/[escript]/trunk/ripley/src/Rectangle.cpp
ViewVC logotype

Diff of /trunk/ripley/src/Rectangle.cpp

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

branches/ripleygmg_from_3668/ripley/src/Rectangle.cpp revision 3744 by caltinay, Tue Dec 13 06:41:54 2011 UTC trunk/ripley/src/Rectangle.cpp revision 4597 by gross, Sun Dec 15 22:36:24 2013 UTC
# Line 1  Line 1 
1    
2  /*******************************************************  /*****************************************************************************
3  *  *
4  * Copyright (c) 2003-2011 by University of Queensland  * Copyright (c) 2003-2013 by University of Queensland
5  * Earth Systems Science Computational Center (ESSCC)  * http://www.uq.edu.au
 * http://www.uq.edu.au/esscc  
6  *  *
7  * Primary Business: Queensland, Australia  * Primary Business: Queensland, Australia
8  * Licensed under the Open Software License version 3.0  * Licensed under the Open Software License version 3.0
9  * http://www.opensource.org/licenses/osl-3.0.php  * http://www.opensource.org/licenses/osl-3.0.php
10  *  *
11  *******************************************************/  * Development until 2012 by Earth Systems Science Computational Center (ESSCC)
12    * Development since 2012 by School of Earth Sciences
13    *
14    *****************************************************************************/
15    
16  #include <ripley/Rectangle.h>  #include <ripley/Rectangle.h>
17  extern "C" {  #include <paso/SystemMatrix.h>
18  #include "paso/SystemMatrixPattern.h"  #include <esysUtils/esysFileWriter.h>
19  }  
20    #include <boost/scoped_array.hpp>
21    #include "esysUtils/EsysRandom.h"
22    
23    #ifdef USE_NETCDF
24    #include <netcdfcpp.h>
25    #endif
26    
27  #if USE_SILO  #if USE_SILO
28  #include <silo.h>  #include <silo.h>
# Line 26  extern "C" { Line 34  extern "C" {
34  #include <iomanip>  #include <iomanip>
35    
36  using namespace std;  using namespace std;
37    using esysUtils::FileWriter;
38    
39  namespace ripley {  namespace ripley {
40    
41  Rectangle::Rectangle(int n0, int n1, double l0, double l1, int d0, int d1) :  Rectangle::Rectangle(int n0, int n1, double x0, double y0, double x1,
42      RipleyDomain(2),                       double y1, int d0, int d1) :
43      m_gNE0(n0),      RipleyDomain(2)
     m_gNE1(n1),  
     m_l0(l0),  
     m_l1(l1),  
     m_NX(d0),  
     m_NY(d1)  
44  {  {
45        // ignore subdivision parameters for serial run
46        if (m_mpiInfo->size == 1) {
47            d0=1;
48            d1=1;
49        }
50    
51        bool warn=false;
52        // if number of subdivisions is non-positive, try to subdivide by the same
53        // ratio as the number of elements
54        if (d0<=0 && d1<=0) {
55            warn=true;
56            d0=max(1, (int)(sqrt(m_mpiInfo->size*(n0+1)/(float)(n1+1))));
57            d1=m_mpiInfo->size/d0;
58            if (d0*d1 != m_mpiInfo->size) {
59                // ratios not the same so subdivide side with more elements only
60                if (n0>n1) {
61                    d0=0;
62                    d1=1;
63                } else {
64                    d0=1;
65                    d1=0;
66                }
67            }
68        }
69        if (d0<=0) {
70            // d1 is preset, determine d0 - throw further down if result is no good
71            d0=m_mpiInfo->size/d1;
72        } else if (d1<=0) {
73            // d0 is preset, determine d1 - throw further down if result is no good
74            d1=m_mpiInfo->size/d0;
75        }
76    
77      // ensure number of subdivisions is valid and nodes can be distributed      // ensure number of subdivisions is valid and nodes can be distributed
78      // among number of ranks      // among number of ranks
79      if (m_NX*m_NY != m_mpiInfo->size)      if (d0*d1 != m_mpiInfo->size)
80          throw RipleyException("Invalid number of spatial subdivisions");          throw RipleyException("Invalid number of spatial subdivisions");
81    
82      if (n0%m_NX > 0 || n1%m_NY > 0)      if (warn) {
83          throw RipleyException("Number of elements must be separable into number of ranks in each dimension");          cout << "Warning: Automatic domain subdivision (d0=" << d0 << ", d1="
84                << d1 << "). This may not be optimal!" << endl;
85        }
86    
87        double l0 = x1-x0;
88        double l1 = y1-y0;
89        m_dx[0] = l0/n0;
90        m_dx[1] = l1/n1;
91    
92        if ((n0+1)%d0 > 0) {
93            n0=(int)round((float)(n0+1)/d0+0.5)*d0-1;
94            l0=m_dx[0]*n0;
95            cout << "Warning: Adjusted number of elements and length. N0="
96                << n0 << ", l0=" << l0 << endl;
97        }
98        if ((n1+1)%d1 > 0) {
99            n1=(int)round((float)(n1+1)/d1+0.5)*d1-1;
100            l1=m_dx[1]*n1;
101            cout << "Warning: Adjusted number of elements and length. N1="
102                << n1 << ", l1=" << l1 << endl;
103        }
104    
105        if ((d0 > 1 && (n0+1)/d0<2) || (d1 > 1 && (n1+1)/d1<2))
106            throw RipleyException("Too few elements for the number of ranks");
107    
108        m_gNE[0] = n0;
109        m_gNE[1] = n1;
110        m_origin[0] = x0;
111        m_origin[1] = y0;
112        m_length[0] = l0;
113        m_length[1] = l1;
114        m_NX[0] = d0;
115        m_NX[1] = d1;
116    
117        // local number of elements (with and without overlap)
118        m_NE[0] = m_ownNE[0] = (d0>1 ? (n0+1)/d0 : n0);
119        if (m_mpiInfo->rank%d0>0 && m_mpiInfo->rank%d0<d0-1)
120            m_NE[0]++;
121        else if (d0>1 && m_mpiInfo->rank%d0==d0-1)
122            m_ownNE[0]--;
123    
124        m_NE[1] = m_ownNE[1] = (d1>1 ? (n1+1)/d1 : n1);
125        if (m_mpiInfo->rank/d0>0 && m_mpiInfo->rank/d0<d1-1)
126            m_NE[1]++;
127        else if (d1>1 && m_mpiInfo->rank/d0==d1-1)
128            m_ownNE[1]--;
129    
130        // local number of nodes
131        m_NN[0] = m_NE[0]+1;
132        m_NN[1] = m_NE[1]+1;
133    
     // local number of elements  
     m_NE0 = n0/m_NX;  
     m_NE1 = n1/m_NY;  
     // local number of nodes (not necessarily owned)  
     m_N0 = m_NE0+1;  
     m_N1 = m_NE1+1;  
134      // bottom-left node is at (offset0,offset1) in global mesh      // bottom-left node is at (offset0,offset1) in global mesh
135      m_offset0 = m_NE0*(m_mpiInfo->rank%m_NX);      m_offset[0] = (n0+1)/d0*(m_mpiInfo->rank%d0);
136      m_offset1 = m_NE1*(m_mpiInfo->rank/m_NX);      if (m_offset[0] > 0)
137            m_offset[0]--;
138        m_offset[1] = (n1+1)/d1*(m_mpiInfo->rank/d0);
139        if (m_offset[1] > 0)
140            m_offset[1]--;
141    
142      populateSampleIds();      populateSampleIds();
143        createPattern();
144  }  }
145    
146  Rectangle::~Rectangle()  Rectangle::~Rectangle()
147  {  {
148        Paso_SystemMatrixPattern_free(m_pattern);
149        Paso_Connector_free(m_connector);
150  }  }
151    
152  string Rectangle::getDescription() const  string Rectangle::getDescription() const
# Line 72  bool Rectangle::operator==(const Abstrac Line 159  bool Rectangle::operator==(const Abstrac
159      const Rectangle* o=dynamic_cast<const Rectangle*>(&other);      const Rectangle* o=dynamic_cast<const Rectangle*>(&other);
160      if (o) {      if (o) {
161          return (RipleyDomain::operator==(other) &&          return (RipleyDomain::operator==(other) &&
162                  m_gNE0==o->m_gNE0 && m_gNE1==o->m_gNE1                  m_gNE[0]==o->m_gNE[0] && m_gNE[1]==o->m_gNE[1]
163                  && m_l0==o->m_l0 && m_l1==o->m_l1                  && m_origin[0]==o->m_origin[0] && m_origin[1]==o->m_origin[1]
164                  && m_NX==o->m_NX && m_NY==o->m_NY);                  && m_length[0]==o->m_length[0] && m_length[1]==o->m_length[1]
165                    && m_NX[0]==o->m_NX[0] && m_NX[1]==o->m_NX[1]);
166      }      }
167    
168      return false;      return false;
169  }  }
170    
171    void Rectangle::readNcGrid(escript::Data& out, string filename, string varname,
172                const vector<int>& first, const vector<int>& numValues,
173                const vector<int>& multiplier) const
174    {
175    #ifdef USE_NETCDF
176        // check destination function space
177        int myN0, myN1;
178        if (out.getFunctionSpace().getTypeCode() == Nodes) {
179            myN0 = m_NN[0];
180            myN1 = m_NN[1];
181        } else if (out.getFunctionSpace().getTypeCode() == Elements ||
182                    out.getFunctionSpace().getTypeCode() == ReducedElements) {
183            myN0 = m_NE[0];
184            myN1 = m_NE[1];
185        } else
186            throw RipleyException("readNcGrid(): invalid function space for output data object");
187    
188        if (first.size() != 2)
189            throw RipleyException("readNcGrid(): argument 'first' must have 2 entries");
190    
191        if (numValues.size() != 2)
192            throw RipleyException("readNcGrid(): argument 'numValues' must have 2 entries");
193    
194        if (multiplier.size() != 2)
195            throw RipleyException("readNcGrid(): argument 'multiplier' must have 2 entries");
196        for (size_t i=0; i<multiplier.size(); i++)
197            if (multiplier[i]<1)
198                throw RipleyException("readNcGrid(): all multipliers must be positive");
199    
200        // check file existence and size
201        NcFile f(filename.c_str(), NcFile::ReadOnly);
202        if (!f.is_valid())
203            throw RipleyException("readNcGrid(): cannot open file");
204    
205        NcVar* var = f.get_var(varname.c_str());
206        if (!var)
207            throw RipleyException("readNcGrid(): invalid variable");
208    
209        // TODO: rank>0 data support
210        const int numComp = out.getDataPointSize();
211        if (numComp > 1)
212            throw RipleyException("readNcGrid(): only scalar data supported");
213    
214        const int dims = var->num_dims();
215        boost::scoped_array<long> edges(var->edges());
216    
217        // is this a slice of the data object (dims!=2)?
218        // note the expected ordering of edges (as in numpy: y,x)
219        if ( (dims==2 && (numValues[1] > edges[0] || numValues[0] > edges[1]))
220                || (dims==1 && numValues[1]>1) ) {
221            throw RipleyException("readNcGrid(): not enough data in file");
222        }
223    
224        // check if this rank contributes anything
225        if (first[0] >= m_offset[0]+myN0 || first[0]+numValues[0]*multiplier[0] <= m_offset[0] ||
226                first[1] >= m_offset[1]+myN1 || first[1]+numValues[1]*multiplier[1] <= m_offset[1])
227            return;
228    
229        // now determine how much this rank has to write
230    
231        // first coordinates in data object to write to
232        const int first0 = max(0, first[0]-m_offset[0]);
233        const int first1 = max(0, first[1]-m_offset[1]);
234        // indices to first value in file
235        const int idx0 = max(0, m_offset[0]-first[0]);
236        const int idx1 = max(0, m_offset[1]-first[1]);
237        // number of values to read
238        const int num0 = min(numValues[0]-idx0, myN0-first0);
239        const int num1 = min(numValues[1]-idx1, myN1-first1);
240    
241        vector<double> values(num0*num1);
242        if (dims==2) {
243            var->set_cur(idx1, idx0);
244            var->get(&values[0], num1, num0);
245        } else {
246            var->set_cur(idx0);
247            var->get(&values[0], num0);
248        }
249    
250        const int dpp = out.getNumDataPointsPerSample();
251        out.requireWrite();
252    
253        for (index_t y=0; y<num1; y++) {
254    #pragma omp parallel for
255            for (index_t x=0; x<num0; x++) {
256                const int baseIndex = first0+x*multiplier[0]
257                                      +(first1+y*multiplier[1])*myN0;
258                const int srcIndex = y*num0+x;
259                if (!isnan(values[srcIndex])) {
260                    for (index_t m1=0; m1<multiplier[1]; m1++) {
261                        for (index_t m0=0; m0<multiplier[0]; m0++) {
262                            const int dataIndex = baseIndex+m0+m1*myN0;
263                            double* dest = out.getSampleDataRW(dataIndex);
264                            for (index_t q=0; q<dpp; q++) {
265                                *dest++ = values[srcIndex];
266                            }
267                        }
268                    }
269                }
270            }
271        }
272    #else
273        throw RipleyException("readNcGrid(): not compiled with netCDF support");
274    #endif
275    }
276    
277    void Rectangle::readBinaryGrid(escript::Data& out, string filename,
278                                   const vector<int>& first,
279                                   const vector<int>& numValues,
280                                   const std::vector<int>& multiplier,
281                                   int byteOrder, int dataType) const
282    {
283        // the mapping is not universally correct but should work on our
284        // supported platforms
285        switch (dataType) {
286            case DATATYPE_INT32:
287                readBinaryGridImpl<int>(out, filename, first, numValues,
288                                        multiplier, byteOrder);
289                break;
290            case DATATYPE_FLOAT32:
291                readBinaryGridImpl<float>(out, filename, first, numValues,
292                                          multiplier, byteOrder);
293                break;
294            case DATATYPE_FLOAT64:
295                readBinaryGridImpl<double>(out, filename, first, numValues,
296                                           multiplier, byteOrder);
297                break;
298            default:
299                throw RipleyException("readBinaryGrid(): invalid or unsupported datatype");
300        }
301    }
302    
303    template<typename ValueType>
304    void Rectangle::readBinaryGridImpl(escript::Data& out, const string& filename,
305                                       const vector<int>& first,
306                                       const vector<int>& numValues,
307                                       const std::vector<int>& multiplier,
308                                       int byteOrder) const
309    {
310        // check destination function space
311        int myN0, myN1;
312        if (out.getFunctionSpace().getTypeCode() == Nodes) {
313            myN0 = m_NN[0];
314            myN1 = m_NN[1];
315        } else if (out.getFunctionSpace().getTypeCode() == Elements ||
316                    out.getFunctionSpace().getTypeCode() == ReducedElements) {
317            myN0 = m_NE[0];
318            myN1 = m_NE[1];
319        } else
320            throw RipleyException("readBinaryGrid(): invalid function space for output data object");
321    
322        // check file existence and size
323        ifstream f(filename.c_str(), ifstream::binary);
324        if (f.fail()) {
325            throw RipleyException("readBinaryGrid(): cannot open file");
326        }
327        f.seekg(0, ios::end);
328        const int numComp = out.getDataPointSize();
329        const int filesize = f.tellg();
330        const int reqsize = numValues[0]*numValues[1]*numComp*sizeof(ValueType);
331        if (filesize < reqsize) {
332            f.close();
333            throw RipleyException("readBinaryGrid(): not enough data in file");
334        }
335    
336        // check if this rank contributes anything
337        if (first[0] >= m_offset[0]+myN0 || first[0]+numValues[0] <= m_offset[0] ||
338                first[1] >= m_offset[1]+myN1 || first[1]+numValues[1] <= m_offset[1]) {
339            f.close();
340            return;
341        }
342    
343        // now determine how much this rank has to write
344    
345        // first coordinates in data object to write to
346        const int first0 = max(0, first[0]-m_offset[0]);
347        const int first1 = max(0, first[1]-m_offset[1]);
348        // indices to first value in file
349        const int idx0 = max(0, m_offset[0]-first[0]);
350        const int idx1 = max(0, m_offset[1]-first[1]);
351        // number of values to read
352        const int num0 = min(numValues[0]-idx0, myN0-first0);
353        const int num1 = min(numValues[1]-idx1, myN1-first1);
354    
355        out.requireWrite();
356        vector<ValueType> values(num0*numComp);
357        const int dpp = out.getNumDataPointsPerSample();
358    
359        for (int y=0; y<num1; y++) {
360            const int fileofs = numComp*(idx0+(idx1+y)*numValues[0]);
361            f.seekg(fileofs*sizeof(ValueType));
362            f.read((char*)&values[0], num0*numComp*sizeof(ValueType));
363            for (int x=0; x<num0; x++) {
364                const int baseIndex = first0+x*multiplier[0]
365                                        +(first1+y*multiplier[1])*myN0;
366                for (int m1=0; m1<multiplier[1]; m1++) {
367                    for (int m0=0; m0<multiplier[0]; m0++) {
368                        const int dataIndex = baseIndex+m0+m1*myN0;
369                        double* dest = out.getSampleDataRW(dataIndex);
370                        for (int c=0; c<numComp; c++) {
371                            ValueType val = values[x*numComp+c];
372    
373                            if (byteOrder != BYTEORDER_NATIVE) {
374                                char* cval = reinterpret_cast<char*>(&val);
375                                // this will alter val!!
376                                byte_swap32(cval);
377                            }
378                            if (!std::isnan(val)) {
379                                for (int q=0; q<dpp; q++) {
380                                    *dest++ = static_cast<double>(val);
381                                }
382                            }
383                        }
384                    }
385                }
386            }
387        }
388    
389        f.close();
390    }
391    
392    void Rectangle::writeBinaryGrid(const escript::Data& in, string filename,
393                                    int byteOrder, int dataType) const
394    {
395        // the mapping is not universally correct but should work on our
396        // supported platforms
397        switch (dataType) {
398            case DATATYPE_INT32:
399                writeBinaryGridImpl<int>(in, filename, byteOrder);
400                break;
401            case DATATYPE_FLOAT32:
402                writeBinaryGridImpl<float>(in, filename, byteOrder);
403                break;
404            case DATATYPE_FLOAT64:
405                writeBinaryGridImpl<double>(in, filename, byteOrder);
406                break;
407            default:
408                throw RipleyException("writeBinaryGrid(): invalid or unsupported datatype");
409        }
410    }
411    
412    template<typename ValueType>
413    void Rectangle::writeBinaryGridImpl(const escript::Data& in,
414                                        const string& filename, int byteOrder) const
415    {
416        // check function space and determine number of points
417        int myN0, myN1;
418        int totalN0, totalN1;
419        if (in.getFunctionSpace().getTypeCode() == Nodes) {
420            myN0 = m_NN[0];
421            myN1 = m_NN[1];
422            totalN0 = m_gNE[0]+1;
423            totalN1 = m_gNE[1]+1;
424        } else if (in.getFunctionSpace().getTypeCode() == Elements ||
425                    in.getFunctionSpace().getTypeCode() == ReducedElements) {
426            myN0 = m_NE[0];
427            myN1 = m_NE[1];
428            totalN0 = m_gNE[0];
429            totalN1 = m_gNE[1];
430        } else
431            throw RipleyException("writeBinaryGrid(): invalid function space of data object");
432    
433        const int numComp = in.getDataPointSize();
434        const int dpp = in.getNumDataPointsPerSample();
435    
436        if (numComp > 1 || dpp > 1)
437            throw RipleyException("writeBinaryGrid(): only scalar, single-value data supported");
438    
439        escript::Data* _in = const_cast<escript::Data*>(&in);
440        const int fileSize = sizeof(ValueType)*numComp*dpp*totalN0*totalN1;
441    
442        // from here on we know that each sample consists of one value
443        FileWriter fw;
444        fw.openFile(filename, fileSize);
445        MPIBarrier();
446    
447        for (index_t y=0; y<myN1; y++) {
448            const int fileofs = (m_offset[0]+(m_offset[1]+y)*totalN0)*sizeof(ValueType);
449            ostringstream oss;
450    
451            for (index_t x=0; x<myN0; x++) {
452                const double* sample = _in->getSampleDataRO(y*myN0+x);
453                ValueType fvalue = static_cast<ValueType>(*sample);
454                if (byteOrder == BYTEORDER_NATIVE) {
455                    oss.write((char*)&fvalue, sizeof(fvalue));
456                } else {
457                    char* value = reinterpret_cast<char*>(&fvalue);
458                    oss.write(byte_swap32(value), sizeof(fvalue));
459                }
460            }
461            fw.writeAt(oss, fileofs);
462        }
463        fw.close();
464    }
465    
466  void Rectangle::dump(const string& fileName) const  void Rectangle::dump(const string& fileName) const
467  {  {
468  #if USE_SILO  #if USE_SILO
# Line 88  void Rectangle::dump(const string& fileN Line 471  void Rectangle::dump(const string& fileN
471          fn+=".silo";          fn+=".silo";
472      }      }
473    
     const int NUM_SILO_FILES = 1;  
     const char* blockDirFmt = "/block%04d";  
474      int driver=DB_HDF5;          int driver=DB_HDF5;    
     string siloPath;  
475      DBfile* dbfile = NULL;      DBfile* dbfile = NULL;
476        const char* blockDirFmt = "/block%04d";
477    
478  #ifdef ESYS_MPI  #ifdef ESYS_MPI
479      PMPIO_baton_t* baton = NULL;      PMPIO_baton_t* baton = NULL;
480        const int NUM_SILO_FILES = 1;
481  #endif  #endif
482    
483      if (m_mpiInfo->size > 1) {      if (m_mpiInfo->size > 1) {
# Line 111  void Rectangle::dump(const string& fileN Line 493  void Rectangle::dump(const string& fileN
493                          PMPIO_DefaultClose, (void*)&driver);                          PMPIO_DefaultClose, (void*)&driver);
494          }          }
495          if (baton) {          if (baton) {
496              char str[64];              char siloPath[64];
497              snprintf(str, 64, blockDirFmt, PMPIO_RankInGroup(baton, m_mpiInfo->rank));              snprintf(siloPath, 64, blockDirFmt, PMPIO_RankInGroup(baton, m_mpiInfo->rank));
498              siloPath = str;              dbfile = (DBfile*) PMPIO_WaitForBaton(baton, fn.c_str(), siloPath);
             dbfile = (DBfile*) PMPIO_WaitForBaton(baton, fn.c_str(), siloPath.c_str());  
499          }          }
500  #endif  #endif
501      } else {      } else {
# Line 126  void Rectangle::dump(const string& fileN Line 507  void Rectangle::dump(const string& fileN
507              dbfile = DBCreate(fn.c_str(), DB_CLOBBER, DB_LOCAL,              dbfile = DBCreate(fn.c_str(), DB_CLOBBER, DB_LOCAL,
508                      getDescription().c_str(), driver);                      getDescription().c_str(), driver);
509          }          }
510            char siloPath[64];
511            snprintf(siloPath, 64, blockDirFmt, 0);
512            DBMkDir(dbfile, siloPath);
513            DBSetDir(dbfile, siloPath);
514      }      }
515    
516      if (!dbfile)      if (!dbfile)
# Line 140  void Rectangle::dump(const string& fileN Line 525  void Rectangle::dump(const string& fileN
525      }      }
526      */      */
527    
528      boost::scoped_ptr<double> x(new double[m_N0]);      boost::scoped_ptr<double> x(new double[m_NN[0]]);
529      boost::scoped_ptr<double> y(new double[m_N1]);      boost::scoped_ptr<double> y(new double[m_NN[1]]);
530      double* coords[2] = { x.get(), y.get() };      double* coords[2] = { x.get(), y.get() };
     pair<double,double> xdx = getFirstCoordAndSpacing(0);  
     pair<double,double> ydy = getFirstCoordAndSpacing(1);  
531  #pragma omp parallel  #pragma omp parallel
532      {      {
533  #pragma omp for nowait  #pragma omp for nowait
534          for (dim_t i0 = 0; i0 < m_N0; i0++) {          for (dim_t i0 = 0; i0 < m_NN[0]; i0++) {
535              coords[0][i0]=xdx.first+i0*xdx.second;              coords[0][i0]=getLocalCoordinate(i0, 0);
536          }          }
537  #pragma omp for nowait  #pragma omp for nowait
538          for (dim_t i1 = 0; i1 < m_N1; i1++) {          for (dim_t i1 = 0; i1 < m_NN[1]; i1++) {
539              coords[1][i1]=ydy.first+i1*ydy.second;              coords[1][i1]=getLocalCoordinate(i1, 1);
540          }          }
541      }      }
542      IndexVector dims = getNumNodesPerDim();      int* dims = const_cast<int*>(getNumNodesPerDim());
543    
544      // write mesh      // write mesh
545      DBPutQuadmesh(dbfile, "mesh", NULL, coords, &dims[0], 2, DB_DOUBLE,      DBPutQuadmesh(dbfile, "mesh", NULL, coords, dims, 2, DB_DOUBLE,
546              DB_COLLINEAR, NULL);              DB_COLLINEAR, NULL);
547    
548      // write node ids      // write node ids
549      DBPutQuadvar1(dbfile, "nodeId", "mesh", (void*)&m_nodeId[0], &dims[0], 2,      DBPutQuadvar1(dbfile, "nodeId", "mesh", (void*)&m_nodeId[0], dims, 2,
550              NULL, 0, DB_INT, DB_NODECENT, NULL);              NULL, 0, DB_INT, DB_NODECENT, NULL);
551    
552      // write element ids      // write element ids
553      dims = getNumElementsPerDim();      dims = const_cast<int*>(getNumElementsPerDim());
554      DBPutQuadvar1(dbfile, "elementId", "mesh", (void*)&m_elementId[0],      DBPutQuadvar1(dbfile, "elementId", "mesh", (void*)&m_elementId[0],
555              &dims[0], 2, NULL, 0, DB_INT, DB_ZONECENT, NULL);              dims, 2, NULL, 0, DB_INT, DB_ZONECENT, NULL);
556    
557      // rank 0 writes multimesh and multivar      // rank 0 writes multimesh and multivar
558      if (m_mpiInfo->rank == 0) {      if (m_mpiInfo->rank == 0) {
# Line 218  void Rectangle::dump(const string& fileN Line 601  void Rectangle::dump(const string& fileN
601      }      }
602    
603  #else // USE_SILO  #else // USE_SILO
604      throw RipleyException("dump(): no Silo support");      throw RipleyException("dump: no Silo support");
605  #endif  #endif
606  }  }
607    
# Line 226  const int* Rectangle::borrowSampleRefere Line 609  const int* Rectangle::borrowSampleRefere
609  {  {
610      switch (fsType) {      switch (fsType) {
611          case Nodes:          case Nodes:
612            case ReducedNodes: // FIXME: reduced
613              return &m_nodeId[0];              return &m_nodeId[0];
614          case DegreesOfFreedom:          case DegreesOfFreedom:
615          case ReducedDegreesOfFreedom: //FIXME: reduced          case ReducedDegreesOfFreedom: // FIXME: reduced
616              return &m_dofId[0];              return &m_dofId[0];
617          case Elements:          case Elements:
618          case ReducedElements:          case ReducedElements:
# Line 241  const int* Rectangle::borrowSampleRefere Line 625  const int* Rectangle::borrowSampleRefere
625      }      }
626    
627      stringstream msg;      stringstream msg;
628      msg << "borrowSampleReferenceIDs() not implemented for function space type "      msg << "borrowSampleReferenceIDs: invalid function space type " << fsType;
         << functionSpaceTypeAsString(fsType);  
629      throw RipleyException(msg.str());      throw RipleyException(msg.str());
630  }  }
631    
632  bool Rectangle::ownSample(int fsCode, index_t id) const  bool Rectangle::ownSample(int fsType, index_t id) const
633  {  {
634  #ifdef ESYS_MPI      if (getMPISize()==1)
635      if (fsCode != ReducedNodes) {          return true;
636          const index_t myFirst=m_nodeDistribution[m_mpiInfo->rank];  
637          const index_t myLast=m_nodeDistribution[m_mpiInfo->rank+1]-1;      switch (fsType) {
638          return (m_nodeId[id]>=myFirst && m_nodeId[id]<=myLast);          case Nodes:
639      } else {          case ReducedNodes: // FIXME: reduced
640          stringstream msg;              return (m_dofMap[id] < getNumDOF());
641          msg << "ownSample() not implemented for "          case DegreesOfFreedom:
642              << functionSpaceTypeAsString(fsCode);          case ReducedDegreesOfFreedom:
643          throw RipleyException(msg.str());              return true;
644            case Elements:
645            case ReducedElements:
646                // check ownership of element's bottom left node
647                return (m_dofMap[id%m_NE[0]+m_NN[0]*(id/m_NE[0])] < getNumDOF());
648            case FaceElements:
649            case ReducedFaceElements:
650                {
651                    // determine which face the sample belongs to before
652                    // checking ownership of corresponding element's first node
653                    dim_t n=0;
654                    for (size_t i=0; i<4; i++) {
655                        n+=m_faceCount[i];
656                        if (id<n) {
657                            index_t k;
658                            if (i==1)
659                                k=m_NN[0]-2;
660                            else if (i==3)
661                                k=m_NN[0]*(m_NN[1]-2);
662                            else
663                                k=0;
664                            // determine whether to move right or up
665                            const index_t delta=(i/2==0 ? m_NN[0] : 1);
666                            return (m_dofMap[k+(id-n+m_faceCount[i])*delta] < getNumDOF());
667                        }
668                    }
669                    return false;
670                }
671            default:
672                break;
673      }      }
674  #else  
675      return true;      stringstream msg;
676  #endif      msg << "ownSample: invalid function space type " << fsType;
677        throw RipleyException(msg.str());
678  }  }
679    
680  void Rectangle::setToGradient(escript::Data& out, const escript::Data& cIn) const  void Rectangle::setToNormal(escript::Data& out) const
681  {  {
682      escript::Data& in = *const_cast<escript::Data*>(&cIn);      if (out.getFunctionSpace().getTypeCode() == FaceElements) {
683      const dim_t numComp = in.getDataPointSize();          out.requireWrite();
     const double h0 = m_l0/m_gNE0;  
     const double h1 = m_l1/m_gNE1;  
     const double cx0 = -1./h0;  
     const double cx1 = -.78867513459481288225/h0;  
     const double cx2 = -.5/h0;  
     const double cx3 = -.21132486540518711775/h0;  
     const double cx4 = .21132486540518711775/h0;  
     const double cx5 = .5/h0;  
     const double cx6 = .78867513459481288225/h0;  
     const double cx7 = 1./h0;  
     const double cy0 = -1./h1;  
     const double cy1 = -.78867513459481288225/h1;  
     const double cy2 = -.5/h1;  
     const double cy3 = -.21132486540518711775/h1;  
     const double cy4 = .21132486540518711775/h1;  
     const double cy5 = .5/h1;  
     const double cy6 = .78867513459481288225/h1;  
     const double cy7 = 1./h1;  
   
     if (out.getFunctionSpace().getTypeCode() == Elements) {  
         /*** GENERATOR SNIP_GRAD_ELEMENTS TOP */  
 #pragma omp parallel for  
         for (index_t k1=0; k1 < m_NE1; ++k1) {  
             for (index_t k0=0; k0 < m_NE0; ++k0) {  
                 const register double* f_10 = in.getSampleDataRO(INDEX2(k0+1,k1, m_N0));  
                 const register double* f_11 = in.getSampleDataRO(INDEX2(k0+1,k1+1, m_N0));  
                 const register double* f_01 = in.getSampleDataRO(INDEX2(k0,k1+1, m_N0));  
                 const register double* f_00 = in.getSampleDataRO(INDEX2(k0,k1, m_N0));  
                 double* o = out.getSampleDataRW(INDEX2(k0,k1,m_NE0));  
                 for (index_t i=0; i < numComp; ++i) {  
                     o[INDEX3(i,0,0,numComp,2)] = f_00[i]*cx1 + f_01[i]*cx3 + f_10[i]*cx6 + f_11[i]*cx4;  
                     o[INDEX3(i,1,0,numComp,2)] = f_00[i]*cy1 + f_01[i]*cy6 + f_10[i]*cy3 + f_11[i]*cy4;  
                     o[INDEX3(i,0,1,numComp,2)] = f_00[i]*cx1 + f_01[i]*cx3 + f_10[i]*cx6 + f_11[i]*cx4;  
                     o[INDEX3(i,1,1,numComp,2)] = f_00[i]*cy3 + f_01[i]*cy4 + f_10[i]*cy1 + f_11[i]*cy6;  
                     o[INDEX3(i,0,2,numComp,2)] = f_00[i]*cx3 + f_01[i]*cx1 + f_10[i]*cx4 + f_11[i]*cx6;  
                     o[INDEX3(i,1,2,numComp,2)] = f_00[i]*cy1 + f_01[i]*cy6 + f_10[i]*cy3 + f_11[i]*cy4;  
                     o[INDEX3(i,0,3,numComp,2)] = f_00[i]*cx3 + f_01[i]*cx1 + f_10[i]*cx4 + f_11[i]*cx6;  
                     o[INDEX3(i,1,3,numComp,2)] = f_00[i]*cy3 + f_01[i]*cy4 + f_10[i]*cy1 + f_11[i]*cy6;  
                 } /* end of component loop i */  
             } /* end of k0 loop */  
         } /* end of k1 loop */  
         /* GENERATOR SNIP_GRAD_ELEMENTS BOTTOM */  
     } else if (out.getFunctionSpace().getTypeCode() == ReducedElements) {  
         /*** GENERATOR SNIP_GRAD_REDUCED_ELEMENTS TOP */  
 #pragma omp parallel for  
         for (index_t k1=0; k1 < m_NE1; ++k1) {  
             for (index_t k0=0; k0 < m_NE0; ++k0) {  
                 const register double* f_10 = in.getSampleDataRO(INDEX2(k0+1,k1, m_N0));  
                 const register double* f_11 = in.getSampleDataRO(INDEX2(k0+1,k1+1, m_N0));  
                 const register double* f_01 = in.getSampleDataRO(INDEX2(k0,k1+1, m_N0));  
                 const register double* f_00 = in.getSampleDataRO(INDEX2(k0,k1, m_N0));  
                 double* o = out.getSampleDataRW(INDEX2(k0,k1,m_NE0));  
                 for (index_t i=0; i < numComp; ++i) {  
                     o[INDEX3(i,0,0,numComp,2)] = cx5*(f_10[i] + f_11[i]) + cx2*(f_00[i] + f_01[i]);  
                     o[INDEX3(i,1,0,numComp,2)] = cy2*(f_00[i] + f_10[i]) + cy5*(f_01[i] + f_11[i]);  
                 } /* end of component loop i */  
             } /* end of k0 loop */  
         } /* end of k1 loop */  
         /* GENERATOR SNIP_GRAD_REDUCED_ELEMENTS BOTTOM */  
     } else if (out.getFunctionSpace().getTypeCode() == FaceElements) {  
684  #pragma omp parallel  #pragma omp parallel
685          {          {
             /*** GENERATOR SNIP_GRAD_FACES TOP */  
686              if (m_faceOffset[0] > -1) {              if (m_faceOffset[0] > -1) {
687  #pragma omp for nowait  #pragma omp for nowait
688                  for (index_t k1=0; k1 < m_NE1; ++k1) {                  for (index_t k1 = 0; k1 < m_NE[1]; ++k1) {
                     const register double* f_10 = in.getSampleDataRO(INDEX2(1,k1, m_N0));  
                     const register double* f_11 = in.getSampleDataRO(INDEX2(1,k1+1, m_N0));  
                     const register double* f_01 = in.getSampleDataRO(INDEX2(0,k1+1, m_N0));  
                     const register double* f_00 = in.getSampleDataRO(INDEX2(0,k1, m_N0));  
689                      double* o = out.getSampleDataRW(m_faceOffset[0]+k1);                      double* o = out.getSampleDataRW(m_faceOffset[0]+k1);
690                      for (index_t i=0; i < numComp; ++i) {                      // set vector at two quadrature points
691                          o[INDEX3(i,0,0,numComp,2)] = f_00[i]*cx1 + f_01[i]*cx3 + f_10[i]*cx6 + f_11[i]*cx4;                      *o++ = -1.;
692                          o[INDEX3(i,1,0,numComp,2)] = f_00[i]*cy0 + f_01[i]*cy7;                      *o++ = 0.;
693                          o[INDEX3(i,0,1,numComp,2)] = f_00[i]*cx3 + f_01[i]*cx1 + f_10[i]*cx4 + f_11[i]*cx6;                      *o++ = -1.;
694                          o[INDEX3(i,1,1,numComp,2)] = f_00[i]*cy0 + f_01[i]*cy7;                      *o = 0.;
695                      } /* end of component loop i */                  }
696                  } /* end of k1 loop */              }
697              } /* end of face 0 */  
698              if (m_faceOffset[1] > -1) {              if (m_faceOffset[1] > -1) {
699  #pragma omp for nowait  #pragma omp for nowait
700                  for (index_t k1=0; k1 < m_NE1; ++k1) {                  for (index_t k1 = 0; k1 < m_NE[1]; ++k1) {
                     const register double* f_10 = in.getSampleDataRO(INDEX2(m_N0-1,k1, m_N0));  
                     const register double* f_11 = in.getSampleDataRO(INDEX2(m_N0-1,k1+1, m_N0));  
                     const register double* f_01 = in.getSampleDataRO(INDEX2(m_N0-2,k1+1, m_N0));  
                     const register double* f_00 = in.getSampleDataRO(INDEX2(m_N0-2,k1, m_N0));  
701                      double* o = out.getSampleDataRW(m_faceOffset[1]+k1);                      double* o = out.getSampleDataRW(m_faceOffset[1]+k1);
702                      for (index_t i=0; i < numComp; ++i) {                      // set vector at two quadrature points
703                          o[INDEX3(i,0,0,numComp,2)] = f_00[i]*cx1 + f_01[i]*cx3 + f_10[i]*cx6 + f_11[i]*cx4;                      *o++ = 1.;
704                          o[INDEX3(i,1,0,numComp,2)] = f_10[i]*cy0 + f_11[i]*cy7;                      *o++ = 0.;
705                          o[INDEX3(i,0,1,numComp,2)] = f_00[i]*cx3 + f_01[i]*cx1 + f_10[i]*cx4 + f_11[i]*cx6;                      *o++ = 1.;
706                          o[INDEX3(i,1,1,numComp,2)] = f_10[i]*cy0 + f_11[i]*cy7;                      *o = 0.;
707                      } /* end of component loop i */                  }
708                  } /* end of k1 loop */              }
709              } /* end of face 1 */  
710              if (m_faceOffset[2] > -1) {              if (m_faceOffset[2] > -1) {
711  #pragma omp for nowait  #pragma omp for nowait
712                  for (index_t k0=0; k0 < m_NE0; ++k0) {                  for (index_t k0 = 0; k0 < m_NE[0]; ++k0) {
                     const register double* f_00 = in.getSampleDataRO(INDEX2(k0,0, m_N0));  
                     const register double* f_10 = in.getSampleDataRO(INDEX2(k0+1,0, m_N0));  
                     const register double* f_11 = in.getSampleDataRO(INDEX2(k0+1,1, m_N0));  
                     const register double* f_01 = in.getSampleDataRO(INDEX2(k0,1, m_N0));  
713                      double* o = out.getSampleDataRW(m_faceOffset[2]+k0);                      double* o = out.getSampleDataRW(m_faceOffset[2]+k0);
714                      for (index_t i=0; i < numComp; ++i) {                      // set vector at two quadrature points
715                          o[INDEX3(i,0,0,numComp,2)] = f_00[i]*cx0 + f_10[i]*cx7;                      *o++ = 0.;
716                          o[INDEX3(i,1,0,numComp,2)] = f_00[i]*cy1 + f_01[i]*cy6 + f_10[i]*cy3 + f_11[i]*cy4;                      *o++ = -1.;
717                          o[INDEX3(i,0,1,numComp,2)] = f_00[i]*cx0 + f_10[i]*cx7;                      *o++ = 0.;
718                          o[INDEX3(i,1,1,numComp,2)] = f_00[i]*cy3 + f_01[i]*cy4 + f_10[i]*cy1 + f_11[i]*cy6;                      *o = -1.;
719                      } /* end of component loop i */                  }
720                  } /* end of k0 loop */              }
721              } /* end of face 2 */  
722              if (m_faceOffset[3] > -1) {              if (m_faceOffset[3] > -1) {
723  #pragma omp for nowait  #pragma omp for nowait
724                  for (index_t k0=0; k0 < m_NE0; ++k0) {                  for (index_t k0 = 0; k0 < m_NE[0]; ++k0) {
                     const register double* f_11 = in.getSampleDataRO(INDEX2(k0+1,m_N1-1, m_N0));  
                     const register double* f_01 = in.getSampleDataRO(INDEX2(k0,m_N1-1, m_N0));  
                     const register double* f_10 = in.getSampleDataRO(INDEX2(k0+1,m_N1-2, m_N0));  
                     const register double* f_00 = in.getSampleDataRO(INDEX2(k0,m_N1-2, m_N0));  
725                      double* o = out.getSampleDataRW(m_faceOffset[3]+k0);                      double* o = out.getSampleDataRW(m_faceOffset[3]+k0);
726                      for (index_t i=0; i < numComp; ++i) {                      // set vector at two quadrature points
727                          o[INDEX3(i,0,0,numComp,2)] = f_01[i]*cx0 + f_11[i]*cx7;                      *o++ = 0.;
728                          o[INDEX3(i,1,0,numComp,2)] = f_00[i]*cy1 + f_01[i]*cy6 + f_10[i]*cy3 + f_11[i]*cy4;                      *o++ = 1.;
729                          o[INDEX3(i,0,1,numComp,2)] = f_01[i]*cx0 + f_11[i]*cx7;                      *o++ = 0.;
730                          o[INDEX3(i,1,1,numComp,2)] = f_00[i]*cy3 + f_01[i]*cy4 + f_10[i]*cy1 + f_11[i]*cy6;                      *o = 1.;
731                      } /* end of component loop i */                  }
732                  } /* end of k0 loop */              }
             } /* end of face 3 */  
             /* GENERATOR SNIP_GRAD_FACES BOTTOM */  
733          } // end of parallel section          } // end of parallel section
734      } else if (out.getFunctionSpace().getTypeCode() == ReducedFaceElements) {      } else if (out.getFunctionSpace().getTypeCode() == ReducedFaceElements) {
735            out.requireWrite();
736  #pragma omp parallel  #pragma omp parallel
737          {          {
             /*** GENERATOR SNIP_GRAD_REDUCED_FACES TOP */  
738              if (m_faceOffset[0] > -1) {              if (m_faceOffset[0] > -1) {
739  #pragma omp for nowait  #pragma omp for nowait
740                  for (index_t k1=0; k1 < m_NE1; ++k1) {                  for (index_t k1 = 0; k1 < m_NE[1]; ++k1) {
                     const register double* f_10 = in.getSampleDataRO(INDEX2(1,k1, m_N0));  
                     const register double* f_11 = in.getSampleDataRO(INDEX2(1,k1+1, m_N0));  
                     const register double* f_01 = in.getSampleDataRO(INDEX2(0,k1+1, m_N0));  
                     const register double* f_00 = in.getSampleDataRO(INDEX2(0,k1, m_N0));  
741                      double* o = out.getSampleDataRW(m_faceOffset[0]+k1);                      double* o = out.getSampleDataRW(m_faceOffset[0]+k1);
742                      for (index_t i=0; i < numComp; ++i) {                      *o++ = -1.;
743                          o[INDEX3(i,0,0,numComp,2)] = cx5*(f_10[i] + f_11[i]) + cx2*(f_00[i] + f_01[i]);                      *o = 0.;
744                          o[INDEX3(i,1,0,numComp,2)] = f_00[i]*cy0 + f_01[i]*cy7;                  }
745                      } /* end of component loop i */              }
746                  } /* end of k1 loop */  
             } /* end of face 0 */  
747              if (m_faceOffset[1] > -1) {              if (m_faceOffset[1] > -1) {
748  #pragma omp for nowait  #pragma omp for nowait
749                  for (index_t k1=0; k1 < m_NE1; ++k1) {                  for (index_t k1 = 0; k1 < m_NE[1]; ++k1) {
                     const register double* f_10 = in.getSampleDataRO(INDEX2(m_N0-1,k1, m_N0));  
                     const register double* f_11 = in.getSampleDataRO(INDEX2(m_N0-1,k1+1, m_N0));  
                     const register double* f_01 = in.getSampleDataRO(INDEX2(m_N0-2,k1+1, m_N0));  
                     const register double* f_00 = in.getSampleDataRO(INDEX2(m_N0-2,k1, m_N0));  
750                      double* o = out.getSampleDataRW(m_faceOffset[1]+k1);                      double* o = out.getSampleDataRW(m_faceOffset[1]+k1);
751                      for (index_t i=0; i < numComp; ++i) {                      *o++ = 1.;
752                          o[INDEX3(i,0,0,numComp,2)] = cx5*(f_10[i] + f_11[i]) + cx2*(f_00[i] + f_01[i]);                      *o = 0.;
753                          o[INDEX3(i,1,0,numComp,2)] = f_10[i]*cy0 + f_11[i]*cy7;                  }
754                      } /* end of component loop i */              }
755                  } /* end of k1 loop */  
             } /* end of face 1 */  
756              if (m_faceOffset[2] > -1) {              if (m_faceOffset[2] > -1) {
757  #pragma omp for nowait  #pragma omp for nowait
758                  for (index_t k0=0; k0 < m_NE0; ++k0) {                  for (index_t k0 = 0; k0 < m_NE[0]; ++k0) {
                     const register double* f_00 = in.getSampleDataRO(INDEX2(k0,0, m_N0));  
                     const register double* f_10 = in.getSampleDataRO(INDEX2(k0+1,0, m_N0));  
                     const register double* f_11 = in.getSampleDataRO(INDEX2(k0+1,1, m_N0));  
                     const register double* f_01 = in.getSampleDataRO(INDEX2(k0,1, m_N0));  
759                      double* o = out.getSampleDataRW(m_faceOffset[2]+k0);                      double* o = out.getSampleDataRW(m_faceOffset[2]+k0);
760                      for (index_t i=0; i < numComp; ++i) {                      *o++ = 0.;
761                          o[INDEX3(i,0,0,numComp,2)] = f_00[i]*cx0 + f_10[i]*cx7;                      *o = -1.;
762                          o[INDEX3(i,1,0,numComp,2)] = cy2*(f_00[i] + f_10[i]) + cy5*(f_01[i] + f_11[i]);                  }
763                      } /* end of component loop i */              }
764                  } /* end of k0 loop */  
             } /* end of face 2 */  
765              if (m_faceOffset[3] > -1) {              if (m_faceOffset[3] > -1) {
766  #pragma omp for nowait  #pragma omp for nowait
767                  for (index_t k0=0; k0 < m_NE0; ++k0) {                  for (index_t k0 = 0; k0 < m_NE[0]; ++k0) {
                     const register double* f_11 = in.getSampleDataRO(INDEX2(k0+1,m_N1-1, m_N0));  
                     const register double* f_01 = in.getSampleDataRO(INDEX2(k0,m_N1-1, m_N0));  
                     const register double* f_10 = in.getSampleDataRO(INDEX2(k0+1,m_N1-2, m_N0));  
                     const register double* f_00 = in.getSampleDataRO(INDEX2(k0,m_N1-2, m_N0));  
768                      double* o = out.getSampleDataRW(m_faceOffset[3]+k0);                      double* o = out.getSampleDataRW(m_faceOffset[3]+k0);
769                      for (index_t i=0; i < numComp; ++i) {                      *o++ = 0.;
770                          o[INDEX3(i,0,0,numComp,2)] = f_01[i]*cx0 + f_11[i]*cx7;                      *o = 1.;
771                          o[INDEX3(i,1,0,numComp,2)] = cy5*(f_01[i] + f_11[i]) + cy2*(f_00[i] + f_10[i]);                  }
772                      } /* end of component loop i */              }
                 } /* end of k0 loop */  
             } /* end of face 3 */  
             /* GENERATOR SNIP_GRAD_REDUCED_FACES BOTTOM */  
773          } // end of parallel section          } // end of parallel section
774    
775      } else {      } else {
776          stringstream msg;          stringstream msg;
777          msg << "setToGradient() not implemented for "          msg << "setToNormal: invalid function space type "
778              << functionSpaceTypeAsString(out.getFunctionSpace().getTypeCode());              << out.getFunctionSpace().getTypeCode();
779          throw RipleyException(msg.str());          throw RipleyException(msg.str());
780      }      }
781  }  }
782    
783  void Rectangle::setToIntegrals(vector<double>& integrals, const escript::Data& arg) const  void Rectangle::setToSize(escript::Data& out) const
784  {  {
785      escript::Data& in = *const_cast<escript::Data*>(&arg);      if (out.getFunctionSpace().getTypeCode() == Elements
786      const dim_t numComp = in.getDataPointSize();              || out.getFunctionSpace().getTypeCode() == ReducedElements) {
787      const double h0 = m_l0/m_gNE0;          out.requireWrite();
788      const double h1 = m_l1/m_gNE1;          const dim_t numQuad=out.getNumDataPointsPerSample();
789      if (arg.getFunctionSpace().getTypeCode() == Elements) {          const double size=sqrt(m_dx[0]*m_dx[0]+m_dx[1]*m_dx[1]);
790          const double w_0 = h0*h1/4.;  #pragma omp parallel for
791            for (index_t k = 0; k < getNumElements(); ++k) {
792                double* o = out.getSampleDataRW(k);
793                fill(o, o+numQuad, size);
794            }
795        } else if (out.getFunctionSpace().getTypeCode() == FaceElements
796                || out.getFunctionSpace().getTypeCode() == ReducedFaceElements) {
797            out.requireWrite();
798            const dim_t numQuad=out.getNumDataPointsPerSample();
799  #pragma omp parallel  #pragma omp parallel
800          {          {
801              vector<double> int_local(numComp, 0);              if (m_faceOffset[0] > -1) {
802  #pragma omp for nowait  #pragma omp for nowait
803              for (index_t k1 = 0; k1 < m_NE1; ++k1) {                  for (index_t k1 = 0; k1 < m_NE[1]; ++k1) {
804                  for (index_t k0 = 0; k0 < m_NE0; ++k0) {                      double* o = out.getSampleDataRW(m_faceOffset[0]+k1);
805                      const double* f = in.getSampleDataRO(INDEX2(k0, k1, m_NE0));                      fill(o, o+numQuad, m_dx[1]);
806                      for (index_t i=0; i < numComp; ++i) {                  }
807                          const register double f_0 = f[INDEX2(i,0,numComp)];              }
                         const register double f_1 = f[INDEX2(i,1,numComp)];  
                         const register double f_2 = f[INDEX2(i,2,numComp)];  
                         const register double f_3 = f[INDEX2(i,3,numComp)];  
                         int_local[i]+=(f_0+f_1+f_2+f_3)*w_0;  
                     }  /* end of component loop i */  
                 } /* end of k0 loop */  
             } /* end of k1 loop */  
808    
809  #pragma omp critical              if (m_faceOffset[1] > -1) {
810              for (index_t i=0; i<numComp; i++)  #pragma omp for nowait
811                  integrals[i]+=int_local[i];                  for (index_t k1 = 0; k1 < m_NE[1]; ++k1) {
812                        double* o = out.getSampleDataRW(m_faceOffset[1]+k1);
813                        fill(o, o+numQuad, m_dx[1]);
814                    }
815                }
816    
817                if (m_faceOffset[2] > -1) {
818    #pragma omp for nowait
819                    for (index_t k0 = 0; k0 < m_NE[0]; ++k0) {
820                        double* o = out.getSampleDataRW(m_faceOffset[2]+k0);
821                        fill(o, o+numQuad, m_dx[0]);
822                    }
823                }
824    
825                if (m_faceOffset[3] > -1) {
826    #pragma omp for nowait
827                    for (index_t k0 = 0; k0 < m_NE[0]; ++k0) {
828                        double* o = out.getSampleDataRW(m_faceOffset[3]+k0);
829                        fill(o, o+numQuad, m_dx[0]);
830                    }
831                }
832          } // end of parallel section          } // end of parallel section
833      } else if (arg.getFunctionSpace().getTypeCode() == ReducedElements) {  
834          const double w_0 = h0*h1;      } else {
835            stringstream msg;
836            msg << "setToSize: invalid function space type "
837                << out.getFunctionSpace().getTypeCode();
838            throw RipleyException(msg.str());
839        }
840    }
841    
842    void Rectangle::Print_Mesh_Info(const bool full) const
843    {
844        RipleyDomain::Print_Mesh_Info(full);
845        if (full) {
846            cout << "     Id  Coordinates" << endl;
847            cout.precision(15);
848            cout.setf(ios::scientific, ios::floatfield);
849            for (index_t i=0; i < getNumNodes(); i++) {
850                cout << "  " << setw(5) << m_nodeId[i]
851                    << "  " << getLocalCoordinate(i%m_NN[0], 0)
852                    << "  " << getLocalCoordinate(i/m_NN[0], 1) << endl;
853            }
854        }
855    }
856    
857    
858    //protected
859    void Rectangle::assembleCoordinates(escript::Data& arg) const
860    {
861        escriptDataC x = arg.getDataC();
862        int numDim = m_numDim;
863        if (!isDataPointShapeEqual(&x, 1, &numDim))
864            throw RipleyException("setToX: Invalid Data object shape");
865        if (!numSamplesEqual(&x, 1, getNumNodes()))
866            throw RipleyException("setToX: Illegal number of samples in Data object");
867    
868        arg.requireWrite();
869    #pragma omp parallel for
870        for (dim_t i1 = 0; i1 < m_NN[1]; i1++) {
871            for (dim_t i0 = 0; i0 < m_NN[0]; i0++) {
872                double* point = arg.getSampleDataRW(i0+m_NN[0]*i1);
873                point[0] = getLocalCoordinate(i0, 0);
874                point[1] = getLocalCoordinate(i1, 1);
875            }
876        }
877    }
878    
879    //protected
880    void Rectangle::assembleGradient(escript::Data& out, escript::Data& in) const
881    {
882        const dim_t numComp = in.getDataPointSize();
883        const double cx0 = .21132486540518711775/m_dx[0];
884        const double cx1 = .78867513459481288225/m_dx[0];
885        const double cx2 = 1./m_dx[0];
886        const double cy0 = .21132486540518711775/m_dx[1];
887        const double cy1 = .78867513459481288225/m_dx[1];
888        const double cy2 = 1./m_dx[1];
889    
890        if (out.getFunctionSpace().getTypeCode() == Elements) {
891            out.requireWrite();
892  #pragma omp parallel  #pragma omp parallel
893          {          {
894              vector<double> int_local(numComp, 0);              vector<double> f_00(numComp);
895  #pragma omp for nowait              vector<double> f_01(numComp);
896              for (index_t k1 = 0; k1 < m_NE1; ++k1) {              vector<double> f_10(numComp);
897                  for (index_t k0 = 0; k0 < m_NE0; ++k0) {              vector<double> f_11(numComp);
898                      const double* f = in.getSampleDataRO(INDEX2(k0, k1, m_NE0));  #pragma omp for
899                for (index_t k1=0; k1 < m_NE[1]; ++k1) {
900                    for (index_t k0=0; k0 < m_NE[0]; ++k0) {
901                        memcpy(&f_00[0], in.getSampleDataRO(INDEX2(k0,k1, m_NN[0])), numComp*sizeof(double));
902                        memcpy(&f_01[0], in.getSampleDataRO(INDEX2(k0,k1+1, m_NN[0])), numComp*sizeof(double));
903                        memcpy(&f_10[0], in.getSampleDataRO(INDEX2(k0+1,k1, m_NN[0])), numComp*sizeof(double));
904                        memcpy(&f_11[0], in.getSampleDataRO(INDEX2(k0+1,k1+1, m_NN[0])), numComp*sizeof(double));
905                        double* o = out.getSampleDataRW(INDEX2(k0,k1,m_NE[0]));
906                      for (index_t i=0; i < numComp; ++i) {                      for (index_t i=0; i < numComp; ++i) {
907                          int_local[i]+=f[i]*w_0;                          o[INDEX3(i,0,0,numComp,2)] = (f_10[i]-f_00[i])*cx1 + (f_11[i]-f_01[i])*cx0;
908                      }  /* end of component loop i */                          o[INDEX3(i,1,0,numComp,2)] = (f_01[i]-f_00[i])*cy1 + (f_11[i]-f_10[i])*cy0;
909                  } /* end of k0 loop */                          o[INDEX3(i,0,1,numComp,2)] = (f_10[i]-f_00[i])*cx1 + (f_11[i]-f_01[i])*cx0;
910              } /* end of k1 loop */                          o[INDEX3(i,1,1,numComp,2)] = (f_01[i]-f_00[i])*cy0 + (f_11[i]-f_10[i])*cy1;
911                            o[INDEX3(i,0,2,numComp,2)] = (f_10[i]-f_00[i])*cx0 + (f_11[i]-f_01[i])*cx1;
912  #pragma omp critical                          o[INDEX3(i,1,2,numComp,2)] = (f_01[i]-f_00[i])*cy1 + (f_11[i]-f_10[i])*cy0;
913              for (index_t i=0; i<numComp; i++)                          o[INDEX3(i,0,3,numComp,2)] = (f_10[i]-f_00[i])*cx0 + (f_11[i]-f_01[i])*cx1;
914                  integrals[i]+=int_local[i];                          o[INDEX3(i,1,3,numComp,2)] = (f_01[i]-f_00[i])*cy0 + (f_11[i]-f_10[i])*cy1;
915                        } // end of component loop i
916                    } // end of k0 loop
917                } // end of k1 loop
918          } // end of parallel section          } // end of parallel section
919      } else if (arg.getFunctionSpace().getTypeCode() == FaceElements) {      } else if (out.getFunctionSpace().getTypeCode() == ReducedElements) {
920          const double w_0 = h0/2.;          out.requireWrite();
         const double w_1 = h1/2.;  
921  #pragma omp parallel  #pragma omp parallel
922          {          {
923              vector<double> int_local(numComp, 0);              vector<double> f_00(numComp);
924                vector<double> f_01(numComp);
925                vector<double> f_10(numComp);
926                vector<double> f_11(numComp);
927    #pragma omp for
928                for (index_t k1=0; k1 < m_NE[1]; ++k1) {
929                    for (index_t k0=0; k0 < m_NE[0]; ++k0) {
930                        memcpy(&f_00[0], in.getSampleDataRO(INDEX2(k0,k1, m_NN[0])), numComp*sizeof(double));
931                        memcpy(&f_01[0], in.getSampleDataRO(INDEX2(k0,k1+1, m_NN[0])), numComp*sizeof(double));
932                        memcpy(&f_10[0], in.getSampleDataRO(INDEX2(k0+1,k1, m_NN[0])), numComp*sizeof(double));
933                        memcpy(&f_11[0], in.getSampleDataRO(INDEX2(k0+1,k1+1, m_NN[0])), numComp*sizeof(double));
934                        double* o = out.getSampleDataRW(INDEX2(k0,k1,m_NE[0]));
935                        for (index_t i=0; i < numComp; ++i) {
936                            o[INDEX3(i,0,0,numComp,2)] = (f_10[i] + f_11[i] - f_00[i] - f_01[i])*cx2/2;
937                            o[INDEX3(i,1,0,numComp,2)] = (f_01[i] + f_11[i] - f_00[i] - f_10[i])*cy2/2;
938                        } // end of component loop i
939                    } // end of k0 loop
940                } // end of k1 loop
941            } // end of parallel section
942        } else if (out.getFunctionSpace().getTypeCode() == FaceElements) {
943            out.requireWrite();
944    #pragma omp parallel
945            {
946                vector<double> f_00(numComp);
947                vector<double> f_01(numComp);
948                vector<double> f_10(numComp);
949                vector<double> f_11(numComp);
950              if (m_faceOffset[0] > -1) {              if (m_faceOffset[0] > -1) {
951  #pragma omp for nowait  #pragma omp for nowait
952                  for (index_t k1 = 0; k1 < m_NE1; ++k1) {                  for (index_t k1=0; k1 < m_NE[1]; ++k1) {
953                      const double* f = in.getSampleDataRO(m_faceOffset[0]+k1);                      memcpy(&f_00[0], in.getSampleDataRO(INDEX2(0,k1, m_NN[0])), numComp*sizeof(double));
954                        memcpy(&f_01[0], in.getSampleDataRO(INDEX2(0,k1+1, m_NN[0])), numComp*sizeof(double));
955                        memcpy(&f_10[0], in.getSampleDataRO(INDEX2(1,k1, m_NN[0])), numComp*sizeof(double));
956                        memcpy(&f_11[0], in.getSampleDataRO(INDEX2(1,k1+1, m_NN[0])), numComp*sizeof(double));
957                        double* o = out.getSampleDataRW(m_faceOffset[0]+k1);
958                      for (index_t i=0; i < numComp; ++i) {                      for (index_t i=0; i < numComp; ++i) {
959                          const register double f_0 = f[INDEX2(i,0,numComp)];                          o[INDEX3(i,0,0,numComp,2)] = (f_10[i]-f_00[i])*cx1 + (f_11[i]-f_01[i])*cx0;
960                          const register double f_1 = f[INDEX2(i,1,numComp)];                          o[INDEX3(i,1,0,numComp,2)] = (f_01[i]-f_00[i])*cy2;
961                          int_local[i]+=(f_0+f_1)*w_1;                          o[INDEX3(i,0,1,numComp,2)] = (f_10[i]-f_00[i])*cx0 + (f_11[i]-f_01[i])*cx1;
962                      }  /* end of component loop i */                          o[INDEX3(i,1,1,numComp,2)] = (f_01[i]-f_00[i])*cy2;
963                  } /* end of k1 loop */                      } // end of component loop i
964              }                  } // end of k1 loop
965                } // end of face 0
966              if (m_faceOffset[1] > -1) {              if (m_faceOffset[1] > -1) {
967  #pragma omp for nowait  #pragma omp for nowait
968                  for (index_t k1 = 0; k1 < m_NE1; ++k1) {                  for (index_t k1=0; k1 < m_NE[1]; ++k1) {
969                      const double* f = in.getSampleDataRO(m_faceOffset[1]+k1);                      memcpy(&f_00[0], in.getSampleDataRO(INDEX2(m_NN[0]-2,k1, m_NN[0])), numComp*sizeof(double));
970                        memcpy(&f_01[0], in.getSampleDataRO(INDEX2(m_NN[0]-2,k1+1, m_NN[0])), numComp*sizeof(double));
971                        memcpy(&f_10[0], in.getSampleDataRO(INDEX2(m_NN[0]-1,k1, m_NN[0])), numComp*sizeof(double));
972                        memcpy(&f_11[0], in.getSampleDataRO(INDEX2(m_NN[0]-1,k1+1, m_NN[0])), numComp*sizeof(double));
973                        double* o = out.getSampleDataRW(m_faceOffset[1]+k1);
974                      for (index_t i=0; i < numComp; ++i) {                      for (index_t i=0; i < numComp; ++i) {
975                          const register double f_0 = f[INDEX2(i,0,numComp)];                          o[INDEX3(i,0,0,numComp,2)] = (f_10[i]-f_00[i])*cx1 + (f_11[i]-f_01[i])*cx0;
976                          const register double f_1 = f[INDEX2(i,1,numComp)];                          o[INDEX3(i,1,0,numComp,2)] = (f_11[i]-f_10[i])*cy2;
977                          int_local[i]+=(f_0+f_1)*w_1;                          o[INDEX3(i,0,1,numComp,2)] = (f_10[i]-f_00[i])*cx0 + (f_11[i]-f_01[i])*cx1;
978                      }  /* end of component loop i */                          o[INDEX3(i,1,1,numComp,2)] = (f_11[i]-f_10[i])*cy2;
979                  } /* end of k1 loop */                      } // end of component loop i
980              }                  } // end of k1 loop
981                } // end of face 1
982              if (m_faceOffset[2] > -1) {              if (m_faceOffset[2] > -1) {
983  #pragma omp for nowait  #pragma omp for nowait
984                  for (index_t k0 = 0; k0 < m_NE0; ++k0) {                  for (index_t k0=0; k0 < m_NE[0]; ++k0) {
985                      const double* f = in.getSampleDataRO(m_faceOffset[2]+k0);                      memcpy(&f_00[0], in.getSampleDataRO(INDEX2(k0,0, m_NN[0])), numComp*sizeof(double));
986                        memcpy(&f_01[0], in.getSampleDataRO(INDEX2(k0,1, m_NN[0])), numComp*sizeof(double));
987                        memcpy(&f_10[0], in.getSampleDataRO(INDEX2(k0+1,0, m_NN[0])), numComp*sizeof(double));
988                        memcpy(&f_11[0], in.getSampleDataRO(INDEX2(k0+1,1, m_NN[0])), numComp*sizeof(double));
989                        double* o = out.getSampleDataRW(m_faceOffset[2]+k0);
990                      for (index_t i=0; i < numComp; ++i) {                      for (index_t i=0; i < numComp; ++i) {
991                          const register double f_0 = f[INDEX2(i,0,numComp)];                          o[INDEX3(i,0,0,numComp,2)] = (f_10[i]-f_00[i])*cx2;
992                          const register double f_1 = f[INDEX2(i,1,numComp)];                          o[INDEX3(i,1,0,numComp,2)] = (f_01[i]-f_00[i])*cy1 + (f_11[i]-f_10[i])*cy0;
993                          int_local[i]+=(f_0+f_1)*w_0;                          o[INDEX3(i,0,1,numComp,2)] = (f_10[i]-f_00[i])*cx2;
994                      }  /* end of component loop i */                          o[INDEX3(i,1,1,numComp,2)] = (f_01[i]-f_00[i])*cy0 + (f_11[i]-f_10[i])*cy1;
995                  } /* end of k0 loop */                      } // end of component loop i
996              }                  } // end of k0 loop
997                } // end of face 2
998              if (m_faceOffset[3] > -1) {              if (m_faceOffset[3] > -1) {
999  #pragma omp for nowait  #pragma omp for nowait
1000                  for (index_t k0 = 0; k0 < m_NE0; ++k0) {                  for (index_t k0=0; k0 < m_NE[0]; ++k0) {
1001                      const double* f = in.getSampleDataRO(m_faceOffset[3]+k0);                      memcpy(&f_00[0], in.getSampleDataRO(INDEX2(k0,m_NN[1]-2, m_NN[0])), numComp*sizeof(double));
1002                        memcpy(&f_01[0], in.getSampleDataRO(INDEX2(k0,m_NN[1]-1, m_NN[0])), numComp*sizeof(double));
1003                        memcpy(&f_10[0], in.getSampleDataRO(INDEX2(k0+1,m_NN[1]-2, m_NN[0])), numComp*sizeof(double));
1004                        memcpy(&f_11[0], in.getSampleDataRO(INDEX2(k0+1,m_NN[1]-1, m_NN[0])), numComp*sizeof(double));
1005                        double* o = out.getSampleDataRW(m_faceOffset[3]+k0);
1006                      for (index_t i=0; i < numComp; ++i) {                      for (index_t i=0; i < numComp; ++i) {
1007                          const register double f_0 = f[INDEX2(i,0,numComp)];                          o[INDEX3(i,0,0,numComp,2)] = (f_11[i]-f_01[i])*cx2;
1008                          const register double f_1 = f[INDEX2(i,1,numComp)];                          o[INDEX3(i,1,0,numComp,2)] = (f_01[i]-f_00[i])*cy1 + (f_11[i]-f_10[i])*cy0;
1009                          int_local[i]+=(f_0+f_1)*w_0;                          o[INDEX3(i,0,1,numComp,2)] = (f_11[i]-f_01[i])*cx2;
1010                      }  /* end of component loop i */                          o[INDEX3(i,1,1,numComp,2)] = (f_01[i]-f_00[i])*cy0 + (f_11[i]-f_10[i])*cy1;
1011                  } /* end of k0 loop */                      } // end of component loop i
1012              }                  } // end of k0 loop
1013                } // end of face 3
 #pragma omp critical  
             for (index_t i=0; i<numComp; i++)  
                 integrals[i]+=int_local[i];  
1014          } // end of parallel section          } // end of parallel section
1015      } else if (arg.getFunctionSpace().getTypeCode() == ReducedFaceElements) {  
1016        } else if (out.getFunctionSpace().getTypeCode() == ReducedFaceElements) {
1017            out.requireWrite();
1018  #pragma omp parallel  #pragma omp parallel
1019          {          {
1020              vector<double> int_local(numComp, 0);              vector<double> f_00(numComp);
1021                vector<double> f_01(numComp);
1022                vector<double> f_10(numComp);
1023                vector<double> f_11(numComp);
1024              if (m_faceOffset[0] > -1) {              if (m_faceOffset[0] > -1) {
1025  #pragma omp for nowait  #pragma omp for nowait
1026                  for (index_t k1 = 0; k1 < m_NE1; ++k1) {                  for (index_t k1=0; k1 < m_NE[1]; ++k1) {
1027                      const double* f = in.getSampleDataRO(m_faceOffset[0]+k1);                      memcpy(&f_00[0], in.getSampleDataRO(INDEX2(0,k1, m_NN[0])), numComp*sizeof(double));
1028                        memcpy(&f_01[0], in.getSampleDataRO(INDEX2(0,k1+1, m_NN[0])), numComp*sizeof(double));
1029                        memcpy(&f_10[0], in.getSampleDataRO(INDEX2(1,k1, m_NN[0])), numComp*sizeof(double));
1030                        memcpy(&f_11[0], in.getSampleDataRO(INDEX2(1,k1+1, m_NN[0])), numComp*sizeof(double));
1031                        double* o = out.getSampleDataRW(m_faceOffset[0]+k1);
1032                      for (index_t i=0; i < numComp; ++i) {                      for (index_t i=0; i < numComp; ++i) {
1033                          int_local[i]+=f[i]*h1;                          o[INDEX3(i,0,0,numComp,2)] = (f_10[i] + f_11[i] - f_00[i] - f_01[i])*cx2/2;
1034                      }  /* end of component loop i */                          o[INDEX3(i,1,0,numComp,2)] = (f_01[i]-f_00[i])*cy2;
1035                  } /* end of k1 loop */                      } // end of component loop i
1036              }                  } // end of k1 loop
1037                } // end of face 0
1038              if (m_faceOffset[1] > -1) {              if (m_faceOffset[1] > -1) {
1039  #pragma omp for nowait  #pragma omp for nowait
1040                  for (index_t k1 = 0; k1 < m_NE1; ++k1) {                  for (index_t k1=0; k1 < m_NE[1]; ++k1) {
1041                      const double* f = in.getSampleDataRO(m_faceOffset[1]+k1);                      memcpy(&f_00[0], in.getSampleDataRO(INDEX2(m_NN[0]-2,k1, m_NN[0])), numComp*sizeof(double));
1042                        memcpy(&f_01[0], in.getSampleDataRO(INDEX2(m_NN[0]-2,k1+1, m_NN[0])), numComp*sizeof(double));
1043                        memcpy(&f_10[0], in.getSampleDataRO(INDEX2(m_NN[0]-1,k1, m_NN[0])), numComp*sizeof(double));
1044                        memcpy(&f_11[0], in.getSampleDataRO(INDEX2(m_NN[0]-1,k1+1, m_NN[0])), numComp*sizeof(double));
1045                        double* o = out.getSampleDataRW(m_faceOffset[1]+k1);
1046                      for (index_t i=0; i < numComp; ++i) {                      for (index_t i=0; i < numComp; ++i) {
1047                          int_local[i]+=f[i]*h1;                          o[INDEX3(i,0,0,numComp,2)] = (f_10[i] + f_11[i] - f_00[i] - f_01[i])*cx2/2;
1048                      }  /* end of component loop i */                          o[INDEX3(i,1,0,numComp,2)] = (f_11[i]-f_10[i])*cy2;
1049                  } /* end of k1 loop */                      } // end of component loop i
1050              }                  } // end of k1 loop
1051                } // end of face 1
1052              if (m_faceOffset[2] > -1) {              if (m_faceOffset[2] > -1) {
1053  #pragma omp for nowait  #pragma omp for nowait
1054                  for (index_t k0 = 0; k0 < m_NE0; ++k0) {                  for (index_t k0=0; k0 < m_NE[0]; ++k0) {
1055                      const double* f = in.getSampleDataRO(m_faceOffset[2]+k0);                      memcpy(&f_00[0], in.getSampleDataRO(INDEX2(k0,0, m_NN[0])), numComp*sizeof(double));
1056                        memcpy(&f_01[0], in.getSampleDataRO(INDEX2(k0,1, m_NN[0])), numComp*sizeof(double));
1057                        memcpy(&f_10[0], in.getSampleDataRO(INDEX2(k0+1,0, m_NN[0])), numComp*sizeof(double));
1058                        memcpy(&f_11[0], in.getSampleDataRO(INDEX2(k0+1,1, m_NN[0])), numComp*sizeof(double));
1059                        double* o = out.getSampleDataRW(m_faceOffset[2]+k0);
1060                      for (index_t i=0; i < numComp; ++i) {                      for (index_t i=0; i < numComp; ++i) {
1061                          int_local[i]+=f[i]*h0;                          o[INDEX3(i,0,0,numComp,2)] = (f_10[i]-f_00[i])*cx2;
1062                      }  /* end of component loop i */                          o[INDEX3(i,1,0,numComp,2)] = (f_01[i] + f_11[i] - f_00[i] - f_10[i])*cy2/2;
1063                  } /* end of k0 loop */                      } // end of component loop i
1064              }                  } // end of k0 loop
1065                } // end of face 2
1066              if (m_faceOffset[3] > -1) {              if (m_faceOffset[3] > -1) {
1067  #pragma omp for nowait  #pragma omp for nowait
1068                  for (index_t k0 = 0; k0 < m_NE0; ++k0) {                  for (index_t k0=0; k0 < m_NE[0]; ++k0) {
1069                      const double* f = in.getSampleDataRO(m_faceOffset[3]+k0);                      memcpy(&f_00[0], in.getSampleDataRO(INDEX2(k0,m_NN[1]-2, m_NN[0])), numComp*sizeof(double));
1070                        memcpy(&f_01[0], in.getSampleDataRO(INDEX2(k0,m_NN[1]-1, m_NN[0])), numComp*sizeof(double));
1071                        memcpy(&f_10[0], in.getSampleDataRO(INDEX2(k0+1,m_NN[1]-2, m_NN[0])), numComp*sizeof(double));
1072                        memcpy(&f_11[0], in.getSampleDataRO(INDEX2(k0+1,m_NN[1]-1, m_NN[0])), numComp*sizeof(double));
1073                        double* o = out.getSampleDataRW(m_faceOffset[3]+k0);
1074                      for (index_t i=0; i < numComp; ++i) {                      for (index_t i=0; i < numComp; ++i) {
1075                          int_local[i]+=f[i]*h0;                          o[INDEX3(i,0,0,numComp,2)] = (f_11[i]-f_01[i])*cx2;
1076                      }  /* end of component loop i */                          o[INDEX3(i,1,0,numComp,2)] = (f_01[i] + f_11[i] - f_00[i] - f_10[i])*cy2/2;
1077                  } /* end of k0 loop */                      } // end of component loop i
1078              }                  } // end of k0 loop
1079                } // end of face 3
1080            } // end of parallel section
1081        }
1082    }
1083    
1084    //protected
1085    void Rectangle::assembleIntegrate(vector<double>& integrals, escript::Data& arg) const
1086    {
1087        const dim_t numComp = arg.getDataPointSize();
1088        const index_t left = (m_offset[0]==0 ? 0 : 1);
1089        const index_t bottom = (m_offset[1]==0 ? 0 : 1);
1090        const int fs=arg.getFunctionSpace().getTypeCode();
1091        if (fs == Elements && arg.actsExpanded()) {
1092    #pragma omp parallel
1093            {
1094                vector<double> int_local(numComp, 0);
1095                const double w = m_dx[0]*m_dx[1]/4.;
1096    #pragma omp for nowait
1097                for (index_t k1 = bottom; k1 < bottom+m_ownNE[1]; ++k1) {
1098                    for (index_t k0 = left; k0 < left+m_ownNE[0]; ++k0) {
1099                        const double* f = arg.getSampleDataRO(INDEX2(k0, k1, m_NE[0]));
1100                        for (index_t i=0; i < numComp; ++i) {
1101                            const double f0 = f[INDEX2(i,0,numComp)];
1102                            const double f1 = f[INDEX2(i,1,numComp)];
1103                            const double f2 = f[INDEX2(i,2,numComp)];
1104                            const double f3 = f[INDEX2(i,3,numComp)];
1105                            int_local[i]+=(f0+f1+f2+f3)*w;
1106                        }  // end of component loop i
1107                    } // end of k0 loop
1108                } // end of k1 loop
1109  #pragma omp critical  #pragma omp critical
1110              for (index_t i=0; i<numComp; i++)              for (index_t i=0; i<numComp; i++)
1111                  integrals[i]+=int_local[i];                  integrals[i]+=int_local[i];
1112          } // end of parallel section          } // end of parallel section
     } else {  
         stringstream msg;  
         msg << "setToIntegrals() not implemented for "  
             << functionSpaceTypeAsString(arg.getFunctionSpace().getTypeCode());  
         throw RipleyException(msg.str());  
     }  
 }  
1113    
1114  void Rectangle::setToNormal(escript::Data& out) const      } else if (fs==ReducedElements || (fs==Elements && !arg.actsExpanded())) {
1115  {          const double w = m_dx[0]*m_dx[1];
     if (out.getFunctionSpace().getTypeCode() == FaceElements) {  
1116  #pragma omp parallel  #pragma omp parallel
1117          {          {
1118              if (m_faceOffset[0] > -1) {              vector<double> int_local(numComp, 0);
1119  #pragma omp for nowait  #pragma omp for nowait
1120                  for (index_t k1 = 0; k1 < m_NE1; ++k1) {              for (index_t k1 = bottom; k1 < bottom+m_ownNE[1]; ++k1) {
1121                      double* o = out.getSampleDataRW(m_faceOffset[0]+k1);                  for (index_t k0 = left; k0 < left+m_ownNE[0]; ++k0) {
1122                      // set vector at two quadrature points                      const double* f = arg.getSampleDataRO(INDEX2(k0, k1, m_NE[0]));
1123                      *o++ = -1.;                      for (index_t i=0; i < numComp; ++i) {
1124                      *o++ = 0.;                          int_local[i]+=f[i]*w;
1125                      *o++ = -1.;                      }
                     *o = 0.;  
1126                  }                  }
1127              }              }
1128    #pragma omp critical
1129                for (index_t i=0; i<numComp; i++)
1130                    integrals[i]+=int_local[i];
1131            } // end of parallel section
1132    
1133        } else if (fs == FaceElements && arg.actsExpanded()) {
1134    #pragma omp parallel
1135            {
1136                vector<double> int_local(numComp, 0);
1137                const double w0 = m_dx[0]/2.;
1138                const double w1 = m_dx[1]/2.;
1139                if (m_faceOffset[0] > -1) {
1140    #pragma omp for nowait
1141                    for (index_t k1 = bottom; k1 < bottom+m_ownNE[1]; ++k1) {
1142                        const double* f = arg.getSampleDataRO(m_faceOffset[0]+k1);
1143                        for (index_t i=0; i < numComp; ++i) {
1144                            const double f0 = f[INDEX2(i,0,numComp)];
1145                            const double f1 = f[INDEX2(i,1,numComp)];
1146                            int_local[i]+=(f0+f1)*w1;
1147                        }  // end of component loop i
1148                    } // end of k1 loop
1149                }
1150    
1151              if (m_faceOffset[1] > -1) {              if (m_faceOffset[1] > -1) {
1152  #pragma omp for nowait  #pragma omp for nowait
1153                  for (index_t k1 = 0; k1 < m_NE1; ++k1) {                  for (index_t k1 = bottom; k1 < bottom+m_ownNE[1]; ++k1) {
1154                      double* o = out.getSampleDataRW(m_faceOffset[1]+k1);                      const double* f = arg.getSampleDataRO(m_faceOffset[1]+k1);
1155                      // set vector at two quadrature points                      for (index_t i=0; i < numComp; ++i) {
1156                      *o++ = 1.;                          const double f0 = f[INDEX2(i,0,numComp)];
1157                      *o++ = 0.;                          const double f1 = f[INDEX2(i,1,numComp)];
1158                      *o++ = 1.;                          int_local[i]+=(f0+f1)*w1;
1159                      *o = 0.;                      }  // end of component loop i
1160                  }                  } // end of k1 loop
1161              }              }
1162    
1163              if (m_faceOffset[2] > -1) {              if (m_faceOffset[2] > -1) {
1164  #pragma omp for nowait  #pragma omp for nowait
1165                  for (index_t k0 = 0; k0 < m_NE0; ++k0) {                  for (index_t k0 = left; k0 < left+m_ownNE[0]; ++k0) {
1166                      double* o = out.getSampleDataRW(m_faceOffset[2]+k0);                      const double* f = arg.getSampleDataRO(m_faceOffset[2]+k0);
1167                      // set vector at two quadrature points                      for (index_t i=0; i < numComp; ++i) {
1168                      *o++ = 0.;                          const double f0 = f[INDEX2(i,0,numComp)];
1169                      *o++ = -1.;                          const double f1 = f[INDEX2(i,1,numComp)];
1170                      *o++ = 0.;                          int_local[i]+=(f0+f1)*w0;
1171                      *o = -1.;                      }  // end of component loop i
1172                  }                  } // end of k0 loop
1173              }              }
1174    
1175              if (m_faceOffset[3] > -1) {              if (m_faceOffset[3] > -1) {
1176  #pragma omp for nowait  #pragma omp for nowait
1177                  for (index_t k0 = 0; k0 < m_NE0; ++k0) {                  for (index_t k0 = left; k0 < left+m_ownNE[0]; ++k0) {
1178                      double* o = out.getSampleDataRW(m_faceOffset[3]+k0);                      const double* f = arg.getSampleDataRO(m_faceOffset[3]+k0);
1179                      // set vector at two quadrature points                      for (index_t i=0; i < numComp; ++i) {
1180                      *o++ = 0.;                          const double f0 = f[INDEX2(i,0,numComp)];
1181                      *o++ = 1.;                          const double f1 = f[INDEX2(i,1,numComp)];
1182                      *o++ = 0.;                          int_local[i]+=(f0+f1)*w0;
1183                      *o = 1.;                      }  // end of component loop i
1184                  }                  } // end of k0 loop
1185              }              }
1186    #pragma omp critical
1187                for (index_t i=0; i<numComp; i++)
1188                    integrals[i]+=int_local[i];
1189          } // end of parallel section          } // end of parallel section
1190      } else if (out.getFunctionSpace().getTypeCode() == ReducedFaceElements) {  
1191        } else if (fs==ReducedFaceElements || (fs==FaceElements && !arg.actsExpanded())) {
1192  #pragma omp parallel  #pragma omp parallel
1193          {          {
1194                vector<double> int_local(numComp, 0);
1195              if (m_faceOffset[0] > -1) {              if (m_faceOffset[0] > -1) {
1196  #pragma omp for nowait  #pragma omp for nowait
1197                  for (index_t k1 = 0; k1 < m_NE1; ++k1) {                  for (index_t k1 = bottom; k1 < bottom+m_ownNE[1]; ++k1) {
1198                      double* o = out.getSampleDataRW(m_faceOffset[0]+k1);                      const double* f = arg.getSampleDataRO(m_faceOffset[0]+k1);
1199                      *o++ = -1.;                      for (index_t i=0; i < numComp; ++i) {
1200                      *o = 0.;                          int_local[i]+=f[i]*m_dx[1];
1201                        }
1202                  }                  }
1203              }              }
1204    
1205              if (m_faceOffset[1] > -1) {              if (m_faceOffset[1] > -1) {
1206  #pragma omp for nowait  #pragma omp for nowait
1207                  for (index_t k1 = 0; k1 < m_NE1; ++k1) {                  for (index_t k1 = bottom; k1 < bottom+m_ownNE[1]; ++k1) {
1208                      double* o = out.getSampleDataRW(m_faceOffset[1]+k1);                      const double* f = arg.getSampleDataRO(m_faceOffset[1]+k1);
1209                      *o++ = 1.;                      for (index_t i=0; i < numComp; ++i) {
1210                      *o = 0.;                          int_local[i]+=f[i]*m_dx[1];
1211                        }
1212                  }                  }
1213              }              }
1214    
1215              if (m_faceOffset[2] > -1) {              if (m_faceOffset[2] > -1) {
1216  #pragma omp for nowait  #pragma omp for nowait
1217                  for (index_t k0 = 0; k0 < m_NE0; ++k0) {                  for (index_t k0 = left; k0 < left+m_ownNE[0]; ++k0) {
1218                      double* o = out.getSampleDataRW(m_faceOffset[2]+k0);                      const double* f = arg.getSampleDataRO(m_faceOffset[2]+k0);
1219                      *o++ = 0.;                      for (index_t i=0; i < numComp; ++i) {
1220                      *o = -1.;                          int_local[i]+=f[i]*m_dx[0];
1221                        }
1222                  }                  }
1223              }              }
1224    
1225              if (m_faceOffset[3] > -1) {              if (m_faceOffset[3] > -1) {
1226  #pragma omp for nowait  #pragma omp for nowait
1227                  for (index_t k0 = 0; k0 < m_NE0; ++k0) {                  for (index_t k0 = left; k0 < left+m_ownNE[0]; ++k0) {
1228                      double* o = out.getSampleDataRW(m_faceOffset[3]+k0);                      const double* f = arg.getSampleDataRO(m_faceOffset[3]+k0);
1229                      *o++ = 0.;                      for (index_t i=0; i < numComp; ++i) {
1230                      *o = 1.;                          int_local[i]+=f[i]*m_dx[0];
1231                        }
1232                  }                  }
1233              }              }
         } // end of parallel section  
   
     } else {  
         stringstream msg;  
         msg << "setToNormal() not implemented for "  
             << functionSpaceTypeAsString(out.getFunctionSpace().getTypeCode());  
         throw RipleyException(msg.str());  
     }  
 }  
   
 void Rectangle::addPDEToSystem(escript::AbstractSystemMatrix& mat,  
         escript::Data& rhs, const escript::Data& A, const escript::Data& B,  
         const escript::Data& C, const escript::Data& D,  
         const escript::Data& X, const escript::Data& Y,  
         const escript::Data& d, const escript::Data& y,  
         const escript::Data& d_contact, const escript::Data& y_contact,  
         const escript::Data& d_dirac, const escript::Data& y_dirac) const  
 {  
     throw RipleyException("addPDEToSystem() not implemented");  
 }  
   
 Paso_SystemMatrixPattern* Rectangle::getPattern(bool reducedRowOrder,  
                                                 bool reducedColOrder) const  
 {  
     if (reducedRowOrder || reducedColOrder)  
         throw RipleyException("getPattern() not implemented for reduced order");  
   
     // connector  
     RankVector neighbour;  
     IndexVector offsetInShared(1,0);  
     IndexVector sendShared, recvShared;  
     const IndexVector faces=getNumFacesPerBoundary();  
     const index_t left = (m_offset0==0 ? 0 : 1);  
     const index_t bottom = (m_offset1==0 ? 0 : 1);  
     // corner node from bottom-left  
     if (faces[0] == 0 && faces[2] == 0) {  
         neighbour.push_back(m_mpiInfo->rank-m_NX-1);  
         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;  
     }  
     */  
   
     Paso_SharedComponents *snd_shcomp = Paso_SharedComponents_alloc(  
             numDOF, neighbour.size(), &neighbour[0], &sendShared[0],  
             &offsetInShared[0], 1, 0, m_mpiInfo);  
     Paso_SharedComponents *rcv_shcomp = Paso_SharedComponents_alloc(  
             numDOF, neighbour.size(), &neighbour[0], &recvShared[0],  
             &offsetInShared[0], 1, 0, m_mpiInfo);  
     Paso_Connector* connector = Paso_Connector_alloc(snd_shcomp, rcv_shcomp);  
     Paso_SharedComponents_free(snd_shcomp);  
     Paso_SharedComponents_free(rcv_shcomp);  
   
     // create patterns  
     dim_t M, N;  
     IndexVector ptr(1,0);  
     IndexVector index;  
   
     // main pattern  
     for (index_t i=0; i<numDOF; i++) {  
         // 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);  
1234    
1235      /*  #pragma omp critical
1236      cout << "--- main_pattern ---" << endl;              for (index_t i=0; i<numComp; i++)
1237      cout << "M=" << M << ", N=" << N << endl;                  integrals[i]+=int_local[i];
1238      for (size_t i=0; i<ptr.size(); i++) {          } // end of parallel section
1239          cout << "ptr[" << i << "]=" << ptr[i] << endl;      } // function space selector
     }  
     for (size_t i=0; i<index.size(); i++) {  
         cout << "index[" << i << "]=" << index[i] << endl;  
     }  
     */  
   
     ptr.clear();  
     index.clear();  
   
     // column & row couple patterns  
     Paso_Pattern *colCouplePattern, *rowCouplePattern;  
     generateCouplePatterns(&colCouplePattern, &rowCouplePattern);  
   
     // allocate paso distribution  
     Paso_Distribution* distribution = Paso_Distribution_alloc(m_mpiInfo,  
             const_cast<index_t*>(&m_nodeDistribution[0]), 1, 0);  
   
     Paso_SystemMatrixPattern* pattern = Paso_SystemMatrixPattern_alloc(  
             MATRIX_FORMAT_DEFAULT, distribution, distribution,  
             mainPattern, colCouplePattern, rowCouplePattern,  
             connector, connector);  
     Paso_Pattern_free(mainPattern);  
     Paso_Pattern_free(colCouplePattern);  
     Paso_Pattern_free(rowCouplePattern);  
     Paso_Distribution_free(distribution);  
     return pattern;  
1240  }  }
1241    
1242  void Rectangle::Print_Mesh_Info(const bool full) const  //protected
1243    dim_t Rectangle::insertNeighbourNodes(IndexVector& index, index_t node) const
1244  {  {
1245      RipleyDomain::Print_Mesh_Info(full);      const dim_t nDOF0 = (m_gNE[0]+1)/m_NX[0];
1246      if (full) {      const dim_t nDOF1 = (m_gNE[1]+1)/m_NX[1];
1247          cout << "     Id  Coordinates" << endl;      const int x=node%nDOF0;
1248          cout.precision(15);      const int y=node/nDOF0;
1249          cout.setf(ios::scientific, ios::floatfield);      dim_t num=0;
1250          pair<double,double> xdx = getFirstCoordAndSpacing(0);      // loop through potential neighbours and add to index if positions are
1251          pair<double,double> ydy = getFirstCoordAndSpacing(1);      // within bounds
1252          for (index_t i=0; i < getNumNodes(); i++) {      for (int i1=-1; i1<2; i1++) {
1253              cout << "  " << setw(5) << m_nodeId[i]          for (int i0=-1; i0<2; i0++) {
1254                  << "  " << xdx.first+(i%m_N0)*xdx.second              // skip node itself
1255                  << "  " << ydy.first+(i/m_N0)*ydy.second << endl;              if (i0==0 && i1==0)
1256                    continue;
1257                // location of neighbour node
1258                const int nx=x+i0;
1259                const int ny=y+i1;
1260                if (nx>=0 && ny>=0 && nx<nDOF0 && ny<nDOF1) {
1261                    index.push_back(ny*nDOF0+nx);
1262                    num++;
1263                }
1264          }          }
1265      }      }
 }  
1266    
1267  IndexVector Rectangle::getNumNodesPerDim() const      return num;
 {  
     IndexVector ret;  
     ret.push_back(m_N0);  
     ret.push_back(m_N1);  
     return ret;  
 }  
   
 IndexVector Rectangle::getNumElementsPerDim() const  
 {  
     IndexVector ret;  
     ret.push_back(m_NE0);  
     ret.push_back(m_NE1);  
     return ret;  
 }  
   
 IndexVector Rectangle::getNumFacesPerBoundary() const  
 {  
     IndexVector ret(4, 0);  
     //left  
     if (m_offset0==0)  
         ret[0]=m_NE1;  
     //right  
     if (m_mpiInfo->rank%m_NX==m_NX-1)  
         ret[1]=m_NE1;  
     //bottom  
     if (m_offset1==0)  
         ret[2]=m_NE0;  
     //top  
     if (m_mpiInfo->rank/m_NX==m_NY-1)  
         ret[3]=m_NE0;  
     return ret;  
 }  
   
 pair<double,double> Rectangle::getFirstCoordAndSpacing(dim_t dim) const  
 {  
     if (dim==0) {  
         return pair<double,double>((m_l0*m_offset0)/m_gNE0, m_l0/m_gNE0);  
     } else if (dim==1) {  
         return pair<double,double>((m_l1*m_offset1)/m_gNE1, m_l1/m_gNE1);  
     }  
     throw RipleyException("getFirstCoordAndSpacing(): invalid argument");  
1268  }  }
1269    
1270  //protected  //protected
1271  dim_t Rectangle::getNumDOF() const  void Rectangle::nodesToDOF(escript::Data& out, escript::Data& in) const
1272  {  {
1273      return m_nodeDistribution[m_mpiInfo->rank+1]      const dim_t numComp = in.getDataPointSize();
1274          -m_nodeDistribution[m_mpiInfo->rank];      out.requireWrite();
 }  
1275    
1276  //protected      const index_t left = (m_offset[0]==0 ? 0 : 1);
1277  dim_t Rectangle::getNumFaceElements() const      const index_t bottom = (m_offset[1]==0 ? 0 : 1);
1278  {      const dim_t nDOF0 = (m_gNE[0]+1)/m_NX[0];
1279      const IndexVector faces = getNumFacesPerBoundary();      const dim_t nDOF1 = (m_gNE[1]+1)/m_NX[1];
1280      dim_t n=0;  #pragma omp parallel for
1281      for (size_t i=0; i<faces.size(); i++)      for (index_t i=0; i<nDOF1; i++) {
1282          n+=faces[i];          for (index_t j=0; j<nDOF0; j++) {
1283      return n;              const index_t n=j+left+(i+bottom)*m_NN[0];
1284                const double* src=in.getSampleDataRO(n);
1285                copy(src, src+numComp, out.getSampleDataRW(j+i*nDOF0));
1286            }
1287        }
1288  }  }
1289    
1290  //protected  //protected
1291  void Rectangle::assembleCoordinates(escript::Data& arg) const  void Rectangle::dofToNodes(escript::Data& out, escript::Data& in) const
1292  {  {
1293      escriptDataC x = arg.getDataC();      const dim_t numComp = in.getDataPointSize();
1294      int numDim = m_numDim;      Paso_Coupler* coupler = Paso_Coupler_alloc(m_connector, numComp);
1295      if (!isDataPointShapeEqual(&x, 1, &numDim))      in.requireWrite();
1296          throw RipleyException("setToX: Invalid Data object shape");      Paso_Coupler_startCollect(coupler, in.getSampleDataRW(0));
1297      if (!numSamplesEqual(&x, 1, getNumNodes()))  
1298          throw RipleyException("setToX: Illegal number of samples in Data object");      const dim_t numDOF = getNumDOF();
1299        out.requireWrite();
1300        const double* buffer = Paso_Coupler_finishCollect(coupler);
1301    
     pair<double,double> xdx = getFirstCoordAndSpacing(0);  
     pair<double,double> ydy = getFirstCoordAndSpacing(1);  
     arg.requireWrite();  
1302  #pragma omp parallel for  #pragma omp parallel for
1303      for (dim_t i1 = 0; i1 < m_N1; i1++) {      for (index_t i=0; i<getNumNodes(); i++) {
1304          for (dim_t i0 = 0; i0 < m_N0; i0++) {          const double* src=(m_dofMap[i]<numDOF ?
1305              double* point = arg.getSampleDataRW(i0+m_N0*i1);                  in.getSampleDataRO(m_dofMap[i])
1306              point[0] = xdx.first+i0*xdx.second;                  : &buffer[(m_dofMap[i]-numDOF)*numComp]);
1307              point[1] = ydy.first+i1*ydy.second;          copy(src, src+numComp, out.getSampleDataRW(i));
         }  
1308      }      }
1309        Paso_Coupler_free(coupler);
1310  }  }
1311    
1312  //private  //private
1313  void Rectangle::populateSampleIds()  void Rectangle::populateSampleIds()
1314  {  {
1315      // identifiers are ordered from left to right, bottom to top on each rank,      // degrees of freedom are numbered from left to right, bottom to top in
1316      // except for the shared nodes which are owned by the rank below / to the      // each rank, continuing on the next rank (ranks also go left-right,
1317      // left of the current rank      // bottom-top).
1318        // This means rank 0 has id 0...n0-1, rank 1 has id n0...n1-1 etc. which
1319        // helps when writing out data rank after rank.
1320    
1321      // build node distribution vector first.      // build node distribution vector first.
1322      // m_nodeDistribution[i] is the first node id on rank i, that is      // rank i owns m_nodeDistribution[i+1]-nodeDistribution[i] nodes which is
1323      // rank i owns m_nodeDistribution[i+1]-nodeDistribution[i] nodes      // constant for all ranks in this implementation
1324      m_nodeDistribution.assign(m_mpiInfo->size+1, 0);      m_nodeDistribution.assign(m_mpiInfo->size+1, 0);
1325      m_nodeDistribution[1]=getNumNodes();      const dim_t numDOF=getNumDOF();
1326      for (dim_t k=1; k<m_mpiInfo->size-1; k++) {      for (dim_t k=1; k<m_mpiInfo->size; k++) {
1327          const index_t x=k%m_NX;          m_nodeDistribution[k]=k*numDOF;
         const index_t y=k/m_NX;  
         index_t numNodes=getNumNodes();  
         if (x>0)  
             numNodes-=m_N1;  
         if (y>0)  
             numNodes-=m_N0;  
         if (x>0 && y>0)  
             numNodes++; // subtracted corner twice -> fix that  
         m_nodeDistribution[k+1]=m_nodeDistribution[k]+numNodes;  
1328      }      }
1329      m_nodeDistribution[m_mpiInfo->size]=getNumDataPointsGlobal();      m_nodeDistribution[m_mpiInfo->size]=getNumDataPointsGlobal();
   
     m_dofId.resize(getNumDOF());  
1330      m_nodeId.resize(getNumNodes());      m_nodeId.resize(getNumNodes());
1331        m_dofId.resize(numDOF);
1332        m_elementId.resize(getNumElements());
1333    
1334      // the bottom row and left column are not owned by this rank so the      // populate face element counts
1335      // identifiers need to be computed accordingly      //left
1336      const index_t left = (m_offset0==0 ? 0 : 1);      if (m_offset[0]==0)
1337      const index_t bottom = (m_offset1==0 ? 0 : 1);          m_faceCount[0]=m_NE[1];
1338      if (left>0) {      else
1339          const int neighbour=m_mpiInfo->rank-1;          m_faceCount[0]=0;
1340          const index_t leftN0=(neighbour%m_NX == 0 ? m_N0 : m_N0-1);      //right
1341  #pragma omp parallel for      if (m_mpiInfo->rank%m_NX[0]==m_NX[0]-1)
1342          for (dim_t i1=bottom; i1<m_N1; i1++) {          m_faceCount[1]=m_NE[1];
1343              m_nodeId[i1*m_N0]=m_nodeDistribution[neighbour]      else
1344                  + (i1-bottom+1)*leftN0-1;          m_faceCount[1]=0;
1345        //bottom
1346        if (m_offset[1]==0)
1347            m_faceCount[2]=m_NE[0];
1348        else
1349            m_faceCount[2]=0;
1350        //top
1351        if (m_mpiInfo->rank/m_NX[0]==m_NX[1]-1)
1352            m_faceCount[3]=m_NE[0];
1353        else
1354            m_faceCount[3]=0;
1355    
1356        m_faceId.resize(getNumFaceElements());
1357    
1358        const index_t left = (m_offset[0]==0 ? 0 : 1);
1359        const index_t bottom = (m_offset[1]==0 ? 0 : 1);
1360        const dim_t nDOF0 = (m_gNE[0]+1)/m_NX[0];
1361        const dim_t nDOF1 = (m_gNE[1]+1)/m_NX[1];
1362    
1363    #define globalNodeId(x,y) \
1364        ((m_offset[0]+x)/nDOF0)*nDOF0*nDOF1+(m_offset[0]+x)%nDOF0 \
1365        + ((m_offset[1]+y)/nDOF1)*nDOF0*nDOF1*m_NX[0]+((m_offset[1]+y)%nDOF1)*nDOF0
1366    
1367        // set corner id's outside the parallel region
1368        m_nodeId[0] = globalNodeId(0, 0);
1369        m_nodeId[m_NN[0]-1] = globalNodeId(m_NN[0]-1, 0);
1370        m_nodeId[m_NN[0]*(m_NN[1]-1)] = globalNodeId(0, m_NN[1]-1);
1371        m_nodeId[m_NN[0]*m_NN[1]-1] = globalNodeId(m_NN[0]-1,m_NN[1]-1);
1372    #undef globalNodeId
1373    
1374    #pragma omp parallel
1375        {
1376            // populate degrees of freedom and own nodes (identical id)
1377    #pragma omp for nowait
1378            for (dim_t i=0; i<nDOF1; i++) {
1379                for (dim_t j=0; j<nDOF0; j++) {
1380                    const index_t nodeIdx=j+left+(i+bottom)*m_NN[0];
1381                    const index_t dofIdx=j+i*nDOF0;
1382                    m_dofId[dofIdx] = m_nodeId[nodeIdx]
1383                        = m_nodeDistribution[m_mpiInfo->rank]+dofIdx;
1384                }
1385          }          }
1386      }  
1387      if (bottom>0) {          // populate the rest of the nodes (shared with other ranks)
1388          const int neighbour=m_mpiInfo->rank-m_NX;          if (m_faceCount[0]==0) { // left column
1389          const index_t bottomN0=(neighbour%m_NX == 0 ? m_N0 : m_N0-1);  #pragma omp for nowait
1390          const index_t bottomN1=(neighbour/m_NX == 0 ? m_N1 : m_N1-1);              for (dim_t i=0; i<nDOF1; i++) {
1391  #pragma omp parallel for                  const index_t nodeIdx=(i+bottom)*m_NN[0];
1392          for (dim_t i0=left; i0<m_N0; i0++) {                  const index_t dofId=(i+1)*nDOF0-1;
1393              m_nodeId[i0]=m_nodeDistribution[neighbour]                  m_nodeId[nodeIdx]
1394                  + (bottomN1-1)*bottomN0 + i0 - left;                      = m_nodeDistribution[m_mpiInfo->rank-1]+dofId;
1395                }
1396            }
1397            if (m_faceCount[1]==0) { // right column
1398    #pragma omp for nowait
1399                for (dim_t i=0; i<nDOF1; i++) {
1400                    const index_t nodeIdx=(i+bottom+1)*m_NN[0]-1;
1401                    const index_t dofId=i*nDOF0;
1402                    m_nodeId[nodeIdx]
1403                        = m_nodeDistribution[m_mpiInfo->rank+1]+dofId;
1404                }
1405            }
1406            if (m_faceCount[2]==0) { // bottom row
1407    #pragma omp for nowait
1408                for (dim_t i=0; i<nDOF0; i++) {
1409                    const index_t nodeIdx=i+left;
1410                    const index_t dofId=nDOF0*(nDOF1-1)+i;
1411                    m_nodeId[nodeIdx]
1412                        = m_nodeDistribution[m_mpiInfo->rank-m_NX[0]]+dofId;
1413                }
1414            }
1415            if (m_faceCount[3]==0) { // top row
1416    #pragma omp for nowait
1417                for (dim_t i=0; i<nDOF0; i++) {
1418                    const index_t nodeIdx=m_NN[0]*(m_NN[1]-1)+i+left;
1419                    const index_t dofId=i;
1420                    m_nodeId[nodeIdx]
1421                        = m_nodeDistribution[m_mpiInfo->rank+m_NX[0]]+dofId;
1422                }
1423          }          }
     }  
     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;  
     }  
1424    
1425      // the rest of the id's are contiguous          // populate element id's
1426      const index_t firstId=m_nodeDistribution[m_mpiInfo->rank];  #pragma omp for nowait
1427  #pragma omp parallel for          for (dim_t i1=0; i1<m_NE[1]; i1++) {
1428      for (dim_t i1=bottom; i1<m_N1; i1++) {              for (dim_t i0=0; i0<m_NE[0]; i0++) {
1429          for (dim_t i0=left; i0<m_N0; i0++) {                  m_elementId[i0+i1*m_NE[0]]=(m_offset[1]+i1)*m_gNE[0]+m_offset[0]+i0;
1430              const index_t idx=i0-left+(i1-bottom)*(m_N0-left);              }
             m_nodeId[i0+i1*m_N0] = firstId+idx;  
             m_dofId[idx] = firstId+idx;  
1431          }          }
1432      }  
1433            // face elements
1434    #pragma omp for
1435            for (dim_t k=0; k<getNumFaceElements(); k++)
1436                m_faceId[k]=k;
1437        } // end parallel section
1438    
1439      m_nodeTags.assign(getNumNodes(), 0);      m_nodeTags.assign(getNumNodes(), 0);
1440      updateTagsInUse(Nodes);      updateTagsInUse(Nodes);
1441    
     // elements  
     m_elementId.resize(getNumElements());  
 #pragma omp parallel for  
     for (dim_t k=0; k<getNumElements(); k++) {  
         m_elementId[k]=k;  
     }  
1442      m_elementTags.assign(getNumElements(), 0);      m_elementTags.assign(getNumElements(), 0);
1443      updateTagsInUse(Elements);      updateTagsInUse(Elements);
1444    
     // face element id's  
     m_faceId.resize(getNumFaceElements());  
 #pragma omp parallel for  
     for (dim_t k=0; k<getNumFaceElements(); k++) {  
         m_faceId[k]=k;  
     }  
   
1445      // generate face offset vector and set face tags      // generate face offset vector and set face tags
     const IndexVector facesPerEdge = getNumFacesPerBoundary();  
1446      const index_t LEFT=1, RIGHT=2, BOTTOM=10, TOP=20;      const index_t LEFT=1, RIGHT=2, BOTTOM=10, TOP=20;
1447      const index_t faceTag[] = { LEFT, RIGHT, BOTTOM, TOP };      const index_t faceTag[] = { LEFT, RIGHT, BOTTOM, TOP };
1448      m_faceOffset.assign(facesPerEdge.size(), -1);      m_faceOffset.assign(4, -1);
1449      m_faceTags.clear();      m_faceTags.clear();
1450      index_t offset=0;      index_t offset=0;
1451      for (size_t i=0; i<facesPerEdge.size(); i++) {      for (size_t i=0; i<4; i++) {
1452          if (facesPerEdge[i]>0) {          if (m_faceCount[i]>0) {
1453              m_faceOffset[i]=offset;              m_faceOffset[i]=offset;
1454              offset+=facesPerEdge[i];              offset+=m_faceCount[i];
1455              m_faceTags.insert(m_faceTags.end(), facesPerEdge[i], faceTag[i]);              m_faceTags.insert(m_faceTags.end(), m_faceCount[i], faceTag[i]);
1456          }          }
1457      }      }
1458      setTagMap("left", LEFT);      setTagMap("left", LEFT);
# Line 1121  void Rectangle::populateSampleIds() Line 1463  void Rectangle::populateSampleIds()
1463  }  }
1464    
1465  //private  //private
1466  int Rectangle::insertNeighbours(IndexVector& index, index_t node) const  void Rectangle::createPattern()
1467  {  {
1468      const dim_t myN0 = (m_offset0==0 ? m_N0 : m_N0-1);      const dim_t nDOF0 = (m_gNE[0]+1)/m_NX[0];
1469      const dim_t myN1 = (m_offset1==0 ? m_N1 : m_N1-1);      const dim_t nDOF1 = (m_gNE[1]+1)/m_NX[1];
1470      const int x=node%myN0;      const index_t left = (m_offset[0]==0 ? 0 : 1);
1471      const int y=node/myN0;      const index_t bottom = (m_offset[1]==0 ? 0 : 1);
1472      int num=0;  
1473      if (y>0) {      // populate node->DOF mapping with own degrees of freedom.
1474          if (x>0) {      // The rest is assigned in the loop further down
1475              // bottom-left      m_dofMap.assign(getNumNodes(), 0);
1476              index.push_back(node-myN0-1);  #pragma omp parallel for
1477              num++;      for (index_t i=bottom; i<bottom+nDOF1; i++) {
1478          }          for (index_t j=left; j<left+nDOF0; j++) {
1479          // bottom              m_dofMap[i*m_NN[0]+j]=(i-bottom)*nDOF0+j-left;
1480          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++;  
1481      }      }
1482    
1483      return num;      // build list of shared components and neighbours by looping through
1484  }      // all potential neighbouring ranks and checking if positions are
1485        // within bounds
1486  //private      const dim_t numDOF=nDOF0*nDOF1;
1487  void Rectangle::generateCouplePatterns(Paso_Pattern** colPattern, Paso_Pattern** rowPattern) const      vector<IndexVector> colIndices(numDOF); // for the couple blocks
1488  {      RankVector neighbour;
1489      IndexVector ptr(1,0);      IndexVector offsetInShared(1,0);
1490      IndexVector index;      IndexVector sendShared, recvShared;
1491      const dim_t myN0 = (m_offset0==0 ? m_N0 : m_N0-1);      int numShared=0;
1492      const dim_t myN1 = (m_offset1==0 ? m_N1 : m_N1-1);      const int x=m_mpiInfo->rank%m_NX[0];
1493      const IndexVector faces=getNumFacesPerBoundary();      const int y=m_mpiInfo->rank/m_NX[0];
1494        for (int i1=-1; i1<2; i1++) {
1495      // bottom edge          for (int i0=-1; i0<2; i0++) {
1496      dim_t n=0;              // skip this rank
1497      if (faces[0] == 0) {              if (i0==0 && i1==0)
1498          index.push_back(2*(myN0+myN1+1));                  continue;
1499          index.push_back(2*(myN0+myN1+1)+1);              // location of neighbour rank
1500          n+=2;              const int nx=x+i0;
1501          if (faces[2] == 0) {              const int ny=y+i1;
1502              index.push_back(0);              if (nx>=0 && ny>=0 && nx<m_NX[0] && ny<m_NX[1]) {
1503              index.push_back(1);                  neighbour.push_back(ny*m_NX[0]+nx);
1504              index.push_back(2);                  if (i0==0) {
1505              n+=3;                      // sharing top or bottom edge
1506          }                      const int firstDOF=(i1==-1 ? 0 : numDOF-nDOF0);
1507      } else if (faces[2] == 0) {                      const int firstNode=(i1==-1 ? left : m_NN[0]*(m_NN[1]-1)+left);
1508          index.push_back(1);                      offsetInShared.push_back(offsetInShared.back()+nDOF0);
1509          index.push_back(2);                      for (dim_t i=0; i<nDOF0; i++, numShared++) {
1510          n+=2;                          sendShared.push_back(firstDOF+i);
1511      }                          recvShared.push_back(numDOF+numShared);
1512      // n=neighbours of bottom-left corner node                          if (i>0)
1513      ptr.push_back(ptr.back()+n);                              colIndices[firstDOF+i-1].push_back(numShared);
1514      n=0;                          colIndices[firstDOF+i].push_back(numShared);
1515      if (faces[2] == 0) {                          if (i<nDOF0-1)
1516          for (dim_t i=1; i<myN0-1; i++) {                              colIndices[firstDOF+i+1].push_back(numShared);
1517              index.push_back(i);                          m_dofMap[firstNode+i]=numDOF+numShared;
1518              index.push_back(i+1);                      }
1519              index.push_back(i+2);                  } else if (i1==0) {
1520              ptr.push_back(ptr.back()+3);                      // sharing left or right edge
1521          }                      const int firstDOF=(i0==-1 ? 0 : nDOF0-1);
1522          index.push_back(myN0-1);                      const int firstNode=(i0==-1 ? bottom*m_NN[0] : (bottom+1)*m_NN[0]-1);
1523          index.push_back(myN0);                      offsetInShared.push_back(offsetInShared.back()+nDOF1);
1524          n+=2;                      for (dim_t i=0; i<nDOF1; i++, numShared++) {
1525          if (faces[1] == 0) {                          sendShared.push_back(firstDOF+i*nDOF0);
1526              index.push_back(myN0+1);                          recvShared.push_back(numDOF+numShared);
1527              index.push_back(myN0+2);                          if (i>0)
1528              index.push_back(myN0+3);                              colIndices[firstDOF+(i-1)*nDOF0].push_back(numShared);
1529              n+=3;                          colIndices[firstDOF+i*nDOF0].push_back(numShared);
1530          }                          if (i<nDOF1-1)
1531      } else {                              colIndices[firstDOF+(i+1)*nDOF0].push_back(numShared);
1532          for (dim_t i=1; i<myN0-1; i++) {                          m_dofMap[firstNode+i*m_NN[0]]=numDOF+numShared;
1533              ptr.push_back(ptr.back());                      }
1534          }                  } else {
1535          if (faces[1] == 0) {                      // sharing a node
1536              index.push_back(myN0+2);                      const int dof=(i0+1)/2*(nDOF0-1)+(i1+1)/2*(numDOF-nDOF0);
1537              index.push_back(myN0+3);                      const int node=(i0+1)/2*(m_NN[0]-1)+(i1+1)/2*m_NN[0]*(m_NN[1]-1);
1538              n+=2;                      offsetInShared.push_back(offsetInShared.back()+1);
1539          }                      sendShared.push_back(dof);
1540      }                      recvShared.push_back(numDOF+numShared);
1541      // n=neighbours of bottom-right corner node                      colIndices[dof].push_back(numShared);
1542      ptr.push_back(ptr.back()+n);                      m_dofMap[node]=numDOF+numShared;
1543                        ++numShared;
1544      // 2nd row to 2nd last row                  }
1545      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());  
         }  
         if (faces[1] == 0) {  
             index.push_back(myN0+myN1+1);  
             index.push_back(myN0+myN1);  
             n+=2;  
         }  
     }  
     // n=neighbours of top-right corner node  
     ptr.push_back(ptr.back()+n);  
   
     dim_t M=ptr.size()-1;  
     map<index_t,index_t> idMap;  
     dim_t N=0;  
     for (IndexVector::iterator it=index.begin(); it!=index.end(); it++) {  
         if (idMap.find(*it)==idMap.end()) {  
             idMap[*it]=N;  
             *it=N++;  
         } else {  
             *it=idMap[*it];  
1546          }          }
1547      }      }
1548    
1549        // create connector
1550        Paso_SharedComponents *snd_shcomp = Paso_SharedComponents_alloc(
1551                numDOF, neighbour.size(), &neighbour[0], &sendShared[0],
1552                &offsetInShared[0], 1, 0, m_mpiInfo);
1553        Paso_SharedComponents *rcv_shcomp = Paso_SharedComponents_alloc(
1554                numDOF, neighbour.size(), &neighbour[0], &recvShared[0],
1555                &offsetInShared[0], 1, 0, m_mpiInfo);
1556        m_connector = Paso_Connector_alloc(snd_shcomp, rcv_shcomp);
1557        Paso_SharedComponents_free(snd_shcomp);
1558        Paso_SharedComponents_free(rcv_shcomp);
1559    
1560        // create main and couple blocks
1561        Paso_Pattern *mainPattern = createMainPattern();
1562        Paso_Pattern *colPattern, *rowPattern;
1563        createCouplePatterns(colIndices, numShared, &colPattern, &rowPattern);
1564    
1565        // allocate paso distribution
1566        Paso_Distribution* distribution = Paso_Distribution_alloc(m_mpiInfo,
1567                const_cast<index_t*>(&m_nodeDistribution[0]), 1, 0);
1568    
1569        // finally create the system matrix
1570        m_pattern = Paso_SystemMatrixPattern_alloc(MATRIX_FORMAT_DEFAULT,
1571                distribution, distribution, mainPattern, colPattern, rowPattern,
1572                m_connector, m_connector);
1573    
1574        Paso_Distribution_free(distribution);
1575    
1576        // useful debug output
1577      /*      /*
1578      cout << "--- colCouple_pattern ---" << endl;      cout << "--- rcv_shcomp ---" << endl;
1579      cout << "M=" << M << ", N=" << N << endl;      cout << "numDOF=" << numDOF << ", numNeighbors=" << neighbour.size() << endl;
1580      for (size_t i=0; i<ptr.size(); i++) {      for (size_t i=0; i<neighbour.size(); i++) {
1581          cout << "ptr[" << i << "]=" << ptr[i] << endl;          cout << "neighbor[" << i << "]=" << neighbour[i]
1582                << " offsetInShared[" << i+1 << "]=" << offsetInShared[i+1] << endl;
1583      }      }
1584      for (size_t i=0; i<index.size(); i++) {      for (size_t i=0; i<recvShared.size(); i++) {
1585          cout << "index[" << i << "]=" << index[i] << endl;          cout << "shared[" << i << "]=" << recvShared[i] << endl;
1586        }
1587        cout << "--- snd_shcomp ---" << endl;
1588        for (size_t i=0; i<sendShared.size(); i++) {
1589            cout << "shared[" << i << "]=" << sendShared[i] << endl;
1590        }
1591        cout << "--- dofMap ---" << endl;
1592        for (size_t i=0; i<m_dofMap.size(); i++) {
1593            cout << "m_dofMap[" << i << "]=" << m_dofMap[i] << endl;
1594        }
1595        cout << "--- colIndices ---" << endl;
1596        for (size_t i=0; i<colIndices.size(); i++) {
1597            cout << "colIndices[" << i << "].size()=" << colIndices[i].size() << endl;
1598      }      }
1599      */      */
1600    
1601      // now build the row couple pattern      /*
1602      IndexVector ptr2(1,0);      cout << "--- main_pattern ---" << endl;
1603      IndexVector index2;      cout << "M=" << mainPattern->numOutput << ", N=" << mainPattern->numInput << endl;
1604      for (dim_t id=0; id<N; id++) {      for (size_t i=0; i<mainPattern->numOutput+1; i++) {
1605          n=0;          cout << "ptr[" << i << "]=" << mainPattern->ptr[i] << endl;
1606          for (dim_t i=0; i<M; i++) {      }
1607              for (dim_t j=ptr[i]; j<ptr[i+1]; j++) {      for (size_t i=0; i<mainPattern->ptr[mainPattern->numOutput]; i++) {
1608                  if (index[j]==id) {          cout << "index[" << i << "]=" << mainPattern->index[i] << endl;
                     index2.push_back(i);  
                     n++;  
                     break;  
                 }  
             }  
         }  
         ptr2.push_back(ptr2.back()+n);  
1609      }      }
1610        */
1611    
1612        /*
1613        cout << "--- colCouple_pattern ---" << endl;
1614        cout << "M=" << colPattern->numOutput << ", N=" << colPattern->numInput << endl;
1615        for (size_t i=0; i<colPattern->numOutput+1; i++) {
1616            cout << "ptr[" << i << "]=" << colPattern->ptr[i] << endl;
1617        }
1618        for (size_t i=0; i<colPattern->ptr[colPattern->numOutput]; i++) {
1619            cout << "index[" << i << "]=" << colPattern->index[i] << endl;
1620        }
1621        */
1622    
1623      /*      /*
1624      cout << "--- rowCouple_pattern ---" << endl;      cout << "--- rowCouple_pattern ---" << endl;
1625      cout << "M=" << N << ", N=" << M << endl;      cout << "M=" << rowPattern->numOutput << ", N=" << rowPattern->numInput << endl;
1626      for (size_t i=0; i<ptr2.size(); i++) {      for (size_t i=0; i<rowPattern->numOutput+1; i++) {
1627          cout << "ptr[" << i << "]=" << ptr2[i] << endl;          cout << "ptr[" << i << "]=" << rowPattern->ptr[i] << endl;
1628      }      }
1629      for (size_t i=0; i<index2.size(); i++) {      for (size_t i=0; i<rowPattern->ptr[rowPattern->numOutput]; i++) {
1630          cout << "index[" << i << "]=" << index2[i] << endl;          cout << "index[" << i << "]=" << rowPattern->index[i] << endl;
1631      }      }
1632      */      */
1633    
1634      // paso will manage the memory      Paso_Pattern_free(mainPattern);
1635      index_t* indexC = MEMALLOC(index.size(), index_t);      Paso_Pattern_free(colPattern);
1636      index_t* ptrC = MEMALLOC(ptr.size(), index_t);      Paso_Pattern_free(rowPattern);
1637      copy(index.begin(), index.end(), indexC);  }
1638      copy(ptr.begin(), ptr.end(), ptrC);  
1639      *colPattern=Paso_Pattern_alloc(MATRIX_FORMAT_DEFAULT, M, N, ptrC, indexC);  //private
1640    void Rectangle::addToMatrixAndRHS(Paso_SystemMatrix* S, escript::Data& F,
1641      // paso will manage the memory           const vector<double>& EM_S, const vector<double>& EM_F, bool addS,
1642      indexC = MEMALLOC(index2.size(), index_t);           bool addF, index_t firstNode, dim_t nEq, dim_t nComp) const
1643      ptrC = MEMALLOC(ptr2.size(), index_t);  {
1644      copy(index2.begin(), index2.end(), indexC);      IndexVector rowIndex;
1645      copy(ptr2.begin(), ptr2.end(), ptrC);      rowIndex.push_back(m_dofMap[firstNode]);
1646      *rowPattern=Paso_Pattern_alloc(MATRIX_FORMAT_DEFAULT, N, M, ptrC, indexC);      rowIndex.push_back(m_dofMap[firstNode+1]);
1647        rowIndex.push_back(m_dofMap[firstNode+m_NN[0]]);
1648        rowIndex.push_back(m_dofMap[firstNode+m_NN[0]+1]);
1649        if (addF) {
1650            double *F_p=F.getSampleDataRW(0);
1651            for (index_t i=0; i<rowIndex.size(); i++) {
1652                if (rowIndex[i]<getNumDOF()) {
1653                    for (index_t eq=0; eq<nEq; eq++) {
1654                        F_p[INDEX2(eq, rowIndex[i], nEq)]+=EM_F[INDEX2(eq,i,nEq)];
1655                    }
1656                }
1657            }
1658        }
1659        if (addS) {
1660            addToSystemMatrix(S, rowIndex, nEq, rowIndex, nComp, EM_S);
1661        }
1662  }  }
1663    
1664  //protected  //protected
# Line 1376  void Rectangle::interpolateNodesOnElemen Line 1667  void Rectangle::interpolateNodesOnElemen
1667  {  {
1668      const dim_t numComp = in.getDataPointSize();      const dim_t numComp = in.getDataPointSize();
1669      if (reduced) {      if (reduced) {
1670          /*** GENERATOR SNIP_INTERPOLATE_REDUCED_ELEMENTS TOP */          out.requireWrite();
1671          const double c0 = .25;          const double c0 = 0.25;
1672  #pragma omp parallel for  #pragma omp parallel
1673          for (index_t k1=0; k1 < m_NE1; ++k1) {          {
1674              for (index_t k0=0; k0 < m_NE0; ++k0) {              vector<double> f_00(numComp);
1675                  const register double* f_11 = in.getSampleDataRO(INDEX2(k0+1,k1+1, m_N0));              vector<double> f_01(numComp);
1676                  const register double* f_10 = in.getSampleDataRO(INDEX2(k0+1,k1, m_N0));              vector<double> f_10(numComp);
1677                  const register double* f_00 = in.getSampleDataRO(INDEX2(k0,k1, m_N0));              vector<double> f_11(numComp);
1678                  const register double* f_01 = in.getSampleDataRO(INDEX2(k0,k1+1, m_N0));  #pragma omp for
1679                  double* o = out.getSampleDataRW(INDEX2(k0,k1,m_NE0));              for (index_t k1=0; k1 < m_NE[1]; ++k1) {
1680                  for (index_t i=0; i < numComp; ++i) {                  for (index_t k0=0; k0 < m_NE[0]; ++k0) {
1681                      o[INDEX2(i,numComp,0)] = c0*(f_00[i] + f_01[i] + f_10[i] + f_11[i]);                      memcpy(&f_00[0], in.getSampleDataRO(INDEX2(k0,k1, m_NN[0])), numComp*sizeof(double));
1682                  } /* end of component loop i */                      memcpy(&f_01[0], in.getSampleDataRO(INDEX2(k0,k1+1, m_NN[0])), numComp*sizeof(double));
1683              } /* end of k0 loop */                      memcpy(&f_10[0], in.getSampleDataRO(INDEX2(k0+1,k1, m_NN[0])), numComp*sizeof(double));
1684          } /* end of k1 loop */                      memcpy(&f_11[0], in.getSampleDataRO(INDEX2(k0+1,k1+1, m_NN[0])), numComp*sizeof(double));
1685          /* GENERATOR SNIP_INTERPOLATE_REDUCED_ELEMENTS BOTTOM */                      double* o = out.getSampleDataRW(INDEX2(k0,k1,m_NE[0]));
1686                        for (index_t i=0; i < numComp; ++i) {
1687                            o[INDEX2(i,numComp,0)] = c0*(f_00[i] + f_01[i] + f_10[i] + f_11[i]);
1688                        } /* end of component loop i */
1689                    } /* end of k0 loop */
1690                } /* end of k1 loop */
1691            } /* end of parallel section */
1692      } else {      } else {
1693          /*** GENERATOR SNIP_INTERPOLATE_ELEMENTS TOP */          out.requireWrite();
1694          const double c0 = .16666666666666666667;          const double c0 = 0.16666666666666666667;
1695          const double c1 = .044658198738520451079;          const double c1 = 0.044658198738520451079;
1696          const double c2 = .62200846792814621559;          const double c2 = 0.62200846792814621559;
1697  #pragma omp parallel for  #pragma omp parallel
1698          for (index_t k1=0; k1 < m_NE1; ++k1) {          {
1699              for (index_t k0=0; k0 < m_NE0; ++k0) {              vector<double> f_00(numComp);
1700                  const register double* f_10 = in.getSampleDataRO(INDEX2(k0+1,k1, m_N0));              vector<double> f_01(numComp);
1701                  const register double* f_11 = in.getSampleDataRO(INDEX2(k0+1,k1+1, m_N0));              vector<double> f_10(numComp);
1702                  const register double* f_01 = in.getSampleDataRO(INDEX2(k0,k1+1, m_N0));              vector<double> f_11(numComp);
1703                  const register double* f_00 = in.getSampleDataRO(INDEX2(k0,k1, m_N0));  #pragma omp for
1704                  double* o = out.getSampleDataRW(INDEX2(k0,k1,m_NE0));              for (index_t k1=0; k1 < m_NE[1]; ++k1) {
1705                  for (index_t i=0; i < numComp; ++i) {                  for (index_t k0=0; k0 < m_NE[0]; ++k0) {
1706                      o[INDEX2(i,numComp,0)] = f_00[i]*c2 + f_11[i]*c1 + c0*(f_01[i] + f_10[i]);                      memcpy(&f_00[0], in.getSampleDataRO(INDEX2(k0,k1, m_NN[0])), numComp*sizeof(double));
1707                      o[INDEX2(i,numComp,1)] = f_01[i]*c1 + f_10[i]*c2 + c0*(f_00[i] + f_11[i]);                      memcpy(&f_01[0], in.getSampleDataRO(INDEX2(k0,k1+1, m_NN[0])), numComp*sizeof(double));
1708                      o[INDEX2(i,numComp,2)] = f_01[i]*c2 + f_10[i]*c1 + c0*(f_00[i] + f_11[i]);                      memcpy(&f_10[0], in.getSampleDataRO(INDEX2(k0+1,k1, m_NN[0])), numComp*sizeof(double));
1709                      o[INDEX2(i,numComp,3)] = f_00[i]*c1 + f_11[i]*c2 + c0*(f_01[i] + f_10[i]);                      memcpy(&f_11[0], in.getSampleDataRO(INDEX2(k0+1,k1+1, m_NN[0])), numComp*sizeof(double));
1710                  } /* end of component loop i */                      double* o = out.getSampleDataRW(INDEX2(k0,k1,m_NE[0]));
1711              } /* end of k0 loop */                      for (index_t i=0; i < numComp; ++i) {
1712          } /* end of k1 loop */                          o[INDEX2(i,numComp,0)] = c0*(f_01[i] + f_10[i]) + c1*f_11[i] + c2*f_00[i];
1713          /* GENERATOR SNIP_INTERPOLATE_ELEMENTS BOTTOM */                          o[INDEX2(i,numComp,1)] = c0*(f_00[i] + f_11[i]) + c1*f_01[i] + c2*f_10[i];
1714                            o[INDEX2(i,numComp,2)] = c0*(f_00[i] + f_11[i]) + c1*f_10[i] + c2*f_01[i];
1715                            o[INDEX2(i,numComp,3)] = c0*(f_01[i] + f_10[i]) + c1*f_00[i] + c2*f_11[i];
1716                        } /* end of component loop i */
1717                    } /* end of k0 loop */
1718                } /* end of k1 loop */
1719            } /* end of parallel section */
1720      }      }
1721  }  }
1722    
# Line 1423  void Rectangle::interpolateNodesOnFaces( Line 1726  void Rectangle::interpolateNodesOnFaces(
1726  {  {
1727      const dim_t numComp = in.getDataPointSize();      const dim_t numComp = in.getDataPointSize();
1728      if (reduced) {      if (reduced) {
1729          const double c0 = .5;          out.requireWrite();
1730  #pragma omp parallel  #pragma omp parallel
1731          {          {
1732              /*** GENERATOR SNIP_INTERPOLATE_REDUCED_FACES TOP */              vector<double> f_00(numComp);
1733                vector<double> f_01(numComp);
1734                vector<double> f_10(numComp);
1735                vector<double> f_11(numComp);
1736              if (m_faceOffset[0] > -1) {              if (m_faceOffset[0] > -1) {
1737  #pragma omp for nowait  #pragma omp for nowait
1738                  for (index_t k1=0; k1 < m_NE1; ++k1) {                  for (index_t k1=0; k1 < m_NE[1]; ++k1) {
1739                      const register double* f_00 = in.getSampleDataRO(INDEX2(0,k1, m_N0));                      memcpy(&f_00[0], in.getSampleDataRO(INDEX2(0,k1, m_NN[0])), numComp*sizeof(double));
1740                      const register double* f_01 = in.getSampleDataRO(INDEX2(0,k1+1, m_N0));                      memcpy(&f_01[0], in.getSampleDataRO(INDEX2(0,k1+1, m_NN[0])), numComp*sizeof(double));
1741                      double* o = out.getSampleDataRW(m_faceOffset[0]+k1);                      double* o = out.getSampleDataRW(m_faceOffset[0]+k1);
1742                      for (index_t i=0; i < numComp; ++i) {                      for (index_t i=0; i < numComp; ++i) {
1743                          o[INDEX2(i,numComp,0)] = c0*(f_00[i] + f_01[i]);                          o[INDEX2(i,numComp,0)] = (f_00[i] + f_01[i])/2;
1744                      } /* end of component loop i */                      } /* end of component loop i */
1745                  } /* end of k1 loop */                  } /* end of k1 loop */
1746              } /* end of face 0 */              } /* end of face 0 */
1747              if (m_faceOffset[1] > -1) {              if (m_faceOffset[1] > -1) {
1748  #pragma omp for nowait  #pragma omp for nowait
1749                  for (index_t k1=0; k1 < m_NE1; ++k1) {                  for (index_t k1=0; k1 < m_NE[1]; ++k1) {
1750                      const register double* f_10 = in.getSampleDataRO(INDEX2(m_N0-1,k1, m_N0));                      memcpy(&f_10[0], in.getSampleDataRO(INDEX2(m_NN[0]-1,k1, m_NN[0])), numComp*sizeof(double));
1751                      const register double* f_11 = in.getSampleDataRO(INDEX2(m_N0-1,k1+1, m_N0));                      memcpy(&f_11[0], in.getSampleDataRO(INDEX2(m_NN[0]-1,k1+1, m_NN[0])), numComp*sizeof(double));
1752                      double* o = out.getSampleDataRW(m_faceOffset[1]+k1);                      double* o = out.getSampleDataRW(m_faceOffset[1]+k1);
1753                      for (index_t i=0; i < numComp; ++i) {                      for (index_t i=0; i < numComp; ++i) {
1754                          o[INDEX2(i,numComp,0)] = c0*(f_10[i] + f_11[i]);                          o[INDEX2(i,numComp,0)] = (f_10[i] + f_11[i])/2;
1755                      } /* end of component loop i */                      } /* end of component loop i */
1756                  } /* end of k1 loop */                  } /* end of k1 loop */
1757              } /* end of face 1 */              } /* end of face 1 */
1758              if (m_faceOffset[2] > -1) {              if (m_faceOffset[2] > -1) {
1759  #pragma omp for nowait  #pragma omp for nowait
1760                  for (index_t k0=0; k0 < m_NE0; ++k0) {                  for (index_t k0=0; k0 < m_NE[0]; ++k0) {
1761                      const register double* f_10 = in.getSampleDataRO(INDEX2(k0+1,0, m_N0));                      memcpy(&f_00[0], in.getSampleDataRO(INDEX2(k0,0, m_NN[0])), numComp*sizeof(double));
1762                      const register double* f_00 = in.getSampleDataRO(INDEX2(k0,0, m_N0));                      memcpy(&f_10[0], in.getSampleDataRO(INDEX2(k0+1,0, m_NN[0])), numComp*sizeof(double));
1763                      double* o = out.getSampleDataRW(m_faceOffset[2]+k0);                      double* o = out.getSampleDataRW(m_faceOffset[2]+k0);
1764                      for (index_t i=0; i < numComp; ++i) {                      for (index_t i=0; i < numComp; ++i) {
1765                          o[INDEX2(i,numComp,0)] = c0*(f_00[i] + f_10[i]);                          o[INDEX2(i,numComp,0)] = (f_00[i] + f_10[i])/2;
1766                      } /* end of component loop i */                      } /* end of component loop i */
1767                  } /* end of k0 loop */                  } /* end of k0 loop */
1768              } /* end of face 2 */              } /* end of face 2 */
1769              if (m_faceOffset[3] > -1) {              if (m_faceOffset[3] > -1) {
1770  #pragma omp for nowait  #pragma omp for nowait
1771                  for (index_t k0=0; k0 < m_NE0; ++k0) {                  for (index_t k0=0; k0 < m_NE[0]; ++k0) {
1772                      const register double* f_01 = in.getSampleDataRO(INDEX2(k0,m_N1-1, m_N0));                      memcpy(&f_01[0], in.getSampleDataRO(INDEX2(k0,m_NN[1]-1, m_NN[0])), numComp*sizeof(double));
1773                      const register double* f_11 = in.getSampleDataRO(INDEX2(k0+1,m_N1-1, m_N0));                      memcpy(&f_11[0], in.getSampleDataRO(INDEX2(k0+1,m_NN[1]-1, m_NN[0])), numComp*sizeof(double));
1774                      double* o = out.getSampleDataRW(m_faceOffset[3]+k0);                      double* o = out.getSampleDataRW(m_faceOffset[3]+k0);
1775                      for (index_t i=0; i < numComp; ++i) {                      for (index_t i=0; i < numComp; ++i) {
1776                          o[INDEX2(i,numComp,0)] = c0*(f_01[i] + f_11[i]);                          o[INDEX2(i,numComp,0)] = (f_01[i] + f_11[i])/2;
1777                      } /* end of component loop i */                      } /* end of component loop i */
1778                  } /* end of k0 loop */                  } /* end of k0 loop */
1779              } /* end of face 3 */              } /* end of face 3 */
1780              /* GENERATOR SNIP_INTERPOLATE_REDUCED_FACES BOTTOM */          } /* end of parallel section */
         } // end of parallel section  
1781      } else {      } else {
1782            out.requireWrite();
1783          const double c0 = 0.21132486540518711775;          const double c0 = 0.21132486540518711775;
1784          const double c1 = 0.78867513459481288225;          const double c1 = 0.78867513459481288225;
1785  #pragma omp parallel  #pragma omp parallel
1786          {          {
1787              /*** GENERATOR SNIP_INTERPOLATE_FACES TOP */              vector<double> f_00(numComp);
1788                vector<double> f_01(numComp);
1789                vector<double> f_10(numComp);
1790                vector<double> f_11(numComp);
1791              if (m_faceOffset[0] > -1) {              if (m_faceOffset[0] > -1) {
1792  #pragma omp for nowait  #pragma omp for nowait
1793                  for (index_t k1=0; k1 < m_NE1; ++k1) {                  for (index_t k1=0; k1 < m_NE[1]; ++k1) {
1794                      const register double* f_01 = in.getSampleDataRO(INDEX2(0,k1+1, m_N0));                      memcpy(&f_00[0], in.getSampleDataRO(INDEX2(0,k1, m_NN[0])), numComp*sizeof(double));
1795                      const register double* f_00 = in.getSampleDataRO(INDEX2(0,k1, m_N0));                      memcpy(&f_01[0], in.getSampleDataRO(INDEX2(0,k1+1, m_NN[0])), numComp*sizeof(double));
1796                      double* o = out.getSampleDataRW(m_faceOffset[0]+k1);                      double* o = out.getSampleDataRW(m_faceOffset[0]+k1);
1797                      for (index_t i=0; i < numComp; ++i) {                      for (index_t i=0; i < numComp; ++i) {
1798                          o[INDEX2(i,numComp,0)] = f_00[i]*c1 + f_01[i]*c0;                          o[INDEX2(i,numComp,0)] = c0*f_01[i] + c1*f_00[i];
1799                          o[INDEX2(i,numComp,1)] = f_00[i]*c0 + f_01[i]*c1;                          o[INDEX2(i,numComp,1)] = c0*f_00[i] + c1*f_01[i];
1800                      } /* end of component loop i */                      } /* end of component loop i */
1801                  } /* end of k1 loop */                  } /* end of k1 loop */
1802              } /* end of face 0 */              } /* end of face 0 */
1803              if (m_faceOffset[1] > -1) {              if (m_faceOffset[1] > -1) {
1804  #pragma omp for nowait  #pragma omp for nowait
1805                  for (index_t k1=0; k1 < m_NE1; ++k1) {                  for (index_t k1=0; k1 < m_NE[1]; ++k1) {
1806                      const register double* f_10 = in.getSampleDataRO(INDEX2(m_N0-1,k1, m_N0));                      memcpy(&f_10[0], in.getSampleDataRO(INDEX2(m_NN[0]-1,k1, m_NN[0])), numComp*sizeof(double));
1807                      const register double* f_11 = in.getSampleDataRO(INDEX2(m_N0-1,k1+1, m_N0));                      memcpy(&f_11[0], in.getSampleDataRO(INDEX2(m_NN[0]-1,k1+1, m_NN[0])), numComp*sizeof(double));
1808                      double* o = out.getSampleDataRW(m_faceOffset[1]+k1);                      double* o = out.getSampleDataRW(m_faceOffset[1]+k1);
1809                      for (index_t i=0; i < numComp; ++i) {                      for (index_t i=0; i < numComp; ++i) {
1810                          o[INDEX2(i,numComp,0)] = f_10[i]*c1 + f_11[i]*c0;                          o[INDEX2(i,numComp,0)] = c1*f_10[i] + c0*f_11[i];
1811                          o[INDEX2(i,numComp,1)] = f_10[i]*c0 + f_11[i]*c1;                          o[INDEX2(i,numComp,1)] = c1*f_11[i] + c0*f_10[i];
1812                      } /* end of component loop i */                      } /* end of component loop i */
1813                  } /* end of k1 loop */                  } /* end of k1 loop */
1814              } /* end of face 1 */              } /* end of face 1 */
1815              if (m_faceOffset[2] > -1) {              if (m_faceOffset[2] > -1) {
1816  #pragma omp for nowait  #pragma omp for nowait
1817                  for (index_t k0=0; k0 < m_NE0; ++k0) {                  for (index_t k0=0; k0 < m_NE[0]; ++k0) {
1818                      const register double* f_10 = in.getSampleDataRO(INDEX2(k0+1,0, m_N0));                      memcpy(&f_00[0], in.getSampleDataRO(INDEX2(k0,0, m_NN[0])), numComp*sizeof(double));
1819                      const register double* f_00 = in.getSampleDataRO(INDEX2(k0,0, m_N0));                      memcpy(&f_10[0], in.getSampleDataRO(INDEX2(k0+1,0, m_NN[0])), numComp*sizeof(double));
1820                      double* o = out.getSampleDataRW(m_faceOffset[2]+k0);                      double* o = out.getSampleDataRW(m_faceOffset[2]+k0);
1821                      for (index_t i=0; i < numComp; ++i) {                      for (index_t i=0; i < numComp; ++i) {
1822                          o[INDEX2(i,numComp,0)] = f_00[i]*c1 + f_10[i]*c0;                          o[INDEX2(i,numComp,0)] = c0*f_10[i] + c1*f_00[i];
1823                          o[INDEX2(i,numComp,1)] = f_00[i]*c0 + f_10[i]*c1;                          o[INDEX2(i,numComp,1)] = c0*f_00[i] + c1*f_10[i];
1824                      } /* end of component loop i */                      } /* end of component loop i */
1825                  } /* end of k0 loop */                  } /* end of k0 loop */
1826              } /* end of face 2 */              } /* end of face 2 */
1827              if (m_faceOffset[3] > -1) {              if (m_faceOffset[3] > -1) {
1828  #pragma omp for nowait  #pragma omp for nowait
1829                  for (index_t k0=0; k0 < m_NE0; ++k0) {                  for (index_t k0=0; k0 < m_NE[0]; ++k0) {
1830                      const register double* f_11 = in.getSampleDataRO(INDEX2(k0+1,m_N1-1, m_N0));                      memcpy(&f_01[0], in.getSampleDataRO(INDEX2(k0,m_NN[1]-1, m_NN[0])), numComp*sizeof(double));
1831                      const register double* f_01 = in.getSampleDataRO(INDEX2(k0,m_N1-1, m_N0));                      memcpy(&f_11[0], in.getSampleDataRO(INDEX2(k0+1,m_NN[1]-1, m_NN[0])), numComp*sizeof(double));
1832                      double* o = out.getSampleDataRW(m_faceOffset[3]+k0);                      double* o = out.getSampleDataRW(m_faceOffset[3]+k0);
1833                      for (index_t i=0; i < numComp; ++i) {                      for (index_t i=0; i < numComp; ++i) {
1834                          o[INDEX2(i,numComp,0)] = f_01[i]*c1 + f_11[i]*c0;                          o[INDEX2(i,numComp,0)] = c0*f_11[i] + c1*f_01[i];
1835                          o[INDEX2(i,numComp,1)] = f_01[i]*c0 + f_11[i]*c1;                          o[INDEX2(i,numComp,1)] = c0*f_01[i] + c1*f_11[i];
1836                      } /* end of component loop i */                      } /* end of component loop i */
1837                  } /* end of k0 loop */                  } /* end of k0 loop */
1838              } /* end of face 3 */              } /* end of face 3 */
1839              /* GENERATOR SNIP_INTERPOLATE_FACES BOTTOM */          } /* end of parallel section */
         } // end of parallel section  
1840      }      }
1841  }  }
1842    
1843    //protected
1844    void Rectangle::assemblePDESingle(Paso_SystemMatrix* mat,
1845            escript::Data& rhs, const escript::Data& A, const escript::Data& B,
1846            const escript::Data& C, const escript::Data& D,
1847            const escript::Data& X, const escript::Data& Y) const
1848    {
1849        const double SQRT3 = 1.73205080756887719318;
1850        const double w1 = 1.0/24.0;
1851        const double w5 = -SQRT3/24 + 1.0/12;
1852        const double w2 = -SQRT3/24 - 1.0/12;
1853        const double w19 = -m_dx[0]/12;
1854        const double w11 = w19*(SQRT3 + 3)/12;
1855        const double w14 = w19*(-SQRT3 + 3)/12;
1856        const double w16 = w19*(5*SQRT3 + 9)/12;
1857        const double w17 = w19*(-5*SQRT3 + 9)/12;
1858        const double w27 = w19*(-SQRT3 - 3)/2;
1859        const double w28 = w19*(SQRT3 - 3)/2;
1860        const double w18 = -m_dx[1]/12;
1861        const double w12 = w18*(5*SQRT3 + 9)/12;
1862        const double w13 = w18*(-5*SQRT3 + 9)/12;
1863        const double w10 = w18*(SQRT3 + 3)/12;
1864        const double w15 = w18*(-SQRT3 + 3)/12;
1865        const double w25 = w18*(-SQRT3 - 3)/2;
1866        const double w26 = w18*(SQRT3 - 3)/2;
1867        const double w22 = m_dx[0]*m_dx[1]/144;
1868        const double w20 = w22*(SQRT3 + 2);
1869        const double w21 = w22*(-SQRT3 + 2);
1870        const double w23 = w22*(4*SQRT3 + 7);
1871        const double w24 = w22*(-4*SQRT3 + 7);
1872        const double w3 = m_dx[0]/(24*m_dx[1]);
1873        const double w7 = w3*(SQRT3 + 2);
1874        const double w8 = w3*(-SQRT3 + 2);
1875        const double w6 = -m_dx[1]/(24*m_dx[0]);
1876        const double w0 = w6*(SQRT3 + 2);
1877        const double w4 = w6*(-SQRT3 + 2);
1878    
1879        rhs.requireWrite();
1880    #pragma omp parallel
1881        {
1882            for (index_t k1_0=0; k1_0<2; k1_0++) { // colouring
1883    #pragma omp for
1884                for (index_t k1=k1_0; k1<m_NE[1]; k1+=2) {
1885                    for (index_t k0=0; k0<m_NE[0]; ++k0)  {
1886                        bool add_EM_S=false;
1887                        bool add_EM_F=false;
1888                        vector<double> EM_S(4*4, 0);
1889                        vector<double> EM_F(4, 0);
1890                        const index_t e = k0 + m_NE[0]*k1;
1891                        ///////////////
1892                        // process A //
1893                        ///////////////
1894                        if (!A.isEmpty()) {
1895                            add_EM_S = true;
1896                            const double* A_p = const_cast<escript::Data*>(&A)->getSampleDataRO(e);
1897                            if (A.actsExpanded()) {
1898                                const double A_00_0 = A_p[INDEX3(0,0,0,2,2)];
1899                                const double A_01_0 = A_p[INDEX3(0,1,0,2,2)];
1900                                const double A_10_0 = A_p[INDEX3(1,0,0,2,2)];
1901                                const double A_11_0 = A_p[INDEX3(1,1,0,2,2)];
1902                                const double A_00_1 = A_p[INDEX3(0,0,1,2,2)];
1903                                const double A_01_1 = A_p[INDEX3(0,1,1,2,2)];
1904                                const double A_10_1 = A_p[INDEX3(1,0,1,2,2)];
1905                                const double A_11_1 = A_p[INDEX3(1,1,1,2,2)];
1906                                const double A_00_2 = A_p[INDEX3(0,0,2,2,2)];
1907                                const double A_01_2 = A_p[INDEX3(0,1,2,2,2)];
1908                                const double A_10_2 = A_p[INDEX3(1,0,2,2,2)];
1909                                const double A_11_2 = A_p[INDEX3(1,1,2,2,2)];
1910                                const double A_00_3 = A_p[INDEX3(0,0,3,2,2)];
1911                                const double A_01_3 = A_p[INDEX3(0,1,3,2,2)];
1912                                const double A_10_3 = A_p[INDEX3(1,0,3,2,2)];
1913                                const double A_11_3 = A_p[INDEX3(1,1,3,2,2)];
1914                                const double tmp0 = w3*(A_11_0 + A_11_1 + A_11_2 + A_11_3);
1915                                const double tmp1 = w1*(A_01_0 + A_01_3 - A_10_1 - A_10_2);
1916                                const double tmp2 = w4*(A_00_2 + A_00_3);
1917                                const double tmp3 = w0*(A_00_0 + A_00_1);
1918                                const double tmp4 = w5*(A_01_2 - A_10_3);
1919                                const double tmp5 = w2*(-A_01_1 + A_10_0);
1920                                const double tmp6 = w5*(A_01_3 + A_10_0);
1921                                const double tmp7 = w3*(-A_11_0 - A_11_1 - A_11_2 - A_11_3);
1922                                const double tmp8 = w6*(A_00_0 + A_00_1 + A_00_2 + A_00_3);
1923                                const double tmp9 = w1*(A_01_1 + A_01_2 + A_10_1 + A_10_2);
1924                                const double tmp10 = w2*(-A_01_0 - A_10_3);
1925                                const double tmp11 = w4*(A_00_0 + A_00_1);
1926                                const double tmp12 = w0*(A_00_2 + A_00_3);
1927                                const double tmp13 = w5*(A_01_1 - A_10_0);
1928                                const double tmp14 = w2*(-A_01_2 + A_10_3);
1929                                const double tmp15 = w7*(A_11_0 + A_11_2);
1930                                const double tmp16 = w4*(-A_00_2 - A_00_3);
1931                                const double tmp17 = w0*(-A_00_0 - A_00_1);
1932                                const double tmp18 = w5*(A_01_3 + A_10_3);
1933                                const double tmp19 = w8*(A_11_1 + A_11_3);
1934                                const double tmp20 = w2*(-A_01_0 - A_10_0);
1935                                const double tmp21 = w7*(A_11_1 + A_11_3);
1936                                const double tmp22 = w4*(-A_00_0 - A_00_1);
1937                                const double tmp23 = w0*(-A_00_2 - A_00_3);
1938                                const double tmp24 = w5*(A_01_0 + A_10_0);
1939                                const double tmp25 = w8*(A_11_0 + A_11_2);
1940                                const double tmp26 = w2*(-A_01_3 - A_10_3);
1941                                const double tmp27 = w5*(-A_01_1 - A_10_2);
1942                                const double tmp28 = w1*(-A_01_0 - A_01_3 - A_10_0 - A_10_3);
1943                                const double tmp29 = w2*(A_01_2 + A_10_1);
1944                                const double tmp30 = w7*(-A_11_1 - A_11_3);
1945                                const double tmp31 = w1*(-A_01_1 - A_01_2 + A_10_0 + A_10_3);
1946                                const double tmp32 = w5*(-A_01_0 + A_10_2);
1947                                const double tmp33 = w8*(-A_11_0 - A_11_2);
1948                                const double tmp34 = w6*(-A_00_0 - A_00_1 - A_00_2 - A_00_3);
1949                                const double tmp35 = w2*(A_01_3 - A_10_1);
1950                                const double tmp36 = w5*(A_01_0 + A_10_3);
1951                                const double tmp37 = w2*(-A_01_3 - A_10_0);
1952                                const double tmp38 = w7*(-A_11_0 - A_11_2);
1953                                const double tmp39 = w5*(-A_01_3 + A_10_1);
1954                                const double tmp40 = w8*(-A_11_1 - A_11_3);
1955                                const double tmp41 = w2*(A_01_0 - A_10_2);
1956                                const double tmp42 = w5*(A_01_1 - A_10_3);
1957                                const double tmp43 = w2*(-A_01_2 + A_10_0);
1958                                const double tmp44 = w5*(A_01_2 - A_10_0);
1959                                const double tmp45 = w2*(-A_01_1 + A_10_3);
1960                                const double tmp46 = w5*(-A_01_0 + A_10_1);
1961                                const double tmp47 = w2*(A_01_3 - A_10_2);
1962                                const double tmp48 = w5*(-A_01_1 - A_10_1);
1963                                const double tmp49 = w2*(A_01_2 + A_10_2);
1964                                const double tmp50 = w5*(-A_01_3 + A_10_2);
1965                                const double tmp51 = w2*(A_01_0 - A_10_1);
1966                                const double tmp52 = w5*(-A_01_2 - A_10_1);
1967                                const double tmp53 = w2*(A_01_1 + A_10_2);
1968                                const double tmp54 = w5*(-A_01_2 - A_10_2);
1969                                const double tmp55 = w2*(A_01_1 + A_10_1);
1970                                EM_S[INDEX2(0,0,4)]+=tmp15 + tmp16 + tmp17 + tmp18 + tmp19 + tmp20 + tmp9;
1971                                EM_S[INDEX2(0,1,4)]+=tmp0 + tmp1 + tmp2 + tmp3 + tmp4 + tmp5;
1972                                EM_S[INDEX2(0,2,4)]+=tmp31 + tmp34 + tmp38 + tmp39 + tmp40 + tmp41;
1973                                EM_S[INDEX2(0,3,4)]+=tmp28 + tmp52 + tmp53 + tmp7 + tmp8;
1974                                EM_S[INDEX2(1,0,4)]+=tmp0 + tmp2 + tmp3 + tmp31 + tmp50 + tmp51;
1975                                EM_S[INDEX2(1,1,4)]+=tmp16 + tmp17 + tmp21 + tmp25 + tmp28 + tmp54 + tmp55;
1976                                EM_S[INDEX2(1,2,4)]+=tmp10 + tmp6 + tmp7 + tmp8 + tmp9;
1977                                EM_S[INDEX2(1,3,4)]+=tmp1 + tmp30 + tmp33 + tmp34 + tmp44 + tmp45;
1978                                EM_S[INDEX2(2,0,4)]+=tmp1 + tmp34 + tmp38 + tmp40 + tmp42 + tmp43;
1979                                EM_S[INDEX2(2,1,4)]+=tmp36 + tmp37 + tmp7 + tmp8 + tmp9;
1980                                EM_S[INDEX2(2,2,4)]+=tmp15 + tmp19 + tmp22 + tmp23 + tmp28 + tmp48 + tmp49;
1981                                EM_S[INDEX2(2,3,4)]+=tmp0 + tmp11 + tmp12 + tmp31 + tmp46 + tmp47;
1982                                EM_S[INDEX2(3,0,4)]+=tmp27 + tmp28 + tmp29 + tmp7 + tmp8;
1983                                EM_S[INDEX2(3,1,4)]+=tmp30 + tmp31 + tmp32 + tmp33 + tmp34 + tmp35;
1984                                EM_S[INDEX2(3,2,4)]+=tmp0 + tmp1 + tmp11 + tmp12 + tmp13 + tmp14;
1985                                EM_S[INDEX2(3,3,4)]+=tmp21 + tmp22 + tmp23 + tmp24 + tmp25 + tmp26 + tmp9;
1986                            } else { // constant data
1987                                const double A_00 = A_p[INDEX2(0,0,2)];
1988                                const double A_01 = A_p[INDEX2(0,1,2)];
1989                                const double A_10 = A_p[INDEX2(1,0,2)];
1990                                const double A_11 = A_p[INDEX2(1,1,2)];
1991                                const double tmp0 = 6*w1*(A_01 - A_10);
1992                                const double tmp1 = 6*w1*(A_01 + A_10);
1993                                const double tmp2 = 6*w1*(-A_01 - A_10);
1994                                const double tmp3 = 6*w1*(-A_01 + A_10);
1995                                EM_S[INDEX2(0,0,4)]+=-8*A_00*w6 + 8*A_11*w3 + tmp1;
1996                                EM_S[INDEX2(0,1,4)]+=8*A_00*w6 + 4*A_11*w3 + tmp0;
1997                                EM_S[INDEX2(0,2,4)]+=-4*A_00*w6 - 8*A_11*w3 + tmp3;
1998                                EM_S[INDEX2(0,3,4)]+=4*A_00*w6 - 4*A_11*w3 + tmp2;
1999                                EM_S[INDEX2(1,0,4)]+=8*A_00*w6 + 4*A_11*w3 + tmp3;
2000                                EM_S[INDEX2(1,1,4)]+=-8*A_00*w6 + 8*A_11*w3 + tmp2;
2001                                EM_S[INDEX2(1,2,4)]+=4*A_00*w6 - 4*A_11*w3 + tmp1;
2002                                EM_S[INDEX2(1,3,4)]+=-4*A_00*w6 - 8*A_11*w3 + tmp0;
2003                                EM_S[INDEX2(2,0,4)]+=-4*A_00*w6 - 8*A_11*w3 + tmp0;
2004                                EM_S[INDEX2(2,1,4)]+=4*A_00*w6 - 4*A_11*w3 + tmp1;
2005                                EM_S[INDEX2(2,2,4)]+=-8*A_00*w6 + 8*A_11*w3 + tmp2;
2006                                EM_S[INDEX2(2,3,4)]+=8*A_00*w6 + 4*A_11*w3 + tmp3;
2007                                EM_S[INDEX2(3,0,4)]+=4*A_00*w6 - 4*A_11*w3 + tmp2;
2008                                EM_S[INDEX2(3,1,4)]+=-4*A_00*w6 - 8*A_11*w3 + tmp3;
2009                                EM_S[INDEX2(3,2,4)]+=8*A_00*w6 + 4*A_11*w3 + tmp0;
2010                                EM_S[INDEX2(3,3,4)]+=-8*A_00*w6 + 8*A_11*w3 + tmp1;
2011                            }
2012                        }
2013                        ///////////////
2014                        // process B //
2015                        ///////////////
2016                        if (!B.isEmpty()) {
2017                            add_EM_S=true;
2018                            const double* B_p=const_cast<escript::Data*>(&B)->getSampleDataRO(e);
2019                            if (B.actsExpanded()) {
2020                                const double B_0_0 = B_p[INDEX2(0,0,2)];
2021                                const double B_1_0 = B_p[INDEX2(1,0,2)];
2022                                const double B_0_1 = B_p[INDEX2(0,1,2)];
2023                                const double B_1_1 = B_p[INDEX2(1,1,2)];
2024                                const double B_0_2 = B_p[INDEX2(0,2,2)];
2025                                const double B_1_2 = B_p[INDEX2(1,2,2)];
2026                                const double B_0_3 = B_p[INDEX2(0,3,2)];
2027                                const double B_1_3 = B_p[INDEX2(1,3,2)];
2028                                const double tmp0 = w11*(B_1_0 + B_1_1);
2029                                const double tmp1 = w14*(B_1_2 + B_1_3);
2030                                const double tmp2 = w15*(-B_0_1 - B_0_3);
2031                                const double tmp3 = w10*(-B_0_0 - B_0_2);
2032                                const double tmp4 = w11*(B_1_2 + B_1_3);
2033                                const double tmp5 = w14*(B_1_0 + B_1_1);
2034                                const double tmp6 = w11*(-B_1_2 - B_1_3);
2035                                const double tmp7 = w14*(-B_1_0 - B_1_1);
2036                                const double tmp8 = w11*(-B_1_0 - B_1_1);
2037                                const double tmp9 = w14*(-B_1_2 - B_1_3);
2038                                const double tmp10 = w10*(-B_0_1 - B_0_3);
2039                                const double tmp11 = w15*(-B_0_0 - B_0_2);
2040                                const double tmp12 = w15*(B_0_0 + B_0_2);
2041                                const double tmp13 = w10*(B_0_1 + B_0_3);
2042                                const double tmp14 = w10*(B_0_0 + B_0_2);
2043                                const double tmp15 = w15*(B_0_1 + B_0_3);
2044                                EM_S[INDEX2(0,0,4)]+=B_0_0*w12 + B_0_1*w10 + B_0_2*w15 + B_0_3*w13 + B_1_0*w16 + B_1_1*w14 + B_1_2*w11 + B_1_3*w17;
2045                                EM_S[INDEX2(0,1,4)]+=B_0_0*w10 + B_0_1*w12 + B_0_2*w13 + B_0_3*w15 + tmp0 + tmp1;
2046                                EM_S[INDEX2(0,2,4)]+=B_1_0*w11 + B_1_1*w17 + B_1_2*w16 + B_1_3*w14 + tmp14 + tmp15;
2047                                EM_S[INDEX2(0,3,4)]+=tmp12 + tmp13 + tmp4 + tmp5;
2048                                EM_S[INDEX2(1,0,4)]+=-B_0_0*w12 - B_0_1*w10 - B_0_2*w15 - B_0_3*w13 + tmp0 + tmp1;
2049                                EM_S[INDEX2(1,1,4)]+=-B_0_0*w10 - B_0_1*w12 - B_0_2*w13 - B_0_3*w15 + B_1_0*w14 + B_1_1*w16 + B_1_2*w17 + B_1_3*w11;
2050                                EM_S[INDEX2(1,2,4)]+=tmp2 + tmp3 + tmp4 + tmp5;
2051                                EM_S[INDEX2(1,3,4)]+=B_1_0*w17 + B_1_1*w11 + B_1_2*w14 + B_1_3*w16 + tmp10 + tmp11;
2052                                EM_S[INDEX2(2,0,4)]+=-B_1_0*w16 - B_1_1*w14 - B_1_2*w11 - B_1_3*w17 + tmp14 + tmp15;
2053                                EM_S[INDEX2(2,1,4)]+=tmp12 + tmp13 + tmp8 + tmp9;
2054                                EM_S[INDEX2(2,2,4)]+=B_0_0*w15 + B_0_1*w13 + B_0_2*w12 + B_0_3*w10 - B_1_0*w11 - B_1_1*w17 - B_1_2*w16 - B_1_3*w14;
2055                                EM_S[INDEX2(2,3,4)]+=B_0_0*w13 + B_0_1*w15 + B_0_2*w10 + B_0_3*w12 + tmp6 + tmp7;
2056                                EM_S[INDEX2(3,0,4)]+=tmp2 + tmp3 + tmp8 + tmp9;
2057                                EM_S[INDEX2(3,1,4)]+=-B_1_0*w14 - B_1_1*w16 - B_1_2*w17 - B_1_3*w11 + tmp10 + tmp11;
2058                                EM_S[INDEX2(3,2,4)]+=-B_0_0*w15 - B_0_1*w13 - B_0_2*w12 - B_0_3*w10 + tmp6 + tmp7;
2059                                EM_S[INDEX2(3,3,4)]+=-B_0_0*w13 - B_0_1*w15 - B_0_2*w10 - B_0_3*w12 - B_1_0*w17 - B_1_1*w11 - B_1_2*w14 - B_1_3*w16;
2060                            } else { // constant data
2061                                const double B_0 = B_p[0];
2062                                const double B_1 = B_p[1];
2063                                EM_S[INDEX2(0,0,4)]+= 2*B_0*w18 + 2*B_1*w19;
2064                                EM_S[INDEX2(0,1,4)]+= 2*B_0*w18 +   B_1*w19;
2065                                EM_S[INDEX2(0,2,4)]+=   B_0*w18 + 2*B_1*w19;
2066                                EM_S[INDEX2(0,3,4)]+=   B_0*w18 +   B_1*w19;
2067                                EM_S[INDEX2(1,0,4)]+=-2*B_0*w18 +   B_1*w19;
2068                                EM_S[INDEX2(1,1,4)]+=-2*B_0*w18 + 2*B_1*w19;
2069                                EM_S[INDEX2(1,2,4)]+=  -B_0*w18 +   B_1*w19;
2070                                EM_S[INDEX2(1,3,4)]+=  -B_0*w18 + 2*B_1*w19;
2071                                EM_S[INDEX2(2,0,4)]+=   B_0*w18 - 2*B_1*w19;
2072                                EM_S[INDEX2(2,1,4)]+=   B_0*w18 -   B_1*w19;
2073                                EM_S[INDEX2(2,2,4)]+= 2*B_0*w18 - 2*B_1*w19;
2074                                EM_S[INDEX2(2,3,4)]+= 2*B_0*w18 -   B_1*w19;
2075                                EM_S[INDEX2(3,0,4)]+=  -B_0*w18 -   B_1*w19;
2076                                EM_S[INDEX2(3,1,4)]+=  -B_0*w18 - 2*B_1*w19;
2077                                EM_S[INDEX2(3,2,4)]+=-2*B_0*w18 -   B_1*w19;
2078                                EM_S[INDEX2(3,3,4)]+=-2*B_0*w18 - 2*B_1*w19;
2079                            }
2080                        }
2081                        ///////////////
2082                        // process C //
2083                        ///////////////
2084                        if (!C.isEmpty()) {
2085                            add_EM_S=true;
2086                            const double* C_p=const_cast<escript::Data*>(&C)->getSampleDataRO(e);
2087                            if (C.actsExpanded()) {
2088                                const double C_0_0 = C_p[INDEX2(0,0,2)];
2089                                const double C_1_0 = C_p[INDEX2(1,0,2)];
2090                                const double C_0_1 = C_p[INDEX2(0,1,2)];
2091                                const double C_1_1 = C_p[INDEX2(1,1,2)];
2092                                const double C_0_2 = C_p[INDEX2(0,2,2)];
2093                                const double C_1_2 = C_p[INDEX2(1,2,2)];
2094                                const double C_0_3 = C_p[INDEX2(0,3,2)];
2095                                const double C_1_3 = C_p[INDEX2(1,3,2)];
2096                                const double tmp0 = w11*(C_1_0 + C_1_1);
2097                                const double tmp1 = w14*(C_1_2 + C_1_3);
2098                                const double tmp2 = w15*(C_0_0 + C_0_2);
2099                                const double tmp3 = w10*(C_0_1 + C_0_3);
2100                                const double tmp4 = w11*(-C_1_0 - C_1_1);
2101                                const double tmp5 = w14*(-C_1_2 - C_1_3);
2102                                const double tmp6 = w11*(-C_1_2 - C_1_3);
2103                                const double tmp7 = w14*(-C_1_0 - C_1_1);
2104                                const double tmp8 = w11*(C_1_2 + C_1_3);
2105                                const double tmp9 = w14*(C_1_0 + C_1_1);
2106                                const double tmp10 = w10*(-C_0_1 - C_0_3);
2107                                const double tmp11 = w15*(-C_0_0 - C_0_2);
2108                                const double tmp12 = w15*(-C_0_1 - C_0_3);
2109                                const double tmp13 = w10*(-C_0_0 - C_0_2);
2110                                const double tmp14 = w10*(C_0_0 + C_0_2);
2111                                const double tmp15 = w15*(C_0_1 + C_0_3);
2112                                EM_S[INDEX2(0,0,4)]+=C_0_0*w12 + C_0_1*w10 + C_0_2*w15 + C_0_3*w13 + C_1_0*w16 + C_1_1*w14 + C_1_2*w11 + C_1_3*w17;
2113                                EM_S[INDEX2(0,1,4)]+=-C_0_0*w12 - C_0_1*w10 - C_0_2*w15 - C_0_3*w13 + tmp0 + tmp1;
2114                                EM_S[INDEX2(0,2,4)]+=-C_1_0*w16 - C_1_1*w14 - C_1_2*w11 - C_1_3*w17 + tmp14 + tmp15;
2115                                EM_S[INDEX2(0,3,4)]+=tmp12 + tmp13 + tmp4 + tmp5;
2116                                EM_S[INDEX2(1,0,4)]+=C_0_0*w10 + C_0_1*w12 + C_0_2*w13 + C_0_3*w15 + tmp0 + tmp1;
2117                                EM_S[INDEX2(1,1,4)]+=-C_0_0*w10 - C_0_1*w12 - C_0_2*w13 - C_0_3*w15 + C_1_0*w14 + C_1_1*w16 + C_1_2*w17 + C_1_3*w11;
2118                                EM_S[INDEX2(1,2,4)]+=tmp2 + tmp3 + tmp4 + tmp5;
2119                                EM_S[INDEX2(1,3,4)]+=-C_1_0*w14 - C_1_1*w16 - C_1_2*w17 - C_1_3*w11 + tmp10 + tmp11;
2120                                EM_S[INDEX2(2,0,4)]+=C_1_0*w11 + C_1_1*w17 + C_1_2*w16 + C_1_3*w14 + tmp14 + tmp15;
2121                                EM_S[INDEX2(2,1,4)]+=tmp12 + tmp13 + tmp8 + tmp9;
2122                                EM_S[INDEX2(2,2,4)]+=C_0_0*w15 + C_0_1*w13 + C_0_2*w12 + C_0_3*w10 - C_1_0*w11 - C_1_1*w17 - C_1_2*w16 - C_1_3*w14;
2123                                EM_S[INDEX2(2,3,4)]+=-C_0_0*w15 - C_0_1*w13 - C_0_2*w12 - C_0_3*w10 + tmp6 + tmp7;
2124                                EM_S[INDEX2(3,0,4)]+=tmp2 + tmp3 + tmp8 + tmp9;
2125                                EM_S[INDEX2(3,1,4)]+=C_1_0*w17 + C_1_1*w11 + C_1_2*w14 + C_1_3*w16 + tmp10 + tmp11;
2126                                EM_S[INDEX2(3,2,4)]+=C_0_0*w13 + C_0_1*w15 + C_0_2*w10 + C_0_3*w12 + tmp6 + tmp7;
2127                                EM_S[INDEX2(3,3,4)]+=-C_0_0*w13 - C_0_1*w15 - C_0_2*w10 - C_0_3*w12 - C_1_0*w17 - C_1_1*w11 - C_1_2*w14 - C_1_3*w16;
2128                            } else { // constant data
2129                                const double C_0 = C_p[0];
2130                                const double C_1 = C_p[1];
2131                                EM_S[INDEX2(0,0,4)]+= 2*C_0*w18 + 2*C_1*w19;
2132                                EM_S[INDEX2(0,1,4)]+=-2*C_0*w18 +   C_1*w19;
2133                                EM_S[INDEX2(0,2,4)]+=   C_0*w18 - 2*C_1*w19;
2134                                EM_S[INDEX2(0,3,4)]+=  -C_0*w18 -   C_1*w19;
2135                                EM_S[INDEX2(1,0,4)]+= 2*C_0*w18 +   C_1*w19;
2136                                EM_S[INDEX2(1,1,4)]+=-2*C_0*w18 + 2*C_1*w19;
2137                                EM_S[INDEX2(1,2,4)]+=   C_0*w18 -   C_1*w19;
2138                                EM_S[INDEX2(1,3,4)]+=  -C_0*w18 - 2*C_1*w19;
2139                                EM_S[INDEX2(2,0,4)]+=   C_0*w18 + 2*C_1*w19;
2140                                EM_S[INDEX2(2,1,4)]+=  -C_0*w18 +   C_1*w19;
2141                                EM_S[INDEX2(2,2,4)]+= 2*C_0*w18 - 2*C_1*w19;
2142                                EM_S[INDEX2(2,3,4)]+=-2*C_0*w18 -   C_1*w19;
2143                                EM_S[INDEX2(3,0,4)]+=   C_0*w18 +   C_1*w19;
2144                                EM_S[INDEX2(3,1,4)]+=  -C_0*w18 + 2*C_1*w19;
2145                                EM_S[INDEX2(3,2,4)]+= 2*C_0*w18 -   C_1*w19;
2146                                EM_S[INDEX2(3,3,4)]+=-2*C_0*w18 - 2*C_1*w19;
2147                            }
2148                        }
2149                        ///////////////
2150                        // process D //
2151                        ///////////////
2152                        if (!D.isEmpty()) {
2153                            add_EM_S=true;
2154                            const double* D_p=const_cast<escript::Data*>(&D)->getSampleDataRO(e);
2155                            if (D.actsExpanded()) {
2156                                const double D_0 = D_p[0];
2157                                const double D_1 = D_p[1];
2158                                const double D_2 = D_p[2];
2159                                const double D_3 = D_p[3];
2160                                const double tmp0 = w21*(D_2 + D_3);
2161                                const double tmp1 = w20*(D_0 + D_1);
2162                                const double tmp2 = w22*(D_0 + D_1 + D_2 + D_3);
2163                                const double tmp3 = w21*(D_0 + D_1);
2164                                const double tmp4 = w20*(D_2 + D_3);
2165                                const double tmp5 = w22*(D_1 + D_2);
2166                                const double tmp6 = w21*(D_0 + D_2);
2167                                const double tmp7 = w20*(D_1 + D_3);
2168                                const double tmp8 = w21*(D_1 + D_3);
2169                                const double tmp9 = w20*(D_0 + D_2);
2170                                const double tmp10 = w22*(D_0 + D_3);
2171                                EM_S[INDEX2(0,0,4)]+=D_0*w23 + D_3*w24 + tmp5;
2172                                EM_S[INDEX2(0,1,4)]+=tmp0 + tmp1;
2173                                EM_S[INDEX2(0,2,4)]+=tmp8 + tmp9;
2174                                EM_S[INDEX2(0,3,4)]+=tmp2;
2175                                EM_S[INDEX2(1,0,4)]+=tmp0 + tmp1;
2176                                EM_S[INDEX2(1,1,4)]+=D_1*w23 + D_2*w24 + tmp10;
2177                                EM_S[INDEX2(1,2,4)]+=tmp2;
2178                                EM_S[INDEX2(1,3,4)]+=tmp6 + tmp7;
2179                                EM_S[INDEX2(2,0,4)]+=tmp8 + tmp9;
2180                                EM_S[INDEX2(2,1,4)]+=tmp2;
2181                                EM_S[INDEX2(2,2,4)]+=D_1*w24 + D_2*w23 + tmp10;
2182                                EM_S[INDEX2(2,3,4)]+=tmp3 + tmp4;
2183                                EM_S[INDEX2(3,0,4)]+=tmp2;
2184                                EM_S[INDEX2(3,1,4)]+=tmp6 + tmp7;
2185                                EM_S[INDEX2(3,2,4)]+=tmp3 + tmp4;
2186                                EM_S[INDEX2(3,3,4)]+=D_0*w24 + D_3*w23 + tmp5;
2187                            } else { // constant data
2188                                const double D_0 = D_p[0];
2189                                EM_S[INDEX2(0,0,4)]+=16*D_0*w22;
2190                                EM_S[INDEX2(0,1,4)]+=8*D_0*w22;
2191                                EM_S[INDEX2(0,2,4)]+=8*D_0*w22;
2192                                EM_S[INDEX2(0,3,4)]+=4*D_0*w22;
2193                                EM_S[INDEX2(1,0,4)]+=8*D_0*w22;
2194                                EM_S[INDEX2(1,1,4)]+=16*D_0*w22;
2195                                EM_S[INDEX2(1,2,4)]+=4*D_0*w22;
2196                                EM_S[INDEX2(1,3,4)]+=8*D_0*w22;
2197                                EM_S[INDEX2(2,0,4)]+=8*D_0*w22;
2198                                EM_S[INDEX2(2,1,4)]+=4*D_0*w22;
2199                                EM_S[INDEX2(2,2,4)]+=16*D_0*w22;
2200                                EM_S[INDEX2(2,3,4)]+=8*D_0*w22;
2201                                EM_S[INDEX2(3,0,4)]+=4*D_0*w22;
2202                                EM_S[INDEX2(3,1,4)]+=8*D_0*w22;
2203                                EM_S[INDEX2(3,2,4)]+=8*D_0*w22;
2204                                EM_S[INDEX2(3,3,4)]+=16*D_0*w22;
2205                            }
2206                        }
2207                        ///////////////
2208                        // process X //
2209                        ///////////////
2210                        if (!X.isEmpty()) {
2211                            add_EM_F=true;
2212                            const double* X_p=const_cast<escript::Data*>(&X)->getSampleDataRO(e);
2213                            if (X.actsExpanded()) {
2214                                const double X_0_0 = X_p[INDEX2(0,0,2)];
2215                                const double X_1_0 = X_p[INDEX2(1,0,2)];
2216                                const double X_0_1 = X_p[INDEX2(0,1,2)];
2217                                const double X_1_1 = X_p[INDEX2(1,1,2)];
2218                                const double X_0_2 = X_p[INDEX2(0,2,2)];
2219                                const double X_1_2 = X_p[INDEX2(1,2,2)];
2220                                const double X_0_3 = X_p[INDEX2(0,3,2)];
2221                                const double X_1_3 = X_p[INDEX2(1,3,2)];
2222                                const double tmp0 = 6*w15*(X_0_2 + X_0_3);
2223                                const double tmp1 = 6*w10*(X_0_0 + X_0_1);
2224                                const double tmp2 = 6*w11*(X_1_0 + X_1_2);
2225                                const double tmp3 = 6*w14*(X_1_1 + X_1_3);
2226                                const double tmp4 = 6*w11*(X_1_1 + X_1_3);
2227                                const double tmp5 = w25*(X_0_0 + X_0_1);
2228                                const double tmp6 = w26*(X_0_2 + X_0_3);
2229                                const double tmp7 = 6*w14*(X_1_0 + X_1_2);
2230                                const double tmp8 = w27*(X_1_0 + X_1_2);
2231                                const double tmp9 = w28*(X_1_1 + X_1_3);
2232                                const double tmp10 = w25*(-X_0_2 - X_0_3);
2233                                const double tmp11 = w26*(-X_0_0 - X_0_1);
2234                                const double tmp12 = w27*(X_1_1 + X_1_3);
2235                                const double tmp13 = w28*(X_1_0 + X_1_2);
2236                                const double tmp14 = w25*(X_0_2 + X_0_3);
2237                                const double tmp15 = w26*(X_0_0 + X_0_1);
2238                                EM_F[0]+=tmp0 + tmp1 + tmp2 + tmp3;
2239                                EM_F[1]+=tmp4 + tmp5 + tmp6 + tmp7;
2240                                EM_F[2]+=tmp10 + tmp11 + tmp8 + tmp9;
2241                                EM_F[3]+=tmp12 + tmp13 + tmp14 + tmp15;
2242                            } else { // constant data
2243                                const double X_0 = X_p[0];
2244                                const double X_1 = X_p[1];
2245                                EM_F[0]+= 6*X_0*w18 + 6*X_1*w19;
2246                                EM_F[1]+=-6*X_0*w18 + 6*X_1*w19;
2247                                EM_F[2]+= 6*X_0*w18 - 6*X_1*w19;
2248                                EM_F[3]+=-6*X_0*w18 - 6*X_1*w19;
2249                            }
2250                        }
2251                        ///////////////
2252                        // process Y //
2253                        ///////////////
2254                        if (!Y.isEmpty()) {
2255                            add_EM_F=true;
2256                            const double* Y_p=const_cast<escript::Data*>(&Y)->getSampleDataRO(e);
2257                            if (Y.actsExpanded()) {
2258                                const double Y_0 = Y_p[0];
2259                                const double Y_1 = Y_p[1];
2260                                const double Y_2 = Y_p[2];
2261                                const double Y_3 = Y_p[3];
2262                                const double tmp0 = 6*w22*(Y_1 + Y_2);
2263                                const double tmp1 = 6*w22*(Y_0 + Y_3);
2264                                EM_F[0]+=6*Y_0*w20 + 6*Y_3*w21 + tmp0;
2265                                EM_F[1]+=6*Y_1*w20 + 6*Y_2*w21 + tmp1;
2266                                EM_F[2]+=6*Y_1*w21 + 6*Y_2*w20 + tmp1;
2267                                EM_F[3]+=6*Y_0*w21 + 6*Y_3*w20 + tmp0;
2268                            } else { // constant data
2269                                EM_F[0]+=36*Y_p[0]*w22;
2270                                EM_F[1]+=36*Y_p[0]*w22;
2271                                EM_F[2]+=36*Y_p[0]*w22;
2272                                EM_F[3]+=36*Y_p[0]*w22;
2273                            }
2274                        }
2275    
2276                        // add to matrix (if add_EM_S) and RHS (if add_EM_F)
2277                        const index_t firstNode=m_NN[0]*k1+k0;
2278                        addToMatrixAndRHS(mat, rhs, EM_S, EM_F, add_EM_S, add_EM_F, firstNode);
2279                    } // end k0 loop
2280                } // end k1 loop
2281            } // end of colouring
2282        } // end of parallel region
2283    }
2284    
2285    //protected
2286    void Rectangle::assemblePDESingleReduced(Paso_SystemMatrix* mat,
2287            escript::Data& rhs, const escript::Data& A, const escript::Data& B,
2288            const escript::Data& C, const escript::Data& D,
2289            const escript::Data& X, const escript::Data& Y) const
2290    {
2291        const double w0 = 1./4;
2292        const double w1 = m_dx[0]/8;
2293        const double w2 = m_dx[1]/8;
2294        const double w3 = m_dx[0]*m_dx[1]/16;
2295        const double w4 = m_dx[0]/(4*m_dx[1]);
2296        const double w5 = m_dx[1]/(4*m_dx[0]);
2297    
2298        rhs.requireWrite();
2299    #pragma omp parallel
2300        {
2301            for (index_t k1_0=0; k1_0<2; k1_0++) { // colouring
2302    #pragma omp for
2303                for (index_t k1=k1_0; k1<m_NE[1]; k1+=2) {
2304                    for (index_t k0=0; k0<m_NE[0]; ++k0)  {
2305                        bool add_EM_S=false;
2306                        bool add_EM_F=false;
2307                        vector<double> EM_S(4*4, 0);
2308                        vector<double> EM_F(4, 0);
2309                        const index_t e = k0 + m_NE[0]*k1;
2310                        ///////////////
2311                        // process A //
2312                        ///////////////
2313                        if (!A.isEmpty()) {
2314                            add_EM_S=true;
2315                            const double* A_p=const_cast<escript::Data*>(&A)->getSampleDataRO(e);
2316                            const double A_00 = A_p[INDEX2(0,0,2)];
2317                            const double A_10 = A_p[INDEX2(1,0,2)];
2318                            const double A_01 = A_p[INDEX2(0,1,2)];
2319                            const double A_11 = A_p[INDEX2(1,1,2)];
2320                            const double tmp0 = (A_01 + A_10)*w0;
2321                            const double tmp1 = A_00*w5;
2322                            const double tmp2 = A_01*w0;
2323                            const double tmp3 = A_10*w0;
2324                            const double tmp4 = A_11*w4;
2325                            EM_S[INDEX2(0,0,4)]+=tmp4 + tmp0 + tmp1;
2326                            EM_S[INDEX2(1,0,4)]+=tmp4 - tmp1 + tmp3 - tmp2;
2327                            EM_S[INDEX2(2,0,4)]+=tmp2 - tmp3 - tmp4 + tmp1;
2328                            EM_S[INDEX2(3,0,4)]+=-tmp1 - tmp4 - tmp0;
2329                            EM_S[INDEX2(0,1,4)]+=tmp4 - tmp1 + tmp2 - tmp3;
2330                            EM_S[INDEX2(1,1,4)]+=tmp4 + tmp1 - tmp0;
2331                            EM_S[INDEX2(2,1,4)]+=-tmp1 + tmp0 - tmp4;
2332                            EM_S[INDEX2(3,1,4)]+=-tmp4 + tmp1 + tmp3 - tmp2;
2333                            EM_S[INDEX2(0,2,4)]+=-tmp4 + tmp1 + tmp3 - tmp2;
2334                            EM_S[INDEX2(1,2,4)]+=-tmp1 + tmp0 - tmp4;
2335                            EM_S[INDEX2(2,2,4)]+=tmp4 + tmp1 - tmp0;
2336                            EM_S[INDEX2(3,2,4)]+=tmp4 - tmp1 + tmp2 - tmp3;
2337                            EM_S[INDEX2(0,3,4)]+=-tmp1 - tmp4 - tmp0;
2338                            EM_S[INDEX2(1,3,4)]+=tmp2 - tmp3 - tmp4 + tmp1;
2339                            EM_S[INDEX2(2,3,4)]+=tmp4 - tmp1 + tmp3 - tmp2;
2340                            EM_S[INDEX2(3,3,4)]+=tmp4 + tmp0 + tmp1;
2341                        }
2342                        ///////////////
2343                        // process B //
2344                        ///////////////
2345                        if (!B.isEmpty()) {
2346                            add_EM_S=true;
2347                            const double* B_p=const_cast<escript::Data*>(&B)->getSampleDataRO(e);
2348                            const double tmp0 = B_p[0]*w2;
2349                            const double tmp1 = B_p[1]*w1;
2350                            EM_S[INDEX2(0,0,4)]+=-tmp0 - tmp1;
2351                            EM_S[INDEX2(1,0,4)]+= tmp0 - tmp1;
2352                            EM_S[INDEX2(2,0,4)]+= tmp1 - tmp0;
2353                            EM_S[INDEX2(3,0,4)]+= tmp0 + tmp1;
2354                            EM_S[INDEX2(0,1,4)]+=-tmp0 - tmp1;
2355                            EM_S[INDEX2(1,1,4)]+= tmp0 - tmp1;
2356                            EM_S[INDEX2(2,1,4)]+= tmp1 - tmp0;
2357                            EM_S[INDEX2(3,1,4)]+= tmp0 + tmp1;
2358                            EM_S[INDEX2(0,2,4)]+=-tmp0 - tmp1;
2359                            EM_S[INDEX2(1,2,4)]+= tmp0 - tmp1;
2360                            EM_S[INDEX2(2,2,4)]+= tmp1 - tmp0;
2361                            EM_S[INDEX2(3,2,4)]+= tmp0 + tmp1;
2362                            EM_S[INDEX2(0,3,4)]+=-tmp0 - tmp1;
2363                            EM_S[INDEX2(1,3,4)]+= tmp0 - tmp1;
2364                            EM_S[INDEX2(2,3,4)]+= tmp1 - tmp0;
2365                            EM_S[INDEX2(3,3,4)]+= tmp0 + tmp1;
2366                        }
2367                        ///////////////
2368                        // process C //
2369                        ///////////////
2370                        if (!C.isEmpty()) {
2371                            add_EM_S=true;
2372                            const double* C_p=const_cast<escript::Data*>(&C)->getSampleDataRO(e);
2373                            const double tmp0 = C_p[0]*w2;
2374                            const double tmp1 = C_p[1]*w1;
2375                            EM_S[INDEX2(0,0,4)]+=-tmp1 - tmp0;
2376                            EM_S[INDEX2(1,0,4)]+=-tmp1 - tmp0;
2377                            EM_S[INDEX2(2,0,4)]+=-tmp1 - tmp0;
2378                            EM_S[INDEX2(3,0,4)]+=-tmp1 - tmp0;
2379                            EM_S[INDEX2(0,1,4)]+= tmp0 - tmp1;
2380                            EM_S[INDEX2(1,1,4)]+= tmp0 - tmp1;
2381                            EM_S[INDEX2(2,1,4)]+= tmp0 - tmp1;
2382                            EM_S[INDEX2(3,1,4)]+= tmp0 - tmp1;
2383                            EM_S[INDEX2(0,2,4)]+= tmp1 - tmp0;
2384                            EM_S[INDEX2(1,2,4)]+= tmp1 - tmp0;
2385                            EM_S[INDEX2(2,2,4)]+= tmp1 - tmp0;
2386                            EM_S[INDEX2(3,2,4)]+= tmp1 - tmp0;
2387                            EM_S[INDEX2(0,3,4)]+= tmp0 + tmp1;
2388                            EM_S[INDEX2(1,3,4)]+= tmp0 + tmp1;
2389                            EM_S[INDEX2(2,3,4)]+= tmp0 + tmp1;
2390                            EM_S[INDEX2(3,3,4)]+= tmp0 + tmp1;
2391                        }
2392                        ///////////////
2393                        // process D //
2394                        ///////////////
2395                        if (!D.isEmpty()) {
2396                            add_EM_S=true;
2397                            const double* D_p=const_cast<escript::Data*>(&D)->getSampleDataRO(e);
2398                            EM_S[INDEX2(0,0,4)]+=D_p[0]*w3;
2399                            EM_S[INDEX2(1,0,4)]+=D_p[0]*w3;
2400                            EM_S[INDEX2(2,0,4)]+=D_p[0]*w3;
2401                            EM_S[INDEX2(3,0,4)]+=D_p[0]*w3;
2402                            EM_S[INDEX2(0,1,4)]+=D_p[0]*w3;
2403                            EM_S[INDEX2(1,1,4)]+=D_p[0]*w3;
2404                            EM_S[INDEX2(2,1,4)]+=D_p[0]*w3;
2405                            EM_S[INDEX2(3,1,4)]+=D_p[0]*w3;
2406                            EM_S[INDEX2(0,2,4)]+=D_p[0]*w3;
2407                            EM_S[INDEX2(1,2,4)]+=D_p[0]*w3;
2408                            EM_S[INDEX2(2,2,4)]+=D_p[0]*w3;
2409                            EM_S[INDEX2(3,2,4)]+=D_p[0]*w3;
2410                            EM_S[INDEX2(0,3,4)]+=D_p[0]*w3;
2411                            EM_S[INDEX2(1,3,4)]+=D_p[0]*w3;
2412                            EM_S[INDEX2(2,3,4)]+=D_p[0]*w3;
2413                            EM_S[INDEX2(3,3,4)]+=D_p[0]*w3;
2414                        }
2415                        ///////////////
2416                        // process X //
2417                        ///////////////
2418                        if (!X.isEmpty()) {
2419                            add_EM_F=true;
2420                            const double* X_p=const_cast<escript::Data*>(&X)->getSampleDataRO(e);
2421                            const double wX0 = 4*X_p[0]*w2;
2422                            const double wX1 = 4*X_p[1]*w1;
2423                            EM_F[0]+=-wX0 - wX1;
2424                            EM_F[1]+=-wX1 + wX0;
2425                            EM_F[2]+=-wX0 + wX1;
2426                            EM_F[3]+= wX0 + wX1;
2427                        }
2428                        ///////////////
2429                        // process Y //
2430                        ///////////////
2431                        if (!Y.isEmpty()) {
2432                            add_EM_F=true;
2433                            const double* Y_p=const_cast<escript::Data*>(&Y)->getSampleDataRO(e);
2434                            EM_F[0]+=4*Y_p[0]*w3;
2435                            EM_F[1]+=4*Y_p[0]*w3;
2436                            EM_F[2]+=4*Y_p[0]*w3;
2437                            EM_F[3]+=4*Y_p[0]*w3;
2438                        }
2439    
2440                        // add to matrix (if add_EM_S) and RHS (if add_EM_F)
2441                        const index_t firstNode=m_NN[0]*k1+k0;
2442                        addToMatrixAndRHS(mat, rhs, EM_S, EM_F, add_EM_S, add_EM_F, firstNode);
2443                    } // end k0 loop
2444                } // end k1 loop
2445            } // end of colouring
2446        } // end of parallel region
2447    }
2448    
2449    //protected
2450    void Rectangle::assemblePDESystem(Paso_SystemMatrix* mat,
2451            escript::Data& rhs, const escript::Data& A, const escript::Data& B,
2452            const escript::Data& C, const escript::Data& D,
2453            const escript::Data& X, const escript::Data& Y) const
2454    {
2455        dim_t numEq, numComp;
2456        if (!mat)
2457            numEq=numComp=(rhs.isEmpty() ? 1 : rhs.getDataPointSize());
2458        else {
2459            numEq=mat->logical_row_block_size;
2460            numComp=mat->logical_col_block_size;
2461        }
2462        const double SQRT3 = 1.73205080756887719318;
2463        const double w1 = 1.0/24;
2464        const double w5 = -SQRT3/24 + 1.0/12;
2465        const double w2 = -SQRT3/24 - 1.0/12;
2466        const double w19 = -m_dx[0]/12;
2467        const double w11 = w19*(SQRT3 + 3)/12;
2468        const double w14 = w19*(-SQRT3 + 3)/12;
2469        const double w16 = w19*(5*SQRT3 + 9)/12;
2470        const double w17 = w19*(-5*SQRT3 + 9)/12;
2471        const double w27 = w19*(-SQRT3 - 3)/2;
2472        const double w28 = w19*(SQRT3 - 3)/2;
2473        const double w18 = -m_dx[1]/12;
2474        const double w10 = w18*(SQRT3 + 3)/12;
2475        const double w15 = w18*(-SQRT3 + 3)/12;
2476        const double w12 = w18*(5*SQRT3 + 9)/12;
2477        const double w13 = w18*(-5*SQRT3 + 9)/12;
2478        const double w25 = w18*(-SQRT3 - 3)/2;
2479        const double w26 = w18*(SQRT3 - 3)/2;
2480        const double w22 = m_dx[0]*m_dx[1]/144;
2481        const double w20 = w22*(SQRT3 + 2);
2482        const double w21 = w22*(-SQRT3 + 2);
2483        const double w23 = w22*(4*SQRT3 + 7);
2484        const double w24 = w22*(-4*SQRT3 + 7);
2485        const double w3 = m_dx[0]/(24*m_dx[1]);
2486        const double w7 = w3*(SQRT3 + 2);
2487        const double w8 = w3*(-SQRT3 + 2);
2488        const double w6 = -m_dx[1]/(24*m_dx[0]);
2489        const double w0 = w6*(SQRT3 + 2);
2490        const double w4 = w6*(-SQRT3 + 2);
2491    
2492        rhs.requireWrite();
2493    #pragma omp parallel
2494        {
2495            for (index_t k1_0=0; k1_0<2; k1_0++) { // colouring
2496    #pragma omp for
2497                for (index_t k1=k1_0; k1<m_NE[1]; k1+=2) {
2498                    for (index_t k0=0; k0<m_NE[0]; ++k0)  {
2499                        bool add_EM_S=false;
2500                        bool add_EM_F=false;
2501                        vector<double> EM_S(4*4*numEq*numComp, 0);
2502                        vector<double> EM_F(4*numEq, 0);
2503                        const index_t e = k0 + m_NE[0]*k1;
2504                        ///////////////
2505                        // process A //
2506                        ///////////////
2507                        if (!A.isEmpty()) {
2508                            add_EM_S = true;
2509                            const double* A_p = const_cast<escript::Data*>(&A)->getSampleDataRO(e);
2510                            if (A.actsExpanded()) {
2511                                for (index_t k=0; k<numEq; k++) {
2512                                    for (index_t m=0; m<numComp; m++) {
2513                                        const double A_00_0 = A_p[INDEX5(k,0,m,0,0,numEq,2,numComp,2)];
2514                                        const double A_01_0 = A_p[INDEX5(k,0,m,1,0,numEq,2,numComp,2)];
2515                                        const double A_10_0 = A_p[INDEX5(k,1,m,0,0,numEq,2,numComp,2)];
2516                                        const double A_11_0 = A_p[INDEX5(k,1,m,1,0,numEq,2,numComp,2)];
2517                                        const double A_00_1 = A_p[INDEX5(k,0,m,0,1,numEq,2,numComp,2)];
2518                                        const double A_01_1 = A_p[INDEX5(k,0,m,1,1,numEq,2,numComp,2)];
2519                                        const double A_10_1 = A_p[INDEX5(k,1,m,0,1,numEq,2,numComp,2)];
2520                                        const double A_11_1 = A_p[INDEX5(k,1,m,1,1,numEq,2,numComp,2)];
2521                                        const double A_00_2 = A_p[INDEX5(k,0,m,0,2,numEq,2,numComp,2)];
2522                                        const double A_01_2 = A_p[INDEX5(k,0,m,1,2,numEq,2,numComp,2)];
2523                                        const double A_10_2 = A_p[INDEX5(k,1,m,0,2,numEq,2,numComp,2)];
2524                                        const double A_11_2 = A_p[INDEX5(k,1,m,1,2,numEq,2,numComp,2)];
2525                                        const double A_00_3 = A_p[INDEX5(k,0,m,0,3,numEq,2,numComp,2)];
2526                                        const double A_01_3 = A_p[INDEX5(k,0,m,1,3,numEq,2,numComp,2)];
2527                                        const double A_10_3 = A_p[INDEX5(k,1,m,0,3,numEq,2,numComp,2)];
2528                                        const double A_11_3 = A_p[INDEX5(k,1,m,1,3,numEq,2,numComp,2)];
2529                                        const double tmp0 = w3*(A_11_0 + A_11_1 + A_11_2 + A_11_3);
2530                                        const double tmp1 = w1*(A_01_0 + A_01_3 - A_10_1 - A_10_2);
2531                                        const double tmp2 = w4*(A_00_2 + A_00_3);
2532                                        const double tmp3 = w0*(A_00_0 + A_00_1);
2533                                        const double tmp4 = w5*(A_01_2 - A_10_3);
2534                                        const double tmp5 = w2*(-A_01_1 + A_10_0);
2535                                        const double tmp6 = w5*(A_01_3 + A_10_0);
2536                                        const double tmp7 = w3*(-A_11_0 - A_11_1 - A_11_2 - A_11_3);
2537                                        const double tmp8 = w6*(A_00_0 + A_00_1 + A_00_2 + A_00_3);
2538                                        const double tmp9 = w1*(A_01_1 + A_01_2 + A_10_1 + A_10_2);
2539                                        const double tmp10 = w2*(-A_01_0 - A_10_3);
2540                                        const double tmp11 = w4*(A_00_0 + A_00_1);
2541                                        const double tmp12 = w0*(A_00_2 + A_00_3);
2542                                        const double tmp13 = w5*(A_01_1 - A_10_0);
2543                                        const double tmp14 = w2*(-A_01_2 + A_10_3);
2544                                        const double tmp15 = w7*(A_11_0 + A_11_2);
2545                                        const double tmp16 = w4*(-A_00_2 - A_00_3);
2546                                        const double tmp17 = w0*(-A_00_0 - A_00_1);
2547                                        const double tmp18 = w5*(A_01_3 + A_10_3);
2548                                        const double tmp19 = w8*(A_11_1 + A_11_3);
2549                                        const double tmp20 = w2*(-A_01_0 - A_10_0);
2550                                        const double tmp21 = w7*(A_11_1 + A_11_3);
2551                                        const double tmp22 = w4*(-A_00_0 - A_00_1);
2552                                        const double tmp23 = w0*(-A_00_2 - A_00_3);
2553                                        const double tmp24 = w5*(A_01_0 + A_10_0);
2554                                        const double tmp25 = w8*(A_11_0 + A_11_2);
2555                                        const double tmp26 = w2*(-A_01_3 - A_10_3);
2556                                        const double tmp27 = w5*(-A_01_1 - A_10_2);
2557                                        const double tmp28 = w1*(-A_01_0 - A_01_3 - A_10_0 - A_10_3);
2558                                        const double tmp29 = w2*(A_01_2 + A_10_1);
2559                                        const double tmp30 = w7*(-A_11_1 - A_11_3);
2560                                        const double tmp31 = w1*(-A_01_1 - A_01_2 + A_10_0 + A_10_3);
2561                                        const double tmp32 = w5*(-A_01_0 + A_10_2);
2562                                        const double tmp33 = w8*(-A_11_0 - A_11_2);
2563                                        const double tmp34 = w6*(-A_00_0 - A_00_1 - A_00_2 - A_00_3);
2564                                        const double tmp35 = w2*(A_01_3 - A_10_1);
2565                                        const double tmp36 = w5*(A_01_0 + A_10_3);
2566                                        const double tmp37 = w2*(-A_01_3 - A_10_0);
2567                                        const double tmp38 = w7*(-A_11_0 - A_11_2);
2568                                        const double tmp39 = w5*(-A_01_3 + A_10_1);
2569                                        const double tmp40 = w8*(-A_11_1 - A_11_3);
2570                                        const double tmp41 = w2*(A_01_0 - A_10_2);
2571                                        const double tmp42 = w5*(A_01_1 - A_10_3);
2572                                        const double tmp43 = w2*(-A_01_2 + A_10_0);
2573                                        const double tmp44 = w5*(A_01_2 - A_10_0);
2574                                        const double tmp45 = w2*(-A_01_1 + A_10_3);
2575                                        const double tmp46 = w5*(-A_01_0 + A_10_1);
2576                                        const double tmp47 = w2*(A_01_3 - A_10_2);
2577                                        const double tmp48 = w5*(-A_01_1 - A_10_1);
2578                                        const double tmp49 = w2*(A_01_2 + A_10_2);
2579                                        const double tmp50 = w5*(-A_01_3 + A_10_2);
2580                                        const double tmp51 = w2*(A_01_0 - A_10_1);
2581                                        const double tmp52 = w5*(-A_01_2 - A_10_1);
2582                                        const double tmp53 = w2*(A_01_1 + A_10_2);
2583                                        const double tmp54 = w5*(-A_01_2 - A_10_2);
2584                                        const double tmp55 = w2*(A_01_1 + A_10_1);
2585                                        EM_S[INDEX4(k,m,0,0,numEq,numComp,4)]+=tmp15 + tmp16 + tmp17 + tmp18 + tmp19 + tmp20 + tmp9;
2586                                        EM_S[INDEX4(k,m,0,1,numEq,numComp,4)]+=tmp0 + tmp1 + tmp2 + tmp3 + tmp4 + tmp5;
2587                                        EM_S[INDEX4(k,m,0,2,numEq,numComp,4)]+=tmp31 + tmp34 + tmp38 + tmp39 + tmp40 + tmp41;
2588                                        EM_S[INDEX4(k,m,0,3,numEq,numComp,4)]+=tmp28 + tmp52 + tmp53 + tmp7 + tmp8;
2589                                        EM_S[INDEX4(k,m,1,0,numEq,numComp,4)]+=tmp0 + tmp2 + tmp3 + tmp31 + tmp50 + tmp51;
2590                                        EM_S[INDEX4(k,m,1,1,numEq,numComp,4)]+=tmp16 + tmp17 + tmp21 + tmp25 + tmp28 + tmp54 + tmp55;
2591                                        EM_S[INDEX4(k,m,1,2,numEq,numComp,4)]+=tmp10 + tmp6 + tmp7 + tmp8 + tmp9;
2592                                        EM_S[INDEX4(k,m,1,3,numEq,numComp,4)]+=tmp1 + tmp30 + tmp33 + tmp34 + tmp44 + tmp45;
2593                                        EM_S[INDEX4(k,m,2,0,numEq,numComp,4)]+=tmp1 + tmp34 + tmp38 + tmp40 + tmp42 + tmp43;
2594                                        EM_S[INDEX4(k,m,2,1,numEq,numComp,4)]+=tmp36 + tmp37 + tmp7 + tmp8 + tmp9;
2595                                        EM_S[INDEX4(k,m,2,2,numEq,numComp,4)]+=tmp15 + tmp19 + tmp22 + tmp23 + tmp28 + tmp48 + tmp49;
2596                                        EM_S[INDEX4(k,m,2,3,numEq,numComp,4)]+=tmp0 + tmp11 + tmp12 + tmp31 + tmp46 + tmp47;
2597                                        EM_S[INDEX4(k,m,3,0,numEq,numComp,4)]+=tmp27 + tmp28 + tmp29 + tmp7 + tmp8;
2598                                        EM_S[INDEX4(k,m,3,1,numEq,numComp,4)]+=tmp30 + tmp31 + tmp32 + tmp33 + tmp34 + tmp35;
2599                                        EM_S[INDEX4(k,m,3,2,numEq,numComp,4)]+=tmp0 + tmp1 + tmp11 + tmp12 + tmp13 + tmp14;
2600                                        EM_S[INDEX4(k,m,3,3,numEq,numComp,4)]+=tmp21 + tmp22 + tmp23 + tmp24 + tmp25 + tmp26 + tmp9;
2601                                    }
2602                                }
2603                            } else { // constant data
2604                                for (index_t k=0; k<numEq; k++) {
2605                                    for (index_t m=0; m<numComp; m++) {
2606                                        const double A_00 = A_p[INDEX4(k,0,m,0, numEq,2, numComp)];
2607                                        const double A_01 = A_p[INDEX4(k,0,m,1, numEq,2, numComp)];
2608                                        const double A_10 = A_p[INDEX4(k,1,m,0, numEq,2, numComp)];
2609                                        const double A_11 = A_p[INDEX4(k,1,m,1, numEq,2, numComp)];
2610                                        const double tmp0 = 6*w1*(A_01 - A_10);
2611                                        const double tmp1 = 6*w1*(A_01 + A_10);
2612                                        const double tmp2 = 6*w1*(-A_01 - A_10);
2613                                        const double tmp3 = 6*w1*(-A_01 + A_10);
2614                                        EM_S[INDEX4(k,m,0,0,numEq,numComp,4)]+=-8*A_00*w6 + 8*A_11*w3 + tmp1;
2615                                        EM_S[INDEX4(k,m,0,1,numEq,numComp,4)]+=8*A_00*w6 + 4*A_11*w3 + tmp0;
2616                                        EM_S[INDEX4(k,m,0,2,numEq,numComp,4)]+=-4*A_00*w6 - 8*A_11*w3 + tmp3;
2617                                        EM_S[INDEX4(k,m,0,3,numEq,numComp,4)]+=4*A_00*w6 - 4*A_11*w3 + tmp2;
2618                                        EM_S[INDEX4(k,m,1,0,numEq,numComp,4)]+=8*A_00*w6 + 4*A_11*w3 + tmp3;
2619                                        EM_S[INDEX4(k,m,1,1,numEq,numComp,4)]+=-8*A_00*w6 + 8*A_11*w3 + tmp2;
2620                                        EM_S[INDEX4(k,m,1,2,numEq,numComp,4)]+=4*A_00*w6 - 4*A_11*w3 + tmp1;
2621                                        EM_S[INDEX4(k,m,1,3,numEq,numComp,4)]+=-4*A_00*w6 - 8*A_11*w3 + tmp0;
2622                                        EM_S[INDEX4(k,m,2,0,numEq,numComp,4)]+=-4*A_00*w6 - 8*A_11*w3 + tmp0;
2623                                        EM_S[INDEX4(k,m,2,1,numEq,numComp,4)]+=4*A_00*w6 - 4*A_11*w3 + tmp1;
2624                                        EM_S[INDEX4(k,m,2,2,numEq,numComp,4)]+=-8*A_00*w6 + 8*A_11*w3 + tmp2;
2625                                        EM_S[INDEX4(k,m,2,3,numEq,numComp,4)]+=8*A_00*w6 + 4*A_11*w3 + tmp3;
2626                                        EM_S[INDEX4(k,m,3,0,numEq,numComp,4)]+=4*A_00*w6 - 4*A_11*w3 + tmp2;
2627                                        EM_S[INDEX4(k,m,3,1,numEq,numComp,4)]+=-4*A_00*w6 - 8*A_11*w3 + tmp3;
2628                                        EM_S[INDEX4(k,m,3,2,numEq,numComp,4)]+=8*A_00*w6 + 4*A_11*w3 + tmp0;
2629                                        EM_S[INDEX4(k,m,3,3,numEq,numComp,4)]+=-8*A_00*w6 + 8*A_11*w3 + tmp1;
2630                                    }
2631                                }
2632                            }
2633                        }
2634                        ///////////////
2635                        // process B //
2636                        ///////////////
2637                        if (!B.isEmpty()) {
2638                            add_EM_S=true;
2639                            const double* B_p=const_cast<escript::Data*>(&B)->getSampleDataRO(e);
2640                            if (B.actsExpanded()) {
2641                                for (index_t k=0; k<numEq; k++) {
2642                                    for (index_t m=0; m<numComp; m++) {
2643                                        const double B_0_0 = B_p[INDEX4(k,0,m,0, numEq,2,numComp)];
2644                                        const double B_1_0 = B_p[INDEX4(k,1,m,0, numEq,2,numComp)];
2645                                        const double B_0_1 = B_p[INDEX4(k,0,m,1, numEq,2,numComp)];
2646                                        const double B_1_1 = B_p[INDEX4(k,1,m,1, numEq,2,numComp)];
2647                                        const double B_0_2 = B_p[INDEX4(k,0,m,2, numEq,2,numComp)];
2648                                        const double B_1_2 = B_p[INDEX4(k,1,m,2, numEq,2,numComp)];
2649                                        const double B_0_3 = B_p[INDEX4(k,0,m,3, numEq,2,numComp)];
2650                                        const double B_1_3 = B_p[INDEX4(k,1,m,3, numEq,2,numComp)];
2651                                        const double tmp0 = w11*(B_1_0 + B_1_1);
2652                                        const double tmp1 = w14*(B_1_2 + B_1_3);
2653                                        const double tmp2 = w15*(-B_0_1 - B_0_3);
2654                                        const double tmp3 = w10*(-B_0_0 - B_0_2);
2655                                        const double tmp4 = w11*(B_1_2 + B_1_3);
2656                                        const double tmp5 = w14*(B_1_0 + B_1_1);
2657                                        const double tmp6 = w11*(-B_1_2 - B_1_3);
2658                                        const double tmp7 = w14*(-B_1_0 - B_1_1);
2659                                        const double tmp8 = w11*(-B_1_0 - B_1_1);
2660                                        const double tmp9 = w14*(-B_1_2 - B_1_3);
2661                                        const double tmp10 = w10*(-B_0_1 - B_0_3);
2662                                        const double tmp11 = w15*(-B_0_0 - B_0_2);
2663                                        const double tmp12 = w15*(B_0_0 + B_0_2);
2664                                        const double tmp13 = w10*(B_0_1 + B_0_3);
2665                                        const double tmp14 = w10*(B_0_0 + B_0_2);
2666                                        const double tmp15 = w15*(B_0_1 + B_0_3);
2667                                        EM_S[INDEX4(k,m,0,0,numEq,numComp,4)]+=B_0_0*w12 + B_0_1*w10 + B_0_2*w15 + B_0_3*w13 + B_1_0*w16 + B_1_1*w14 + B_1_2*w11 + B_1_3*w17;
2668                                        EM_S[INDEX4(k,m,0,1,numEq,numComp,4)]+=B_0_0*w10 + B_0_1*w12 + B_0_2*w13 + B_0_3*w15 + tmp0 + tmp1;
2669                                        EM_S[INDEX4(k,m,0,2,numEq,numComp,4)]+=B_1_0*w11 + B_1_1*w17 + B_1_2*w16 + B_1_3*w14 + tmp14 + tmp15;
2670                                        EM_S[INDEX4(k,m,0,3,numEq,numComp,4)]+=tmp12 + tmp13 + tmp4 + tmp5;
2671                                        EM_S[INDEX4(k,m,1,0,numEq,numComp,4)]+=-B_0_0*w12 - B_0_1*w10 - B_0_2*w15 - B_0_3*w13 + tmp0 + tmp1;
2672                                        EM_S[INDEX4(k,m,1,1,numEq,numComp,4)]+=-B_0_0*w10 - B_0_1*w12 - B_0_2*w13 - B_0_3*w15 + B_1_0*w14 + B_1_1*w16 + B_1_2*w17 + B_1_3*w11;
2673                                        EM_S[INDEX4(k,m,1,2,numEq,numComp,4)]+=tmp2 + tmp3 + tmp4 + tmp5;
2674                                        EM_S[INDEX4(k,m,1,3,numEq,numComp,4)]+=B_1_0*w17 + B_1_1*w11 + B_1_2*w14 + B_1_3*w16 + tmp10 + tmp11;
2675                                        EM_S[INDEX4(k,m,2,0,numEq,numComp,4)]+=-B_1_0*w16 - B_1_1*w14 - B_1_2*w11 - B_1_3*w17 + tmp14 + tmp15;
2676                                        EM_S[INDEX4(k,m,2,1,numEq,numComp,4)]+=tmp12 + tmp13 + tmp8 + tmp9;
2677                                        EM_S[INDEX4(k,m,2,2,numEq,numComp,4)]+=B_0_0*w15 + B_0_1*w13 + B_0_2*w12 + B_0_3*w10 - B_1_0*w11 - B_1_1*w17 - B_1_2*w16 - B_1_3*w14;
2678                                        EM_S[INDEX4(k,m,2,3,numEq,numComp,4)]+=B_0_0*w13 + B_0_1*w15 + B_0_2*w10 + B_0_3*w12 + tmp6 + tmp7;
2679                                        EM_S[INDEX4(k,m,3,0,numEq,numComp,4)]+=tmp2 + tmp3 + tmp8 + tmp9;
2680                                        EM_S[INDEX4(k,m,3,1,numEq,numComp,4)]+=-B_1_0*w14 - B_1_1*w16 - B_1_2*w17 - B_1_3*w11 + tmp10 + tmp11;
2681                                        EM_S[INDEX4(k,m,3,2,numEq,numComp,4)]+=-B_0_0*w15 - B_0_1*w13 - B_0_2*w12 - B_0_3*w10 + tmp6 + tmp7;
2682                                        EM_S[INDEX4(k,m,3,3,numEq,numComp,4)]+=-B_0_0*w13 - B_0_1*w15 - B_0_2*w10 - B_0_3*w12 - B_1_0*w17 - B_1_1*w11 - B_1_2*w14 - B_1_3*w16;
2683                                    }
2684                                }
2685                            } else { // constant data
2686                                for (index_t k=0; k<numEq; k++) {
2687                                    for (index_t m=0; m<numComp; m++) {
2688                                        const double wB0 = B_p[INDEX3(k,0,m,numEq,2)]*w18;
2689                                        const double wB1 = B_p[INDEX3(k,1,m,numEq,2)]*w19;
2690                                        EM_S[INDEX4(k,m,0,0,numEq,numComp,4)]+= 2*wB0 + 2*wB1;
2691                                        EM_S[INDEX4(k,m,0,1,numEq,numComp,4)]+= 2*wB0 +   wB1;
2692                                        EM_S[INDEX4(k,m,0,2,numEq,numComp,4)]+=   wB0 + 2*wB1;
2693                                        EM_S[INDEX4(k,m,0,3,numEq,numComp,4)]+=   wB0 +   wB1;
2694                                        EM_S[INDEX4(k,m,1,0,numEq,numComp,4)]+=-2*wB0 +   wB1;
2695                                        EM_S[INDEX4(k,m,1,1,numEq,numComp,4)]+=-2*wB0 + 2*wB1;