More small cleanups.

Most documentation changes, renaming of variables, and general housekeeping.

Let a function return its product, rather than use a reference argument.

This is the same patch as the previous commit, except for the multilevel
version of the function: p::d::Triangulation::fill_level_vertices_with_ghost_neighbors().

Let a function return its product, rather than use a reference argument.

While there, also make the function 'const', which requires a bit of surgery in a variety
of places where we did not accurately propagate constness.

More random cleanups.

Rename a couple of variables.

Minor doc update.

Fix a bug: Also catch the hp case in testing a policy pointer.

Provide the ParallelDistributed policy with a DoFHandler template argument.

Merge pull request #4621 from bangerth/doc-update

Fix a minor spelling problem in a heading.

Fix a minor spelling problem in a heading.

Merge pull request #4619 from jppelteret/change_tutorial_cmake_msg_4600

Update CMake error message in tutorials.

Tutorial CMake error message now displays configured options.

Merge pull request #4617 from bangerth/fix-error-messages

Replace message-less exceptions with ones that say what's happening.

Update CMake error message in tutorials.

This removes any ambiguity in the outputted message previously caused by
double negation.

Fixes #4600

Replace message-less exceptions with ones that say what's happening.

Merge pull request #4618 from drwells/namespace-grid

Reorganize (some of) the internal grid functions.

Reorganize (some of) the internal grid functions.

This is similar to 6310b2dee3 and 52bef21ac2: these functions should be in
specific namespaces to avoid clashes if we want to support unity builds.

Merge pull request #4615 from tamiko/bugfix_gmg_2

Bugfix: Do not assume a fully functional matrix interface for mg matrices

Add a changes entry

Bugfix: Do not assume a fully functional matrix interface for mg matrices

Bugfix: Add overload for linear_operator that takes a LinearOperator exemplar

This allows to copy the reinit functions from a LinearOperator directly.

Bugfix: Initialize with a linear_operator

Merge pull request #4616 from drwells/namespace-fes

Put internal FE functions in specific namespaces.

Put internal FE functions in specific namespaces.

This is the finite element equivalent to 6310b2dee3e and is also necessary for
the (possible) unity build patch.

Merge pull request #4601 from vishalkenchan/new/solver_fire

new SolverFIRE inertial relaxation algorithm

updated authors

updated documentation

new SolverFIRE inertial relaxation algorithm

Merge pull request #4587 from kronbichler/master

Initialize mapping support point weights through fast diagonalization method

Merge pull request #4607 from tamiko/deprecate_pointer_matrix

Deprecate PointerMatrix

Merge pull request #4614 from drwells/rename-c++11-output-files

Remove 'with_cxx11' checks from test output files.

Remove 'with_cxx11' checks from test output files.

Merge pull request #4612 from tamiko/bugfix_gmg

Bugfix: Revert an accidential change of an unrelated function

Bugfix: Revert an accidential change of an unrelated function

add a changes entry

Deprecate PointerMatrix

Merge pull request #4606 from tamiko/do_not_user_pointer_matrix_internally

Cleanup: Remove internal PointerMatrix usage

Add changelog

Use tensor product matrix in MappingQGeneric.

Add new class TensorProductMatrix

Tests for new TensorProductMatrix class

Merge pull request #4597 from bangerth/cleanup-table-indices

Deprecate filling TableIndices indices with invalid numbers.

Bugfix: Use operator exemplars for preconditioners

Further, work around an issue with MG wrappers not exposing vector space
information.

make astyle happy

Work around an incompatibility of MatrixBlockArray with linear_operator()

multigrid/transfer_matrix_free_11: Only run if MPI=on, P4EST=on

Remove obsolete includes

Cleanup: Use LinearOperator instead of PointerMatrix

Cleanup: Use LinearOperator instead of PointerMatrix

Cleanup: Use LinearOperator instead of PointerMatrix

Cleanup: Use LinearOperator instead of PointerMatrix

Merge pull request #4605 from bangerth/delete-constructors

Mark some constructors '=delete'.

Merge pull request #4602 from bangerth/doc-update

Clarify that namespace GridRefinement is about *marking*, not *refinement*.

Merge pull request #4593 from bangerth/dofhandler-cleanup-2

Make hp::DoFHandler work with parallel::shared::Triangulation

Delete one unimplemented constructor.

While there, also let the compiler generate the default implementation
for copy constructors.

Clarify a statement.

Delete the copy constructor of class Triangulation.

Delete a copy operator that wasn't implemented anyway.

Delete, rather than just mark as unnecessary, some constructors.

Delete a constructor instead of making it private.

Delete the constructor of MultithreadInfo.

It is not necessary because all members are static. In fact, the class should
probably be converted to a namespace.

Delete a constructor instead of making it private.

Delete the constructor of p::s::Triangulation when no MPI is available.

Delete the constructor of p::d::Triangulation when no p4est is available.

Clarify that namespace GridRefinement is about *marking*, not *refinement*.

Merge pull request #4604 from bangerth/avoid-raw-pointers

Use a std::unique_ptr instead of a raw pointer in (Chunk)SparseMatrix.

Merge pull request #4603 from bangerth/make-sync-iterators-private

Make SynchronousIterators::iterators private.

Use a std::unique_ptr instead of a raw pointer in ChunkSparseMatrix.

Use a std::unique_ptr instead of a raw pointer in SparseMatrix.

Add changelog.

Make SynchronousIterators::iterators private.

This is a member that should have been private all along, but wasn't. It
is now possible to access it via operator*.

Merge pull request #4599 from drwells/remove-manifold-1d-check

Make some manifold checks in MappingQGeneric dimension independent.

Make some manifold checks in MappingQGeneric dimension independent.

As of db5ea0f52db we support get_manifold on 1D manifolds, so we can remove the
overload workaround here for 1D. This changes the behavior of this function
slightly: we now correctly calculate all_manifold_ids_are_equal = false if the
cell manifold, in 1D, does not equal one of the face (vertex) manifolds.

Note that in 2D lines are faces, so we still check all lines.

Merge pull request #4596 from bangerth/simplify-data-structures

No longer store dofs_per_vertex for each MG vertex.

Merge pull request #4592 from drwells/namespace-free-functions

Improve namespaces for non-member functions.

Add a test that truly tests hp::DoFHandler on shared triangulations.

In particular, extend a previously added test to really do use different
finite elements on different cells.

Comparing the output for these two tests shows that indeed
the test with different (and higher order) elements is more
accurate, as one might have surmised.

Add some more converted tests.

Make a constructor 'explicit'.

Add changelog entry.

Deprecate filling TableIndices indices with invalid numbers.

The TableIndices constructor would just take however many indices
it was given and padded the rest with invalid unsigned ints. This
is against the spirit we usually apply everywhere else by requiring
code to be explicit about what they want to happen. It also leads
to awkward to track issues such as the one reported in #4565.

Fix this by providing TableIndices with constructors for various
numbers of arguments, and ensuring via static_asserts that the
correct constructor is the only one that can be called.

This also required a bit of working around issues in the
SymmetricTensor accessor machinery, but nothing major.

Merge pull request #4527 from tcclevenger/periodicity_for_MG_transfer

add periodicity to MGTransfer matrix free and prebuilt

Merge pull request #4595 from bangerth/reduce-code-duplication

Reduce code duplication.

No longer store dofs_per_vertex for each MG vertex.

In #4564, I already noted that the way we store vertex DoF indices in the MG
case was not particularly efficient because we kept around a dynamically
sized 'offset' array for each vertex whose entries were computable: they were
successive multiples of dofs_per_cell. So #4564 replaces that by just storing
dofs_per_cell itself for each vertex.

But that, of course, is also wasteful: why store it once per vertex when that
will be the same number for every vertex. Rather, what this patch does is
to pass that number to the functions that access these DoF indices, so that
we can use the global fe.dofs_per_vertex instead. This saves 4 bytes per
vertex, and maybe a few cycles of CPU time on top of it.

Add changelog entry.

Add tests.

Reduce code duplication.

The (hp::)DoFHandler::n_boundary_dofs() functions were specialized for
the 1d case back in the day when faces in 1d were not usable the same
way faces in 2d/3d were accessible via iterators. Because C++ doesn't
allow partial specialization of member functions, the code was also
replicated three times for the <1,1>, <1,2>, and <1,3> cases.

Fix this: We can now always use the generic approach since the necessary
iterators were added several years ago. This also fixes a bug: in <1,2>
and <1,3>, we allow triangulations to have more than 2 end points,
which the existing code was not equipped to deal with.

Merge pull request #4594 from drwells/nedelec-umfpack-tests

Require UMFPACK explicitly in some Nedelec element tests.

Reorganize the internal mapping functions.

If we want to ultimately use a unity build then we will need to avoid duplicate
function names. This commit adds a new policy for avoiding these (a namespacing
scheme) and applies the fix to the mapping classes.

Require UMFPACK explicitly in some Nedelec element tests.

Add tests for hp::DoFHandler on shared::Triangulation.

These are simply all tests in that directory with DoFHandler changed to
hp::DoFHandler.

Relax a couple of assertions for parallel cases.

The code I replace it by here is taken verbatim from the ::DoFHandler
class, so seems correct and well tested.

Simplify logic a bit.

In particular, do not follow an if-statement that tests '!=null_ptr' by one that
tests '==null_ptr' since this is almost impossible to understand at a short
glance.

Simplify the logic in an instantiation file.

Provide the ParallelShared policy with a DoFHandlerType template argument.

Also instantiate it for hp::DoFHandler (which miraculously works
already without any further changes!).

Rewrap comments.

Simplify some code that parallelizes operations.

While there, make some other code more general if we ever get to
spacedim>3.

Merge pull request #4591 from drwells/mappingmanifold-1d

Change MappingManifold<1, spacedim> to use face manifolds.

Merge pull request #4590 from drwells/detemplatize-copy-from

de-templatize SparsityPattern::copy_from.

Merge pull request #4588 from bangerth/simplify-declaration

Simplify the template signature of DoFRenumbering::compute_component_wise().

Change MappingManifold<1, spacedim> to use face manifolds.

As of db5ea0f52db we support get_manifold on 1D manifolds, so we can look up the
manifold on a 1D face in a dimension-independent way. This is a slight change
from the current behavior, but using Manifolds in 1D is a very obscure use case.

de-templatize SparsityPattern::copy_from.

This template is instantiated for only SparsityPattern and is overloaded for
DynamicSparsityPattern, so it is a bit simpler to just overload a non-template
method.