xref: /libCEED/examples/rust/ex3-volume/src/main.rs (revision 3eb59678ecb8a0fe884fb9297a6048221d053835)
1*3eb59678SJeremy L Thompson // Copyright (c) 2017-2025, Lawrence Livermore National Security, LLC and other CEED contributors.
2*3eb59678SJeremy L Thompson // All Rights Reserved. See the top-level LICENSE and NOTICE files for details.
3*3eb59678SJeremy L Thompson //
4*3eb59678SJeremy L Thompson // SPDX-License-Identifier: BSD-2-Clause
5*3eb59678SJeremy L Thompson //
6*3eb59678SJeremy L Thompson // This file is part of CEED:  http://github.com/ceed
7*3eb59678SJeremy L Thompson //
8*3eb59678SJeremy L Thompson //                             libCEED Example 1
9*3eb59678SJeremy L Thompson //
10*3eb59678SJeremy L Thompson // This example illustrates a simple usage of libCEED to compute the volume of a
11*3eb59678SJeremy L Thompson // 3D body using matrix-free application of a mass + diff operator.  Arbitrary
12*3eb59678SJeremy L Thompson // mesh and solution orders in 1D, 2D and 3D are supported from the same code.
13*3eb59678SJeremy L Thompson //
14*3eb59678SJeremy L Thompson // The example has no dependencies, and is designed to be self-contained. For
15*3eb59678SJeremy L Thompson // additional examples that use external discretization libraries (MFEM, PETSc,
16*3eb59678SJeremy L Thompson // etc.) see the subdirectories in libceed/examples.
17*3eb59678SJeremy L Thompson //
18*3eb59678SJeremy L Thompson // All libCEED objects use a Ceed device object constructed based on a command
19*3eb59678SJeremy L Thompson // line argument (-ceed).
20*3eb59678SJeremy L Thompson 
21*3eb59678SJeremy L Thompson use clap::Parser;
22*3eb59678SJeremy L Thompson use libceed::{
23*3eb59678SJeremy L Thompson     BasisOpt, Ceed, ElemRestrictionOpt, QFunctionInputs, QFunctionOpt, QFunctionOutputs, VectorOpt,
24*3eb59678SJeremy L Thompson };
25*3eb59678SJeremy L Thompson mod opt;
26*3eb59678SJeremy L Thompson mod transform;
27*3eb59678SJeremy L Thompson 
28*3eb59678SJeremy L Thompson // ----------------------------------------------------------------------------
29*3eb59678SJeremy L Thompson // Example 1
30*3eb59678SJeremy L Thompson // ----------------------------------------------------------------------------
31*3eb59678SJeremy L Thompson fn main() -> libceed::Result<()> {
32*3eb59678SJeremy L Thompson     let options = opt::Opt::parse();
33*3eb59678SJeremy L Thompson     example_3(options)
34*3eb59678SJeremy L Thompson }
35*3eb59678SJeremy L Thompson 
36*3eb59678SJeremy L Thompson #[allow(clippy::erasing_op)]
37*3eb59678SJeremy L Thompson #[allow(clippy::identity_op)]
38*3eb59678SJeremy L Thompson fn example_3(options: opt::Opt) -> libceed::Result<()> {
39*3eb59678SJeremy L Thompson     // Process command line arguments
40*3eb59678SJeremy L Thompson     let opt::Opt {
41*3eb59678SJeremy L Thompson         ceed_spec,
42*3eb59678SJeremy L Thompson         dim,
43*3eb59678SJeremy L Thompson         mesh_degree,
44*3eb59678SJeremy L Thompson         solution_degree,
45*3eb59678SJeremy L Thompson         num_qpts,
46*3eb59678SJeremy L Thompson         problem_size_requested,
47*3eb59678SJeremy L Thompson         test,
48*3eb59678SJeremy L Thompson         quiet,
49*3eb59678SJeremy L Thompson     } = options;
50*3eb59678SJeremy L Thompson     assert!((1..=3).contains(&dim));
51*3eb59678SJeremy L Thompson     assert!(mesh_degree >= 1);
52*3eb59678SJeremy L Thompson     assert!(solution_degree >= 1);
53*3eb59678SJeremy L Thompson     assert!(num_qpts >= 1);
54*3eb59678SJeremy L Thompson     let ncomp_x = dim;
55*3eb59678SJeremy L Thompson     let problem_size: i64 = if problem_size_requested < 0 {
56*3eb59678SJeremy L Thompson         if test {
57*3eb59678SJeremy L Thompson             8 * 16
58*3eb59678SJeremy L Thompson         } else {
59*3eb59678SJeremy L Thompson             256 * 1024
60*3eb59678SJeremy L Thompson         }
61*3eb59678SJeremy L Thompson     } else {
62*3eb59678SJeremy L Thompson         problem_size_requested
63*3eb59678SJeremy L Thompson     };
64*3eb59678SJeremy L Thompson 
65*3eb59678SJeremy L Thompson     // Summary output
66*3eb59678SJeremy L Thompson     if !quiet {
67*3eb59678SJeremy L Thompson         println!("Selected options: [command line option] : <current value>");
68*3eb59678SJeremy L Thompson         println!("    Ceed specification [-c] : {}", ceed_spec);
69*3eb59678SJeremy L Thompson         println!("    Mesh dimension     [-d] : {}", dim);
70*3eb59678SJeremy L Thompson         println!("    Mesh degree        [-m] : {}", mesh_degree);
71*3eb59678SJeremy L Thompson         println!("    Solution degree    [-p] : {}", solution_degree);
72*3eb59678SJeremy L Thompson         println!("    Num. 1D quadr. pts [-q] : {}", num_qpts);
73*3eb59678SJeremy L Thompson         println!("    Approx. # unknowns [-s] : {}", problem_size);
74*3eb59678SJeremy L Thompson         println!("    QFunction source        : user closure");
75*3eb59678SJeremy L Thompson     }
76*3eb59678SJeremy L Thompson 
77*3eb59678SJeremy L Thompson     // Initalize ceed context
78*3eb59678SJeremy L Thompson     let ceed = Ceed::init(&ceed_spec);
79*3eb59678SJeremy L Thompson 
80*3eb59678SJeremy L Thompson     // Mesh and solution bases
81*3eb59678SJeremy L Thompson     let basis_mesh = ceed.basis_tensor_H1_Lagrange(
82*3eb59678SJeremy L Thompson         dim,
83*3eb59678SJeremy L Thompson         ncomp_x,
84*3eb59678SJeremy L Thompson         mesh_degree + 1,
85*3eb59678SJeremy L Thompson         num_qpts,
86*3eb59678SJeremy L Thompson         libceed::QuadMode::Gauss,
87*3eb59678SJeremy L Thompson     )?;
88*3eb59678SJeremy L Thompson     let basis_solution = ceed.basis_tensor_H1_Lagrange(
89*3eb59678SJeremy L Thompson         dim,
90*3eb59678SJeremy L Thompson         1,
91*3eb59678SJeremy L Thompson         solution_degree + 1,
92*3eb59678SJeremy L Thompson         num_qpts,
93*3eb59678SJeremy L Thompson         libceed::QuadMode::Gauss,
94*3eb59678SJeremy L Thompson     )?;
95*3eb59678SJeremy L Thompson 
96*3eb59678SJeremy L Thompson     // Determine mesh size from approximate problem size
97*3eb59678SJeremy L Thompson     let num_xyz = mesh::cartesian_mesh_size(dim, solution_degree, problem_size);
98*3eb59678SJeremy L Thompson     if !quiet {
99*3eb59678SJeremy L Thompson         print!("\nMesh size                   : nx = {}", num_xyz[0]);
100*3eb59678SJeremy L Thompson         if dim > 1 {
101*3eb59678SJeremy L Thompson             print!(", ny = {}", num_xyz[1]);
102*3eb59678SJeremy L Thompson         }
103*3eb59678SJeremy L Thompson         if dim > 2 {
104*3eb59678SJeremy L Thompson             print!(", nz = {}", num_xyz[2]);
105*3eb59678SJeremy L Thompson         }
106*3eb59678SJeremy L Thompson         println!();
107*3eb59678SJeremy L Thompson     }
108*3eb59678SJeremy L Thompson 
109*3eb59678SJeremy L Thompson     // Build ElemRestriction objects describing the mesh and solution discrete
110*3eb59678SJeremy L Thompson     // representations
111*3eb59678SJeremy L Thompson     let (rstr_mesh, _) =
112*3eb59678SJeremy L Thompson         mesh::build_cartesian_restriction(&ceed, dim, num_xyz, mesh_degree, ncomp_x, num_qpts)?;
113*3eb59678SJeremy L Thompson     let (_, rstr_qdata) = mesh::build_cartesian_restriction(
114*3eb59678SJeremy L Thompson         &ceed,
115*3eb59678SJeremy L Thompson         dim,
116*3eb59678SJeremy L Thompson         num_xyz,
117*3eb59678SJeremy L Thompson         solution_degree,
118*3eb59678SJeremy L Thompson         1 + dim * (dim + 1) / 2,
119*3eb59678SJeremy L Thompson         num_qpts,
120*3eb59678SJeremy L Thompson     )?;
121*3eb59678SJeremy L Thompson     let (rstr_solution, _) =
122*3eb59678SJeremy L Thompson         mesh::build_cartesian_restriction(&ceed, dim, num_xyz, solution_degree, 1, num_qpts)?;
123*3eb59678SJeremy L Thompson     let mesh_size = rstr_mesh.lvector_size();
124*3eb59678SJeremy L Thompson     let solution_size = rstr_solution.lvector_size();
125*3eb59678SJeremy L Thompson     if !quiet {
126*3eb59678SJeremy L Thompson         println!("Number of mesh nodes        : {}", mesh_size / dim);
127*3eb59678SJeremy L Thompson         println!("Number of solution nodes    : {}", solution_size);
128*3eb59678SJeremy L Thompson     }
129*3eb59678SJeremy L Thompson 
130*3eb59678SJeremy L Thompson     // Create a Vector with the mesh coordinates
131*3eb59678SJeremy L Thompson     let mut mesh_coords = mesh::cartesian_mesh_coords(&ceed, dim, num_xyz, mesh_degree, mesh_size)?;
132*3eb59678SJeremy L Thompson 
133*3eb59678SJeremy L Thompson     // Apply a transformation to the mesh coordinates
134*3eb59678SJeremy L Thompson     let exact_volume = transform::transform_mesh_coordinates(dim, mesh_size, &mut mesh_coords)?;
135*3eb59678SJeremy L Thompson 
136*3eb59678SJeremy L Thompson     // QFunction that builds the quadrature data for the mass + diff operator
137*3eb59678SJeremy L Thompson     // -- QFunction from user closure
138*3eb59678SJeremy L Thompson     let build_mass_diff = move |[jacobian, weights, ..]: QFunctionInputs,
139*3eb59678SJeremy L Thompson                                 [qdata, ..]: QFunctionOutputs| {
140*3eb59678SJeremy L Thompson         // Build quadrature data
141*3eb59678SJeremy L Thompson         match dim {
142*3eb59678SJeremy L Thompson             1 => {
143*3eb59678SJeremy L Thompson                 let q = qdata.len() / 2;
144*3eb59678SJeremy L Thompson                 for i in 0..q {
145*3eb59678SJeremy L Thompson                     // Mass
146*3eb59678SJeremy L Thompson                     qdata[i + q * 0] = weights[i] * jacobian[i];
147*3eb59678SJeremy L Thompson                     // Diff
148*3eb59678SJeremy L Thompson                     qdata[i + q * 1] = weights[i] / jacobian[i];
149*3eb59678SJeremy L Thompson                 }
150*3eb59678SJeremy L Thompson             }
151*3eb59678SJeremy L Thompson             2 => {
152*3eb59678SJeremy L Thompson                 let q = qdata.len() / 4;
153*3eb59678SJeremy L Thompson                 for i in 0..q {
154*3eb59678SJeremy L Thompson                     let j11 = jacobian[i + q * 0];
155*3eb59678SJeremy L Thompson                     let j21 = jacobian[i + q * 1];
156*3eb59678SJeremy L Thompson                     let j12 = jacobian[i + q * 2];
157*3eb59678SJeremy L Thompson                     let j22 = jacobian[i + q * 3];
158*3eb59678SJeremy L Thompson                     // Mass
159*3eb59678SJeremy L Thompson                     qdata[i + q * 0] = weights[i] * (j11 * j22 - j21 * j12);
160*3eb59678SJeremy L Thompson                     // Diff
161*3eb59678SJeremy L Thompson                     let qw = weights[i] / (j11 * j22 - j21 * j12);
162*3eb59678SJeremy L Thompson                     qdata[i + q * 1] = qw * (j12 * j12 + j22 * j22);
163*3eb59678SJeremy L Thompson                     qdata[i + q * 2] = qw * (j11 * j11 + j21 * j21);
164*3eb59678SJeremy L Thompson                     qdata[i + q * 3] = -qw * (j11 * j12 + j21 * j22);
165*3eb59678SJeremy L Thompson                 }
166*3eb59678SJeremy L Thompson             }
167*3eb59678SJeremy L Thompson             3 => {
168*3eb59678SJeremy L Thompson                 let q = qdata.len() / 7;
169*3eb59678SJeremy L Thompson                 for i in 0..q {
170*3eb59678SJeremy L Thompson                     let mut a = [0.0; 9];
171*3eb59678SJeremy L Thompson                     for j in 0..3 {
172*3eb59678SJeremy L Thompson                         for k in 0..3 {
173*3eb59678SJeremy L Thompson                             a[k * 3 + j] = jacobian[i + q * ((j + 1) % 3 + 3 * ((k + 1) % 3))]
174*3eb59678SJeremy L Thompson                                 * jacobian[i + q * ((j + 2) % 3 + 3 * ((k + 2) % 3))]
175*3eb59678SJeremy L Thompson                                 - jacobian[i + q * ((j + 1) % 3 + 3 * ((k + 2) % 3))]
176*3eb59678SJeremy L Thompson                                     * jacobian[i + q * ((j + 2) % 3 + 3 * ((k + 1) % 3))];
177*3eb59678SJeremy L Thompson                         }
178*3eb59678SJeremy L Thompson                     }
179*3eb59678SJeremy L Thompson                     // Mass
180*3eb59678SJeremy L Thompson                     qdata[i + q * 0] = weights[i]
181*3eb59678SJeremy L Thompson                         * (jacobian[i + q * 0] * a[0 * 3 + 0]
182*3eb59678SJeremy L Thompson                             + jacobian[i + q * 1] * a[0 * 3 + 1]
183*3eb59678SJeremy L Thompson                             + jacobian[i + q * 2] * a[0 * 3 + 2]);
184*3eb59678SJeremy L Thompson                     let qw = weights[i]
185*3eb59678SJeremy L Thompson                         / (jacobian[i + q * 0] * a[0 * 3 + 0]
186*3eb59678SJeremy L Thompson                             + jacobian[i + q * 1] * a[0 * 3 + 1]
187*3eb59678SJeremy L Thompson                             + jacobian[i + q * 2] * a[0 * 3 + 2]);
188*3eb59678SJeremy L Thompson                     // Diff
189*3eb59678SJeremy L Thompson                     qdata[i + q * 1] = qw
190*3eb59678SJeremy L Thompson                         * (a[0 * 3 + 0] * a[0 * 3 + 0]
191*3eb59678SJeremy L Thompson                             + a[0 * 3 + 1] * a[0 * 3 + 1]
192*3eb59678SJeremy L Thompson                             + a[0 * 3 + 2] * a[0 * 3 + 2]);
193*3eb59678SJeremy L Thompson                     qdata[i + q * 2] = qw
194*3eb59678SJeremy L Thompson                         * (a[1 * 3 + 0] * a[1 * 3 + 0]
195*3eb59678SJeremy L Thompson                             + a[1 * 3 + 1] * a[1 * 3 + 1]
196*3eb59678SJeremy L Thompson                             + a[1 * 3 + 2] * a[1 * 3 + 2]);
197*3eb59678SJeremy L Thompson                     qdata[i + q * 3] = qw
198*3eb59678SJeremy L Thompson                         * (a[2 * 3 + 0] * a[2 * 3 + 0]
199*3eb59678SJeremy L Thompson                             + a[2 * 3 + 1] * a[2 * 3 + 1]
200*3eb59678SJeremy L Thompson                             + a[2 * 3 + 2] * a[2 * 3 + 2]);
201*3eb59678SJeremy L Thompson                     qdata[i + q * 4] = qw
202*3eb59678SJeremy L Thompson                         * (a[1 * 3 + 0] * a[2 * 3 + 0]
203*3eb59678SJeremy L Thompson                             + a[1 * 3 + 1] * a[2 * 3 + 1]
204*3eb59678SJeremy L Thompson                             + a[1 * 3 + 2] * a[2 * 3 + 2]);
205*3eb59678SJeremy L Thompson                     qdata[i + q * 5] = qw
206*3eb59678SJeremy L Thompson                         * (a[0 * 3 + 0] * a[2 * 3 + 0]
207*3eb59678SJeremy L Thompson                             + a[0 * 3 + 1] * a[2 * 3 + 1]
208*3eb59678SJeremy L Thompson                             + a[0 * 3 + 2] * a[2 * 3 + 2]);
209*3eb59678SJeremy L Thompson                     qdata[i + q * 6] = qw
210*3eb59678SJeremy L Thompson                         * (a[0 * 3 + 0] * a[1 * 3 + 0]
211*3eb59678SJeremy L Thompson                             + a[0 * 3 + 1] * a[1 * 3 + 1]
212*3eb59678SJeremy L Thompson                             + a[0 * 3 + 2] * a[1 * 3 + 2]);
213*3eb59678SJeremy L Thompson                 }
214*3eb59678SJeremy L Thompson             }
215*3eb59678SJeremy L Thompson             _ => unreachable!(),
216*3eb59678SJeremy L Thompson         };
217*3eb59678SJeremy L Thompson 
218*3eb59678SJeremy L Thompson         // Return clean error code
219*3eb59678SJeremy L Thompson         0
220*3eb59678SJeremy L Thompson     };
221*3eb59678SJeremy L Thompson     let qf_build_closure = ceed
222*3eb59678SJeremy L Thompson         .q_function_interior(1, Box::new(build_mass_diff))?
223*3eb59678SJeremy L Thompson         .input("dx", ncomp_x * dim, libceed::EvalMode::Grad)?
224*3eb59678SJeremy L Thompson         .input("weights", 1, libceed::EvalMode::Weight)?
225*3eb59678SJeremy L Thompson         .output("qdata", 1 + dim * (dim + 1) / 2, libceed::EvalMode::None)?;
226*3eb59678SJeremy L Thompson     // -- QFunction for use with Operator
227*3eb59678SJeremy L Thompson     let qf_build = QFunctionOpt::SomeQFunction(&qf_build_closure);
228*3eb59678SJeremy L Thompson 
229*3eb59678SJeremy L Thompson     // Operator that build the quadrature data for the mass + diff operator
230*3eb59678SJeremy L Thompson     let op_build = ceed
231*3eb59678SJeremy L Thompson         .operator(qf_build, QFunctionOpt::None, QFunctionOpt::None)?
232*3eb59678SJeremy L Thompson         .name("build qdata")?
233*3eb59678SJeremy L Thompson         .field("dx", &rstr_mesh, &basis_mesh, VectorOpt::Active)?
234*3eb59678SJeremy L Thompson         .field(
235*3eb59678SJeremy L Thompson             "weights",
236*3eb59678SJeremy L Thompson             ElemRestrictionOpt::None,
237*3eb59678SJeremy L Thompson             &basis_mesh,
238*3eb59678SJeremy L Thompson             VectorOpt::None,
239*3eb59678SJeremy L Thompson         )?
240*3eb59678SJeremy L Thompson         .field("qdata", &rstr_qdata, BasisOpt::None, VectorOpt::Active)?
241*3eb59678SJeremy L Thompson         .check()?;
242*3eb59678SJeremy L Thompson 
243*3eb59678SJeremy L Thompson     // Compute the quadrature data for the mass + diff operator
244*3eb59678SJeremy L Thompson     let elem_qpts = num_qpts.pow(dim as u32);
245*3eb59678SJeremy L Thompson     let num_elem: usize = num_xyz.iter().take(dim).product();
246*3eb59678SJeremy L Thompson     let mut qdata = ceed.vector(num_elem * elem_qpts * (1 + dim * (dim + 1) / 2))?;
247*3eb59678SJeremy L Thompson     op_build.apply(&mesh_coords, &mut qdata)?;
248*3eb59678SJeremy L Thompson 
249*3eb59678SJeremy L Thompson     // QFunction that applies the mass + diff operator
250*3eb59678SJeremy L Thompson     // -- QFunction from user closure
251*3eb59678SJeremy L Thompson     let apply_mass_diff = move |[u, ug, qdata, ..]: QFunctionInputs,
252*3eb59678SJeremy L Thompson                                 [v, vg, ..]: QFunctionOutputs| {
253*3eb59678SJeremy L Thompson         // Apply diffusion operator
254*3eb59678SJeremy L Thompson         match dim {
255*3eb59678SJeremy L Thompson             1 => {
256*3eb59678SJeremy L Thompson                 let q = qdata.len() / 2;
257*3eb59678SJeremy L Thompson                 for i in 0..q {
258*3eb59678SJeremy L Thompson                     // Mass
259*3eb59678SJeremy L Thompson                     v[i] = u[i] * qdata[i + 0 * q];
260*3eb59678SJeremy L Thompson                     // Diff
261*3eb59678SJeremy L Thompson                     vg[i] = ug[i] * qdata[i + 1 * q];
262*3eb59678SJeremy L Thompson                 }
263*3eb59678SJeremy L Thompson             }
264*3eb59678SJeremy L Thompson             2 => {
265*3eb59678SJeremy L Thompson                 let q = qdata.len() / 4;
266*3eb59678SJeremy L Thompson                 for i in 0..q {
267*3eb59678SJeremy L Thompson                     // Mass
268*3eb59678SJeremy L Thompson                     v[i] = u[i] * qdata[i + 0 * q];
269*3eb59678SJeremy L Thompson                     // Diff
270*3eb59678SJeremy L Thompson                     let du = [ug[i + q * 0], ug[i + q * 1]];
271*3eb59678SJeremy L Thompson                     let dxdxdxdx_t = [
272*3eb59678SJeremy L Thompson                         [qdata[i + 1 * q], qdata[i + 3 * q]],
273*3eb59678SJeremy L Thompson                         [qdata[i + 3 * q], qdata[i + 2 * q]],
274*3eb59678SJeremy L Thompson                     ];
275*3eb59678SJeremy L Thompson                     for j in 0..2 {
276*3eb59678SJeremy L Thompson                         vg[i + j * q] = du[0] * dxdxdxdx_t[0][j] + du[1] * dxdxdxdx_t[1][j];
277*3eb59678SJeremy L Thompson                     }
278*3eb59678SJeremy L Thompson                 }
279*3eb59678SJeremy L Thompson             }
280*3eb59678SJeremy L Thompson             3 => {
281*3eb59678SJeremy L Thompson                 let q = qdata.len() / 7;
282*3eb59678SJeremy L Thompson                 for i in 0..q {
283*3eb59678SJeremy L Thompson                     // Mass
284*3eb59678SJeremy L Thompson                     v[i] = u[i] * qdata[i + 0 * q];
285*3eb59678SJeremy L Thompson                     // Diff
286*3eb59678SJeremy L Thompson                     let du = [ug[i + q * 0], ug[i + q * 1], ug[i + q * 2]];
287*3eb59678SJeremy L Thompson                     let dxdxdxdx_t = [
288*3eb59678SJeremy L Thompson                         [qdata[i + 1 * q], qdata[i + 6 * q], qdata[i + 5 * q]],
289*3eb59678SJeremy L Thompson                         [qdata[i + 6 * q], qdata[i + 2 * q], qdata[i + 4 * q]],
290*3eb59678SJeremy L Thompson                         [qdata[i + 5 * q], qdata[i + 4 * q], qdata[i + 3 * q]],
291*3eb59678SJeremy L Thompson                     ];
292*3eb59678SJeremy L Thompson                     for j in 0..3 {
293*3eb59678SJeremy L Thompson                         vg[i + j * q] = du[0] * dxdxdxdx_t[0][j]
294*3eb59678SJeremy L Thompson                             + du[1] * dxdxdxdx_t[1][j]
295*3eb59678SJeremy L Thompson                             + du[2] * dxdxdxdx_t[2][j];
296*3eb59678SJeremy L Thompson                     }
297*3eb59678SJeremy L Thompson                 }
298*3eb59678SJeremy L Thompson             }
299*3eb59678SJeremy L Thompson             _ => unreachable!(),
300*3eb59678SJeremy L Thompson         };
301*3eb59678SJeremy L Thompson 
302*3eb59678SJeremy L Thompson         // Return clean error code
303*3eb59678SJeremy L Thompson         0
304*3eb59678SJeremy L Thompson     };
305*3eb59678SJeremy L Thompson     let qf_mass_diff_closure = ceed
306*3eb59678SJeremy L Thompson         .q_function_interior(1, Box::new(apply_mass_diff))?
307*3eb59678SJeremy L Thompson         .input("u", 1, libceed::EvalMode::Interp)?
308*3eb59678SJeremy L Thompson         .input("du", dim, libceed::EvalMode::Grad)?
309*3eb59678SJeremy L Thompson         .input("qdata", 1 + dim * (dim + 1) / 2, libceed::EvalMode::None)?
310*3eb59678SJeremy L Thompson         .output("v", 1, libceed::EvalMode::Interp)?
311*3eb59678SJeremy L Thompson         .output("dv", dim, libceed::EvalMode::Grad)?;
312*3eb59678SJeremy L Thompson     // -- QFunction for use with Operator
313*3eb59678SJeremy L Thompson     let qf_mass_diff = QFunctionOpt::SomeQFunction(&qf_mass_diff_closure);
314*3eb59678SJeremy L Thompson 
315*3eb59678SJeremy L Thompson     // Mass + diff Operator
316*3eb59678SJeremy L Thompson     let op_mass_diff = ceed
317*3eb59678SJeremy L Thompson         .operator(qf_mass_diff, QFunctionOpt::None, QFunctionOpt::None)?
318*3eb59678SJeremy L Thompson         .name("mass diff")?
319*3eb59678SJeremy L Thompson         .field("u", &rstr_solution, &basis_solution, VectorOpt::Active)?
320*3eb59678SJeremy L Thompson         .field("du", &rstr_solution, &basis_solution, VectorOpt::Active)?
321*3eb59678SJeremy L Thompson         .field("qdata", &rstr_qdata, BasisOpt::None, &qdata)?
322*3eb59678SJeremy L Thompson         .field("v", &rstr_solution, &basis_solution, VectorOpt::Active)?
323*3eb59678SJeremy L Thompson         .field("dv", &rstr_solution, &basis_solution, VectorOpt::Active)?
324*3eb59678SJeremy L Thompson         .check()?;
325*3eb59678SJeremy L Thompson 
326*3eb59678SJeremy L Thompson     // Solution vectors
327*3eb59678SJeremy L Thompson     let u = ceed.vector_from_slice(&vec![1.0; solution_size])?;
328*3eb59678SJeremy L Thompson     let mut v = ceed.vector(solution_size)?;
329*3eb59678SJeremy L Thompson 
330*3eb59678SJeremy L Thompson     // Apply the mass + diff operator
331*3eb59678SJeremy L Thompson     op_mass_diff.apply(&u, &mut v)?;
332*3eb59678SJeremy L Thompson 
333*3eb59678SJeremy L Thompson     // Compute the mesh volume
334*3eb59678SJeremy L Thompson     let volume: libceed::Scalar = v.view()?.iter().sum();
335*3eb59678SJeremy L Thompson 
336*3eb59678SJeremy L Thompson     // Output results
337*3eb59678SJeremy L Thompson     if !quiet {
338*3eb59678SJeremy L Thompson         println!("Exact mesh volume           : {:.12}", exact_volume);
339*3eb59678SJeremy L Thompson         println!("Computed mesh volume        : {:.12}", volume);
340*3eb59678SJeremy L Thompson         println!(
341*3eb59678SJeremy L Thompson             "Volume error                : {:.12e}",
342*3eb59678SJeremy L Thompson             volume - exact_volume
343*3eb59678SJeremy L Thompson         );
344*3eb59678SJeremy L Thompson     }
345*3eb59678SJeremy L Thompson     let tolerance = match dim {
346*3eb59678SJeremy L Thompson         1 => 200.0 * libceed::EPSILON,
347*3eb59678SJeremy L Thompson         _ => 1E-5,
348*3eb59678SJeremy L Thompson     };
349*3eb59678SJeremy L Thompson     let error = (volume - exact_volume).abs();
350*3eb59678SJeremy L Thompson     if error > tolerance {
351*3eb59678SJeremy L Thompson         println!("Volume error too large: {:.12e}", error);
352*3eb59678SJeremy L Thompson         return Err(libceed::Error {
353*3eb59678SJeremy L Thompson             message: format!(
354*3eb59678SJeremy L Thompson                 "Volume error too large - expected: {:.12e}, actual: {:.12e}",
355*3eb59678SJeremy L Thompson                 tolerance, error
356*3eb59678SJeremy L Thompson             ),
357*3eb59678SJeremy L Thompson         });
358*3eb59678SJeremy L Thompson     }
359*3eb59678SJeremy L Thompson     Ok(())
360*3eb59678SJeremy L Thompson }
361*3eb59678SJeremy L Thompson 
362*3eb59678SJeremy L Thompson // ----------------------------------------------------------------------------
363*3eb59678SJeremy L Thompson // Tests
364*3eb59678SJeremy L Thompson // ----------------------------------------------------------------------------
365*3eb59678SJeremy L Thompson #[cfg(test)]
366*3eb59678SJeremy L Thompson mod tests {
367*3eb59678SJeremy L Thompson     use super::*;
368*3eb59678SJeremy L Thompson 
369*3eb59678SJeremy L Thompson     #[test]
370*3eb59678SJeremy L Thompson     fn example_3_1d() {
371*3eb59678SJeremy L Thompson         let options = opt::Opt {
372*3eb59678SJeremy L Thompson             ceed_spec: "/cpu/self/ref/serial".to_string(),
373*3eb59678SJeremy L Thompson             dim: 1,
374*3eb59678SJeremy L Thompson             mesh_degree: 4,
375*3eb59678SJeremy L Thompson             solution_degree: 4,
376*3eb59678SJeremy L Thompson             num_qpts: 6,
377*3eb59678SJeremy L Thompson             problem_size_requested: -1,
378*3eb59678SJeremy L Thompson             test: true,
379*3eb59678SJeremy L Thompson             quiet: true,
380*3eb59678SJeremy L Thompson         };
381*3eb59678SJeremy L Thompson         assert!(example_3(options).is_ok());
382*3eb59678SJeremy L Thompson     }
383*3eb59678SJeremy L Thompson 
384*3eb59678SJeremy L Thompson     #[test]
385*3eb59678SJeremy L Thompson     fn example_3_2d() {
386*3eb59678SJeremy L Thompson         let options = opt::Opt {
387*3eb59678SJeremy L Thompson             ceed_spec: "/cpu/self/ref/serial".to_string(),
388*3eb59678SJeremy L Thompson             dim: 2,
389*3eb59678SJeremy L Thompson             mesh_degree: 4,
390*3eb59678SJeremy L Thompson             solution_degree: 4,
391*3eb59678SJeremy L Thompson             num_qpts: 6,
392*3eb59678SJeremy L Thompson             problem_size_requested: -1,
393*3eb59678SJeremy L Thompson             test: true,
394*3eb59678SJeremy L Thompson             quiet: true,
395*3eb59678SJeremy L Thompson         };
396*3eb59678SJeremy L Thompson         assert!(example_3(options).is_ok());
397*3eb59678SJeremy L Thompson     }
398*3eb59678SJeremy L Thompson 
399*3eb59678SJeremy L Thompson     #[test]
400*3eb59678SJeremy L Thompson     fn example_3_3d() {
401*3eb59678SJeremy L Thompson         let options = opt::Opt {
402*3eb59678SJeremy L Thompson             ceed_spec: "/cpu/self/ref/serial".to_string(),
403*3eb59678SJeremy L Thompson             dim: 3,
404*3eb59678SJeremy L Thompson             mesh_degree: 4,
405*3eb59678SJeremy L Thompson             solution_degree: 4,
406*3eb59678SJeremy L Thompson             num_qpts: 6,
407*3eb59678SJeremy L Thompson             problem_size_requested: -1,
408*3eb59678SJeremy L Thompson             test: true,
409*3eb59678SJeremy L Thompson             quiet: false,
410*3eb59678SJeremy L Thompson         };
411*3eb59678SJeremy L Thompson         assert!(example_3(options).is_ok());
412*3eb59678SJeremy L Thompson     }
413*3eb59678SJeremy L Thompson }
414*3eb59678SJeremy L Thompson 
415*3eb59678SJeremy L Thompson // ----------------------------------------------------------------------------
416