i]);  
             recvShared.push_back(m_nodeId[i]);  
         }  
     }  
     // corner node from bottom-right  
     if (faces[1] == 0 && faces[2] == 0) {  
         neighbour.push_back(m_mpiInfo->rank-m_NX+1);  
         const index_t N0=(neighbour.back()%m_NX == 0 ? m_N0 : m_N0-1);  
         const index_t N1=(neighbour.back()/m_NX == 0 ? m_N1 : m_N1-1);  
         const index_t first=m_nodeDistribution[neighbour.back()];  
         offsetInShared.push_back(offsetInShared.back()+1);  
         sendShared.push_back(m_nodeId[(bottom+1)*m_N0-1]);  
         recvShared.push_back(first+N0*(N1-1));  
     }  
     // left edge  
     if (faces[0] == 0) {  
         neighbour.push_back(m_mpiInfo->rank-1);  
         offsetInShared.push_back(offsetInShared.back()+m_N1-bottom);  
         for (dim_t i=bottom; i<m_N1; i++) {  
             // easy case, we know the neighbour id's  
             sendShared.push_back(m_nodeId[i*m_N0+1]);  
             recvShared.push_back(m_nodeId[i*m_N0]);  
         }  
     }  
     // right edge  
     if (faces[1] == 0) {  
         neighbour.push_back(m_mpiInfo->rank+1);  
         const index_t rightN0=(neighbour.back()%m_NX == 0 ? m_N0 : m_N0-1);  
         const index_t first=m_nodeDistribution[neighbour.back()];  
         offsetInShared.push_back(offsetInShared.back()+m_N1-bottom);  
         for (dim_t i=bottom; i<m_N1; i++) {  
             sendShared.push_back(m_nodeId[(i+1)*m_N0-1]);  
             recvShared.push_back(first+rightN0*(i-bottom));  
         }  
     }  
     // corner node from top-left  
     if (faces[0] == 0 && faces[3] == 0) {  
         neighbour.push_back(m_mpiInfo->rank+m_NX-1);  
         const index_t N0=(neighbour.back()%m_NX == 0 ? m_N0 : m_N0-1);  
         const index_t first=m_nodeDistribution[neighbour.back()];  
         offsetInShared.push_back(offsetInShared.back()+1);  
         sendShared.push_back(m_nodeId[m_N0*(m_N1-1)+left]);  
         recvShared.push_back(first+N0-1);  
     }  
     // top edge  
     if (faces[3] == 0) {  
         neighbour.push_back(m_mpiInfo->rank+m_NX);  
         const index_t first=m_nodeDistribution[neighbour.back()];  
         offsetInShared.push_back(offsetInShared.back()+m_N0-left);  
         for (dim_t i=left; i<m_N0; i++) {  
             sendShared.push_back(m_nodeId[m_N0*(m_N1-1)+i]);  
             recvShared.push_back(first+i-left);  
         }  
     }  
     // corner node from top-right  
     if (faces[1] == 0 && faces[3] == 0) {  
         neighbour.push_back(m_mpiInfo->rank+m_NX+1);  
         const index_t first=m_nodeDistribution[neighbour.back()];  
         offsetInShared.push_back(offsetInShared.back()+1);  
         sendShared.push_back(m_nodeId[m_N0*m_N1-1]);  
         recvShared.push_back(first);  
     }  
     const int numDOF=m_nodeDistribution[m_mpiInfo->rank+1]-m_nodeDistribution[m_mpiInfo->rank];  
     cout << "--- rcv_shcomp ---" << endl;  
     cout << "numDOF=" << numDOF << ", numNeighbors=" << neighbour.size() << endl;  
     for (size_t i=0; i<neighbour.size(); i++) {  
         cout << "neighbor[" << i << "]=" << neighbour[i]  
             << " offsetInShared[" << i+1 << "]=" << offsetInShared[i+1] << endl;  
     }  
     for (size_t i=0; i<recvShared.size(); i++) {  
         cout << "shared[" << i << "]=" << recvShared[i] << endl;  
     }  
     cout << "--- snd_shcomp ---" << endl;  
     for (size_t i=0; i<sendShared.size(); i++) {  
         cout << "shared[" << i << "]=" << sendShared[i] << endl;  
     }  
364    
365      Paso_SharedComponents *snd_shcomp = Paso_SharedComponents_alloc(              if (m_faceOffset[2] > -1) {
366              numDOF, neighbour.size(), &neighbour[0], &sendShared[0],  #pragma omp for nowait
367              &offsetInShared[0], 1, 0, m_mpiInfo);                  for (index_t k0 = 0; k0 < m_NE0; ++k0) {
368      Paso_SharedComponents *rcv_shcomp = Paso_SharedComponents_alloc(                      double* o = out.getSampleDataRW(m_faceOffset[2]+k0);
369              numDOF, neighbour.size(), &neighbour[0], &recvShared[0],                      // set vector at two quadrature points
370              &offsetInShared[0], 1, 0, m_mpiInfo);                      *o++ = 0.;
371      Paso_Connector* connector = Paso_Connector_alloc(snd_shcomp, rcv_shcomp);                      *o++ = -1.;
372      Paso_SharedComponents_free(snd_shcomp);                      *o++ = 0.;
373      Paso_SharedComponents_free(rcv_shcomp);                      *o = -1.;
374                    }
375                }
376    
377                if (m_faceOffset[3] > -1) {
378    #pragma omp for nowait
379                    for (index_t k0 = 0; k0 < m_NE0; ++k0) {
380                        double* o = out.getSampleDataRW(m_faceOffset[3]+k0);
381                        // set vector at two quadrature points
382                        *o++ = 0.;
383                        *o++ = 1.;
384                        *o++ = 0.;
385                        *o = 1.;
386                    }
387                }
388            } // end of parallel section
389        } else if (out.getFunctionSpace().getTypeCode() == ReducedFaceElements) {
390            out.requireWrite();
391    #pragma omp parallel
392            {
393                if (m_faceOffset[0] > -1) {
394    #pragma omp for nowait
395                    for (index_t k1 = 0; k1 < m_NE1; ++k1) {
396                        double* o = out.getSampleDataRW(m_faceOffset[0]+k1);
397                        *o++ = -1.;
398                        *o = 0.;
399                    }
400                }
401    
402      // create patterns              if (m_faceOffset[1] > -1) {
403      dim_t M, N;  #pragma omp for nowait
404      IndexVector ptr(1,0);                  for (index_t k1 = 0; k1 < m_NE1; ++k1) {
405      IndexVector index;                      double* o = out.getSampleDataRW(m_faceOffset[1]+k1);
406                        *o++ = 1.;
407      // main pattern                      *o = 0.;
408      for (index_t i=0; i<numDOF; i++) {                  }
409          // always add the node itself              }
         index.push_back(i);  
         int num=insertNeighbours(index, i);  
         ptr.push_back(ptr.back()+num+1);  
     }  
     M=N=ptr.size()-1;  
     // paso will manage the memory  
     index_t* indexC = MEMALLOC(index.size(),index_t);  
     index_t* ptrC = MEMALLOC(ptr.size(), index_t);  
     copy(index.begin(), index.end(), indexC);  
     copy(ptr.begin(), ptr.end(), ptrC);  
     Paso_Pattern *mainPattern = Paso_Pattern_alloc(MATRIX_FORMAT_DEFAULT,  
             M, N, ptrC, indexC);  
410    
411      cout << "--- main_pattern ---" << endl;              if (m_faceOffset[2] > -1) {
412      cout << "M=" << M << ", N=" << N << endl;  #pragma omp for nowait
413      for (size_t i=0; i<ptr.size(); i++) {                  for (index_t k0 = 0; k0 < m_NE0; ++k0) {
414          cout << "ptr[" << i << "]=" << ptr[i] << endl;                      double* o = out.getSampleDataRW(m_faceOffset[2]+k0);
415      }                      *o++ = 0.;
416      for (size_t i=0; i<index.size(); i++) {                      *o = -1.;
417          cout << "index[" << i << "]=" << index[i] << endl;                  }
418                }
419    
420                if (m_faceOffset[3] > -1) {
421    #pragma omp for nowait
422                    for (index_t k0 = 0; k0 < m_NE0; ++k0) {
423                        double* o = out.getSampleDataRW(m_faceOffset[3]+k0);
424                        *o++ = 0.;
425                        *o = 1.;
426                    }
427                }
428            } // end of parallel section
429    
430        } else {
431            stringstream msg;
432            msg << "setToNormal() not implemented for "
433                << functionSpaceTypeAsString(out.getFunctionSpace().getTypeCode());
434            throw RipleyException(msg.str());
435      }      }
436    }
437    
438      ptr.clear();  void Rectangle::setToSize(escript::Data& out) const
439      index.clear();  {
440        if (out.getFunctionSpace().getTypeCode() == Elements
441                || out.getFunctionSpace().getTypeCode() == ReducedElements) {
442            out.requireWrite();
443            const dim_t numQuad=out.getNumDataPointsPerSample();
444            const double hSize=getFirstCoordAndSpacing(0).second;
445            const double vSize=getFirstCoordAndSpacing(1).second;
446            const double size=min(hSize,vSize);
447    #pragma omp parallel for
448            for (index_t k = 0; k < getNumElements(); ++k) {
449                double* o = out.getSampleDataRW(k);
450                fill(o, o+numQuad, size);
451            }
452        } else if (out.getFunctionSpace().getTypeCode() == FaceElements
453                || out.getFunctionSpace().getTypeCode() == ReducedFaceElements) {
454            out.requireWrite();
455            const dim_t numQuad=out.getNumDataPointsPerSample();
456            const double hSize=getFirstCoordAndSpacing(0).second;
457            const double vSize=getFirstCoordAndSpacing(1).second;
458    #pragma omp parallel
459            {
460                if (m_faceOffset[0] > -1) {
461    #pragma omp for nowait
462                    for (index_t k1 = 0; k1 < m_NE1; ++k1) {
463                        double* o = out.getSampleDataRW(m_faceOffset[0]+k1);
464                        fill(o, o+numQuad, vSize);
465                    }
466                }
467    
468      // column & row couple patterns              if (m_faceOffset[1] > -1) {
469      Paso_Pattern *colCouplePattern, *rowCouplePattern;  #pragma omp for nowait
470      generateCouplePatterns(&colCouplePattern, &rowCouplePattern);                  for (index_t k1 = 0; k1 < m_NE1; ++k1) {
471                        double* o = out.getSampleDataRW(m_faceOffset[1]+k1);
472                        fill(o, o+numQuad, vSize);
473                    }
474                }
475    
476      // allocate paso distribution              if (m_faceOffset[2] > -1) {
477      Paso_Distribution* distribution = Paso_Distribution_alloc(m_mpiInfo,  #pragma omp for nowait
478              const_cast<index_t*>(&m_nodeDistribution[0]), 1, 0);                  for (index_t k0 = 0; k0 < m_NE0; ++k0) {
479                        double* o = out.getSampleDataRW(m_faceOffset[2]+k0);
480                        fill(o, o+numQuad, hSize);
481                    }
482                }
483    
484      Paso_SystemMatrixPattern* pattern = Paso_SystemMatrixPattern_alloc(              if (m_faceOffset[3] > -1) {
485              MATRIX_FORMAT_DEFAULT, distribution, distribution,  #pragma omp for nowait
486              mainPattern, colCouplePattern, rowCouplePattern,                  for (index_t k0 = 0; k0 < m_NE0; ++k0) {
487              connector, connector);                      double* o = out.getSampleDataRW(m_faceOffset[3]+k0);
488      Paso_Pattern_free(mainPattern);                      fill(o, o+numQuad, hSize);
489      Paso_Pattern_free(colCouplePattern);                  }
490      Paso_Pattern_free(rowCouplePattern);              }
491      Paso_Distribution_free(distribution);          } // end of parallel section
492      return pattern;  
493        } else {
494            stringstream msg;
495            msg << "setToSize() not implemented for "
496                << functionSpaceTypeAsString(out.getFunctionSpace().getTypeCode());
497            throw RipleyException(msg.str());
498        }
499    }
500    
501    Paso_SystemMatrixPattern* Rectangle::getPattern(bool reducedRowOrder,
502                                                    bool reducedColOrder) const
503    {
504        if (reducedRowOrder || reducedColOrder)
505            throw RipleyException("getPattern() not implemented for reduced order");
506    
507        return m_pattern;
508  }  }
509    
510  void Rectangle::Print_Mesh_Info(const bool full) const  void Rectangle::Print_Mesh_Info(const bool full) const
# Line 524  IndexVector Rectangle::getNumFacesPerBou Line 558  IndexVector Rectangle::getNumFacesPerBou
558      return ret;      return ret;
559  }  }
560    
561    IndexVector Rectangle::getNumSubdivisionsPerDim() const
562    {
563        IndexVector ret;
564        ret.push_back(m_NX);
565        ret.push_back(m_NY);
566        return ret;
567    }
568    
569  pair<double,double> Rectangle::getFirstCoordAndSpacing(dim_t dim) const  pair<double,double> Rectangle::getFirstCoordAndSpacing(dim_t dim) const
570  {  {
571      if (dim==0) {      if (dim==0) {
# Line 535  pair<double,double> Rectangle::getFirstC Line 577  pair<double,double> Rectangle::getFirstC
577  }  }
578    
579  //protected  //protected
580    dim_t Rectangle::getNumDOF() const
581    {
582        return (m_gNE0+1)/m_NX*(m_gNE1+1)/m_NY;
583    }
584    
585    //protected
586  dim_t Rectangle::getNumFaceElements() const  dim_t Rectangle::getNumFaceElements() const
587  {  {
588      const IndexVector faces = getNumFacesPerBoundary();      const IndexVector faces = getNumFacesPerBoundary();
# Line 567  void Rectangle::assembleCoordinates(escr Line 615  void Rectangle::assembleCoordinates(escr
615      }      }
616  }  }
617    
618  //private  //protected
619  void Rectangle::populateSampleIds()  void Rectangle::assembleGradient(escript::Data& out, escript::Data& in) const
620  {  {
621      // identifiers are ordered from left to right, bottom to top on each rank,      const dim_t numComp = in.getDataPointSize();
622      // except for the shared nodes which are owned by the rank below / to the      const double h0 = m_l0/m_gNE0;
623      // left of the current rank      const double h1 = m_l1/m_gNE1;
624        const double cx0 = -1./h0;
625        const double cx1 = -.78867513459481288225/h0;
626        const double cx2 = -.5/h0;
627        const double cx3 = -.21132486540518711775/h0;
628        const double cx4 = .21132486540518711775/h0;
629        const double cx5 = .5/h0;
630        const double cx6 = .78867513459481288225/h0;
631        const double cx7 = 1./h0;
632        const double cy0 = -1./h1;
633        const double cy1 = -.78867513459481288225/h1;
634        const double cy2 = -.5/h1;
635        const double cy3 = -.21132486540518711775/h1;
636        const double cy4 = .21132486540518711775/h1;
637        const double cy5 = .5/h1;
638        const double cy6 = .78867513459481288225/h1;
639        const double cy7 = 1./h1;
640    
641      // build node distribution vector first.      if (out.getFunctionSpace().getTypeCode() == Elements) {
642      // m_nodeDistribution[i] is the first node id on rank i, that is          out.requireWrite();
643      // rank i owns m_nodeDistribution[i+1]-nodeDistribution[i] nodes  #pragma omp parallel for
644      m_nodeDistribution.assign(m_mpiInfo->size+1, 0);          for (index_t k1=0; k1 < m_NE1; ++k1) {
645      m_nodeDistribution[1]=getNumNodes();              for (index_t k0=0; k0 < m_NE0; ++k0) {
646      for (dim_t k=1; k<m_mpiInfo->size-1; k++) {                  const register double* f_10 = in.getSampleDataRO(INDEX2(k0+1,k1, m_N0));
647          const index_t x=k%m_NX;                  const register double* f_11 = in.getSampleDataRO(INDEX2(k0+1,k1+1, m_N0));
648          const index_t y=k/m_NX;                  const register double* f_01 = in.getSampleDataRO(INDEX2(k0,k1+1, m_N0));
649          index_t numNodes=getNumNodes();                  const register double* f_00 = in.getSampleDataRO(INDEX2(k0,k1, m_N0));
650          if (x>0)                  double* o = out.getSampleDataRW(INDEX2(k0,k1,m_NE0));
651              numNodes-=m_N1;                  for (index_t i=0; i < numComp; ++i) {
652          if (y>0)                      o[INDEX3(i,0,0,numComp,2)] = f_00[i]*cx1 + f_01[i]*cx3 + f_10[i]*cx6 + f_11[i]*cx4;
653              numNodes-=m_N0;                      o[INDEX3(i,1,0,numComp,2)] = f_00[i]*cy1 + f_01[i]*cy6 + f_10[i]*cy3 + f_11[i]*cy4;
654          if (x>0 && y>0)                      o[INDEX3(i,0,1,numComp,2)] = f_00[i]*cx1 + f_01[i]*cx3 + f_10[i]*cx6 + f_11[i]*cx4;
655              numNodes++; // subtracted corner twice -> fix that                      o[INDEX3(i,1,1,numComp,2)] = f_00[i]*cy3 + f_01[i]*cy4 + f_10[i]*cy1 + f_11[i]*cy6;
656          m_nodeDistribution[k+1]=m_nodeDistribution[k]+numNodes;                      o[INDEX3(i,0,2,numComp,2)] = f_00[i]*cx3 + f_01[i]*cx1 + f_10[i]*cx4 + f_11[i]*cx6;
657                        o[INDEX3(i,1,2,numComp,2)] = f_00[i]*cy1 + f_01[i]*cy6 + f_10[i]*cy3 + f_11[i]*cy4;
658                        o[INDEX3(i,0,3,numComp,2)] = f_00[i]*cx3 + f_01[i]*cx1 + f_10[i]*cx4 + f_11[i]*cx6;
659                        o[INDEX3(i,1,3,numComp,2)] = f_00[i]*cy3 + f_01[i]*cy4 + f_10[i]*cy1 + f_11[i]*cy6;
660                    } /* end of component loop i */
661                } /* end of k0 loop */
662            } /* end of k1 loop */
663        } else if (out.getFunctionSpace().getTypeCode() == ReducedElements) {
664            out.requireWrite();
665    #pragma omp parallel for
666            for (index_t k1=0; k1 < m_NE1; ++k1) {
667                for (index_t k0=0; k0 < m_NE0; ++k0) {
668                    const register double* f_10 = in.getSampleDataRO(INDEX2(k0+1,k1, m_N0));
669                    const register double* f_11 = in.getSampleDataRO(INDEX2(k0+1,k1+1, m_N0));
670                    const register double* f_01 = in.getSampleDataRO(INDEX2(k0,k1+1, m_N0));
671                    const register double* f_00 = in.getSampleDataRO(INDEX2(k0,k1, m_N0));
672                    double* o = out.getSampleDataRW(INDEX2(k0,k1,m_NE0));
673                    for (index_t i=0; i < numComp; ++i) {
674                        o[INDEX3(i,0,0,numComp,2)] = cx5*(f_10[i] + f_11[i]) + cx2*(f_00[i] + f_01[i]);
675                        o[INDEX3(i,1,0,numComp,2)] = cy2*(f_00[i] + f_10[i]) + cy5*(f_01[i] + f_11[i]);
676                    } /* end of component loop i */
677                } /* end of k0 loop */
678            } /* end of k1 loop */
679        } else if (out.getFunctionSpace().getTypeCode() == FaceElements) {
680            out.requireWrite();
681    #pragma omp parallel
682            {
683                if (m_faceOffset[0] > -1) {
684    #pragma omp for nowait
685                    for (index_t k1=0; k1 < m_NE1; ++k1) {
686                        const register double* f_10 = in.getSampleDataRO(INDEX2(1,k1, m_N0));
687                        const register double* f_11 = in.getSampleDataRO(INDEX2(1,k1+1, m_N0));
688                        const register double* f_01 = in.getSampleDataRO(INDEX2(0,k1+1, m_N0));
689                        const register double* f_00 = in.getSampleDataRO(INDEX2(0,k1, m_N0));
690                        double* o = out.getSampleDataRW(m_faceOffset[0]+k1);
691                        for (index_t i=0; i < numComp; ++i) {
692                            o[INDEX3(i,0,0,numComp,2)] = f_00[i]*cx1 + f_01[i]*cx3 + f_10[i]*cx6 + f_11[i]*cx4;
693                            o[INDEX3(i,1,0,numComp,2)] = f_00[i]*cy0 + f_01[i]*cy7;
694                            o[INDEX3(i,0,1,numComp,2)] = f_00[i]*cx3 + f_01[i]*cx1 + f_10[i]*cx4 + f_11[i]*cx6;
695                            o[INDEX3(i,1,1,numComp,2)] = f_00[i]*cy0 + f_01[i]*cy7;
696                        } /* end of component loop i */
697                    } /* end of k1 loop */
698                } /* end of face 0 */
699                if (m_faceOffset[1] > -1) {
700    #pragma omp for nowait
701                    for (index_t k1=0; k1 < m_NE1; ++k1) {
702                        const register double* f_10 = in.getSampleDataRO(INDEX2(m_N0-1,k1, m_N0));
703                        const register double* f_11 = in.getSampleDataRO(INDEX2(m_N0-1,k1+1, m_N0));
704                        const register double* f_01 = in.getSampleDataRO(INDEX2(m_N0-2,k1+1, m_N0));
705                        const register double* f_00 = in.getSampleDataRO(INDEX2(m_N0-2,k1, m_N0));
706                        double* o = out.getSampleDataRW(m_faceOffset[1]+k1);
707                        for (index_t i=0; i < numComp; ++i) {
708                            o[INDEX3(i,0,0,numComp,2)] = f_00[i]*cx1 + f_01[i]*cx3 + f_10[i]*cx6 + f_11[i]*cx4;
709                            o[INDEX3(i,1,0,numComp,2)] = f_10[i]*cy0 + f_11[i]*cy7;
710                            o[INDEX3(i,0,1,numComp,2)] = f_00[i]*cx3 + f_01[i]*cx1 + f_10[i]*cx4 + f_11[i]*cx6;
711                            o[INDEX3(i,1,1,numComp,2)] = f_10[i]*cy0 + f_11[i]*cy7;
712                        } /* end of component loop i */
713                    } /* end of k1 loop */
714                } /* end of face 1 */
715                if (m_faceOffset[2] > -1) {
716    #pragma omp for nowait
717                    for (index_t k0=0; k0 < m_NE0; ++k0) {
718                        const register double* f_00 = in.getSampleDataRO(INDEX2(k0,0, m_N0));
719                        const register double* f_10 = in.getSampleDataRO(INDEX2(k0+1,0, m_N0));
720                        const register double* f_11 = in.getSampleDataRO(INDEX2(k0+1,1, m_N0));
721                        const register double* f_01 = in.getSampleDataRO(INDEX2(k0,1, m_N0));
722                        double* o = out.getSampleDataRW(m_faceOffset[2]+k0);
723                        for (index_t i=0; i < numComp; ++i) {
724                            o[INDEX3(i,0,0,numComp,2)] = f_00[i]*cx0 + f_10[i]*cx7;
725                            o[INDEX3(i,1,0,numComp,2)] = f_00[i]*cy1 + f_01[i]*cy6 + f_10[i]*cy3 + f_11[i]*cy4;
726                            o[INDEX3(i,0,1,numComp,2)] = f_00[i]*cx0 + f_10[i]*cx7;
727                            o[INDEX3(i,1,1,numComp,2)] = f_00[i]*cy3 + f_01[i]*cy4 + f_10[i]*cy1 + f_11[i]*cy6;
728                        } /* end of component loop i */
729                    } /* end of k0 loop */
730                } /* end of face 2 */
731                if (m_faceOffset[3] > -1) {
732    #pragma omp for nowait
733                    for (index_t k0=0; k0 < m_NE0; ++k0) {
734                        const register double* f_11 = in.getSampleDataRO(INDEX2(k0+1,m_N1-1, m_N0));
735                        const register double* f_01 = in.getSampleDataRO(INDEX2(k0,m_N1-1, m_N0));
736                        const register double* f_10 = in.getSampleDataRO(INDEX2(k0+1,m_N1-2, m_N0));
737                        const register double* f_00 = in.getSampleDataRO(INDEX2(k0,m_N1-2, m_N0));
738                        double* o = out.getSampleDataRW(m_faceOffset[3]+k0);
739                        for (index_t i=0; i < numComp; ++i) {
740                            o[INDEX3(i,0,0,numComp,2)] = f_01[i]*cx0 + f_11[i]*cx7;
741                            o[INDEX3(i,1,0,numComp,2)] = f_00[i]*cy1 + f_01[i]*cy6 + f_10[i]*cy3 + f_11[i]*cy4;
742                            o[INDEX3(i,0,1,numComp,2)] = f_01[i]*cx0 + f_11[i]*cx7;
743                            o[INDEX3(i,1,1,numComp,2)] = f_00[i]*cy3 + f_01[i]*cy4 + f_10[i]*cy1 + f_11[i]*cy6;
744                        } /* end of component loop i */
745                    } /* end of k0 loop */
746                } /* end of face 3 */
747            } // end of parallel section
748        } else if (out.getFunctionSpace().getTypeCode() == ReducedFaceElements) {
749            out.requireWrite();
750    #pragma omp parallel
751            {
752                if (m_faceOffset[0] > -1) {
753    #pragma omp for nowait
754                    for (index_t k1=0; k1 < m_NE1; ++k1) {
755                        const register double* f_10 = in.getSampleDataRO(INDEX2(1,k1, m_N0));
756                        const register double* f_11 = in.getSampleDataRO(INDEX2(1,k1+1, m_N0));
757                        const register double* f_01 = in.getSampleDataRO(INDEX2(0,k1+1, m_N0));
758                        const register double* f_00 = in.getSampleDataRO(INDEX2(0,k1, m_N0));
759                        double* o = out.getSampleDataRW(m_faceOffset[0]+k1);
760                        for (index_t i=0; i < numComp; ++i) {
761                            o[INDEX3(i,0,0,numComp,2)] = cx5*(f_10[i] + f_11[i]) + cx2*(f_00[i] + f_01[i]);
762                            o[INDEX3(i,1,0,numComp,2)] = f_00[i]*cy0 + f_01[i]*cy7;
763                        } /* end of component loop i */
764                    } /* end of k1 loop */
765                } /* end of face 0 */
766                if (m_faceOffset[1] > -1) {
767    #pragma omp for nowait
768                    for (index_t k1=0; k1 < m_NE1; ++k1) {
769                        const register double* f_10 = in.getSampleDataRO(INDEX2(m_N0-1,k1, m_N0));
770                        const register double* f_11 = in.getSampleDataRO(INDEX2(m_N0-1,k1+1, m_N0));
771                        const register double* f_01 = in.getSampleDataRO(INDEX2(m_N0-2,k1+1, m_N0));
772                        const register double* f_00 = in.getSampleDataRO(INDEX2(m_N0-2,k1, m_N0));
773                        double* o = out.getSampleDataRW(m_faceOffset[1]+k1);
774                        for (index_t i=0; i < numComp; ++i) {
775                            o[INDEX3(i,0,0,numComp,2)] = cx5*(f_10[i] + f_11[i]) + cx2*(f_00[i] + f_01[i]);
776                            o[INDEX3(i,1,0,numComp,2)] = f_10[i]*cy0 + f_11[i]*cy7;
777                        } /* end of component loop i */
778                    } /* end of k1 loop */
779                } /* end of face 1 */
780                if (m_faceOffset[2] > -1) {
781    #pragma omp for nowait
782                    for (index_t k0=0; k0 < m_NE0; ++k0) {
783                        const register double* f_00 = in.getSampleDataRO(INDEX2(k0,0, m_N0));
784                        const register double* f_10 = in.getSampleDataRO(INDEX2(k0+1,0, m_N0));
785                        const register double* f_11 = in.getSampleDataRO(INDEX2(k0+1,1, m_N0));
786                        const register double* f_01 = in.getSampleDataRO(INDEX2(k0,1, m_N0));
787                        double* o = out.getSampleDataRW(m_faceOffset[2]+k0);
788                        for (index_t i=0; i < numComp; ++i) {
789                            o[INDEX3(i,0,0,numComp,2)] = f_00[i]*cx0 + f_10[i]*cx7;
790                            o[INDEX3(i,1,0,numComp,2)] = cy2*(f_00[i] + f_10[i]) + cy5*(f_01[i] + f_11[i]);
791                        } /* end of component loop i */
792                    } /* end of k0 loop */
793                } /* end of face 2 */
794                if (m_faceOffset[3] > -1) {
795    #pragma omp for nowait
796                    for (index_t k0=0; k0 < m_NE0; ++k0) {
797                        const register double* f_11 = in.getSampleDataRO(INDEX2(k0+1,m_N1-1, m_N0));
798                        const register double* f_01 = in.getSampleDataRO(INDEX2(k0,m_N1-1, m_N0));
799                        const register double* f_10 = in.getSampleDataRO(INDEX2(k0+1,m_N1-2, m_N0));
800                        const register double* f_00 = in.getSampleDataRO(INDEX2(k0,m_N1-2, m_N0));
801                        double* o = out.getSampleDataRW(m_faceOffset[3]+k0);
802                        for (index_t i=0; i < numComp; ++i) {
803                            o[INDEX3(i,0,0,numComp,2)] = f_01[i]*cx0 + f_11[i]*cx7;
804                            o[INDEX3(i,1,0,numComp,2)] = cy5*(f_01[i] + f_11[i]) + cy2*(f_00[i] + f_10[i]);
805                        } /* end of component loop i */
806                    } /* end of k0 loop */
807                } /* end of face 3 */
808            } // end of parallel section
809      }      }
810      m_nodeDistribution[m_mpiInfo->size]=getNumDataPointsGlobal();  }
   
     m_nodeId.resize(getNumNodes());  
811    
812      // the bottom row and left column are not owned by this rank so the  //protected
813      // identifiers need to be computed accordingly  void Rectangle::assembleIntegrate(vector<double>& integrals, escript::Data& arg) const
814    {
815        const dim_t numComp = arg.getDataPointSize();
816        const double h0 = m_l0/m_gNE0;
817        const double h1 = m_l1/m_gNE1;
818      const index_t left = (m_offset0==0 ? 0 : 1);      const index_t left = (m_offset0==0 ? 0 : 1);
819      const index_t bottom = (m_offset1==0 ? 0 : 1);      const index_t bottom = (m_offset1==0 ? 0 : 1);
820      if (left>0) {      if (arg.getFunctionSpace().getTypeCode() == Elements) {
821          const int neighbour=m_mpiInfo->rank-1;          const double w = h0*h1/4.;
822          const index_t leftN0=(neighbour%m_NX == 0 ? m_N0 : m_N0-1);  #pragma omp parallel
823  #pragma omp parallel for          {
824          for (dim_t i1=bottom; i1<m_N1; i1++) {              vector<double> int_local(numComp, 0);
825              m_nodeId[i1*m_N0]=m_nodeDistribution[neighbour]  #pragma omp for nowait
826                  + (i1-bottom+1)*leftN0-1;              for (index_t k1 = bottom; k1 < bottom+m_ownNE1; ++k1) {
827          }                  for (index_t k0 = left; k0 < left+m_ownNE0; ++k0) {
828                        const double* f = arg.getSampleDataRO(INDEX2(k0, k1, m_NE0));
829                        for (index_t i=0; i < numComp; ++i) {
830                            const register double f0 = f[INDEX2(i,0,numComp)];
831                            const register double f1 = f[INDEX2(i,1,numComp)];
832                            const register double f2 = f[INDEX2(i,2,numComp)];
833                            const register double f3 = f[INDEX2(i,3,numComp)];
834                            int_local[i]+=(f0+f1+f2+f3)*w;
835                        }  /* end of component loop i */
836                    } /* end of k0 loop */
837                } /* end of k1 loop */
838    
839    #pragma omp critical
840                for (index_t i=0; i<numComp; i++)
841                    integrals[i]+=int_local[i];
842            } // end of parallel section
843        } else if (arg.getFunctionSpace().getTypeCode() == ReducedElements) {
844            const double w = h0*h1;
845    #pragma omp parallel
846            {
847                vector<double> int_local(numComp, 0);
848    #pragma omp for nowait
849                for (index_t k1 = bottom; k1 < bottom+m_ownNE1; ++k1) {
850                    for (index_t k0 = left; k0 < left+m_ownNE0; ++k0) {
851                        const double* f = arg.getSampleDataRO(INDEX2(k0, k1, m_NE0));
852                        for (index_t i=0; i < numComp; ++i) {
853                            int_local[i]+=f[i]*w;
854                        }  /* end of component loop i */
855                    } /* end of k0 loop */
856                } /* end of k1 loop */
857    
858    #pragma omp critical
859                for (index_t i=0; i<numComp; i++)
860                    integrals[i]+=int_local[i];
861            } // end of parallel section
862        } else if (arg.getFunctionSpace().getTypeCode() == FaceElements) {
863            const double w0 = h0/2.;
864            const double w1 = h1/2.;
865    #pragma omp parallel
866            {
867                vector<double> int_local(numComp, 0);
868                if (m_faceOffset[0] > -1) {
869    #pragma omp for nowait
870                    for (index_t k1 = bottom; k1 < bottom+m_ownNE1; ++k1) {
871                        const double* f = arg.getSampleDataRO(m_faceOffset[0]+k1);
872                        for (index_t i=0; i < numComp; ++i) {
873                            const register double f0 = f[INDEX2(i,0,numComp)];
874                            const register double f1 = f[INDEX2(i,1,numComp)];
875                            int_local[i]+=(f0+f1)*w1;
876                        }  /* end of component loop i */
877                    } /* end of k1 loop */
878                }
879    
880                if (m_faceOffset[1] > -1) {
881    #pragma omp for nowait
882                    for (index_t k1 = bottom; k1 < bottom+m_ownNE1; ++k1) {
883                        const double* f = arg.getSampleDataRO(m_faceOffset[1]+k1);
884                        for (index_t i=0; i < numComp; ++i) {
885                            const register double f0 = f[INDEX2(i,0,numComp)];
886                            const register double f1 = f[INDEX2(i,1,numComp)];
887                            int_local[i]+=(f0+f1)*w1;
888                        }  /* end of component loop i */
889                    } /* end of k1 loop */
890                }
891    
892                if (m_faceOffset[2] > -1) {
893    #pragma omp for nowait
894                    for (index_t k0 = left; k0 < left+m_ownNE0; ++k0) {
895                        const double* f = arg.getSampleDataRO(m_faceOffset[2]+k0);
896                        for (index_t i=0; i < numComp; ++i) {
897                            const register double f0 = f[INDEX2(i,0,numComp)];
898                            const register double f1 = f[INDEX2(i,1,numComp)];
899                            int_local[i]+=(f0+f1)*w0;
900                        }  /* end of component loop i */
901                    } /* end of k0 loop */
902                }
903    
904                if (m_faceOffset[3] > -1) {
905    #pragma omp for nowait
906                    for (index_t k0 = left; k0 < left+m_ownNE0; ++k0) {
907                        const double* f = arg.getSampleDataRO(m_faceOffset[3]+k0);
908                        for (index_t i=0; i < numComp; ++i) {
909                            const register double f0 = f[INDEX2(i,0,numComp)];
910                            const register double f1 = f[INDEX2(i,1,numComp)];
911                            int_local[i]+=(f0+f1)*w0;
912                        }  /* end of component loop i */
913                    } /* end of k0 loop */
914                }
915    
916    #pragma omp critical
917                for (index_t i=0; i<numComp; i++)
918                    integrals[i]+=int_local[i];
919            } // end of parallel section
920        } else if (arg.getFunctionSpace().getTypeCode() == ReducedFaceElements) {
921    #pragma omp parallel
922            {
923                vector<double> int_local(numComp, 0);
924                if (m_faceOffset[0] > -1) {
925    #pragma omp for nowait
926                    for (index_t k1 = bottom; k1 < bottom+m_ownNE1; ++k1) {
927                        const double* f = arg.getSampleDataRO(m_faceOffset[0]+k1);
928                        for (index_t i=0; i < numComp; ++i) {
929                            int_local[i]+=f[i]*h1;
930                        }  /* end of component loop i */
931                    } /* end of k1 loop */
932                }
933    
934                if (m_faceOffset[1] > -1) {
935    #pragma omp for nowait
936                    for (index_t k1 = bottom; k1 < bottom+m_ownNE1; ++k1) {
937                        const double* f = arg.getSampleDataRO(m_faceOffset[1]+k1);
938                        for (index_t i=0; i < numComp; ++i) {
939                            int_local[i]+=f[i]*h1;
940                        }  /* end of component loop i */
941                    } /* end of k1 loop */
942                }
943    
944                if (m_faceOffset[2] > -1) {
945    #pragma omp for nowait
946                    for (index_t k0 = left; k0 < left+m_ownNE0; ++k0) {
947                        const double* f = arg.getSampleDataRO(m_faceOffset[2]+k0);
948                        for (index_t i=0; i < numComp; ++i) {
949                            int_local[i]+=f[i]*h0;
950                        }  /* end of component loop i */
951                    } /* end of k0 loop */
952                }
953    
954                if (m_faceOffset[3] > -1) {
955    #pragma omp for nowait
956                    for (index_t k0 = left; k0 < left+m_ownNE0; ++k0) {
957                        const double* f = arg.getSampleDataRO(m_faceOffset[3]+k0);
958                        for (index_t i=0; i < numComp; ++i) {
959                            int_local[i]+=f[i]*h0;
960                        }  /* end of component loop i */
961                    } /* end of k0 loop */
962                }
963    
964    #pragma omp critical
965                for (index_t i=0; i<numComp; i++)
966                    integrals[i]+=int_local[i];
967            } // end of parallel section
968      }      }
969      if (bottom>0) {  }
970          const int neighbour=m_mpiInfo->rank-m_NX;  
971          const index_t bottomN0=(neighbour%m_NX == 0 ? m_N0 : m_N0-1);  //protected
972          const index_t bottomN1=(neighbour/m_NX == 0 ? m_N1 : m_N1-1);  dim_t Rectangle::insertNeighbourNodes(IndexVector& index, index_t node) const
973  #pragma omp parallel for  {
974          for (dim_t i0=left; i0<m_N0; i0++) {      const dim_t nDOF0 = (m_gNE0+1)/m_NX;
975              m_nodeId[i0]=m_nodeDistribution[neighbour]      const dim_t nDOF1 = (m_gNE1+1)/m_NY;
976                  + (bottomN1-1)*bottomN0 + i0 - left;      const int x=node%nDOF0;
977        const int y=node/nDOF0;
978        dim_t num=0;
979        // loop through potential neighbours and add to index if positions are
980        // within bounds
981        for (int i1=-1; i1<2; i1++) {
982            for (int i0=-1; i0<2; i0++) {
983                // skip node itself
984                if (i0==0 && i1==0)
985                    continue;
986                // location of neighbour node
987                const int nx=x+i0;
988                const int ny=y+i1;
989                if (nx>=0 && ny>=0 && nx<nDOF0 && ny<nDOF1) {
990                    index.push_back(ny*nDOF0+nx);
991                    num++;
992                }
993          }          }
994      }      }
     if (left>0 && bottom>0) {  
         const int neighbour=m_mpiInfo->rank-m_NX-1;  
         const index_t N0=(neighbour%m_NX == 0 ? m_N0 : m_N0-1);  
         const index_t N1=(neighbour/m_NX == 0 ? m_N1 : m_N1-1);  
         m_nodeId[0]=m_nodeDistribution[neighbour]+N0*N1-1;  
     }  
995    
996      // the rest of the id's are contiguous      return num;
997      const index_t firstId=m_nodeDistribution[m_mpiInfo->rank];  }
998    
999    //protected
1000    void Rectangle::nodesToDOF(escript::Data& out, escript::Data& in) const
1001    {
1002        const dim_t numComp = in.getDataPointSize();
1003        out.requireWrite();
1004    
1005        const index_t left = (m_offset0==0 ? 0 : 1);
1006        const index_t bottom = (m_offset1==0 ? 0 : 1);
1007        const dim_t nDOF0 = (m_gNE0+1)/m_NX;
1008        const dim_t nDOF1 = (m_gNE1+1)/m_NY;
1009  #pragma omp parallel for  #pragma omp parallel for
1010      for (dim_t i1=bottom; i1<m_N1; i1++) {      for (index_t i=0; i<nDOF1; i++) {
1011          for (dim_t i0=left; i0<m_N0; i0++) {          for (index_t j=0; j<nDOF0; j++) {
1012              m_nodeId[i0+i1*m_N0] = firstId+i0-left+(i1-bottom)*(m_N0-left);              const index_t n=j+left+(i+bottom)*m_N0;
1013                const double* src=in.getSampleDataRO(n);
1014                copy(src, src+numComp, out.getSampleDataRW(j+i*nDOF0));
1015          }          }
1016      }      }
1017    }
1018    
1019      // elements  //protected
1020      m_elementId.resize(getNumElements());  void Rectangle::dofToNodes(escript::Data& out, escript::Data& in) const
1021  #pragma omp parallel for  {
1022      for (dim_t k=0; k<getNumElements(); k++) {      const dim_t numComp = in.getDataPointSize();
1023          m_elementId[k]=k;      Paso_Coupler* coupler = Paso_Coupler_alloc(m_connector, numComp);
1024      }      in.requireWrite();
1025        Paso_Coupler_startCollect(coupler, in.getSampleDataRW(0));
1026    
1027        const dim_t numDOF = getNumDOF();
1028        out.requireWrite();
1029        const double* buffer = Paso_Coupler_finishCollect(coupler);
1030    
     // face elements  
     m_faceId.resize(getNumFaceElements());  
1031  #pragma omp parallel for  #pragma omp parallel for
1032      for (dim_t k=0; k<getNumFaceElements(); k++) {      for (index_t i=0; i<getNumNodes(); i++) {
1033          m_faceId[k]=k;          const double* src=(m_dofMap[i]<numDOF ?
1034                    in.getSampleDataRO(m_dofMap[i])
1035                    : &buffer[(m_dofMap[i]-numDOF)*numComp]);
1036            copy(src, src+numComp, out.getSampleDataRW(i));
1037      }      }
1038  }  }
1039    
1040  //private  //private
1041  int Rectangle::insertNeighbours(IndexVector& index, index_t node) const  void Rectangle::populateSampleIds()
1042  {  {
1043      const dim_t myN0 = (m_offset0==0 ? m_N0 : m_N0-1);      // identifiers are ordered from left to right, bottom to top globablly.
1044      const dim_t myN1 = (m_offset1==0 ? m_N1 : m_N1-1);  
1045      const int x=node%myN0;      // build node distribution vector first.
1046      const int y=node/myN0;      // rank i owns m_nodeDistribution[i+1]-nodeDistribution[i] nodes
1047      int num=0;      m_nodeDistribution.assign(m_mpiInfo->size+1, 0);
1048      if (y>0) {      const dim_t numDOF=getNumDOF();
1049          if (x>0) {      for (dim_t k=1; k<m_mpiInfo->size; k++) {
1050              // bottom-left          m_nodeDistribution[k]=k*numDOF;
             index.push_back(node-myN0-1);  
             num++;  
         }  
         // bottom  
         index.push_back(node-myN0);  
         num++;  
         if (x<myN0-1) {  
             // bottom-right  
             index.push_back(node-myN0+1);  
             num++;  
         }  
     }  
     if (x<myN0-1) {  
         // right  
         index.push_back(node+1);  
         num++;  
         if (y<myN1-1) {  
             // top-right  
             index.push_back(node+myN0+1);  
             num++;  
         }  
     }  
     if (y<myN1-1) {  
         // top  
         index.push_back(node+myN0);  
         num++;  
         if (x>0) {  
             // top-left  
             index.push_back(node+myN0-1);  
             num++;  
         }  
     }  
     if (x>0) {  
         // left  
         index.push_back(node-1);  
         num++;  
1051      }      }
1052        m_nodeDistribution[m_mpiInfo->size]=getNumDataPointsGlobal();
1053        m_nodeId.resize(getNumNodes());
1054        m_dofId.resize(numDOF);
1055        m_elementId.resize(getNumElements());
1056        m_faceId.resize(getNumFaceElements());
1057    
1058      return num;  #pragma omp parallel
1059        {
1060            // nodes
1061    #pragma omp for nowait
1062            for (dim_t i1=0; i1<m_N1; i1++) {
1063                for (dim_t i0=0; i0<m_N0; i0++) {
1064                    m_nodeId[i0+i1*m_N0] = (m_offset1+i1)*(m_gNE0+1)+m_offset0+i0;
1065                }
1066            }
1067    
1068            // degrees of freedom
1069    #pragma omp for nowait
1070            for (dim_t k=0; k<numDOF; k++)
1071                m_dofId[k] = m_nodeDistribution[m_mpiInfo->rank]+k;
1072    
1073            // elements
1074    #pragma omp for nowait
1075            for (dim_t i1=0; i1<m_NE1; i1++) {
1076                for (dim_t i0=0; i0<m_NE0; i0++) {
1077                    m_elementId[i0+i1*m_NE0]=(m_offset1+i1)*m_gNE0+m_offset0+i0;
1078                }
1079            }
1080    
1081            // face elements
1082    #pragma omp for
1083            for (dim_t k=0; k<getNumFaceElements(); k++)
1084                m_faceId[k]=k;
1085        } // end parallel section
1086    
1087        m_nodeTags.assign(getNumNodes(), 0);
1088        updateTagsInUse(Nodes);
1089    
1090        m_elementTags.assign(getNumElements(), 0);
1091        updateTagsInUse(Elements);
1092    
1093        // generate face offset vector and set face tags
1094        const IndexVector facesPerEdge = getNumFacesPerBoundary();
1095        const index_t LEFT=1, RIGHT=2, BOTTOM=10, TOP=20;
1096        const index_t faceTag[] = { LEFT, RIGHT, BOTTOM, TOP };
1097        m_faceOffset.assign(facesPerEdge.size(), -1);
1098        m_faceTags.clear();
1099        index_t offset=0;
1100        for (size_t i=0; i<facesPerEdge.size(); i++) {
1101            if (facesPerEdge[i]>0) {
1102                m_faceOffset[i]=offset;
1103                offset+=facesPerEdge[i];
1104                m_faceTags.insert(m_faceTags.end(), facesPerEdge[i], faceTag[i]);
1105            }
1106        }
1107        setTagMap("left", LEFT);
1108        setTagMap("right", RIGHT);
1109        setTagMap("bottom", BOTTOM);
1110        setTagMap("top", TOP);
1111        updateTagsInUse(FaceElements);
1112  }  }
1113    
1114  //private  //private
1115  void Rectangle::generateCouplePatterns(Paso_Pattern** colPattern, Paso_Pattern** rowPattern) const  void Rectangle::createPattern()
1116  {  {
1117      IndexVector ptr(1,0);      const dim_t nDOF0 = (m_gNE0+1)/m_NX;
1118      IndexVector index;      const dim_t nDOF1 = (m_gNE1+1)/m_NY;
1119      const dim_t myN0 = (m_offset0==0 ? m_N0 : m_N0-1);      const index_t left = (m_offset0==0 ? 0 : 1);
1120      const dim_t myN1 = (m_offset1==0 ? m_N1 : m_N1-1);      const index_t bottom = (m_offset1==0 ? 0 : 1);
     const IndexVector faces=getNumFacesPerBoundary();  
1121    
1122      // bottom edge      // populate node->DOF mapping with own degrees of freedom.
1123      dim_t n=0;      // The rest is assigned in the loop further down
1124      if (faces[0] == 0) {      m_dofMap.assign(getNumNodes(), 0);
1125          index.push_back(2*(myN0+myN1+1));  #pragma omp parallel for
1126          index.push_back(2*(myN0+myN1+1)+1);      for (index_t i=bottom; i<bottom+nDOF1; i++) {
1127          n+=2;          for (index_t j=left; j<left+nDOF0; j++) {
1128          if (faces[2] == 0) {              m_dofMap[i*m_N0+j]=(i-bottom)*nDOF0+j-left;
             index.push_back(0);  
             index.push_back(1);  
             index.push_back(2);  
             n+=3;  
         }  
     } else if (faces[2] == 0) {  
         index.push_back(1);  
         index.push_back(2);  
         n+=2;  
     }  
     // n=neighbours of bottom-left corner node  
     ptr.push_back(ptr.back()+n);  
     n=0;  
     if (faces[2] == 0) {  
         for (dim_t i=1; i<myN0-1; i++) {  
             index.push_back(i);  
             index.push_back(i+1);  
             index.push_back(i+2);  
             ptr.push_back(ptr.back()+3);  
         }  
         index.push_back(myN0-1);  
         index.push_back(myN0);  
         n+=2;  
         if (faces[1] == 0) {  
             index.push_back(myN0+1);  
             index.push_back(myN0+2);  
             index.push_back(myN0+3);  
             n+=3;  
         }  
     } else {  
         for (dim_t i=1; i<myN0-1; i++) {  
             ptr.push_back(ptr.back());  
         }  
         if (faces[1] == 0) {  
             index.push_back(myN0+2);  
             index.push_back(myN0+3);  
             n+=2;  
         }  
     }  
     // n=neighbours of bottom-right corner node  
     ptr.push_back(ptr.back()+n);  
   
     // 2nd row to 2nd last row  
     for (dim_t i=1; i<myN1-1; i++) {  
         // left edge  
         if (faces[0] == 0) {  
             index.push_back(2*(myN0+myN1+2)-i);  
             index.push_back(2*(myN0+myN1+2)-i-1);  
             index.push_back(2*(myN0+myN1+2)-i-2);  
             ptr.push_back(ptr.back()+3);  
         } else {  
             ptr.push_back(ptr.back());  
         }  
         for (dim_t j=1; j<myN0-1; j++) {  
             ptr.push_back(ptr.back());  
         }  
         // right edge  
         if (faces[1] == 0) {  
             index.push_back(myN0+i+1);  
             index.push_back(myN0+i+2);  
             index.push_back(myN0+i+3);  
             ptr.push_back(ptr.back()+3);  
         } else {  
             ptr.push_back(ptr.back());  
         }  
     }  
   
     // top edge  
     n=0;  
     if (faces[0] == 0) {  
         index.push_back(2*myN0+myN1+5);  
         index.push_back(2*myN0+myN1+4);  
         n+=2;  
         if (faces[3] == 0) {  
             index.push_back(2*myN0+myN1+3);  
             index.push_back(2*myN0+myN1+2);  
             index.push_back(2*myN0+myN1+1);  
             n+=3;  
         }  
     } else if (faces[3] == 0) {  
         index.push_back(2*myN0+myN1+2);  
         index.push_back(2*myN0+myN1+1);  
         n+=2;  
     }  
     // n=neighbours of top-left corner node  
     ptr.push_back(ptr.back()+n);  
     n=0;  
     if (faces[3] == 0) {  
         for (dim_t i=1; i<myN0-1; i++) {  
             index.push_back(2*myN0+myN1+i+1);  
             index.push_back(2*myN0+myN1+i);  
             index.push_back(2*myN0+myN1+i-1);  
             ptr.push_back(ptr.back()+3);  
         }  
         index.push_back(myN0+myN1+4);  
         index.push_back(myN0+myN1+3);  
         n+=2;  
         if (faces[1] == 0) {  
             index.push_back(myN0+myN1+2);  
             index.push_back(myN0+myN1+1);  
             index.push_back(myN0+myN1);  
             n+=3;  
         }  
     } else {  
         for (dim_t i=1; i<myN0-1; i++) {  
             ptr.push_back(ptr.back());  
1129          }          }
1130          if (faces[1] == 0) {      }
1131              index.push_back(myN0+myN1+1);  
1132              index.push_back(myN0+myN1);      // build list of shared components and neighbours by looping through
1133              n+=2;      // all potential neighbouring ranks and checking if positions are
1134          }      // within bounds
1135      }      const dim_t numDOF=nDOF0*nDOF1;
1136      // n=neighbours of top-right corner node      vector<IndexVector> colIndices(numDOF); // for the couple blocks
1137      ptr.push_back(ptr.back()+n);      RankVector neighbour;
1138        IndexVector offsetInShared(1,0);
1139      dim_t M=ptr.size()-1;      IndexVector sendShared, recvShared;
1140      map<index_t,index_t> idMap;      int numShared=0;
1141      dim_t N=0;      const int x=m_mpiInfo->rank%m_NX;
1142      for (IndexVector::iterator it=index.begin(); it!=index.end(); it++) {      const int y=m_mpiInfo->rank/m_NX;
1143          if (idMap.find(*it)==idMap.end()) {      for (int i1=-1; i1<2; i1++) {
1144              idMap[*it]=N;          for (int i0=-1; i0<2; i0++) {
1145              *it=N++;              // skip this rank
1146          } else {              if (i0==0 && i1==0)
1147              *it=idMap[*it];                  continue;
1148                // location of neighbour rank
1149                const int nx=x+i0;
1150                const int ny=y+i1;
1151                if (nx>=0 && ny>=0 && nx<m_NX && ny<m_NY) {
1152                    neighbour.push_back(ny*m_NX+nx);
1153                    if (i0==0) {
1154                        // sharing top or bottom edge
1155                        const int firstDOF=(i1==-1 ? 0 : numDOF-nDOF0);
1156                        const int firstNode=(i1==-1 ? left : m_N0*(m_N1-1)+left);
1157                        offsetInShared.push_back(offsetInShared.back()+nDOF0);
1158                        for (dim_t i=0; i<nDOF0; i++, numShared++) {
1159                            sendShared.push_back(firstDOF+i);
1160                            recvShared.push_back(numDOF+numShared);
1161                            if (i>0)
1162                                colIndices[firstDOF+i-1].push_back(numShared);
1163                            colIndices[firstDOF+i].push_back(numShared);
1164                            if (i<nDOF0-1)
1165                                colIndices[firstDOF+i+1].push_back(numShared);
1166                            m_dofMap[firstNode+i]=numDOF+numShared;
1167                        }
1168                    } else if (i1==0) {
1169                        // sharing left or right edge
1170                        const int firstDOF=(i0==-1 ? 0 : nDOF0-1);
1171                        const int firstNode=(i0==-1 ? bottom*m_N0 : (bottom+1)*m_N0-1);
1172                        offsetInShared.push_back(offsetInShared.back()+nDOF1);
1173                        for (dim_t i=0; i<nDOF1; i++, numShared++) {
1174                            sendShared.push_back(firstDOF+i*nDOF0);
1175                            recvShared.push_back(numDOF+numShared);
1176                            if (i>0)
1177                                colIndices[firstDOF+(i-1)*nDOF0].push_back(numShared);
1178                            colIndices[firstDOF+i*nDOF0].push_back(numShared);
1179                            if (i<nDOF1-1)
1180                                colIndices[firstDOF+(i+1)*nDOF0].push_back(numShared);
1181                            m_dofMap[firstNode+i*m_N0]=numDOF+numShared;
1182                        }
1183                    } else {
1184                        // sharing a node
1185                        const int dof=(i0+1)/2*(nDOF0-1)+(i1+1)/2*(numDOF-nDOF0);
1186                        const int node=(i0+1)/2*(m_N0-1)+(i1+1)/2*m_N0*(m_N1-1);
1187                        offsetInShared.push_back(offsetInShared.back()+1);
1188                        sendShared.push_back(dof);
1189                        recvShared.push_back(numDOF+numShared);
1190                        colIndices[dof].push_back(numShared);
1191                        m_dofMap[node]=numDOF+numShared;
1192                        ++numShared;
1193                    }
1194                }
1195          }          }
1196      }      }
1197    
1198      cout << "--- colCouple_pattern ---" << endl;      // create connector
1199      cout << "M=" << M << ", N=" << N << endl;      Paso_SharedComponents *snd_shcomp = Paso_SharedComponents_alloc(
1200      for (size_t i=0; i<ptr.size(); i++) {              numDOF, neighbour.size(), &neighbour[0], &sendShared[0],
1201          cout << "ptr[" << i << "]=" << ptr[i] << endl;              &offsetInShared[0], 1, 0, m_mpiInfo);
1202        Paso_SharedComponents *rcv_shcomp = Paso_SharedComponents_alloc(
1203                numDOF, neighbour.size(), &neighbour[0], &recvShared[0],
1204                &offsetInShared[0], 1, 0, m_mpiInfo);
1205        m_connector = Paso_Connector_alloc(snd_shcomp, rcv_shcomp);
1206        Paso_SharedComponents_free(snd_shcomp);
1207        Paso_SharedComponents_free(rcv_shcomp);
1208    
1209        // create main and couple blocks
1210        Paso_Pattern *mainPattern = createMainPattern();
1211        Paso_Pattern *colPattern, *rowPattern;
1212        createCouplePatterns(colIndices, numShared, &colPattern, &rowPattern);
1213    
1214        // allocate paso distribution
1215        Paso_Distribution* distribution = Paso_Distribution_alloc(m_mpiInfo,
1216                const_cast<index_t*>(&m_nodeDistribution[0]), 1, 0);
1217    
1218        // finally create the system matrix
1219        m_pattern = Paso_SystemMatrixPattern_alloc(MATRIX_FORMAT_DEFAULT,
1220                distribution, distribution, mainPattern, colPattern, rowPattern,
1221                m_connector, m_connector);
1222    
1223        Paso_Distribution_free(distribution);
1224    
1225        // useful debug output
1226        /*
1227        cout << "--- rcv_shcomp ---" << endl;
1228        cout << "numDOF=" << numDOF << ", numNeighbors=" << neighbour.size() << endl;
1229        for (size_t i=0; i<neighbour.size(); i++) {
1230            cout << "neighbor[" << i << "]=" << neighbour[i]
1231                << " offsetInShared[" << i+1 << "]=" << offsetInShared[i+1] << endl;
1232        }
1233        for (size_t i=0; i<recvShared.size(); i++) {
1234            cout << "shared[" << i << "]=" << recvShared[i] << endl;
1235        }
1236        cout << "--- snd_shcomp ---" << endl;
1237        for (size_t i=0; i<sendShared.size(); i++) {
1238            cout << "shared[" << i << "]=" << sendShared[i] << endl;
1239      }      }
1240      for (size_t i=0; i<index.size(); i++) {      cout << "--- dofMap ---" << endl;
1241          cout << "index[" << i << "]=" << index[i] << endl;      for (size_t i=0; i<m_dofMap.size(); i++) {
1242            cout << "m_dofMap[" << i << "]=" << m_dofMap[i] << endl;
1243        }
1244        cout << "--- colIndices ---" << endl;
1245        for (size_t i=0; i<colIndices.size(); i++) {
1246            cout << "colIndices[" << i << "].size()=" << colIndices[i].size() << endl;
1247      }      }
1248        */
1249    
1250      // now build the row couple pattern      /*
1251      IndexVector ptr2(1,0);      cout << "--- main_pattern ---" << endl;
1252      IndexVector index2;      cout << "M=" << mainPattern->numOutput << ", N=" << mainPattern->numInput << endl;
1253      for (dim_t id=0; id<N; id++) {      for (size_t i=0; i<mainPattern->numOutput+1; i++) {
1254          n=0;          cout << "ptr[" << i << "]=" << mainPattern->ptr[i] << endl;
1255          for (dim_t i=0; i<M; i++) {      }
1256              for (dim_t j=ptr[i]; j<ptr[i+1]; j++) {      for (size_t i=0; i<mainPattern->ptr[mainPattern->numOutput]; i++) {
1257                  if (index[j]==id) {          cout << "index[" << i << "]=" << mainPattern->index[i] << endl;
1258                      index2.push_back(i);      }
1259                      n++;      */
1260                      break;  
1261                  }      /*
1262              }      cout << "--- colCouple_pattern ---" << endl;
1263          }      cout << "M=" << colPattern->numOutput << ", N=" << colPattern->numInput << endl;
1264          ptr2.push_back(ptr2.back()+n);      for (size_t i=0; i<colPattern->numOutput+1; i++) {
1265            cout << "ptr[" << i << "]=" << colPattern->ptr[i] << endl;
1266        }
1267        for (size_t i=0; i<colPattern->ptr[colPattern->numOutput]; i++) {
1268            cout << "index[" << i << "]=" << colPattern->index[i] << endl;
1269      }      }
1270        */
1271    
1272        /*
1273      cout << "--- rowCouple_pattern ---" << endl;      cout << "--- rowCouple_pattern ---" << endl;
1274      cout << "M=" << N << ", N=" << M << endl;      cout << "M=" << rowPattern->numOutput << ", N=" << rowPattern->numInput << endl;
1275      for (size_t i=0; i<ptr2.size(); i++) {      for (size_t i=0; i<rowPattern->numOutput+1; i++) {
1276          cout << "ptr[" << i << "]=" << ptr2[i] << endl;          cout << "ptr[" << i << "]=" << rowPattern->ptr[i] << endl;
1277      }      }
1278      for (size_t i=0; i<index2.size(); i++) {      for (size_t i=0; i<rowPattern->ptr[rowPattern->numOutput]; i++) {
1279          cout << "index[" << i << "]=" << index2[i] << endl;          cout << "index[" << i << "]=" << rowPattern->index[i] << endl;
1280      }      }
1281        */
1282      // paso will manage the memory  
1283      index_t* indexC = MEMALLOC(index.size(), index_t);      Paso_Pattern_free(mainPattern);
1284      index_t* ptrC = MEMALLOC(ptr.size(), index_t);      Paso_Pattern_free(colPattern);
1285      copy(index.begin(), index.end(), indexC);      Paso_Pattern_free(rowPattern);
     copy(ptr.begin(), ptr.end(), ptrC);  
     *colPattern=Paso_Pattern_alloc(MATRIX_FORMAT_DEFAULT, M, N, ptrC, indexC);  
   
     // paso will manage the memory  
     indexC = MEMALLOC(index2.size(), index_t);  
     ptrC = MEMALLOC(ptr2.size(), index_t);  
     copy(index2.begin(), index2.end(), indexC);  
     copy(ptr2.begin(), ptr2.end(), ptrC);  
     *rowPattern=Paso_Pattern_alloc(MATRIX_FORMAT_DEFAULT, N, M, ptrC, indexC);  
1286  }  }
1287    
1288    //protected
1289    void Rectangle::interpolateNodesOnElements(escript::Data& out,
1290                                            escript::Data& in, bool reduced) const
1291    {
1292        const dim_t numComp = in.getDataPointSize();
1293        if (reduced) {
1294            out.requireWrite();
1295            const double c0 = .25;
1296    #pragma omp parallel for
1297            for (index_t k1=0; k1 < m_NE1; ++k1) {
1298                for (index_t k0=0; k0 < m_NE0; ++k0) {
1299                    const register double* f_11 = in.getSampleDataRO(INDEX2(k0+1,k1+1, m_N0));
1300                    const register double* f_10 = in.getSampleDataRO(INDEX2(k0+1,k1, m_N0));
1301                    const register double* f_00 = in.getSampleDataRO(INDEX2(k0,k1, m_N0));
1302                    const register double* f_01 = in.getSampleDataRO(INDEX2(k0,k1+1, m_N0));
1303                    double* o = out.getSampleDataRW(INDEX2(k0,k1,m_NE0));
1304                    for (index_t i=0; i < numComp; ++i) {
1305                        o[INDEX2(i,numComp,0)] = c0*(f_00[i] + f_01[i] + f_10[i] + f_11[i]);
1306                    } /* end of component loop i */
1307                } /* end of k0 loop */
1308            } /* end of k1 loop */
1309        } else {
1310            out.requireWrite();
1311            const double c0 = .16666666666666666667;
1312            const double c1 = .044658198738520451079;
1313            const double c2 = .62200846792814621559;
1314    #pragma omp parallel for
1315            for (index_t k1=0; k1 < m_NE1; ++k1) {
1316                for (index_t k0=0; k0 < m_NE0; ++k0) {
1317                    const register double* f_10 = in.getSampleDataRO(INDEX2(k0+1,k1, m_N0));
1318                    const register double* f_11 = in.getSampleDataRO(INDEX2(k0+1,k1+1, m_N0));
1319                    const register double* f_01 = in.getSampleDataRO(INDEX2(k0,k1+1, m_N0));
1320                    const register double* f_00 = in.getSampleDataRO(INDEX2(k0,k1, m_N0));
1321                    double* o = out.getSampleDataRW(INDEX2(k0,k1,m_NE0));
1322                    for (index_t i=0; i < numComp; ++i) {
1323                        o[INDEX2(i,numComp,0)] = f_00[i]*c2 + f_11[i]*c1 + c0*(f_01[i] + f_10[i]);
1324                        o[INDEX2(i,numComp,1)] = f_01[i]*c1 + f_10[i]*c2 + c0*(f_00[i] + f_11[i]);
1325                        o[INDEX2(i,numComp,2)] = f_01[i]*c2 + f_10[i]*c1 + c0*(f_00[i] + f_11[i]);
1326                        o[INDEX2(i,numComp,3)] = f_00[i]*c1 + f_11[i]*c2 + c0*(f_01[i] + f_10[i]);
1327                    } /* end of component loop i */
1328                } /* end of k0 loop */
1329            } /* end of k1 loop */
1330        }
1331    }
1332    
1333    //protected
1334    void Rectangle::interpolateNodesOnFaces(escript::Data& out, escript::Data& in,
1335                                            bool reduced) const
1336    {
1337        const dim_t numComp = in.getDataPointSize();
1338        if (reduced) {
1339            out.requireWrite();
1340            const double c0 = .5;
1341    #pragma omp parallel
1342            {
1343                if (m_faceOffset[0] > -1) {
1344    #pragma omp for nowait
1345                    for (index_t k1=0; k1 < m_NE1; ++k1) {
1346                        const register double* f_00 = in.getSampleDataRO(INDEX2(0,k1, m_N0));
1347                        const register double* f_01 = in.getSampleDataRO(INDEX2(0,k1+1, m_N0));
1348                        double* o = out.getSampleDataRW(m_faceOffset[0]+k1);
1349                        for (index_t i=0; i < numComp; ++i) {
1350                            o[INDEX2(i,numComp,0)] = c0*(f_00[i] + f_01[i]);
1351                        } /* end of component loop i */
1352                    } /* end of k1 loop */
1353                } /* end of face 0 */
1354                if (m_faceOffset[1] > -1) {
1355    #pragma omp for nowait
1356                    for (index_t k1=0; k1 < m_NE1; ++k1) {
1357                        const register double* f_10 = in.getSampleDataRO(INDEX2(m_N0-1,k1, m_N0));
1358                        const register double* f_11 = in.getSampleDataRO(INDEX2(m_N0-1,k1+1, m_N0));
1359                        double* o = out.getSampleDataRW(m_faceOffset[1]+k1);
1360                        for (index_t i=0; i < numComp; ++i) {
1361                            o[INDEX2(i,numComp,0)] = c0*(f_10[i] + f_11[i]);
1362                        } /* end of component loop i */
1363                    } /* end of k1 loop */
1364                } /* end of face 1 */
1365                if (m_faceOffset[2] > -1) {
1366    #pragma omp for nowait
1367                    for (index_t k0=0; k0 < m_NE0; ++k0) {
1368                        const register double* f_10 = in.getSampleDataRO(INDEX2(k0+1,0, m_N0));
1369                        const register double* f_00 = in.getSampleDataRO(INDEX2(k0,0, m_N0));
1370                        double* o = out.getSampleDataRW(m_faceOffset[2]+k0);
1371                        for (index_t i=0; i < numComp; ++i) {
1372                            o[INDEX2(i,numComp,0)] = c0*(f_00[i] + f_10[i]);
1373                        } /* end of component loop i */
1374                    } /* end of k0 loop */
1375                } /* end of face 2 */
1376                if (m_faceOffset[3] > -1) {
1377    #pragma omp for nowait
1378                    for (index_t k0=0; k0 < m_NE0; ++k0) {
1379                        const register double* f_01 = in.getSampleDataRO(INDEX2(k0,m_N1-1, m_N0));
1380                        const register double* f_11 = in.getSampleDataRO(INDEX2(k0+1,m_N1-1, m_N0));
1381                        double* o = out.getSampleDataRW(m_faceOffset[3]+k0);
1382                        for (index_t i=0; i < numComp; ++i) {
1383                            o[INDEX2(i,numComp,0)] = c0*(f_01[i] + f_11[i]);
1384                        } /* end of component loop i */
1385                    } /* end of k0 loop */
1386                } /* end of face 3 */
1387            } // end of parallel section
1388        } else {
1389            out.requireWrite();
1390            const double c0 = 0.21132486540518711775;
1391            const double c1 = 0.78867513459481288225;
1392    #pragma omp parallel
1393            {
1394                if (m_faceOffset[0] > -1) {
1395    #pragma omp for nowait
1396                    for (index_t k1=0; k1 < m_NE1; ++k1) {
1397                        const register double* f_01 = in.getSampleDataRO(INDEX2(0,k1+1, m_N0));
1398                        const register double* f_00 = in.getSampleDataRO(INDEX2(0,k1, m_N0));
1399                        double* o = out.getSampleDataRW(m_faceOffset[0]+k1);
1400                        for (index_t i=0; i < numComp; ++i) {
1401                            o[INDEX2(i,numComp,0)] = f_00[i]*c1 + f_01[i]*c0;
1402                            o[INDEX2(i,numComp,1)] = f_00[i]*c0 + f_01[i]*c1;
1403                        } /* end of component loop i */
1404                    } /* end of k1 loop */
1405                } /* end of face 0 */
1406                if (m_faceOffset[1] > -1) {
1407    #pragma omp for nowait
1408                    for (index_t k1=0; k1 < m_NE1; ++k1) {
1409                        const register double* f_10 = in.getSampleDataRO(INDEX2(m_N0-1,k1, m_N0));
1410                        const register double* f_11 = in.getSampleDataRO(INDEX2(m_N0-1,k1+1, m_N0));
1411                        double* o = out.getSampleDataRW(m_faceOffset[1]+k1);
1412                        for (index_t i=0; i < numComp; ++i) {
1413                            o[INDEX2(i,numComp,0)] = f_10[i]*c1 + f_11[i]*c0;
1414                            o[INDEX2(i,numComp,1)] = f_10[i]*c0 + f_11[i]*c1;
1415                        } /* end of component loop i */
1416                    } /* end of k1 loop */
1417                } /* end of face 1 */
1418                if (m_faceOffset[2] > -1) {
1419    #pragma omp for nowait
1420                    for (index_t k0=0; k0 < m_NE0; ++k0) {
1421                        const register double* f_10 = in.getSampleDataRO(INDEX2(k0+1,0, m_N0));
1422                        const register double* f_00 = in.getSampleDataRO(INDEX2(k0,0, m_N0));
1423                        double* o = out.getSampleDataRW(m_faceOffset[2]+k0);
1424                        for (index_t i=0; i < numComp; ++i) {
1425                            o[INDEX2(i,numComp,0)] = f_00[i]*c1 + f_10[i]*c0;
1426                            o[INDEX2(i,numComp,1)] = f_00[i]*c0 + f_10[i]*c1;
1427                        } /* end of component loop i */
1428                    } /* end of k0 loop */
1429                } /* end of face 2 */
1430                if (m_faceOffset[3] > -1) {
1431    #pragma omp for nowait
1432                    for (index_t k0=0; k0 < m_NE0; ++k0) {
1433                        const register double* f_11 = in.getSampleDataRO(INDEX2(k0+1,m_N1-1, m_N0));
1434                        const register double* f_01 = in.getSampleDataRO(INDEX2(k0,m_N1-1, m_N0));
1435                        double* o = out.getSampleDataRW(m_faceOffset[3]+k0);
1436                        for (index_t i=0; i < numComp; ++i) {
1437                            o[INDEX2(i,numComp,0)] = f_01[i]*c1 + f_11[i]*c0;
1438                            o[INDEX2(i,numComp,1)] = f_01[i]*c0 + f_11[i]*c1;
1439                        } /* end of component loop i */
1440                    } /* end of k0 loop */
1441                } /* end of face 3 */
1442            } // end of parallel section
1443        }
1444    }
1445    
1446    //protected
1447    void Rectangle::assemblePDESingle(Paso_SystemMatrix* mat,
1448            escript::Data& rhs, const escript::Data& A, const escript::Data& B,
1449            const escript::Data& C, const escript::Data& D,
1450            const escript::Data& X, const escript::Data& Y,
1451            const escript::Data& d, const escript::Data& y) const
1452    {
1453        const double h0 = m_l0/m_gNE0;
1454        const double h1 = m_l1/m_gNE1;
1455        const double w0 = -0.1555021169820365539*h1/h0;
1456        const double w1 = 0.041666666666666666667;
1457        const double w2 = -0.15550211698203655390;
1458        const double w3 = 0.041666666666666666667*h0/h1;
1459        const double w4 = 0.15550211698203655390;
1460        const double w5 = -0.041666666666666666667;
1461        const double w6 = -0.01116454968463011277*h1/h0;
1462        const double w7 = 0.011164549684630112770;
1463        const double w8 = -0.011164549684630112770;
1464        const double w9 = -0.041666666666666666667*h1/h0;
1465        const double w10 = -0.041666666666666666667*h0/h1;
1466        const double w11 = 0.1555021169820365539*h1/h0;
1467        const double w12 = 0.1555021169820365539*h0/h1;
1468        const double w13 = 0.01116454968463011277*h0/h1;
1469        const double w14 = 0.01116454968463011277*h1/h0;
1470        const double w15 = 0.041666666666666666667*h1/h0;
1471        const double w16 = -0.01116454968463011277*h0/h1;
1472        const double w17 = -0.1555021169820365539*h0/h1;
1473        const double w18 = -0.33333333333333333333*h1/h0;
1474        const double w19 = 0.25000000000000000000;
1475        const double w20 = -0.25000000000000000000;
1476        const double w21 = 0.16666666666666666667*h0/h1;
1477        const double w22 = -0.16666666666666666667*h1/h0;
1478        const double w23 = -0.16666666666666666667*h0/h1;
1479        const double w24 = 0.33333333333333333333*h1/h0;
1480        const double w25 = 0.33333333333333333333*h0/h1;
1481        const double w26 = 0.16666666666666666667*h1/h0;
1482        const double w27 = -0.33333333333333333333*h0/h1;
1483        const double w28 = -0.032861463941450536761*h1;
1484        const double w29 = -0.032861463941450536761*h0;
1485        const double w30 = -0.12264065304058601714*h1;
1486        const double w31 = -0.0023593469594139828636*h1;
1487        const double w32 = -0.008805202725216129906*h0;
1488        const double w33 = -0.008805202725216129906*h1;
1489        const double w34 = 0.032861463941450536761*h1;
1490        const double w35 = 0.008805202725216129906*h1;
1491        const double w36 = 0.008805202725216129906*h0;
1492        const double w37 = 0.0023593469594139828636*h1;
1493        const double w38 = 0.12264065304058601714*h1;
1494        const double w39 = 0.032861463941450536761*h0;
1495        const double w40 = -0.12264065304058601714*h0;
1496        const double w41 = -0.0023593469594139828636*h0;
1497        const double w42 = 0.0023593469594139828636*h0;
1498        const double w43 = 0.12264065304058601714*h0;
1499        const double w44 = -0.16666666666666666667*h1;
1500        const double w45 = -0.083333333333333333333*h0;
1501        const double w46 = 0.083333333333333333333*h1;
1502        const double w47 = 0.16666666666666666667*h1;
1503        const double w48 = 0.083333333333333333333*h0;
1504        const double w49 = -0.16666666666666666667*h0;
1505        const double w50 = 0.16666666666666666667*h0;
1506        const double w51 = -0.083333333333333333333*h1;
1507        const double w52 = 0.025917019497006092316*h0*h1;
1508        const double w53 = 0.0018607582807716854616*h0*h1;
1509        const double w54 = 0.0069444444444444444444*h0*h1;
1510        const double w55 = 0.09672363354357992482*h0*h1;
1511        const double w56 = 0.00049858867864229740201*h0*h1;
1512        const double w57 = 0.055555555555555555556*h0*h1;
1513        const double w58 = 0.027777777777777777778*h0*h1;
1514        const double w59 = 0.11111111111111111111*h0*h1;
1515        const double w60 = -0.19716878364870322056*h1;
1516        const double w61 = -0.19716878364870322056*h0;
1517        const double w62 = -0.052831216351296779436*h0;
1518        const double w63 = -0.052831216351296779436*h1;
1519        const double w64 = 0.19716878364870322056*h1;
1520        const double w65 = 0.052831216351296779436*h1;
1521        const double w66 = 0.19716878364870322056*h0;
1522        const double w67 = 0.052831216351296779436*h0;
1523        const double w68 = -0.5*h1;
1524        const double w69 = -0.5*h0;
1525        const double w70 = 0.5*h1;
1526        const double w71 = 0.5*h0;
1527        const double w72 = 0.1555021169820365539*h0*h1;
1528        const double w73 = 0.041666666666666666667*h0*h1;
1529        const double w74 = 0.01116454968463011277*h0*h1;
1530        const double w75 = 0.25*h0*h1;
1531    
1532        rhs.requireWrite();
1533    #pragma omp parallel
1534        {
1535            for (index_t k1_0=0; k1_0<2; k1_0++) { // colouring
1536    #pragma omp for
1537                for (index_t k1=k1_0; k1<m_NE1; k1+=2) {
1538                    for (index_t k0=0; k0<m_NE0; ++k0)  {
1539                        bool add_EM_S=false;
1540                        bool add_EM_F=false;
1541                        vector<double> EM_S(4*4, 0);
1542                        vector<double> EM_F(4, 0);
1543                        const index_t e = k0 + m_NE0*k1;
1544                        ///////////////
1545                        // process A //
1546                        ///////////////
1547                        if (!A.isEmpty()) {
1548                            add_EM_S=true;
1549                            const double* A_p=const_cast<escript::Data*>(&A)->getSampleDataRO(e);
1550                            if (A.actsExpanded()) {
1551                                const register double A_00_0 = A_p[INDEX3(0,0,0,2,2)];
1552                                const register double A_10_0 = A_p[INDEX3(1,0,0,2,2)];
1553                                const register double A_01_0 = A_p[INDEX3(0,1,0,2,2)];
1554                                const register double A_11_0 = A_p[INDEX3(1,1,0,2,2)];
1555                                const register double A_00_1 = A_p[INDEX3(0,0,1,2,2)];
1556                                const register double A_10_1 = A_p[INDEX3(1,0,1,2,2)];
1557                                const register double A_01_1 = A_p[INDEX3(0,1,1,2,2)];
1558                                const register double A_11_1 = A_p[INDEX3(1,1,1,2,2)];
1559                                const register double A_00_2 = A_p[INDEX3(0,0,2,2,2)];
1560                                const register double A_10_2 = A_p[INDEX3(1,0,2,2,2)];
1561                                const register double A_01_2 = A_p[INDEX3(0,1,2,2,2)];
1562                                const register double A_11_2 = A_p[INDEX3(1,1,2,2,2)];
1563                                const register double A_00_3 = A_p[INDEX3(0,0,3,2,2)];
1564                                const register double A_10_3 = A_p[INDEX3(1,0,3,2,2)];
1565                                const register double A_01_3 = A_p[INDEX3(0,1,3,2,2)];
1566                                const register double A_11_3 = A_p[INDEX3(1,1,3,2,2)];
1567                                const register double tmp0_0 = A_01_0 + A_01_3;
1568                                const register double tmp1_0 = A_00_0 + A_00_1;
1569                                const register double tmp2_0 = A_11_0 + A_11_1 + A_11_2 + A_11_3;
1570                                const register double tmp3_0 = A_00_2 + A_00_3;
1571                                const register double tmp4_0 = A_10_1 + A_10_2;
1572                                const register double tmp5_0 = A_00_0 + A_00_1 + A_00_2 + A_00_3;
1573                                const register double tmp6_0 = A_01_3 + A_10_0;
1574                                const register double tmp7_0 = A_01_0 + A_10_3;
1575                                const register double tmp8_0 = A_01_1 + A_01_2 + A_10_1 + A_10_2;
1576                                const register double tmp9_0 = A_01_0 + A_10_0;
1577                                const register double tmp12_0 = A_11_0 + A_11_2;
1578                                const register double tmp10_0 = A_01_3 + A_10_3;
1579                                const register double tmp14_0 = A_01_0 + A_01_3 + A_10_0 + A_10_3;
1580                                const register double tmp13_0 = A_01_2 + A_10_1;
1581                                const register double tmp11_0 = A_11_1 + A_11_3;
1582                                const register double tmp18_0 = A_01_1 + A_10_1;
1583                                const register double tmp15_0 = A_01_1 + A_10_2;
1584                                const register double tmp16_0 = A_10_0 + A_10_3;
1585                                const register double tmp17_0 = A_01_1 + A_01_2;
1586                                const register double tmp19_0 = A_01_2 + A_10_2;
1587                                const register double tmp0_1 = A_10_3*w8;
1588                                const register double tmp1_1 = tmp0_0*w1;
1589                                const register double tmp2_1 = A_01_1*w4;
1590                                const register double tmp3_1 = tmp1_0*w0;
1591                                const register double tmp4_1 = A_01_2*w7;
1592                                const register double tmp5_1 = tmp2_0*w3;
1593                                const register double tmp6_1 = tmp3_0*w6;
1594                                const register double tmp7_1 = A_10_0*w2;
1595                                const register double tmp8_1 = tmp4_0*w5;
1596                                const register double tmp9_1 = tmp2_0*w10;
1597                                const register double tmp14_1 = A_10_0*w8;
1598                                const register double tmp23_1 = tmp3_0*w14;
1599                                const register double tmp35_1 = A_01_0*w8;
1600                                const register double tmp54_1 = tmp13_0*w8;
1601                                const register double tmp20_1 = tmp9_0*w4;
1602                                const register double tmp25_1 = tmp12_0*w12;
1603                                const register double tmp44_1 = tmp7_0*w7;
1604                                const register double tmp26_1 = tmp10_0*w4;
1605                                const register double tmp52_1 = tmp18_0*w8;
1606                                const register double tmp48_1 = A_10_1*w7;
1607                                const register double tmp46_1 = A_01_3*w8;
1608                                const register double tmp50_1 = A_01_0*w2;
1609                                const register double tmp56_1 = tmp19_0*w8;
1610                                const register double tmp19_1 = A_10_3*w2;
1611                                const register double tmp47_1 = A_10_2*w4;
1612                                const register double tmp16_1 = tmp3_0*w0;
1613                                const register double tmp18_1 = tmp1_0*w6;
1614                                const register double tmp31_1 = tmp11_0*w12;
1615                                const register double tmp55_1 = tmp15_0*w2;
1616                                const register double tmp39_1 = A_10_2*w7;
1617                                const register double tmp11_1 = tmp6_0*w7;
1618                                const register double tmp40_1 = tmp11_0*w17;
1619                                const register double tmp34_1 = tmp15_0*w8;
1620                                const register double tmp33_1 = tmp14_0*w5;
1621                                const register double tmp24_1 = tmp11_0*w13;
1622                                const register double tmp43_1 = tmp17_0*w5;
1623                                const register double tmp15_1 = A_01_2*w4;
1624                                const register double tmp53_1 = tmp19_0*w2;
1625                                const register double tmp27_1 = tmp3_0*w11;
1626                                const register double tmp32_1 = tmp13_0*w2;
1627                                const register double tmp10_1 = tmp5_0*w9;
1628                                const register double tmp37_1 = A_10_1*w4;
1629                                const register double tmp38_1 = tmp5_0*w15;
1630                                const register double tmp17_1 = A_01_1*w7;
1631                                const register double tmp12_1 = tmp7_0*w4;
1632                                const register double tmp22_1 = tmp10_0*w7;
1633                                const register double tmp57_1 = tmp18_0*w2;
1634                                const register double tmp28_1 = tmp9_0*w7;
1635                                const register double tmp29_1 = tmp1_0*w14;
1636                                const register double tmp51_1 = tmp11_0*w16;
1637                                const register double tmp42_1 = tmp12_0*w16;
1638                                const register double tmp49_1 = tmp12_0*w17;
1639                                const register double tmp21_1 = tmp1_0*w11;
1640                                const register double tmp45_1 = tmp6_0*w4;
1641                                const register double tmp13_1 = tmp8_0*w1;
1642                                const register double tmp36_1 = tmp16_0*w1;
1643                                const register double tmp41_1 = A_01_3*w2;
1644                                const register double tmp30_1 = tmp12_0*w13;
1645                                EM_S[INDEX2(0,0,4)]+=tmp13_1 + tmp20_1 + tmp21_1 + tmp22_1 + tmp23_1 + tmp24_1 + tmp25_1;
1646                                EM_S[INDEX2(1,0,4)]+=tmp36_1 + tmp37_1 + tmp39_1 + tmp3_1 + tmp43_1 + tmp46_1 + tmp50_1 + tmp5_1 + tmp6_1;
1647                                EM_S[INDEX2(2,0,4)]+=tmp0_1 + tmp15_1 + tmp17_1 + tmp1_1 + tmp38_1 + tmp49_1 + tmp51_1 + tmp7_1 + tmp8_1;
1648                                EM_S[INDEX2(3,0,4)]+=tmp10_1 + tmp32_1 + tmp33_1 + tmp34_1 + tmp9_1;
1649                                EM_S[INDEX2(0,1,4)]+=tmp0_1 + tmp1_1 + tmp2_1 + tmp3_1 + tmp4_1 + tmp5_1 + tmp6_1 + tmp7_1 + tmp8_1;
1650                                EM_S[INDEX2(1,1,4)]+=tmp21_1 + tmp23_1 + tmp30_1 + tmp31_1 + tmp33_1 + tmp56_1 + tmp57_1;
1651                                EM_S[INDEX2(2,1,4)]+=tmp10_1 + tmp13_1 + tmp44_1 + tmp45_1 + tmp9_1;
1652                                EM_S[INDEX2(3,1,4)]+=tmp35_1 + tmp36_1 + tmp37_1 + tmp38_1 + tmp39_1 + tmp40_1 + tmp41_1 + tmp42_1 + tmp43_1;
1653                                EM_S[INDEX2(0,2,4)]+=tmp36_1 + tmp38_1 + tmp43_1 + tmp46_1 + tmp47_1 + tmp48_1 + tmp49_1 + tmp50_1 + tmp51_1;
1654                                EM_S[INDEX2(1,2,4)]+=tmp10_1 + tmp11_1 + tmp12_1 + tmp13_1 + tmp9_1;
1655                                EM_S[INDEX2(2,2,4)]+=tmp24_1 + tmp25_1 + tmp27_1 + tmp29_1 + tmp33_1 + tmp52_1 + tmp53_1;
1656                                EM_S[INDEX2(3,2,4)]+=tmp14_1 + tmp15_1 + tmp16_1 + tmp17_1 + tmp18_1 + tmp19_1 + tmp1_1 + tmp5_1 + tmp8_1;
1657                                EM_S[INDEX2(0,3,4)]+=tmp10_1 + tmp33_1 + tmp54_1 + tmp55_1 + tmp9_1;
1658                                EM_S[INDEX2(1,3,4)]+=tmp14_1 + tmp19_1 + tmp1_1 + tmp2_1 + tmp38_1 + tmp40_1 + tmp42_1 + tmp4_1 + tmp8_1;
1659                                EM_S[INDEX2(2,3,4)]+=tmp16_1 + tmp18_1 + tmp35_1 + tmp36_1 + tmp41_1 + tmp43_1 + tmp47_1 + tmp48_1 + tmp5_1;
1660                                EM_S[INDEX2(3,3,4)]+=tmp13_1 + tmp26_1 + tmp27_1 + tmp28_1 + tmp29_1 + tmp30_1 + tmp31_1;
1661                            } else { // constant data
1662                                const register double A_00 = A_p[INDEX2(0,0,2)];
1663                                const register double A_10 = A_p[INDEX2(1,0,2)];
1664                                const register double A_01 = A_p[INDEX2(0,1,2)];
1665                                const register double A_11 = A_p[INDEX2(1,1,2)];
1666                                const register double tmp0_0 = A_01 + A_10;
1667                                const register double tmp0_1 = A_00*w18;
1668                                const register double tmp1_1 = A_01*w19;
1669                                const register double tmp2_1 = A_10*w20;
1670                                const register double tmp3_1 = A_11*w21;
1671                                const register double tmp4_1 = A_00*w22;
1672                                const register double tmp5_1 = tmp0_0*w19;
1673                                const register double tmp6_1 = A_11*w23;
1674                                const register double tmp7_1 = A_11*w25;
1675                                const register double tmp8_1 = A_00*w24;
1676                                const register double tmp9_1 = tmp0_0*w20;
1677                                const register double tmp10_1 = A_01*w20;
1678                                const register double tmp11_1 = A_11*w27;
1679                                const register double tmp12_1 = A_00*w26;
1680                                const register double tmp13_1 = A_10*w19;
1681                                EM_S[INDEX2(0,0,4)]+=tmp5_1 + tmp7_1 + tmp8_1;
1682                                EM_S[INDEX2(1,0,4)]+=tmp0_1 + tmp10_1 + tmp13_1 + tmp3_1;
1683                                EM_S[INDEX2(2,0,4)]+=tmp11_1 + tmp12_1 + tmp1_1 + tmp2_1;
1684                                EM_S[INDEX2(3,0,4)]+=tmp4_1 + tmp6_1 + tmp9_1;
1685                                EM_S[INDEX2(0,1,4)]+=tmp0_1 + tmp1_1 + tmp2_1 + tmp3_1;
1686                                EM_S[INDEX2(1,1,4)]+=tmp7_1 + tmp8_1 + tmp9_1;
1687                                EM_S[INDEX2(2,1,4)]+=tmp4_1 + tmp5_1 + tmp6_1;
1688                                EM_S[INDEX2(3,1,4)]+=tmp10_1 + tmp11_1 + tmp12_1 + tmp13_1;
1689                                EM_S[INDEX2(0,2,4)]+=tmp10_1 + tmp11_1 + tmp12_1 + tmp13_1;
1690                                EM_S[INDEX2(1,2,4)]+=tmp4_1 + tmp5_1 + tmp6_1;
1691                                EM_S[INDEX2(2,2,4)]+=tmp7_1 + tmp8_1 + tmp9_1;
1692                                EM_S[INDEX2(3,2,4)]+=tmp0_1 + tmp1_1 + tmp2_1 + tmp3_1;
1693                                EM_S[INDEX2(0,3,4)]+=tmp4_1 + tmp6_1 + tmp9_1;
1694                                EM_S[INDEX2(1,3,4)]+=tmp11_1 + tmp12_1 + tmp1_1 + tmp2_1;
1695                                EM_S[INDEX2(2,3,4)]+=tmp0_1 + tmp10_1 + tmp13_1 + tmp3_1;
1696                                EM_S[INDEX2(3,3,4)]+=tmp5_1 + tmp7_1 + tmp8_1;
1697                            }
1698                        }
1699                        ///////////////
1700                        // process B //
1701                        ///////////////
1702                        if (!B.isEmpty()) {
1703                            add_EM_S=true;
1704                            const double* B_p=const_cast<escript::Data*>(&B)->getSampleDataRO(e);
1705                            if (B.actsExpanded()) {
1706                                const register double B_0_0 = B_p[INDEX2(0,0,2)];
1707                                const register double B_1_0 = B_p[INDEX2(1,0,2)];
1708                                const register double B_0_1 = B_p[INDEX2(0,1,2)];
1709                                const register double B_1_1 = B_p[INDEX2(1,1,2)];
1710                                const register double B_0_2 = B_p[INDEX2(0,2,2)];
1711                                const register double B_1_2 = B_p[INDEX2(1,2,2)];
1712                                const register double B_0_3 = B_p[INDEX2(0,3,2)];
1713                                const register double B_1_3 = B_p[INDEX2(1,3,2)];
1714                                const register double tmp0_0 = B_1_0 + B_1_1;
1715                                const register double tmp1_0 = B_1_2 + B_1_3;
1716                                const register double tmp2_0 = B_0_1 + B_0_3;
1717                                const register double tmp3_0 = B_0_0 + B_0_2;
1718                                const register double tmp63_1 = B_1_1*w42;
1719                                const register double tmp79_1 = B_1_1*w40;
1720                                const register double tmp37_1 = tmp3_0*w35;
1721                                const register double tmp8_1 = tmp0_0*w32;
1722                                const register double tmp71_1 = B_0_1*w34;
1723                                const register double tmp19_1 = B_0_3*w31;
1724                                const register double tmp15_1 = B_0_3*w34;
1725                                const register double tmp9_1 = tmp3_0*w34;
1726                                const register double tmp35_1 = B_1_0*w36;
1727                                const register double tmp66_1 = B_0_3*w28;
1728                                const register double tmp28_1 = B_1_0*w42;
1729                                const register double tmp22_1 = B_1_0*w40;
1730                                const register double tmp16_1 = B_1_2*w29;
1731                                const register double tmp6_1 = tmp2_0*w35;
1732                                const register double tmp55_1 = B_1_3*w40;
1733                                const register double tmp50_1 = B_1_3*w42;
1734                                const register double tmp7_1 = tmp1_0*w29;
1735                                const register double tmp1_1 = tmp1_0*w32;
1736                                const register double tmp57_1 = B_0_3*w30;
1737                                const register double tmp18_1 = B_1_1*w32;
1738                                const register double tmp53_1 = B_1_0*w41;
1739                                const register double tmp61_1 = B_1_3*w36;
1740                                const register double tmp27_1 = B_0_3*w38;
1741                                const register double tmp64_1 = B_0_2*w30;
1742                                const register double tmp76_1 = B_0_1*w38;
1743                                const register double tmp39_1 = tmp2_0*w34;
1744                                const register double tmp62_1 = B_0_1*w31;
1745                                const register double tmp56_1 = B_0_0*w31;
1746                                const register double tmp49_1 = B_1_1*w36;
1747                                const register double tmp2_1 = B_0_2*w31;
1748                                const register double tmp23_1 = B_0_2*w33;
1749                                const register double tmp38_1 = B_1_1*w43;
1750                                const register double tmp74_1 = B_1_2*w41;
1751                                const register double tmp43_1 = B_1_1*w41;
1752                                const register double tmp58_1 = B_0_2*w28;
1753                                const register double tmp67_1 = B_0_0*w33;
1754                                const register double tmp33_1 = tmp0_0*w39;
1755                                const register double tmp4_1 = B_0_0*w28;
1756                                const register double tmp20_1 = B_0_0*w30;
1757                                const register double tmp13_1 = B_0_2*w38;
1758                                const register double tmp65_1 = B_1_2*w43;
1759                                const register double tmp0_1 = tmp0_0*w29;
1760                                const register double tmp41_1 = tmp3_0*w33;
1761                                const register double tmp73_1 = B_0_2*w37;
1762                                const register double tmp69_1 = B_0_0*w38;
1763                                const register double tmp48_1 = B_1_2*w39;
1764                                const register double tmp59_1 = B_0_1*w33;
1765                                const register double tmp17_1 = B_1_3*w41;
1766                                const register double tmp5_1 = B_0_3*w33;
1767                                const register double tmp3_1 = B_0_1*w30;
1768                                const register double tmp21_1 = B_0_1*w28;
1769                                const register double tmp42_1 = B_1_0*w29;
1770                                const register double tmp54_1 = B_1_2*w32;
1771                                const register double tmp60_1 = B_1_0*w39;
1772                                const register double tmp32_1 = tmp1_0*w36;
1773                                const register double tmp10_1 = B_0_1*w37;
1774                                const register double tmp14_1 = B_0_0*w35;
1775                                const register double tmp29_1 = B_0_1*w35;
1776                                const register double tmp26_1 = B_1_2*w36;
1777                                const register double tmp30_1 = B_1_3*w43;
1778                                const register double tmp70_1 = B_0_2*w35;
1779                                const register double tmp34_1 = B_1_3*w39;
1780                                const register double tmp51_1 = B_1_0*w43;
1781                                const register double tmp31_1 = B_0_2*w34;
1782                                const register double tmp45_1 = tmp3_0*w28;
1783                                const register double tmp11_1 = tmp1_0*w39;
1784                                const register double tmp52_1 = B_1_1*w29;
1785                                const register double tmp44_1 = B_1_3*w32;
1786                                const register double tmp25_1 = B_1_1*w39;
1787                                const register double tmp47_1 = tmp2_0*w33;
1788                                const register double tmp72_1 = B_1_3*w29;
1789                                const register double tmp40_1 = tmp2_0*w28;
1790                                const register double tmp46_1 = B_1_2*w40;
1791                                const register double tmp36_1 = B_1_2*w42;
1792                                const register double tmp24_1 = B_0_0*w37;
1793                                const register double tmp77_1 = B_0_3*w35;
1794                                const register double tmp68_1 = B_0_3*w37;
1795                                const register double tmp78_1 = B_0_0*w34;
1796                                const register double tmp12_1 = tmp0_0*w36;
1797                                const register double tmp75_1 = B_1_0*w32;
1798                                EM_S[INDEX2(0,0,4)]+=tmp16_1 + tmp17_1 + tmp18_1 + tmp19_1 + tmp20_1 + tmp21_1 + tmp22_1 + tmp23_1;
1799                                EM_S[INDEX2(1,0,4)]+=tmp0_1 + tmp1_1 + tmp68_1 + tmp69_1 + tmp70_1 + tmp71_1;
1800                                EM_S[INDEX2(2,0,4)]+=tmp45_1 + tmp47_1 + tmp48_1 + tmp49_1 + tmp50_1 + tmp51_1;
1801                                EM_S[INDEX2(3,0,4)]+=tmp32_1 + tmp33_1 + tmp6_1 + tmp9_1;
1802                                EM_S[INDEX2(0,1,4)]+=tmp0_1 + tmp1_1 + tmp2_1 + tmp3_1 + tmp4_1 + tmp5_1;
1803                                EM_S[INDEX2(1,1,4)]+=tmp72_1 + tmp73_1 + tmp74_1 + tmp75_1 + tmp76_1 + tmp77_1 + tmp78_1 + tmp79_1;
1804                                EM_S[INDEX2(2,1,4)]+=tmp32_1 + tmp33_1 + tmp40_1 + tmp41_1;
1805                                EM_S[INDEX2(3,1,4)]+=tmp34_1 + tmp35_1 + tmp36_1 + tmp37_1 + tmp38_1 + tmp39_1;
1806                                EM_S[INDEX2(0,2,4)]+=tmp42_1 + tmp43_1 + tmp44_1 + tmp45_1 + tmp46_1 + tmp47_1;
1807                                EM_S[INDEX2(1,2,4)]+=tmp6_1 + tmp7_1 + tmp8_1 + tmp9_1;
1808                                EM_S[INDEX2(2,2,4)]+=tmp60_1 + tmp61_1 + tmp62_1 + tmp63_1 + tmp64_1 + tmp65_1 + tmp66_1 + tmp67_1;
1809                                EM_S[INDEX2(3,2,4)]+=tmp10_1 + tmp11_1 + tmp12_1 + tmp13_1 + tmp14_1 + tmp15_1;
1810                                EM_S[INDEX2(0,3,4)]+=tmp40_1 + tmp41_1 + tmp7_1 + tmp8_1;
1811                                EM_S[INDEX2(1,3,4)]+=tmp37_1 + tmp39_1 + tmp52_1 + tmp53_1 + tmp54_1 + tmp55_1;
1812                                EM_S[INDEX2(2,3,4)]+=tmp11_1 + tmp12_1 + tmp56_1 + tmp57_1 + tmp58_1 + tmp59_1;
1813                                EM_S[INDEX2(3,3,4)]+=tmp24_1 + tmp25_1 + tmp26_1 + tmp27_1 + tmp28_1 + tmp29_1 + tmp30_1 + tmp31_1;
1814                            } else { // constant data
1815                                const register double B_0 = B_p[0];
1816                                const register double B_1 = B_p[1];
1817                                const register double tmp0_1 = B_0*w44;
1818                                const register double tmp1_1 = B_1*w45;
1819                                const register double tmp2_1 = B_0*w46;
1820                                const register double tmp3_1 = B_0*w47;
1821                                const register double tmp4_1 = B_1*w48;
1822                                const register double tmp5_1 = B_1*w49;
1823                                const register double tmp6_1 = B_1*w50;
1824                                const register double tmp7_1 = B_0*w51;
1825                                EM_S[INDEX2(0,0,4)]+=tmp0_1 + tmp5_1;
1826                                EM_S[INDEX2(1,0,4)]+=tmp1_1 + tmp3_1;
1827                                EM_S[INDEX2(2,0,4)]+=tmp6_1 + tmp7_1;
1828                                EM_S[INDEX2(3,0,4)]+=tmp2_1 + tmp4_1;
1829                                EM_S[INDEX2(0,1,4)]+=tmp0_1 + tmp1_1;
1830                                EM_S[INDEX2(1,1,4)]+=tmp3_1 + tmp5_1;
1831                                EM_S[INDEX2(2,1,4)]+=tmp4_1 + tmp7_1;
1832                                EM_S[INDEX2(3,1,4)]+=tmp2_1 + tmp6_1;
1833                                EM_S[INDEX2(0,2,4)]+=tmp5_1 + tmp7_1;
1834                                EM_S[INDEX2(1,2,4)]+=tmp1_1 + tmp2_1;
1835                                EM_S[INDEX2(2,2,4)]+=tmp0_1 + tmp6_1;
1836                                EM_S[INDEX2(3,2,4)]+=tmp3_1 + tmp4_1;
1837                                EM_S[INDEX2(0,3,4)]+=tmp1_1 + tmp7_1;
1838                                EM_S[INDEX2(1,3,4)]+=tmp2_1 + tmp5_1;
1839                                EM_S[INDEX2(2,3,4)]+=tmp0_1 + tmp4_1;
1840                                EM_S[INDEX2(3,3,4)]+=tmp3_1 + tmp6_1;
1841                            }
1842                        }
1843                        ///////////////
1844                        // process C //
1845                        ///////////////
1846                        if (!C.isEmpty()) {
1847                            add_EM_S=true;
1848                            const double* C_p=const_cast<escript::Data*>(&C)->getSampleDataRO(e);
1849                            if (C.actsExpanded()) {
1850                                const register double C_0_0 = C_p[INDEX2(0,0,2)];
1851                                const register double C_1_0 = C_p[INDEX2(1,0,2)];
1852                                const register double C_0_1 = C_p[INDEX2(0,1,2)];
1853                                const register double C_1_1 = C_p[INDEX2(1,1,2)];
1854                                const register double C_0_2 = C_p[INDEX2(0,2,2)];
1855                                const register double C_1_2 = C_p[INDEX2(1,2,2)];
1856                                const register double C_0_3 = C_p[INDEX2(0,3,2)];
1857                                const register double C_1_3 = C_p[INDEX2(1,3,2)];
1858                                const register double tmp0_0 = C_1_0 + C_1_1;
1859                                const register double tmp1_0 = C_1_2 + C_1_3;
1860                                const register double tmp2_0 = C_0_1 + C_0_3;
1861                                const register double tmp3_0 = C_0_0 + C_0_2;
1862                                const register double tmp64_1 = C_0_2*w30;
1863                                const register double tmp14_1 = C_0_2*w28;
1864                                const register double tmp19_1 = C_0_3*w31;
1865                                const register double tmp22_1 = C_1_0*w40;
1866                                const register double tmp37_1 = tmp3_0*w35;
1867                                const register double tmp29_1 = C_0_1*w35;
1868                                const register double tmp73_1 = C_0_2*w37;
1869                                const register double tmp74_1 = C_1_2*w41;
1870                                const register double tmp52_1 = C_1_3*w39;
1871                                const register double tmp25_1 = C_1_1*w39;
1872                                const register double tmp62_1 = C_0_1*w31;
1873                                const register double tmp79_1 = C_1_1*w40;
1874                                const register double tmp43_1 = C_1_1*w36;
1875                                const register double tmp27_1 = C_0_3*w38;
1876                                const register double tmp28_1 = C_1_0*w42;
1877                                const register double tmp63_1 = C_1_1*w42;
1878                                const register double tmp59_1 = C_0_3*w34;
1879                                const register double tmp72_1 = C_1_3*w29;
1880                                const register double tmp40_1 = tmp2_0*w35;
1881                                const register double tmp13_1 = C_0_3*w30;
1882                                const register double tmp51_1 = C_1_2*w40;
1883                                const register double tmp54_1 = C_1_2*w42;
1884                                const register double tmp12_1 = C_0_0*w31;
1885                                const register double tmp2_1 = tmp1_0*w32;
1886                                const register double tmp68_1 = C_0_2*w31;
1887                                const register double tmp75_1 = C_1_0*w32;
1888                                const register double tmp49_1 = C_1_1*w41;
1889                                const register double tmp4_1 = C_0_2*w35;
1890                                const register double tmp66_1 = C_0_3*w28;
1891                                const register double tmp56_1 = C_0_1*w37;
1892                                const register double tmp5_1 = C_0_1*w34;
1893                                const register double tmp38_1 = tmp2_0*w34;
1894                                const register double tmp76_1 = C_0_1*w38;
1895                                const register double tmp21_1 = C_0_1*w28;
1896                                const register double tmp69_1 = C_0_1*w30;
1897                                const register double tmp53_1 = C_1_0*w36;
1898                                const register double tmp42_1 = C_1_2*w39;
1899                                const register double tmp32_1 = tmp1_0*w29;
1900                                const register double tmp45_1 = C_1_0*w43;
1901                                const register double tmp33_1 = tmp0_0*w32;
1902                                const register double tmp35_1 = C_1_0*w41;
1903                                const register double tmp26_1 = C_1_2*w36;
1904                                const register double tmp67_1 = C_0_0*w33;
1905                                const register double tmp31_1 = C_0_2*w34;
1906                                const register double tmp20_1 = C_0_0*w30;
1907                                const register double tmp70_1 = C_0_0*w28;
1908                                const register double tmp8_1 = tmp0_0*w39;
1909                                const register double tmp30_1 = C_1_3*w43;
1910                                const register double tmp0_1 = tmp0_0*w29;
1911                                const register double tmp17_1 = C_1_3*w41;
1912                                const register double tmp58_1 = C_0_0*w35;
1913                                const register double tmp9_1 = tmp3_0*w33;
1914                                const register double tmp61_1 = C_1_3*w36;
1915                                const register double tmp41_1 = tmp3_0*w34;
1916                                const register double tmp50_1 = C_1_3*w32;
1917                                const register double tmp18_1 = C_1_1*w32;
1918                                const register double tmp6_1 = tmp1_0*w36;
1919                                const register double tmp3_1 = C_0_0*w38;
1920                                const register double tmp34_1 = C_1_1*w29;
1921                                const register double tmp77_1 = C_0_3*w35;
1922                                const register double tmp65_1 = C_1_2*w43;
1923                                const register double tmp71_1 = C_0_3*w33;
1924                                const register double tmp55_1 = C_1_1*w43;
1925                                const register double tmp46_1 = tmp3_0*w28;
1926                                const register double tmp24_1 = C_0_0*w37;
1927                                const register double tmp10_1 = tmp1_0*w39;
1928                                const register double tmp48_1 = C_1_0*w29;
1929                                const register double tmp15_1 = C_0_1*w33;
1930                                const register double tmp36_1 = C_1_2*w32;
1931                                const register double tmp60_1 = C_1_0*w39;
1932                                const register double tmp47_1 = tmp2_0*w33;
1933                                const register double tmp16_1 = C_1_2*w29;
1934                                const register double tmp1_1 = C_0_3*w37;
1935                                const register double tmp7_1 = tmp2_0*w28;
1936                                const register double tmp39_1 = C_1_3*w40;
1937                                const register double tmp44_1 = C_1_3*w42;
1938                                const register double tmp57_1 = C_0_2*w38;
1939                                const register double tmp78_1 = C_0_0*w34;
1940                                const register double tmp11_1 = tmp0_0*w36;
1941                                const register double tmp23_1 = C_0_2*w33;
1942                                EM_S[INDEX2(0,0,4)]+=tmp16_1 + tmp17_1 + tmp18_1 + tmp19_1 + tmp20_1 + tmp21_1 + tmp22_1 + tmp23_1;
1943                                EM_S[INDEX2(1,0,4)]+=tmp0_1 + tmp2_1 + tmp68_1 + tmp69_1 + tmp70_1 + tmp71_1;
1944                                EM_S[INDEX2(2,0,4)]+=tmp46_1 + tmp47_1 + tmp48_1 + tmp49_1 + tmp50_1 + tmp51_1;
1945                                EM_S[INDEX2(3,0,4)]+=tmp32_1 + tmp33_1 + tmp7_1 + tmp9_1;
1946                                EM_S[INDEX2(0,1,4)]+=tmp0_1 + tmp1_1 + tmp2_1 + tmp3_1 + tmp4_1 + tmp5_1;
1947                                EM_S[INDEX2(1,1,4)]+=tmp72_1 + tmp73_1 + tmp74_1 + tmp75_1 + tmp76_1 + tmp77_1 + tmp78_1 + tmp79_1;
1948                                EM_S[INDEX2(2,1,4)]+=tmp32_1 + tmp33_1 + tmp40_1 + tmp41_1;
1949                                EM_S[INDEX2(3,1,4)]+=tmp34_1 + tmp35_1 + tmp36_1 + tmp37_1 + tmp38_1 + tmp39_1;
1950                                EM_S[INDEX2(0,2,4)]+=tmp42_1 + tmp43_1 + tmp44_1 + tmp45_1 + tmp46_1 + tmp47_1;
1951                                EM_S[INDEX2(1,2,4)]+=tmp6_1 + tmp7_1 + tmp8_1 + tmp9_1;
1952                                EM_S[INDEX2(2,2,4)]+=tmp60_1 + tmp61_1 + tmp62_1 + tmp63_1 + tmp64_1 + tmp65_1 + tmp66_1 + tmp67_1;
1953                                EM_S[INDEX2(3,2,4)]+=tmp10_1 + tmp11_1 + tmp12_1 + tmp13_1 + tmp14_1 + tmp15_1;
1954                                EM_S[INDEX2(0,3,4)]+=tmp40_1 + tmp41_1 + tmp6_1 + tmp8_1;
1955                                EM_S[INDEX2(1,3,4)]+=tmp37_1 + tmp38_1 + tmp52_1 + tmp53_1 + tmp54_1 + tmp55_1;
1956                                EM_S[INDEX2(2,3,4)]+=tmp10_1 + tmp11_1 + tmp56_1 + tmp57_1 + tmp58_1 + tmp59_1;
1957                                EM_S[INDEX2(3,3,4)]+=tmp24_1 + tmp25_1 + tmp26_1 + tmp27_1 + tmp28_1 + tmp29_1 + tmp30_1 + tmp31_1;
1958                            } else { // constant data
1959                                const register double C_0 = C_p[0];
1960                                const register double C_1 = C_p[1];
1961                                const register double tmp0_1 = C_0*w47;
1962                                const register double tmp1_1 = C_1*w45;
1963                                const register double tmp2_1 = C_1*w48;
1964                                const register double tmp3_1 = C_0*w51;
1965                                const register double tmp4_1 = C_0*w44;
1966                                const register double tmp5_1 = C_1*w49;
1967                                const register double tmp6_1 = C_1*w50;
1968                                const register double tmp7_1 = C_0*w46;
1969                                EM_S[INDEX2(0,0,4)]+=tmp4_1 + tmp5_1;
1970                                EM_S[INDEX2(1,0,4)]+=tmp1_1 + tmp4_1;
1971                                EM_S[INDEX2(2,0,4)]+=tmp3_1 + tmp5_1;
1972                                EM_S[INDEX2(3,0,4)]+=tmp1_1 + tmp3_1;
1973                                EM_S[INDEX2(0,1,4)]+=tmp0_1 + tmp1_1;
1974                                EM_S[INDEX2(1,1,4)]+=tmp0_1 + tmp5_1;
1975                                EM_S[INDEX2(2,1,4)]+=tmp1_1 + tmp7_1;
1976                                EM_S[INDEX2(3,1,4)]+=tmp5_1 + tmp7_1;
1977                                EM_S[INDEX2(0,2,4)]+=tmp3_1 + tmp6_1;
1978                                EM_S[INDEX2(1,2,4)]+=tmp2_1 + tmp3_1;
1979                                EM_S[INDEX2(2,2,4)]+=tmp4_1 + tmp6_1;
1980                                EM_S[INDEX2(3,2,4)]+=tmp2_1 + tmp4_1;
1981                                EM_S[INDEX2(0,3,4)]+=tmp2_1 + tmp7_1;
1982                                EM_S[INDEX2(1,3,4)]+=tmp6_1 + tmp7_1;
1983                                EM_S[INDEX2(2,3,4)]+=tmp0_1 + tmp2_1;
1984                                EM_S[INDEX2(3,3,4)]+=tmp0_1 + tmp6_1;
1985                            }
1986                        }
1987                        ///////////////
1988                        // process D //
1989                        ///////////////
1990                        if (!D.isEmpty()) {
1991                            add_EM_S=true;
1992                            const double* D_p=const_cast<escript::Data*>(&D)->getSampleDataRO(e);
1993                            if (D.actsExpanded()) {
1994                                const register double D_0 = D_p[0];
1995                                const register double D_1 = D_p[1];
1996                                const register double D_2 = D_p[2];
1997                                const register double D_3 = D_p[3];
1998                                const register double tmp0_0 = D_0 + D_1;
1999                                const register double tmp1_0 = D_2 + D_3;
2000                                const register double tmp2_0 = D_0 + D_1 + D_2 + D_3;
2001                                const register double tmp3_0 = D_1 + D_2;
2002                                const register double tmp4_0 = D_1 + D_3;
2003                                const register double tmp5_0 = D_0 + D_2;
2004                                const register double tmp6_0 = D_0 + D_3;
2005                                const register double tmp0_1 = tmp0_0*w52;
2006                                const register double tmp1_1 = tmp1_0*w53;
2007                                const register double tmp2_1 = tmp2_0*w54;
2008                                const register double tmp3_1 = tmp1_0*w52;
2009                                const register double tmp4_1 = tmp0_0*w53;
2010                                const register double tmp5_1 = tmp3_0*w54;
2011                                const register double tmp6_1 = D_0*w55;
2012                                const register double tmp7_1 = D_3*w56;
2013                                const register double tmp8_1 = D_3*w55;
2014                                const register double tmp9_1 = D_0*w56;
2015                                const register double tmp10_1 = tmp4_0*w52;
2016                                const register double tmp11_1 = tmp5_0*w53;
2017                                const register double tmp12_1 = tmp5_0*w52;
2018                                const register double tmp13_1 = tmp4_0*w53;
2019                                const register double tmp14_1 = tmp6_0*w54;
2020                                const register double tmp15_1 = D_2*w55;
2021                                const register double tmp16_1 = D_1*w56;
2022                                const register double tmp17_1 = D_1*w55;
2023                                const register double tmp18_1 = D_2*w56;
2024                                EM_S[INDEX2(0,0,4)]+=tmp5_1 + tmp6_1 + tmp7_1;
2025                                EM_S[INDEX2(1,0,4)]+=tmp0_1 + tmp1_1;
2026                                EM_S[INDEX2(2,0,4)]+=tmp12_1 + tmp13_1;
2027                                EM_S[INDEX2(3,0,4)]+=tmp2_1;
2028                                EM_S[INDEX2(0,1,4)]+=tmp0_1 + tmp1_1;
2029                                EM_S[INDEX2(1,1,4)]+=tmp14_1 + tmp17_1 + tmp18_1;
2030                                EM_S[INDEX2(2,1,4)]+=tmp2_1;
2031                                EM_S[INDEX2(3,1,4)]+=tmp10_1 + tmp11_1;
2032                                EM_S[INDEX2(0,2,4)]+=tmp12_1 + tmp13_1;
2033                                EM_S[INDEX2(1,2,4)]+=tmp2_1;
2034                                EM_S[INDEX2(2,2,4)]+=tmp14_1 + tmp15_1 + tmp16_1;
2035                                EM_S[INDEX2(3,2,4)]+=tmp3_1 + tmp4_1;
2036                                EM_S[INDEX2(0,3,4)]+=tmp2_1;
2037                                EM_S[INDEX2(1,3,4)]+=tmp10_1 + tmp11_1;
2038                                EM_S[INDEX2(2,3,4)]+=tmp3_1 + tmp4_1;
2039                                EM_S[INDEX2(3,3,4)]+=tmp5_1 + tmp8_1 + tmp9_1;
2040                            } else { // constant data
2041                                const register double tmp0_1 = D_p[0]*w57;
2042                                const register double tmp1_1 = D_p[0]*w58;
2043                                const register double tmp2_1 = D_p[0]*w59;
2044                                EM_S[INDEX2(0,0,4)]+=tmp2_1;
2045                                EM_S[INDEX2(1,0,4)]+=tmp0_1;
2046                                EM_S[INDEX2(2,0,4)]+=tmp0_1;
2047                                EM_S[INDEX2(3,0,4)]+=tmp1_1;
2048                                EM_S[INDEX2(0,1,4)]+=tmp0_1;
2049                                EM_S[INDEX2(1,1,4)]+=tmp2_1;
2050                                EM_S[INDEX2(2,1,4)]+=tmp1_1;
2051                                EM_S[INDEX2(3,1,4)]+=tmp0_1;
2052                                EM_S[INDEX2(0,2,4)]+=tmp0_1;
2053                                EM_S[INDEX2(1,2,4)]+=tmp1_1;
2054                                EM_S[INDEX2(2,2,4)]+=tmp2_1;
2055                                EM_S[INDEX2(3,2,4)]+=tmp0_1;
2056                                EM_S[INDEX2(0,3,4)]+=tmp1_1;
2057                                EM_S[INDEX2(1,3,4)]+=tmp0_1;
2058                                EM_S[INDEX2(2,3,4)]+=tmp0_1;
2059                                EM_S[INDEX2(3,3,4)]+=tmp2_1;
2060                            }
2061                        }
2062                        ///////////////
2063                        // process X //
2064                        ///////////////
2065                        if (!X.isEmpty()) {
2066                            add_EM_F=true;
2067                            const double* X_p=const_cast<escript::Data*>(&X)->getSampleDataRO(e);
2068                            if (X.actsExpanded()) {
2069                                const register double X_0_0 = X_p[INDEX2(0,0,2)];
2070                                const register double X_1_0 = X_p[INDEX2(1,0,2)];
2071                                const register double X_0_1 = X_p[INDEX2(0,1,2)];
2072                                const register double X_1_1 = X_p[INDEX2(1,1,2)];
2073                                const register double X_0_2 = X_p[INDEX2(0,2,2)];
2074                                const register double X_1_2 = X_p[INDEX2(1,2,2)];
2075                                const register double X_0_3 = X_p[INDEX2(0,3,2)];
2076                                const register double X_1_3 = X_p[INDEX2(1,3,2)];
2077                                const register double tmp0_0 = X_0_2 + X_0_3;
2078                                const register double tmp1_0 = X_1_1 + X_1_3;
2079                                const register double tmp2_0 = X_1_0 + X_1_2;
2080                                const register double tmp3_0 = X_0_0 + X_0_1;
2081                                const register double tmp0_1 = tmp0_0*w63;
2082                                const register double tmp1_1 = tmp1_0*w62;
2083                                const register double tmp2_1 = tmp2_0*w61;
2084                                const register double tmp3_1 = tmp3_0*w60;
2085                                const register double tmp4_1 = tmp0_0*w65;
2086                                const register double tmp5_1 = tmp3_0*w64;
2087                                const register double tmp6_1 = tmp2_0*w62;
2088                                const register double tmp7_1 = tmp1_0*w61;
2089                                const register double tmp8_1 = tmp2_0*w66;
2090                                const register double tmp9_1 = tmp3_0*w63;
2091                                const register double tmp10_1 = tmp0_0*w60;
2092                                const register double tmp11_1 = tmp1_0*w67;
2093                                const register double tmp12_1 = tmp1_0*w66;
2094                                const register double tmp13_1 = tmp3_0*w65;
2095                                const register double tmp14_1 = tmp0_0*w64;
2096                                const register double tmp15_1 = tmp2_0*w67;
2097                                EM_F[0]+=tmp0_1 + tmp1_1 + tmp2_1 + tmp3_1;
2098                                EM_F[1]+=tmp4_1 + tmp5_1 + tmp6_1 + tmp7_1;
2099                                EM_F[2]+=tmp10_1 + tmp11_1 + tmp8_1 + tmp9_1;
2100                                EM_F[3]+=tmp12_1 + tmp13_1 + tmp14_1 + tmp15_1;
2101                            } else { // constant data
2102                                const register double tmp0_1 = X_p[1]*w69;
2103                                const register double tmp1_1 = X_p[0]*w68;
2104                                const register double tmp2_1 = X_p[0]*w70;
2105                                const register double tmp3_1 = X_p[1]*w71;
2106                                EM_F[0]+=tmp0_1 + tmp1_1;
2107                                EM_F[1]+=tmp0_1 + tmp2_1;
2108                                EM_F[2]+=tmp1_1 + tmp3_1;
2109                                EM_F[3]+=tmp2_1 + tmp3_1;
2110                            }
2111                        }
2112                        ///////////////
2113                        // process Y //
2114                        ///////////////
2115                        if (!Y.isEmpty()) {
2116                            add_EM_F=true;
2117                            const double* Y_p=const_cast<escript::Data*>(&Y)->getSampleDataRO(e);
2118                            if (Y.actsExpanded()) {
2119                                const register double Y_0 = Y_p[0];
2120                                const register double Y_1 = Y_p[1];
2121                                const register double Y_2 = Y_p[2];
2122                                const register double Y_3 = Y_p[3];
2123                                const register double tmp0_0 = Y_1 + Y_2;
2124                                const register double tmp1_0 = Y_0 + Y_3;
2125                                const register double tmp0_1 = Y_0*w72;
2126                                const register double tmp1_1 = tmp0_0*w73;
2127                                const register double tmp2_1 = Y_3*w74;
2128                                const register double tmp3_1 = Y_1*w72;
2129                                const register double tmp4_1 = tmp1_0*w73;
2130                                const register double tmp5_1 = Y_2*w74;
2131                                const register double tmp6_1 = Y_2*w72;
2132                                const register double tmp7_1 = Y_1*w74;
2133                                const register double tmp8_1 = Y_3*w72;
2134                                const register double tmp9_1 = Y_0*w74;
2135                                EM_F[0]+=tmp0_1 + tmp1_1 + tmp2_1;
2136                                EM_F[1]+=tmp3_1 + tmp4_1 + tmp5_1;
2137                                EM_F[2]+=tmp4_1 + tmp6_1 + tmp7_1;
2138                                EM_F[3]+=tmp1_1 + tmp8_1 + tmp9_1;
2139                            } else { // constant data
2140                                const register double tmp0_1 = Y_p[0]*w75;
2141                                EM_F[0]+=tmp0_1;
2142                                EM_F[1]+=tmp0_1;
2143                                EM_F[2]+=tmp0_1;
2144                                EM_F[3]+=tmp0_1;
2145                            }
2146                        }
2147    
2148                        // add to matrix (if add_EM_S) and RHS (if add_EM_F)
2149                        const index_t firstNode=m_N0*k1+k0;
2150                        IndexVector rowIndex;
2151                        rowIndex.push_back(m_dofMap[firstNode]);
2152                        rowIndex.push_back(m_dofMap[firstNode+1]);
2153                        rowIndex.push_back(m_dofMap[firstNode+m_N0]);
2154                        rowIndex.push_back(m_dofMap[firstNode+m_N0+1]);
2155                        if (add_EM_F) {
2156                            double *F_p=rhs.getSampleDataRW(0);
2157                            for (index_t i=0; i<rowIndex.size(); i++) {
2158                                if (rowIndex[i]<getNumDOF()) {
2159                                    F_p[rowIndex[i]]+=EM_F[i];
2160                                }
2161                            }
2162                        }
2163                        if (add_EM_S) {
2164                            addToSystemMatrix(mat, rowIndex, 1, rowIndex, 1, EM_S);
2165                        }
2166    
2167                    } // end k0 loop
2168                } // end k1 loop
2169            } // end of colouring
2170        } // end of parallel region
2171    }
2172    
2173    //protected
2174    void Rectangle::assemblePDESingleReduced(Paso_SystemMatrix* mat,
2175            escript::Data& rhs, const escript::Data& A, const escript::Data& B,
2176            const escript::Data& C, const escript::Data& D,
2177            const escript::Data& X, const escript::Data& Y,
2178            const escript::Data& d, const escript::Data& y) const
2179    {
2180        const double h0 = m_l0/m_gNE0;
2181        const double h1 = m_l1/m_gNE1;
2182        const double w0 = -.25*h1/h0;
2183        const double w1 = .25;
2184        const double w2 = -.25;
2185        const double w3 = .25*h0/h1;
2186        const double w4 = -.25*h0/h1;
2187        const double w5 = .25*h1/h0;
2188        const double w6 = -.125*h1;
2189        const double w7 = -.125*h0;
2190        const double w8 = .125*h1;
2191        const double w9 = .125*h0;
2192        const double w10 = .0625*h0*h1;
2193        const double w11 = -.5*h1;
2194        const double w12 = -.5*h0;
2195        const double w13 = .5*h1;
2196        const double w14 = .5*h0;
2197        const double w15 = .25*h0*h1;
2198    
2199        rhs.requireWrite();
2200    #pragma omp parallel
2201        {
2202            for (index_t k1_0=0; k1_0<2; k1_0++) { // colouring
2203    #pragma omp for
2204                for (index_t k1=k1_0; k1<m_NE1; k1+=2) {
2205                    for (index_t k0=0; k0<m_NE0; ++k0)  {
2206                        bool add_EM_S=false;
2207                        bool add_EM_F=false;
2208                        vector<double> EM_S(4*4, 0);
2209                        vector<double> EM_F(4, 0);
2210                        const index_t e = k0 + m_NE0*k1;
2211                        ///////////////
2212                        // process A //
2213                        ///////////////
2214                        if (!A.isEmpty()) {
2215                            add_EM_S=true;
2216                            const double* A_p=const_cast<escript::Data*>(&A)->getSampleDataRO(e);
2217                            const register double A_00 = A_p[INDEX2(0,0,2)];
2218                            const register double A_10 = A_p[INDEX2(1,0,2)];
2219                            const register double A_01 = A_p[INDEX2(0,1,2)];
2220                            const register double A_11 = A_p[INDEX2(1,1,2)];
2221                            const register double tmp0_0 = A_01 + A_10;
2222                            const register double tmp0_1 = A_11*w3;
2223                            const register double tmp1_1 = A_00*w0;
2224                            const register double tmp2_1 = A_01*w1;
2225                            const register double tmp3_1 = A_10*w2;
2226                            const register double tmp4_1 = tmp0_0*w1;
2227                            const register double tmp5_1 = A_11*w4;
2228                            const register double tmp6_1 = A_00*w5;
2229                            const register double tmp7_1 = tmp0_0*w2;
2230                            const register double tmp8_1 = A_10*w1;
2231                            const register double tmp9_1 = A_01*w2;
2232                            EM_S[INDEX2(0,0,4)]+=tmp0_1 + tmp4_1 + tmp6_1;
2233                            EM_S[INDEX2(1,0,4)]+=tmp0_1 + tmp1_1 + tmp8_1 + tmp9_1;
2234                            EM_S[INDEX2(2,0,4)]+=tmp2_1 + tmp3_1 + tmp5_1 + tmp6_1;
2235                            EM_S[INDEX2(3,0,4)]+=tmp1_1 + tmp5_1 + tmp7_1;
2236                            EM_S[INDEX2(0,1,4)]+=tmp0_1 + tmp1_1 + tmp2_1 + tmp3_1;
2237                            EM_S[INDEX2(1,1,4)]+=tmp0_1 + tmp6_1 + tmp7_1;
2238                            EM_S[INDEX2(2,1,4)]+=tmp1_1 + tmp4_1 + tmp5_1;
2239                            EM_S[INDEX2(3,1,4)]+=tmp5_1 + tmp6_1 + tmp8_1 + tmp9_1;
2240                            EM_S[INDEX2(0,2,4)]+=tmp5_1 + tmp6_1 + tmp8_1 + tmp9_1;
2241                            EM_S[INDEX2(1,2,4)]+=tmp1_1 + tmp4_1 + tmp5_1;
2242                            EM_S[INDEX2(2,2,4)]+=tmp0_1 + tmp6_1 + tmp7_1;
2243                            EM_S[INDEX2(3,2,4)]+=tmp0_1 + tmp1_1 + tmp2_1 + tmp3_1;
2244                            EM_S[INDEX2(0,3,4)]+=tmp1_1 + tmp5_1 + tmp7_1;
2245                            EM_S[INDEX2(1,3,4)]+=tmp2_1 + tmp3_1 + tmp5_1 + tmp6_1;
2246                            EM_S[INDEX2(2,3,4)]+=tmp0_1 + tmp1_1 + tmp8_1 + tmp9_1;
2247                            EM_S[INDEX2(3,3,4)]+=tmp0_1 + tmp4_1 + tmp6_1;
2248                        }
2249                        ///////////////
2250                        // process B //
2251                        ///////////////
2252                        if (!B.isEmpty()) {
2253                            add_EM_S=true;
2254                            const double* B_p=const_cast<escript::Data*>(&B)->getSampleDataRO(e);
2255                            const register double tmp2_1 = B_p[0]*w8;
2256                            const register double tmp0_1 = B_p[0]*w6;
2257                            const register double tmp3_1 = B_p[1]*w9;
2258                            const register double tmp1_1 = B_p[1]*w7;
2259                            EM_S[INDEX2(0,0,4)]+=tmp0_1 + tmp1_1;
2260                            EM_S[INDEX2(1,0,4)]+=tmp1_1 + tmp2_1;
2261                            EM_S[INDEX2(2,0,4)]+=tmp0_1 + tmp3_1;
2262                            EM_S[INDEX2(3,0,4)]+=tmp2_1 + tmp3_1;
2263                            EM_S[INDEX2(0,1,4)]+=tmp0_1 + tmp1_1;
2264                            EM_S[INDEX2(1,1,4)]+=tmp1_1 + tmp2_1;
2265                            EM_S[INDEX2(2,1,4)]+=tmp0_1 + tmp3_1;
2266                            EM_S[INDEX2(3,1,4)]+=tmp2_1 + tmp3_1;
2267                            EM_S[INDEX2(0,2,4)]+=tmp0_1 + tmp1_1;
2268                            EM_S[INDEX2(1,2,4)]+=tmp1_1 + tmp2_1;
2269                            EM_S[INDEX2(2,2,4)]+=tmp0_1 + tmp3_1;
2270                            EM_S[INDEX2(3,2,4)]+=tmp2_1 + tmp3_1;
2271                            EM_S[INDEX2(0,3,4)]+=tmp0_1 + tmp1_1;
2272                            EM_S[INDEX2(1,3,4)]+=tmp1_1 + tmp2_1;
2273                            EM_S[INDEX2(2,3,4)]+=tmp0_1 + tmp3_1;
2274                            EM_S[INDEX2(3,3,4)]+=tmp2_1 + tmp3_1;
2275                        }
2276                        ///////////////
2277                        // process C //
2278                        ///////////////
2279                        if (!C.isEmpty()) {
2280                            add_EM_S=true;
2281                            const double* C_p=const_cast<escript::Data*>(&C)->getSampleDataRO(e);
2282                            const register double tmp1_1 = C_p[1]*w7;
2283                            const register double tmp0_1 = C_p[0]*w8;
2284                            const register double tmp3_1 = C_p[0]*w6;
2285                            const register double tmp2_1 = C_p[1]*w9;
2286                            EM_S[INDEX2(0,0,4)]+=tmp1_1 + tmp3_1;
2287                            EM_S[INDEX2(1,0,4)]+=tmp1_1 + tmp3_1;
2288                            EM_S[INDEX2(2,0,4)]+=tmp1_1 + tmp3_1;
2289                            EM_S[INDEX2(3,0,4)]+=tmp1_1 + tmp3_1;
2290                            EM_S[INDEX2(0,1,4)]+=tmp0_1 + tmp1_1;
2291                            EM_S[INDEX2(1,1,4)]+=tmp0_1 + tmp1_1;
2292                            EM_S[INDEX2(2,1,4)]+=tmp0_1 + tmp1_1;
2293                            EM_S[INDEX2(3,1,4)]+=tmp0_1 + tmp1_1;
2294                            EM_S[INDEX2(0,2,4)]+=tmp2_1 + tmp3_1;
2295                            EM_S[INDEX2(1,2,4)]+=tmp2_1 + tmp3_1;
2296                            EM_S[INDEX2(2,2,4)]+=tmp2_1 + tmp3_1;
2297                            EM_S[INDEX2(3,2,4)]+=tmp2_1 + tmp3_1;
2298                            EM_S[INDEX2(0,3,4)]+=tmp0_1 + tmp2_1;
2299                            EM_S[INDEX2(1,3,4)]+=tmp0_1 + tmp2_1;
2300                            EM_S[INDEX2(2,3,4)]+=tmp0_1 + tmp2_1;
2301                            EM_S[INDEX2(3,3,4)]+=tmp0_1 + tmp2_1;
2302                        }
2303                        ///////////////
2304                        // process D //
2305                        ///////////////
2306                        if (!D.isEmpty()) {
2307                            add_EM_S=true;
2308                            const double* D_p=const_cast<escript::Data*>(&D)->getSampleDataRO(e);
2309                            const register double tmp0_1 = D_p[0]*w10;
2310                            EM_S[INDEX2(0,0,4)]+=tmp0_1;
2311                            EM_S[INDEX2(1,0,4)]+=tmp0_1;
2312                            EM_S[INDEX2(2,0,4)]+=tmp0_1;
2313                            EM_S[INDEX2(3,0,4)]+=tmp0_1;
2314                            EM_S[INDEX2(0,1,4)]+=tmp0_1;
2315                            EM_S[INDEX2(1,1,4)]+=tmp0_1;
2316                            EM_S[INDEX2(2,1,4)]+=tmp0_1;
2317                            EM_S[INDEX2(3,1,4)]+=tmp0_1;
2318                            EM_S[INDEX2(0,2,4)]+=tmp0_1;
2319                            EM_S[INDEX2(1,2,4)]+=tmp0_1;
2320                            EM_S[INDEX2(2,2,4)]+=tmp0_1;
2321                            EM_S[INDEX2(3,2,4)]+=tmp0_1;
2322                            EM_S[INDEX2(0,3,4)]+=tmp0_1;
2323                            EM_S[INDEX2(1,3,4)]+=tmp0_1;
2324                            EM_S[INDEX2(2,3,4)]+=tmp0_1;
2325                            EM_S[INDEX2(3,3,4)]+=tmp0_1;
2326                        }
2327                        ///////////////
2328                        // process X //
2329                        ///////////////
2330                        if (!X.isEmpty()) {
2331                            add_EM_F=true;
2332                            const double* X_p=const_cast<escript::Data*>(&X)->getSampleDataRO(e);
2333                            const register double tmp0_1 = X_p[0]*w11;
2334                            const register double tmp2_1 = X_p[0]*w13;
2335                            const register double tmp1_1 = X_p[1]*w12;
2336                            const register double tmp3_1 = X_p[1]*w14;
2337                            EM_F[0]+=tmp0_1 + tmp1_1;
2338                            EM_F[1]+=tmp1_1 + tmp2_1;
2339                            EM_F[2]+=tmp0_1 + tmp3_1;
2340                            EM_F[3]+=tmp2_1 + tmp3_1;
2341                        }
2342                        ///////////////
2343                        // process Y //
2344                        ///////////////
2345                        if (!Y.isEmpty()) {
2346                            add_EM_F=true;
2347                            const double* Y_p=const_cast<escript::Data*>(&Y)->getSampleDataRO(e);
2348                            const register double tmp0_1 = Y_p[0]*w15;
2349                            EM_F[0]+=tmp0_1;
2350                            EM_F[1]+=tmp0_1;
2351                            EM_F[2]+=tmp0_1;
2352                            EM_F[3]+=tmp0_1;
2353                        }
2354    
2355                        // add to matrix (if add_EM_S) and RHS (if add_EM_F)
2356                        const index_t firstNode=m_N0*k1+k0;
2357                        IndexVector rowIndex;
2358                        rowIndex.push_back(m_dofMap[firstNode]);
2359                        rowIndex.push_back(m_dofMap[firstNode+1]);
2360                        rowIndex.push_back(m_dofMap[firstNode+m_N0]);
2361                        rowIndex.push_back(m_dofMap[firstNode+m_N0+1]);
2362                        if (add_EM_F) {
2363                            double *F_p=rhs.getSampleDataRW(0);
2364                            for (index_t i=0; i<rowIndex.size(); i++) {
2365                                if (rowIndex[i]<getNumDOF()) {
2366                                    F_p[rowIndex[i]]+=EM_F[i];
2367                                }
2368                            }
2369                        }
2370                        if (add_EM_S) {
2371                            addToSystemMatrix(mat, rowIndex, 1, rowIndex, 1, EM_S);
2372                        }
2373    
2374                    } // end k0 loop
2375                } // end k1 loop
2376            } // end of colouring
2377        } // end of parallel region
2378    }
2379    
2380    //protected
2381    void Rectangle::assemblePDESystem(Paso_SystemMatrix* mat,
2382            escript::Data& rhs, const escript::Data& A, const escript::Data& B,
2383            const escript::Data& C, const escript::Data& D,
2384            const escript::Data& X, const escript::Data& Y,
2385            const escript::Data& d, const escript::Data& y) const
2386    {
2387        const double h0 = m_l0/m_gNE0;
2388        const double h1 = m_l1/m_gNE1;
2389        dim_t numEq, numComp;
2390        if (!mat)
2391            numEq=numComp=(rhs.isEmpty() ? 1 : rhs.getDataPointSize());
2392        else {
2393            numEq=mat->logical_row_block_size;
2394            numComp=mat->logical_col_block_size;
2395        }
2396    
2397        const double w0 = -0.1555021169820365539*h1/h0;
2398        const double w1 = 0.041666666666666666667;
2399        const double w2 = -0.15550211698203655390;
2400        const double w3 = 0.041666666666666666667*h0/h1;
2401        const double w4 = 0.15550211698203655390;
2402        const double w5 = -0.041666666666666666667;
2403        const double w6 = -0.01116454968463011277*h1/h0;
2404        const double w7 = 0.011164549684630112770;
2405        const double w8 = -0.011164549684630112770;
2406        const double w9 = -0.041666666666666666667*h1/h0;
2407        const double w10 = -0.041666666666666666667*h0/h1;
2408        const double w11 = 0.1555021169820365539*h1/h0;
2409        const double w12 = 0.1555021169820365539*h0/h1;
2410        const double w13 = 0.01116454968463011277*h0/h1;
2411        const double w14 = 0.01116454968463011277*h1/h0;
2412        const double w15 = 0.041666666666666666667*h1/h0;
2413        const double w16 = -0.01116454968463011277*h0/h1;
2414        const double w17 = -0.1555021169820365539*h0/h1;
2415        const double w18 = -0.33333333333333333333*h1/h0;
2416        const double w19 = 0.25000000000000000000;
2417        const double w20 = -0.25000000000000000000;
2418        const double w21 = 0.16666666666666666667*h0/h1;
2419        const double w22 = -0.16666666666666666667*h1/h0;
2420        const double w23 = -0.16666666666666666667*h0/h1;
2421        const double w24 = 0.33333333333333333333*h1/h0;
2422        const double w25 = 0.33333333333333333333*h0/h1;
2423        const double w26 = 0.16666666666666666667*h1/h0;
2424        const double w27 = -0.33333333333333333333*h0/h1;
2425        const double w28 = -0.032861463941450536761*h1;
2426        const double w29 = -0.032861463941450536761*h0;
2427        const double w30 = -0.12264065304058601714*h1;
2428        const double w31 = -0.0023593469594139828636*h1;
2429        const double w32 = -0.008805202725216129906*h0;
2430        const double w33 = -0.008805202725216129906*h1;
2431        const double w34 = 0.032861463941450536761*h1;
2432        const double w35 = 0.008805202725216129906*h1;
2433        const double w36 = 0.008805202725216129906*h0;
2434        const double w37 = 0.0023593469594139828636*h1;
2435        const double w38 = 0.12264065304058601714*h1;
2436        const double w39 = 0.032861463941450536761*h0;
2437        const double w40 = -0.12264065304058601714*h0;
2438        const double w41 = -0.0023593469594139828636*h0;
2439        const double w42 = 0.0023593469594139828636*h0;
2440        const double w43 = 0.12264065304058601714*h0;
2441        const double w44 = -0.16666666666666666667*h1;
2442        const double w45 = -0.083333333333333333333*h0;
2443        const double w46 = 0.083333333333333333333*h1;
2444        const double w47 = 0.16666666666666666667*h1;
2445        const double w48 = 0.083333333333333333333*h0;
2446        const double w49 = -0.16666666666666666667*h0;
2447        const double w50 = 0.16666666666666666667*h0;
2448        const double w51 = -0.083333333333333333333*h1;
2449        const double w52 = 0.025917019497006092316*h0*h1;
2450        const double w53 = 0.0018607582807716854616*h0*h1;
2451        const double w54 = 0.0069444444444444444444*h0*h1;
2452        const double w55 = 0.09672363354357992482*h0*h1;
2453        const double w56 = 0.00049858867864229740201*h0*h1;
2454        const double w57 = 0.055555555555555555556*h0*h1;
2455        const double w58 = 0.027777777777777777778*h0*h1;
2456        const double w59 = 0.11111111111111111111*h0*h1;
2457        const double w60 = -0.19716878364870322056*h1;
2458        const double w61 = -0.19716878364870322056*h0;
2459        const double w62 = -0.052831216351296779436*h0;
2460        const double w63 = -0.052831216351296779436*h1;
2461        const double w64 = 0.19716878364870322056*h1;
2462        const double w65 = 0.052831216351296779436*h1;
2463        const double w66 = 0.19716878364870322056*h0;
2464        const double w67 = 0.052831216351296779436*h0;
2465        const double w68 = -0.5*h1;
2466        const double w69 = -0.5*h0;
2467        const double w70 = 0.5*h1;
2468        const double w71 = 0.5*h0;
2469        const double w72 = 0.1555021169820365539*h0*h1;
2470        const double w73 = 0.041666666666666666667*h0*h1;
2471        const double w74 = 0.01116454968463011277*h0*h1;
2472        const double w75 = 0.25*h0*h1;
2473    
2474        rhs.requireWrite();
2475    #pragma omp parallel
2476        {
2477            for (index_t k1_0=0; k1_0<2; k1_0++) { // colouring
2478    #pragma omp for
2479                for (index_t k1=k1_0; k1<m_NE1; k1+=2) {
2480                    for (index_t k0=0; k0<m_NE0; ++k0)  {
2481                        bool add_EM_S=false;
2482                        bool add_EM_F=false;
2483                        vector<double> EM_S(4*4*numEq*numComp, 0);
2484                        vector<double> EM_F(4*numEq, 0);
2485                        const index_t e = k0 + m_NE0*k1;
2486                        ///////////////
2487                        // process A //
2488                        ///////////////
2489                        if (!A.isEmpty()) {
2490                            add_EM_S=true;
2491                            const double* A_p=const_cast<escript::Data*>(&A)->getSampleDataRO(e);
2492                            if (A.actsExpanded()) {
2493                                for (index_t k=0; k<numEq; k++) {
2494                                    for (index_t m=0; m<numComp; m++) {
2495                                        const register double A_00_0 = A_p[INDEX5(k,0,m,0,0, numEq,2,numComp,2)];
2496                                        const register double A_01_0 = A_p[INDEX5(k,0,m,1,0, numEq,2,numComp,2)];
2497                                        const register double A_10_0 = A_p[INDEX5(k,1,m,0,0, numEq,2,numComp,2)];
2498                                        const register double A_11_0 = A_p[INDEX5(k,1,m,1,0, numEq,2,numComp,2)];
2499                                        const register double A_00_1 = A_p[INDEX5(k,0,m,0,1, numEq,2,numComp,2)];
2500                                        const register double A_01_1 = A_p[INDEX5(k,0,m,1,1, numEq,2,numComp,2)];
2501                                        const register double A_10_1 = A_p[INDEX5(k,1,m,0,1, numEq,2,numComp,2)];
2502                                        const register double A_11_1 = A_p[INDEX5(k,1,m,1,1, numEq,2,numComp,2)];
2503                                        const register double A_00_2 = A_p[INDEX5(k,0,m,0,2, numEq,2,numComp,2)];
2504                                        const register double A_01_2 = A_p[INDEX5(k,0,m,1,2, numEq,2,numComp,2)];
2505                                        const register double A_10_2 = A_p[INDEX5(k,1,m,0,2, numEq,2,numComp,2)];
2506                                        const register double A_11_2 = A_p[INDEX5(k,1,m,1,2, numEq,2,numComp,2)];
2507                                        const register double A_00_3 = A_p[INDEX5(k,0,m,0,3, numEq,2,numComp,2)];
2508                                        const register double A_01_3 = A_p[INDEX5(k,0,m,1,3, numEq,2,numComp,2)];
2509                                        const register double A_10_3 = A_p[INDEX5(k,1,m,0,3, numEq,2,numComp,2)];
2510                                        const register double A_11_3 = A_p[INDEX5(k,1,m,1,3, numEq,2,numComp,2)];
2511                                        const register double tmp0_0 = A_01_0 + A_01_3;
2512                                        const register double tmp1_0 = A_00_0 + A_00_1;
2513                                        const register double tmp2_0 = A_11_0 + A_11_1 + A_11_2 + A_11_3;
2514                                        const register double tmp3_0 = A_00_2 + A_00_3;
2515                                        const register double tmp4_0 = A_10_1 + A_10_2;
2516                                        const register double tmp5_0 = A_00_0 + A_00_1 + A_00_2 + A_00_3;
2517                                        const register double tmp6_0 = A_01_3 + A_10_0;
2518                                        const register double tmp7_0 = A_01_0 + A_10_3;
2519                                        const register double tmp8_0 = A_01_1 + A_01_2 + A_10_1 + A_10_2;
2520                                        const register double tmp9_0 = A_01_0 + A_10_0;
2521                                        const register double tmp10_0 = A_01_3 + A_10_3;
2522                                        const register double tmp11_0 = A_11_1 + A_11_3;
2523                                        const register double tmp12_0 = A_11_0 + A_11_2;
2524                                        const register double tmp13_0 = A_01_2 + A_10_1;
2525                                        const register double tmp14_0 = A_01_0 + A_01_3 + A_10_0 + A_10_3;
2526                                        const register double tmp15_0 = A_01_1 + A_10_2;
2527                                        const register double tmp16_0 = A_10_0 + A_10_3;
2528                                        const register double tmp17_0 = A_01_1 + A_01_2;
2529                                        const register double tmp18_0 = A_01_1 + A_10_1;
2530                                        const register double tmp19_0 = A_01_2 + A_10_2;
2531                                        const register double tmp0_1 = A_10_3*w8;
2532                                        const register double tmp1_1 = tmp0_0*w1;
2533                                        const register double tmp2_1 = A_01_1*w4;
2534                                        const register double tmp3_1 = tmp1_0*w0;
2535                                        const register double tmp4_1 = A_01_2*w7;
2536                                        const register double tmp5_1 = tmp2_0*w3;
2537                                        const register double tmp6_1 = tmp3_0*w6;
2538                                        const register double tmp7_1 = A_10_0*w2;
2539                                        const register double tmp8_1 = tmp4_0*w5;
2540                                        const register double tmp9_1 = tmp2_0*w10;
2541                                        const register double tmp10_1 = tmp5_0*w9;
2542                                        const register double tmp11_1 = tmp6_0*w7;
2543                                        const register double tmp12_1 = tmp7_0*w4;
2544                                        const register double tmp13_1 = tmp8_0*w1;
2545                                        const register double tmp14_1 = A_10_0*w8;
2546                                        const register double tmp15_1 = A_01_2*w4;
2547                                        const register double tmp16_1 = tmp3_0*w0;
2548                                        const register double tmp17_1 = A_01_1*w7;
2549                                        const register double tmp18_1 = tmp1_0*w6;
2550                                        const register double tmp19_1 = A_10_3*w2;
2551                                        const register double tmp20_1 = tmp9_0*w4;
2552                                        const register double tmp21_1 = tmp1_0*w11;
2553                                        const register double tmp22_1 = tmp10_0*w7;
2554                                        const register double tmp23_1 = tmp3_0*w14;
2555                                        const register double tmp24_1 = tmp11_0*w13;
2556                                        const register double tmp25_1 = tmp12_0*w12;
2557                                        const register double tmp26_1 = tmp10_0*w4;
2558                                        const register double tmp27_1 = tmp3_0*w11;
2559                                        const register double tmp28_1 = tmp9_0*w7;
2560                                        const register double tmp29_1 = tmp1_0*w14;
2561                                        const register double tmp30_1 = tmp12_0*w13;
2562                                        const register double tmp31_1 = tmp11_0*w12;
2563                                        const register double tmp32_1 = tmp13_0*w2;
2564                                        const register double tmp33_1 = tmp14_0*w5;
2565                                        const register double tmp34_1 = tmp15_0*w8;
2566                                        const register double tmp35_1 = A_01_0*w8;
2567                                        const register double tmp36_1 = tmp16_0*w1;
2568                                        const register double tmp37_1 = A_10_1*w4;
2569                                        const register double tmp38_1 = tmp5_0*w15;
2570                                        const register double tmp39_1 = A_10_2*w7;
2571                                        const register double tmp40_1 = tmp11_0*w17;
2572                                        const register double tmp41_1 = A_01_3*w2;
2573                                        const register double tmp42_1 = tmp12_0*w16;
2574                                        const register double tmp43_1 = tmp17_0*w5;
2575                                        const register double tmp44_1 = tmp7_0*w7;
2576                                        const register double tmp45_1 = tmp6_0*w4;
2577                                        const register double tmp46_1 = A_01_3*w8;
2578                                        const register double tmp47_1 = A_10_2*w4;
2579                                        const register double tmp48_1 = A_10_1*w7;
2580                                        const register double tmp49_1 = tmp12_0*w17;
2581                                        const register double tmp50_1 = A_01_0*w2;
2582                                        const register double tmp51_1 = tmp11_0*w16;
2583                                        const register double tmp52_1 = tmp18_0*w8;
2584                                        const register double tmp53_1 = tmp19_0*w2;
2585                                        const register double tmp54_1 = tmp13_0*w8;
2586                                        const register double tmp55_1 = tmp15_0*w2;
2587                                        const register double tmp56_1 = tmp19_0*w8;
2588                                        const register double tmp57_1 = tmp18_0*w2;
2589                                        EM_S[INDEX4(k,m,0,0,numEq,numComp,4)]+=tmp13_1 + tmp20_1 + tmp21_1 + tmp22_1 + tmp23_1 + tmp24_1 + tmp25_1;
2590                                        EM_S[INDEX4(k,m,1,0,numEq,numComp,4)]+=tmp36_1 + tmp37_1 + tmp39_1 + tmp3_1 + tmp43_1 + tmp46_1 + tmp50_1 + tmp5_1 + tmp6_1;
2591                                        EM_S[INDEX4(k,m,2,0,numEq,numComp,4)]+=tmp0_1 + tmp15_1 + tmp17_1 + tmp1_1 + tmp38_1 + tmp49_1 + tmp51_1 + tmp7_1 + tmp8_1;
2592                                        EM_S[INDEX4(k,m,3,0,numEq,numComp,4)]+=tmp10_1 + tmp32_1 + tmp33_1 + tmp34_1 + tmp9_1;
2593                                        EM_S[INDEX4(k,m,0,1,numEq,numComp,4)]+=tmp0_1 + tmp1_1 + tmp2_1 + tmp3_1 + tmp4_1 + tmp5_1 + tmp6_1 + tmp7_1 + tmp8_1;
2594                                        EM_S[INDEX4(k,m,1,1,numEq,numComp,4)]+=tmp21_1 + tmp23_1 + tmp30_1 + tmp31_1 + tmp33_1 + tmp56_1 + tmp57_1;
2595                                        EM_S[INDEX4(k,m,2,1,numEq,numComp,4)]+=tmp10_1 + tmp13_1 + tmp44_1 + tmp45_1 + tmp9_1;
2596                                        EM_S[INDEX4(k,m,3,1,numEq,numComp,4)]+=tmp35_1 + tmp36_1 + tmp37_1 + tmp38_1 + tmp39_1 + tmp40_1 + tmp41_1 + tmp42_1 + tmp43_1;
2597                                        EM_S[INDEX4(k,m,0,2,numEq,numComp,4)]+=tmp36_1 + tmp38_1 + tmp43_1 + tmp46_1 + tmp47_1 + tmp48_1 + tmp49_1 + tmp50_1 + tmp51_1;
2598                                        EM_S[INDEX4(k,m,1,2,numEq,numComp,4)]+=tmp10_1 + tmp11_1 + tmp12_1 + tmp13_1 + tmp9_1;
2599                                        EM_S[INDEX4(k,m,2,2,numEq,numComp,4)]+=tmp24_1 + tmp25_1 + tmp27_1 + tmp29_1 + tmp33_1 + tmp52_1 + tmp53_1;
2600                                        EM_S[INDEX4(k,m,3,2,numEq,numComp,4)]+=tmp14_1 + tmp15_1 + tmp16_1 + tmp17_1 + tmp18_1 + tmp19_1 + tmp1_1 + tmp5_1 + tmp8_1;
2601                                        EM_S[INDEX4(k,m,0,3,numEq,numComp,4)]+=tmp10_1 + tmp33_1 + tmp54_1 + tmp55_1 + tmp9_1;
2602                                        EM_S[INDEX4(k,m,1,3,numEq,numComp,4)]+=tmp14_1 + tmp19_1 + tmp1_1 + tmp2_1 + tmp38_1 + tmp40_1 + tmp42_1 + tmp4_1 + tmp8_1;
2603                                        EM_S[INDEX4(k,m,2,3,numEq,numComp,4)]+=tmp16_1 + tmp18_1 + tmp35_1 + tmp36_1 + tmp41_1 + tmp43_1 + tmp47_1 + tmp48_1 + tmp5_1;
2604                                        EM_S[INDEX4(k,m,3,3,numEq,numComp,4)]+=tmp13_1 + tmp26_1 + tmp27_1 + tmp28_1 + tmp29_1 + tmp30_1 + tmp31_1;
2605                                    }
2606                                }
2607                            } else { // constant data
2608                                for (index_t k=0; k<numEq; k++) {
2609                                    for (index_t m=0; m<numComp; m++) {
2610                                        const register double A_00 = A_p[INDEX4(k,0,m,0, numEq,2, numComp)];
2611                                        const register double A_01 = A_p[INDEX4(k,0,m,1, numEq,2, numComp)];
2612                                        const register double A_10 = A_p[INDEX4(k,1,m,0, numEq,2, numComp)];
2613                                        const register double A_11 = A_p[INDEX4(k,1,m,1, numEq,2, numComp)];
2614                                        const register double tmp0_0 = A_01 + A_10;
2615                                        const register double tmp0_1 = A_00*w18;
2616                                        const register double tmp1_1 = A_01*w19;
2617                                        const register double tmp2_1 = A_10*w20;
2618                                        const register double tmp3_1 = A_11*w21;
2619                                        const register double tmp4_1 = A_00*w22;
2620                                        const register double tmp5_1 = tmp0_0*w19;
2621                                        const register double tmp6_1 = A_11*w23;
2622                                        const register double tmp7_1 = A_11*w25;
2623                                        const register double tmp8_1 = A_00*w24;
2624                                        const register double tmp9_1 = tmp0_0*w20;
2625                                        const register double tmp10_1 = A_01*w20;
2626                                        const register double tmp11_1 = A_11*w27;
2627                                        const register double tmp12_1 = A_00*w26;
2628                                        const register double tmp13_1 = A_10*w19;
2629                                        EM_S[INDEX4(k,m,0,0,numEq,numComp,4)]+=tmp5_1 + tmp7_1 + tmp8_1;
2630                                        EM_S[INDEX4(k,m,1,0,numEq,numComp,4)]+=tmp0_1 + tmp10_1 + tmp13_1 + tmp3_1;
2631                                        EM_S[INDEX4(k,m,2,0,numEq,numComp,4)]+=tmp11_1 + tmp12_1 + tmp1_1 + tmp2_1;
2632                                        EM_S[INDEX4(k,m,3,0,numEq,numComp,4)]+=tmp4_1 + tmp6_1 + tmp9_1;
2633                                        EM_S[INDEX4(k,m,0,1,numEq,numComp,4)]+=tmp0_1 + tmp1_1 + tmp2_1 + tmp3_1;
2634                                        EM_S[INDEX4(k,m,1,1,numEq,numComp,4)]+=tmp7_1 + tmp8_1 + tmp9_1;
2635                                        EM_S[INDEX4(k,m,2,1,numEq,numComp,4)]+=tmp4_1 + tmp5_1 + tmp6_1;
2636                                        EM_S[INDEX4(k,m,3,1,numEq,numComp,4)]+=tmp10_1 + tmp11_1 + tmp12_1 + tmp13_1;
2637                                        EM_S[INDEX4(k,m,0,2,numEq,numComp,4)]+=tmp10_1 + tmp11_1 + tmp12_1 + tmp13_1;
2638                                        EM_S[INDEX4(k,m,1,2,numEq,numComp,4)]+=tmp4_1 + tmp5_1 + tmp6_1;
2639                                        EM_S[INDEX4(k,m,2,2,numEq,numComp,4)]+=tmp7_1 + tmp8_1 + tmp9_1;
2640                                        EM_S[INDEX4(k,m,3,2,numEq,numComp,4)]+=tmp0_1 + tmp1_1 + tmp2_1 + tmp3_1;
2641                                        EM_S[INDEX4(k,m,0,3,numEq,numComp,4)]+=tmp4_1 + tmp6_1 + tmp9_1;
2642                                        EM_S[INDEX4(k,m,1,3,numEq,numComp,4)]+=tmp11_1 + tmp12_1 + tmp1_1 + tmp2_1;
2643                                        EM_S[INDEX4(k,m,2,3,numEq,numComp,4)]+=tmp0_1 + tmp10_1 + tmp13_1 + tmp3_1;
2644                                        EM_S[INDEX4(k,m,3,3,numEq,numComp,4)]+=tmp5_1 + tmp7_1 + tmp8_1;
2645                                    }
2646                                }
2647                            }
2648                        }
2649                        ///////////////
2650                        // process B //
2651                        ///////////////
2652                        if (!B.isEmpty()) {
2653                            add_EM_S=true;
2654                            const double* B_p=const_cast<escript::Data*>(&B)->getSampleDataRO(e);
2655                            if (B.actsExpanded()) {
2656                                for (index_t k=0; k<numEq; k++) {
2657                                    for (index_t m=0; m<numComp; m++) {
2658                                        const register double B_0_0 = B_p[INDEX4(k,0,m,0, numEq,2,numComp)];
2659                                        const register double B_1_0 = B_p[INDEX4(k,1,m,0, numEq,2,numComp)];
2660                                        const register double B_0_1 = B_p[INDEX4(k,0,m,1, numEq,2,numComp)];
2661                                        const register double B_1_1 = B_p[INDEX4(k,1,m,1, numEq,2,numComp)];
2662                                        const register double B_0_2 = B_p[INDEX4(k,0,m,2, numEq,2,numComp)];
2663                                        const register double B_1_2 = B_p[INDEX4(k,1,m,2, numEq,2,numComp)];
2664                                        const register double B_0_3 = B_p[INDEX4(k,0,m,3, numEq,2,numComp)];
2665                                        const register double B_1_3 = B_p[INDEX4(k,1,m,3, numEq,2,numComp)];
2666                                        const register double tmp0_0 = B_1_0 + B_1_1;
2667                                        const register double tmp1_0 = B_1_2 + B_1_3;
2668                                        const register double tmp2_0 = B_0_1 + B_0_3;
2669                                        const register double tmp3_0 = B_0_0 + B_0_2;
2670                                        const register double tmp63_1 = B_1_1*w42;
2671                                        const register double tmp79_1 = B_1_1*w40;
2672                                        const register double tmp37_1 = tmp3_0*w35;
2673                                        const register double tmp8_1 = tmp0_0*w32;
2674                                        const register double tmp71_1 = B_0_1*w34;
2675                                        const register double tmp19_1 = B_0_3*w31;
2676                                        const register double tmp15_1 = B_0_3*w34;
2677                                        const register double tmp9_1 = tmp3_0*w34;
2678                                        const register double tmp35_1 = B_1_0*w36;
2679                                        const register double tmp66_1 = B_0_3*w28;
2680                                        const register double tmp28_1 = B_1_0*w42;
2681                                        const register double tmp22_1 = B_1_0*w40;
2682                                        const register double tmp16_1 = B_1_2*w29;
2683                                        const register double tmp6_1 = tmp2_0*w35;
2684                                        const register double tmp55_1 = B_1_3*w40;
2685                                        const register double tmp50_1 = B_1_3*w42;
2686                                        const register double tmp7_1 = tmp1_0*w29;
2687                                        const register double tmp1_1 = tmp1_0*w32;
2688                                        const register double tmp57_1 = B_0_3*w30;
2689                                        const register double tmp18_1 = B_1_1*w32;
2690                                        const register double tmp53_1 = B_1_0*w41;
2691                                        const register double tmp61_1 = B_1_3*w36;
2692                                        const register double tmp27_1 = B_0_3*w38;
2693                                        const register double tmp64_1 = B_0_2*w30;
2694                                        const register double tmp76_1 = B_0_1*w38;
2695                                        const register double tmp39_1 = tmp2_0*w34;
2696                                        const register double tmp62_1 = B_0_1*w31;
2697                                        const register double tmp56_1 = B_0_0*w31;
2698                                        const register double tmp49_1 = B_1_1*w36;
2699                                        const register double tmp2_1 = B_0_2*w31;
2700                                        const register double tmp23_1 = B_0_2*w33;
2701                                        const register double tmp38_1 = B_1_1*w43;
2702                                        const register double tmp74_1 = B_1_2*w41;
2703                                        const register double tmp43_1 = B_1_1*w41;
2704                                        const register double tmp58_1 = B_0_2*w28;
2705                                        const register double tmp67_1 = B_0_0*w33;
2706                                        const register double tmp33_1 = tmp0_0*w39;
2707                                        const register double tmp4_1 = B_0_0*w28;
2708                                        const register double tmp20_1 = B_0_0*w30;
2709                                        const register double tmp13_1 = B_0_2*w38;
2710                                        const register double tmp65_1 = B_1_2*w43;
2711                                        const register double tmp0_1 = tmp0_0*w29;
2712                                        const register double tmp41_1 = tmp3_0*w33;
2713                                        const register double tmp73_1 = B_0_2*w37;
2714                                        const register double tmp69_1 = B_0_0*w38;
2715                                        const register double tmp48_1 = B_1_2*w39;
2716                                        const register double tmp59_1 = B_0_1*w33;
2717                                        const register double tmp17_1 = B_1_3*w41;
2718                                        const register double tmp5_1 = B_0_3*w33;
2719                                        const register double tmp3_1 = B_0_1*w30;
2720                                        const register double tmp21_1 = B_0_1*w28;
2721                                        const register double tmp42_1 = B_1_0*w29;
2722                                        const register double tmp54_1 = B_1_2*w32;
2723                                        const register double tmp60_1 = B_1_0*w39;
2724                                        const register double tmp32_1 = tmp1_0*w36;
2725                                        const register double tmp10_1 = B_0_1*w37;
2726                                        const register double tmp14_1 = B_0_0*w35;
2727                                        const register double tmp29_1 = B_0_1*w35;
2728                                        const register double tmp26_1 = B_1_2*w36;
2729                                        const register double tmp30_1 = B_1_3*w43;
2730                                        const register double tmp70_1 = B_0_2*w35;
2731                                        const register double tmp34_1 = B_1_3*w39;
2732                                        const register double tmp51_1 = B_1_0*w43;
2733                                        const register double tmp31_1 = B_0_2*w34;
2734                                        const register double tmp45_1 = tmp3_0*w28;
2735                                        const register double tmp11_1 = tmp1_0*w39;
2736                                        const register double tmp52_1 = B_1_1*w29;
2737                                        const register double tmp44_1 = B_1_3*w32;
2738                                        const register double tmp25_1 = B_1_1*w39;
2739                                        const register double tmp47_1 = tmp2_0*w33;
2740                                        const register double tmp72_1 = B_1_3*w29;
2741                                        const register double tmp40_1 = tmp2_0*w28;
2742                                        const register double tmp46_1 = B_1_2*w40;
2743                                        const register double tmp36_1 = B_1_2*w42;
2744                                        const register double tmp24_1 = B_0_0*w37;
2745                                        const register double tmp77_1 = B_0_3*w35;
2746                                        const register double tmp68_1 = B_0_3*w37;
2747                                        const register double tmp78_1 = B_0_0*w34;
2748                                        const register double tmp12_1 = tmp0_0*w36;
2749                                        const register double tmp75_1 = B_1_0*w32;
2750                                        EM_S[INDEX4(k,m,0,1,numEq,numComp,4)]+=tmp0_1 + tmp1_1 + tmp2_1 + tmp3_1 + tmp4_1 + tmp5_1;
2751                                        EM_S[INDEX4(k,m,1,2,numEq,numComp,4)]+=tmp6_1 + tmp7_1 + tmp8_1 + tmp9_1;
2752                                        EM_S[INDEX4(k,m,3,2,numEq,numComp,4)]+=tmp10_1 + tmp11_1 + tmp12_1 + tmp13_1 + tmp14_1 + tmp15_1;
2753                                        EM_S[INDEX4(k,m,0,0,numEq,numComp,4)]+=tmp16_1 + tmp17_1 + tmp18_1 + tmp19_1 + tmp20_1 + tmp21_1 + tmp22_1 + tmp23_1;
2754                                        EM_S[INDEX4(k,m,3,3,numEq,numComp,4)]+=tmp24_1 + tmp25_1 + tmp26_1 + tmp27_1 + tmp28_1 + tmp29_1 + tmp30_1 + tmp31_1;
2755                                        EM_S[INDEX4(k,m,3,0,numEq,numComp,4)]+=tmp32_1 + tmp33_1 + tmp6_1 + tmp9_1;
2756                                        EM_S[INDEX4(k,m,3,1,numEq,numComp,4)]+=tmp34_1 + tmp35_1 + tmp36_1 + tmp37_1 + tmp38_1 + tmp39_1;
2757                                        EM_S[INDEX4(k,m,2,1,numEq,numComp,4)]+=tmp32_1 + tmp33_1 + tmp40_1 + tmp41_1;
2758                                        EM_S[INDEX4(k,m,0,2,numEq,numComp,4)]+=tmp42_1 + tmp43_1 + tmp44_1 + tmp45_1 + tmp46_1 + tmp47_1;
2759                                        EM_S[INDEX4(k,m,2,0,numEq,numComp,4)]+=tmp45_1 + tmp47_1 + tmp48_1 + tmp49_1 + tmp50_1 + tmp51_1;
2760                                        EM_S[INDEX4(k,m,1,3,numEq,numComp,4)]+=tmp37_1 + tmp39_1 + tmp52_1 + tmp53_1 + tmp54_1 + tmp55_1;
2761                                        EM_S[INDEX4(k,m,2,3,numEq,numComp,4)]+=tmp11_1 + tmp12_1 + tmp56_1 + tmp57_1 + tmp58_1 + tmp59_1;
2762                                        EM_S[INDEX4(k,m,2,2,numEq,numComp,4)]+=tmp60_1 + tmp61_1 + tmp62_1 + tmp63_1 + tmp64_1 + tmp65_1 + tmp66_1 + tmp67_1;
2763                                        EM_S[INDEX4(k,m,1,0,numEq,numComp,4)]+=tmp0_1 + tmp1_1 + tmp68_1 + tmp69_1 + tmp70_1 + tmp71_1;
2764                                        EM_S[INDEX4(k,m,0,3,numEq,numComp,4)]+=tmp40_1 + tmp41_1 + tmp7_1 + tmp8_1;
2765                                        EM_S[INDEX4(k,m,1,1,numEq,numComp,4)]+=tmp72_1 + tmp73_1 + tmp74_1 + tmp75_1 + tmp76_1 + tmp77_1 + tmp78_1 + tmp79_1;
2766                                    }
2767                                }
2768                            } else { // constant data
2769                                for (index_t k=0; k<numEq; k++) {
2770                                    for (index_t m=0; m<numComp; m++) {
2771                                        const register double B_0 = B_p[INDEX3(k,0,m, numEq, 2)];
2772                                        const register double B_1 = B_p[INDEX3(k,1,m, numEq, 2)];
2773                                        const register double tmp6_1 = B_1*w50;
2774                                        const register double tmp1_1 = B_1*w45;
2775                                        const register double tmp5_1 = B_1*w49;
2776                                        const register double tmp4_1 = B_1*w48;
2777                                        const register double tmp0_1 = B_0*w44;
2778                                        const register double tmp2_1 = B_0*w46;
2779                                        const register double tmp7_1 = B_0*w51;
2780                                        const register double tmp3_1 = B_0*w47;
2781                                        EM_S[INDEX4(k,m,0,1,numEq,numComp,4)]+=tmp0_1 + tmp1_1;
2782                                        EM_S[INDEX4(k,m,1,2,numEq,numComp,4)]+=tmp1_1 + tmp2_1;
2783                                        EM_S[INDEX4(k,m,3,2,numEq,numComp,4)]+=tmp3_1 + tmp4_1;
2784                                        EM_S[INDEX4(k,m,0,0,numEq,numComp,4)]+=tmp0_1 + tmp5_1;
2785                                        EM_S[INDEX4(k,m,3,3,numEq,numComp,4)]+=tmp3_1 + tmp6_1;
2786                                        EM_S[INDEX4(k,m,3,0,numEq,numComp,4)]+=tmp2_1 + tmp4_1;
2787                                        EM_S[INDEX4(k,m,3,1,numEq,numComp,4)]+=tmp2_1 + tmp6_1;
2788                                        EM_S[INDEX4(k,m,2,1,numEq,numComp,4)]+=tmp4_1 + tmp7_1;
2789                                        EM_S[INDEX4(k,m,0,2,numEq,numComp,4)]+=tmp5_1 + tmp7_1;
2790                                        EM_S[INDEX4(k,m,2,0,numEq,numComp,4)]+=tmp6_1 + tmp7_1;
2791                                        EM_S[INDEX4(k,m,1,3,numEq,numComp,4)]+=tmp2_1 + tmp5_1;
2792                                        EM_S[INDEX4(k,m,2,3,numEq,numComp,4)]+=tmp0_1 + tmp4_1;
2793                                        EM_S[INDEX4(k,m,2,2,numEq,numComp,4)]+=tmp0_1 + tmp6_1;
2794                                        EM_S[INDEX4(k,m,1,0,numEq,numComp,4)]+=tmp1_1 + tmp3_1;