Merge pull request #16866 from peterrum/step-89-fixes

Small fixes in step-89

Merge pull request #16864 from bangerth/simplify

Simplify some functions by just deferring to member functions.

Merge pull request #16863 from bangerth/40-2

Unclutter step-40's run() function.

Merge pull request #16862 from bangerth/40-1

In step-40, move timer section into the function being timed.

Merge pull request #16835 from drwells/fix-trailing-newline-mac

Fix ensure_single_trailing_newline() on macs.

Small fixes in step-89

Merge pull request #16299 from jh66637/step-89-tutorial

Add tutorial on Nitsche-type mortaring

In step-40, move timer section into the function being timed.

Simplify some functions by just deferring to member functions.

Unclutter step-40's run() function.

Move detailed output into the function that actually creates this information.
This ensures that the run() function itself remains rather clean and easy to
follow.

Merge pull request #16858 from tamiko/fix_cgal_test_fpe

Test: cgal/cgal_mesh_criteria: disable floating point exceptions

Merge pull request #16840 from tamiko/vectorization_type_trait

Vectorization type trait

Merge pull request #16859 from peterrum/remove_debug_output

Remove debug output

Test: cgal/cgal_mesh_criteria: disable floating point exceptions

We trigger a (deliberate) floating point exception in the CGAL (header)
library:
```
    // The multiplications could produce some NaN, with 0 * inf. Replacing it with inf is safe.
    // min(x,y) (the order is essential) returns its second argument when the first is NaN.
    // An IEEE 754-2019 maximum could help.
    __m128d big = IA::largest().simd();
->  __m128d x1 = _mm_mul_pd(aa,bz);                       // {-ai*bi,as*bs}
    //x1 = _mm_min_pd(x1,big); // no NaN
    __m128d x2 = _mm_mul_pd(aa,c);                        // {-ai*bs,as*bi}
    x2 = _mm_min_pd(x2,big); // no NaN
    __m128d x3 = _mm_mul_pd(ap,bz);                       // {-as*bi,ai*bs}
    //x3 = _mm_min_pd(x3,big); // no NaN
    __m128d x4 = _mm_mul_pd(ap,c);                        // {-as*bs,ai*bi}
    x4 = _mm_min_pd(x4,big); // no NaN
```

Thus, disable floating point exceptions for the test.

Remove debug output

Merge pull request #16853 from kronbichler/avoid_allocations_2

Add Quadrature::initialize() function taking ArrayView

Merge pull request #16624 from peterrum/matrixcreator_fullmatrix

Enable MatrixCreator functions also for FullMatrix

Merge both initialize functions

Merge pull request #16852 from kronbichler/fix_docu

MappingQ: Remove outdated documentation

Merge pull request #16855 from kronbichler/fix_pow

Avoid std::pow in BarycentricPolynomials

Avoid std::pow in BarycentricPolynomials

New test case

Add Quadrature::initialize() function taking ArrayView

Remove outdated documentation

Merge pull request #16849 from tamiko/fix_fe_values_tests

Test fe/fe_values_view_{07|10|13|16}: make Assert more robust

Test fe/fe_values_view_{07|10|13|16}: make Assert more robust

The Assert checks that we computed with a relative error of less than
1e-12. This fails however, if the vector in question is 0. Thus, also
check for an absolute error.

Enable MatrixCreator functions also for FullMatrix

Merge pull request #16847 from kronbichler/avoid_allocations

MappingQ: Favor get_vertices() over compute_mapping_support_points() if possible

Merge pull request #16830 from kronbichler/mapping_cartesian

MappingCartesian: Some performance improvements

MappingQ: Use get_vertices() instead of compute_mapping_support_points when possible

Merge pull request #16800 from kronbichler/fe_eval_docu

FEEvaluation: Modernize documentation of get_xxx/submit_xxx

Merge pull request #16843 from kronbichler/improve_vector_tools_interpolate

VectorTools::interpolate: Make common case of vector problem faster

Merge pull request #16839 from bangerth/tensor-product

Make tensor*tensor implementation easier to read.

VectorizedArray: add constexpr boolean that records whether a type is vectorized

Vectorization: move assert into constructor

Merge pull request #16844 from kronbichler/eval_interface

Use ArrayView for interface to tensor-product point evaluator

Merge pull request #16845 from kronbichler/pass_by_reference

Pass some SmartPointer variables by reference

Fix ensure_single_trailing_newline() on macs.

I'm not sure exactly why mac's version of sed produces different output here but
it is easy enough to use something simpler. Just check if the last character is
a newline: if not, then append a newline character.

Use ArrayView for interface to tensor-product point evaluator

Merge pull request #16832 from bangerth/fix-tests

Fix naming of output files.

Merge pull request #16841 from bangerth/type-to-string

Augment documentation of Utilities::type_to_string().

Changelog

VectorTools::interpolate: Make common case of vector problem faster

Pass some SmartPointer variables by reference

Merge pull request #16837 from bangerth/vec-array-2

Provide an implementation for VectorizedArray::dot_product().

Augment documentation of Utilities::type_to_string().

Merge pull request #16833 from kronbichler/fgmres_orth

Switch SolverFGMRES to new delayed classical Gram-Schmidt

Improve two assertions

Make tensor*tensor implementation easier to read.

Changelog

Test case

MappingCartesian: Some performance improvements

Merge pull request #16828 from drwells/qprojector-same-orientation

QProjector: internally use the combined orientation.

Provide a default implementation for VectorizedArray::dot_product().

QProjector: internally use the combined orientation.

This replaces a unique indexing scheme for orientations with the standard one.

FE_BDM: un-hardcode some QProjector properties.

Merge pull request #16836 from bangerth/vec-array

Minor updates to VectorizedArray.

Minor updates to VectorizedArray.

Merge pull request #16831 from kronbichler/fix_n_vertices

Fix two places where TriaAccessor::n_vertices is called repeatedly

Switch SolverFGMRES to new delayed classical Gram-Schmidt

Fix naming of output files.

Fix two places where CellAccessor::n_vertices is called repeatedly

Merge pull request #16821 from drwells/qprojector-description-orientation

Deprecate some more (bool, bool, bool) orientation functions

Improve a comment.

Remove calls to said functions on the library.

Deprecate (bool, bool, bool) QProjector functions.

Merge pull request #16804 from bangerth/comsol-tri

Add a test for COMSOL .mphtxt triangle meshes.

Merge pull request #16823 from bangerth/unalign

Revert aligning tensors

Add a test for COMSOL .mphtxt triangle meshes.

Revert "No longer output the size of tensors into output file of a test."

This reverts commit a492d57657769bdc38a65c2532f1711a55abab21.

Revert "Add a changelog entry for the alignment of tensors."

This reverts commit d14a12db1cc7b91380a143350e613442362c876e.

Revert "Align Tensor<rank,dim,Number> to make vectorization possible."

This reverts commit d6a65a9b929b1862a78de843ceaa7848e5a588e3.

Merge pull request #16820 from tamiko/fix_avx512_fpe

distributed/tria.cc: avoid FPE due to undefined behavior

Merge pull request #16814 from simonsticko/codim_in_getname

Add codimension in get_name() for a few elements

distributed/tria.cc: avoid FPE due to undefined behavior

The following construct
```
static_cast<types::subdomain_id>(this_sc_point[dim])
```
triggers a floating point exception when the stored double is -1.0 (at
least with gcc-11 and avx512 instructions enabled).

Judging from cppreference [1] this is undefined behavior:
"""
A prvalue of floating-point type can be converted to a prvalue of any
integer type. The fractional part is truncated, that is, the fractional
part is discarded.

If the truncated value cannot fit into the destination type, the
behavior is undefined (even when the destination type is unsigned,
modulo arithmetic does not apply).
"""

Thus, work around the issue by explicitly setting negative values to
`numbers::invalid_subdomain_id` if we encounter -1.

[1] https://en.cppreference.com/w/cpp/language/implicit_conversion

Merge pull request #16816 from bangerth/fix-test

No longer output the size of tensors into output file of a test.

Merge pull request #16815 from bangerth/fix-particle-size-2

Fix a second place where particles compute the size of a buffer.

No longer output the size of tensors into output file of a test.

Fix a second place where particles compute the size of a buffer.

Merge pull request #16813 from bangerth/fix-particle-size

Allocate the right amount of memory when serializing particles.

Merge pull request #16788 from kronbichler/fix_asserts

FEEvaluation: Add static asserts to functions selected by enable_if

Add codimension in get_name() for a few elements

Merge pull request #16795 from Rombur/python_binding

Add three GridGenerator functions to the python wrappers

Allocate the right amount of memory when serializing particles.

Merge pull request #16806 from drwells/remove-hardcoded-inverse-orientation

Remove hardcoded inverse orientation

Merge pull request #16812 from tamiko/fix_tests_avx_05

Test grid/closest_point: guard against roundoff error

Merge pull request #16811 from tamiko/fix_tests_avx_04

Test trilinos/precondition: Relax iteration bounds

Merge pull request #16810 from tamiko/fix_tests_avx_03

Test grid/grid_generator_09: add another output variant

Merge pull request #16809 from tamiko/fix_tests_avx_02

Test mappings/mapping_q_real_to_unit_internal: add avx256 output variant

Merge pull request #16808 from tamiko/fix_tests_avx_01

Test cgal/cgal_triangulation_05: add avx output variants

Merge pull request #16805 from simonsticko/hp_get_present_reinit_not_called

Add assert on reinit() being called before get_present_fe_values()

GridTools: remove another hard-coded inverse orientation table.

ReferenceCell: permit face index calculations for lines.

This way we can call standard_to_real_face_vertex for all supported topological
dimensions.

Test grid/closest_point: guard against roundoff error

Test trilinos/precondition: Relax iteration bounds

Test grid/grid_generator_09: add another output variant

Test mappings/mapping_q_real_to_unit_internal: add avx256 output variant

Test cgal/cgal_triangulation_05: add avx output variants

The order of vertices that cgal writes out to the mesh are not stable
and depend on optimization, standard library and instruction set used.

Add output variants for avx256/avx512

Triangulation: remove hard-coded inverse orientation tables.

Merge pull request #16780 from drwells/consistent-periodic-orientation-encoding

Consistent periodic orientation encoding