src/StdMeshers/StdMeshers_FaceSide.cxx

   1 //  Copyright (C) 2007-2008  CEA/DEN, EDF R&D, OPEN CASCADE
   2 //
   3 //  Copyright (C) 2003-2007  OPEN CASCADE, EADS/CCR, LIP6, CEA/DEN,
   4 //  CEDRAT, EDF R&D, LEG, PRINCIPIA R&D, BUREAU VERITAS
   5 //
   6 //  This library is free software; you can redistribute it and/or
   7 //  modify it under the terms of the GNU Lesser General Public
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   9 //  version 2.1 of the License.
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  11 //  This library is distributed in the hope that it will be useful,
  12 //  but WITHOUT ANY WARRANTY; without even the implied warranty of
  13 //  MERCHANTABILITY or FITNESS FOR A PARTICULAR PURPOSE.  See the GNU
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  16 //  You should have received a copy of the GNU Lesser General Public
  17 //  License along with this library; if not, write to the Free Software
  18 //  Foundation, Inc., 59 Temple Place, Suite 330, Boston, MA  02111-1307 USA
  19 //
  20 //  See http://www.salome-platform.org/ or email : webmaster.salome@opencascade.com
  21 //
  22 //  SMESH SMESH : implementaion of SMESH idl descriptions
  23 // File      : StdMeshers_FaceSide.hxx
  24 // Created   : Wed Jan 31 18:41:25 2007
  25 // Author    : Edward AGAPOV (eap)
  26 // Module    : SMESH
  27 //
  28 #include "StdMeshers_FaceSide.hxx"
  29
  30 #include "SMDS_EdgePosition.hxx"
  31 #include "SMDS_MeshNode.hxx"
  32 #include "SMESHDS_Mesh.hxx"
  33 #include "SMESHDS_SubMesh.hxx"
  34 //#include "SMESH_Algo.hxx"
  35 #include "SMESH_Mesh.hxx"
  36 #include "SMESH_MesherHelper.hxx"
  37 #include "SMESH_ComputeError.hxx"
  38 #include "SMESH_Block.hxx"
  39
  40 #include <Adaptor2d_Curve2d.hxx>
  41 #include <BRepAdaptor_CompCurve.hxx>
  42 #include <BRepAdaptor_Curve.hxx>
  43 #include <BRep_Builder.hxx>
  44 #include <BRep_Tool.hxx>
  45 #include <TopExp.hxx>
  46 #include <TopExp_Explorer.hxx>
  47 #include <TopoDS_Face.hxx>
  48 #include <TopoDS_Vertex.hxx>
  49 #include <TopoDS_Wire.hxx>
  50
  51 #include <map>
  52
  53 #include "utilities.h"
  54
  55 //================================================================================
  56 /*!
  57  * \brief Constructor of a side of one edge
  58   * \param theFace - the face
  59   * \param theEdge - the edge
  60  */
  61 //================================================================================
  62
  63 StdMeshers_FaceSide::StdMeshers_FaceSide(const TopoDS_Face& theFace,
  64                                          const TopoDS_Edge& theEdge,
  65                                          SMESH_Mesh*        theMesh,
  66                                          const bool         theIsForward,
  67                                          const bool         theIgnoreMediumNodes)
  68 {
  69   list<TopoDS_Edge> edges(1,theEdge);
  70   *this = StdMeshers_FaceSide( theFace, edges, theMesh, theIsForward, theIgnoreMediumNodes );
  71 }
  72
  73 //================================================================================
  74 /*!
  75  * \brief Constructor of a side of several edges
  76   * \param theFace - the face
  77   * \param theEdge - the edge
  78  */
  79 //================================================================================
  80
  81 StdMeshers_FaceSide::StdMeshers_FaceSide(const TopoDS_Face& theFace,
  82                                          list<TopoDS_Edge>& theEdges,
  83                                          SMESH_Mesh*        theMesh,
  84                                          const bool         theIsForward,
  85                                          const bool         theIgnoreMediumNodes)
  86 {
  87   int nbEdges = theEdges.size();
  88   myEdge.resize( nbEdges );
  89   myC2d.resize( nbEdges );
  90   myFirst.resize( nbEdges );
  91   myLast.resize( nbEdges );
  92   myNormPar.resize( nbEdges );
  93   myLength = 0;
  94   myNbPonits = myNbSegments = 0;
  95   myMesh = theMesh;
  96   myMissingVertexNodes = false;
  97   myIgnoreMediumNodes = theIgnoreMediumNodes;
  98   myDefaultPnt2d = gp_Pnt2d( 1e+100, 1e+100 );
  99   if ( nbEdges == 0 ) return;
 100
 101   SMESHDS_Mesh* meshDS = theMesh->GetMeshDS();
 102   vector<double> len( nbEdges );
 103
 104   int nbDegen = 0;
 105   list<TopoDS_Edge>::iterator edge = theEdges.begin();
 106   for ( int index = 0; edge != theEdges.end(); ++index, ++edge )
 107   {
 108     int i = theIsForward ? index : nbEdges - index - 1;
 109     len[i] = SMESH_Algo::EdgeLength( *edge );
 110     if ( len[i] < DBL_MIN ) nbDegen++;
 111     myLength += len[i];
 112     myEdge[i] = *edge;
 113     if ( !theIsForward ) myEdge[i].Reverse();
 114
 115     if ( theFace.IsNull() )
 116       BRep_Tool::Range( *edge, myFirst[i], myLast[i] );
 117     else
 118       myC2d[i] = BRep_Tool::CurveOnSurface( *edge, theFace, myFirst[i], myLast[i] );
 119     if ( myEdge[i].Orientation() == TopAbs_REVERSED )
 120       std::swap( myFirst[i], myLast[i] );
 121
 122     if ( SMESHDS_SubMesh* sm = meshDS->MeshElements( *edge )) {
 123       int nbN = sm->NbNodes();
 124       if ( theIgnoreMediumNodes ) {
 125         SMDS_ElemIteratorPtr elemIt = sm->GetElements();
 126         if ( elemIt->more() && elemIt->next()->IsQuadratic() )
 127           nbN -= sm->NbElements();
 128       }
 129       myNbPonits += nbN;
 130       myNbSegments += sm->NbElements();
 131     }
 132     if ( SMESH_Algo::VertexNode( TopExp::FirstVertex( *edge, 1), meshDS ))
 133       myNbPonits += 1; // for the first end
 134     else
 135       myMissingVertexNodes = true;
 136   }
 137   if ( SMESH_Algo::VertexNode( TopExp::LastVertex( theEdges.back(), 1), meshDS ))
 138     myNbPonits++; // for the last end
 139   else
 140     myMissingVertexNodes = true;
 141
 142   if ( nbEdges > 1 && myLength > DBL_MIN ) {
 143     const double degenNormLen = 1.e-5;
 144     double totLength = myLength;
 145     if ( nbDegen )
 146       totLength += myLength * degenNormLen * nbDegen;
 147     double prevNormPar = 0;
 148     for ( int i = 0; i < nbEdges; ++i ) {
 149       if ( len[ i ] < DBL_MIN )
 150         len[ i ] = myLength * degenNormLen;
 151       myNormPar[ i ] = prevNormPar + len[i]/totLength;
 152       prevNormPar = myNormPar[ i ];
 153     }
 154   }
 155   myNormPar[nbEdges-1] = 1.;
 156   //dump();
 157 }
 158
 159 //================================================================================
 160 /*!
 161  * \brief Constructor of a side for vertex using data from other FaceSide
 162   * \param theVertex - the vertex
 163   * \param theSide - the side
 164  */
 165 //================================================================================
 166
 167 StdMeshers_FaceSide::StdMeshers_FaceSide(const SMDS_MeshNode* theNode,
 168                                          const gp_Pnt2d thePnt2d,
 169                                          const StdMeshers_FaceSide* theSide)
 170 {
 171   myC2d.resize(1);
 172   myLength = 0;
 173   myMesh = theSide->GetMesh();
 174   myDefaultPnt2d = thePnt2d;
 175
 176   myPoints = theSide->GetUVPtStruct();
 177   myNbPonits = myNbSegments = myPoints.size();
 178   std::vector<uvPtStruct>::iterator it = myPoints.begin();
 179   for(; it!=myPoints.end(); it++) {
 180     (*it).u = thePnt2d.X();
 181     (*it).v = thePnt2d.Y();
 182     (*it).y = 0.0;
 183     (*it).node = theNode;
 184   }
 185 }
 186
 187 //================================================================================
 188 /*!
 189  * \brief Return info on nodes on the side
 190   * \retval UVPtStruct* - array of data structures
 191  */
 192 //================================================================================
 193
 194 const vector<UVPtStruct>& StdMeshers_FaceSide::GetUVPtStruct(bool   isXConst,
 195                                                              double constValue) const
 196 {
 197   if ( myPoints.empty() ) {
 198
 199     if ( NbEdges() == 0 ) return myPoints;
 200
 201     SMESHDS_Mesh* meshDS = myMesh->GetMeshDS();
 202
 203     // sort nodes of all edges putting them into a map
 204
 205     map< double, const SMDS_MeshNode*> u2node;
 206     //int nbOnDegen = 0;
 207     for ( int i = 0; i < myEdge.size(); ++i ) {
 208       // put 1st vertex node
 209       TopoDS_Vertex VFirst, VLast;
 210       TopExp::Vertices( myEdge[i], VFirst, VLast, true);
 211       const SMDS_MeshNode* node = SMESH_Algo::VertexNode( VFirst, meshDS );
 212       double prevNormPar = ( i == 0 ? 0 : myNormPar[ i-1 ]); // normalized param
 213       if ( node ) { // internal nodes may be missing
 214         u2node.insert( make_pair( prevNormPar, node ));
 215       }
 216       else if ( i == 0 ) {
 217         MESSAGE(" NO NODE on VERTEX" );
 218         return myPoints;
 219       }
 220
 221       // put 2nd vertex node for a last edge
 222       if ( i+1 == myEdge.size() ) {
 223         node = SMESH_Algo::VertexNode( VLast, meshDS );
 224         if ( !node ) {
 225           MESSAGE(" NO NODE on VERTEX" );
 226           return myPoints;
 227         }
 228         u2node.insert( make_pair( 1., node ));
 229       }
 230
 231       // put internal nodes
 232       SMESHDS_SubMesh* sm = meshDS->MeshElements( myEdge[i] );
 233       if ( !sm ) continue;
 234       SMDS_NodeIteratorPtr nItr = sm->GetNodes();
 235       double paramSize = myLast[i] - myFirst[i], r = myNormPar[i] - prevNormPar;
 236       while ( nItr->more() ) {
 237         const SMDS_MeshNode* node = nItr->next();
 238         if ( myIgnoreMediumNodes && SMESH_MeshEditor::IsMedium( node, SMDSAbs_Edge ))
 239           continue;
 240         const SMDS_EdgePosition* epos =
 241           static_cast<const SMDS_EdgePosition*>(node->GetPosition().get());
 242         double u = epos->GetUParameter();
 243         // paramSize is signed so orientation is taken into account
 244         double normPar = prevNormPar + r * ( u - myFirst[i] ) / paramSize;
 245 #ifdef _DEBUG_
 246         if ( normPar > 1 || normPar < 0) {
 247           dump("DEBUG");
 248           MESSAGE ( "WRONG normPar: "<<normPar<< " prevNormPar="<<prevNormPar
 249                     << " u="<<u << " myFirst[i]="<<myFirst[i]<< " myLast[i]="<<myLast[i]
 250                     << " paramSize="<<paramSize );
 251         }
 252 #endif
 253         u2node.insert( make_pair( normPar, node ));
 254       }
 255     }
 256     if ( u2node.size() != myNbPonits ) {
 257       MESSAGE("Wrong node parameters on edges, u2node.size():"
 258               <<u2node.size()<<" !=  myNbPonits:"<<myNbPonits);
 259       return myPoints;
 260     }
 261
 262     // fill array of UVPtStruct
 263
 264     vector<uvPtStruct>* points = const_cast<vector<uvPtStruct>*>( &myPoints );
 265     points->resize( myNbPonits );
 266
 267     int EdgeIndex = 0;
 268     double prevNormPar = 0, paramSize = myNormPar[ EdgeIndex ];
 269     map< double, const SMDS_MeshNode*>::iterator u_node = u2node.begin();
 270     for (int i = 0 ; u_node != u2node.end(); ++u_node, ++i ) {
 271       UVPtStruct & uvPt = (*points)[i];
 272       uvPt.node = u_node->second;
 273       uvPt.x = uvPt.y = uvPt.normParam = u_node->first;
 274       if ( isXConst ) uvPt.x = constValue;
 275       else            uvPt.y = constValue;
 276       if ( myNormPar[ EdgeIndex ] < uvPt.normParam ) {
 277         prevNormPar = myNormPar[ EdgeIndex ];
 278         ++EdgeIndex;
 279 #ifdef _DEBUG_
 280         if ( EdgeIndex >= myEdge.size() ) {
 281           dump("DEBUG");
 282           MESSAGE ( "WRONg EdgeIndex " << 1+EdgeIndex
 283                     << " myNormPar.size()="<<myNormPar.size()
 284                     << " myNormPar["<< EdgeIndex<<"]="<< myNormPar[ EdgeIndex ]
 285                     << " uvPt.normParam="<<uvPt.normParam );
 286         }
 287 #endif
 288         paramSize = myNormPar[ EdgeIndex ] - prevNormPar;
 289       }
 290       const SMDS_EdgePosition* epos =
 291         dynamic_cast<const SMDS_EdgePosition*>(uvPt.node->GetPosition().get());
 292       if ( epos ) {
 293         uvPt.param = epos->GetUParameter();
 294       }
 295       else {
 296         double r = ( uvPt.normParam - prevNormPar )/ paramSize;
 297 //         uvPt.param = myFirst[EdgeIndex] * ( 1 - r ) + myLast[EdgeIndex] * r;
 298         uvPt.param = ( r > 0.5 ? myLast[EdgeIndex] : myFirst[EdgeIndex] );
 299       }
 300       if ( !myC2d[ EdgeIndex ].IsNull() ) {
 301         gp_Pnt2d p = myC2d[ EdgeIndex ]->Value( uvPt.param );
 302         uvPt.u = p.X();
 303         uvPt.v = p.Y();
 304       }
 305       else {
 306         uvPt.u = uvPt.v = 1e+100;
 307       }
 308     }
 309   }
 310   return myPoints;
 311 }
 312
 313 //================================================================================
 314 /*!
 315  * \brief Falsificate info on nodes
 316   * \param nbSeg - nb of segments on the side
 317   * \retval UVPtStruct* - array of data structures
 318  */
 319 //================================================================================
 320
 321 const vector<UVPtStruct>& StdMeshers_FaceSide::SimulateUVPtStruct(int    nbSeg,
 322                                                                   bool   isXConst,
 323                                                                   double constValue) const
 324 {
 325   if ( myFalsePoints.empty() ) {
 326
 327     if ( NbEdges() == 0 ) return myFalsePoints;
 328
 329     vector<uvPtStruct>* points = const_cast<vector<uvPtStruct>*>( &myFalsePoints );
 330     points->resize( nbSeg+1 );
 331
 332     int EdgeIndex = 0;
 333     double prevNormPar = 0, paramSize = myNormPar[ EdgeIndex ];
 334     for (int i = 0 ; i < myFalsePoints.size(); ++i ) {
 335       double normPar = double(i) / double(nbSeg);
 336       UVPtStruct & uvPt = (*points)[i];
 337       uvPt.node = 0;
 338       uvPt.x = uvPt.y = uvPt.param = uvPt.normParam = normPar;
 339       if ( isXConst ) uvPt.x = constValue;
 340       else            uvPt.y = constValue;
 341       if ( myNormPar[ EdgeIndex ] < normPar ) {
 342         prevNormPar = myNormPar[ EdgeIndex ];
 343         ++EdgeIndex;
 344         paramSize = myNormPar[ EdgeIndex ] - prevNormPar;
 345       }
 346       double r = ( normPar - prevNormPar )/ paramSize;
 347       uvPt.param = myFirst[EdgeIndex] * ( 1 - r ) + myLast[EdgeIndex] * r;
 348       if ( !myC2d[ EdgeIndex ].IsNull() ) {
 349         gp_Pnt2d p = myC2d[ EdgeIndex ]->Value( uvPt.param );
 350         uvPt.u = p.X();
 351         uvPt.v = p.Y();
 352       }
 353       else {
 354         uvPt.u = uvPt.v = 1e+100;
 355       }
 356     }
 357   }
 358   return myFalsePoints;
 359 }
 360 // gp_Pnt StdMeshers_FaceSide::Value(double U) const
 361 // {
 362 // }
 363
 364 //================================================================================
 365 /*!
 366  * \brief reverse order of vector elements
 367   * \param vec - vector to reverse
 368  */
 369 //================================================================================
 370
 371 template <typename T > void reverse(vector<T> & vec)
 372 {
 373   for ( int f=0, r=vec.size()-1; f < r; ++f, --r )
 374     std::swap( vec[f], vec[r] );
 375 }
 376
 377 //================================================================================
 378 /*!
 379  * \brief Change orientation of side geometry
 380  */
 381 //================================================================================
 382
 383 void StdMeshers_FaceSide::Reverse()
 384 {
 385   int nbEdges = myEdge.size();
 386   for ( int i = nbEdges-1; i >= 0; --i ) {
 387     std::swap( myFirst[i], myLast[i] );
 388     myEdge[i].Reverse();
 389     if ( i > 0 ) // at the first loop 1. is overwritten
 390       myNormPar[i] = 1 - myNormPar[i-1];
 391   }
 392   if ( nbEdges > 1 ) {
 393     reverse( myEdge );
 394     reverse( myC2d );
 395     reverse( myFirst );
 396     reverse( myLast );
 397     reverse( myNormPar );
 398   }
 399   myNormPar[nbEdges-1]=1.;
 400   myPoints.clear();
 401   myFalsePoints.clear();
 402 }
 403
 404 //================================================================================
 405 /*!
 406  * \brief Show side features
 407  */
 408 //================================================================================
 409
 410 void StdMeshers_FaceSide::dump(const char* msg) const
 411 {
 412 #ifdef _DEBUG_
 413   if (msg) MESSAGE ( std::endl << msg );
 414   MESSAGE_BEGIN ("NB EDGES: "<< myEdge.size() );
 415   MESSAGE_ADD ( "nbPoints: "<<myNbPonits<<" vecSize: " << myPoints.size()<<" "<<myFalsePoints.size() );
 416   for ( int i=0; i<myEdge.size(); ++i)
 417   {
 418     MESSAGE_ADD ( "\t"<<i+1 );
 419     MESSAGE_ADD ( "\tEDGE: " );
 420     if (myEdge[i].IsNull()) {
 421       MESSAGE_ADD ( "NULL" );
 422     }
 423     else {
 424       TopAbs::Print(myEdge[i].Orientation(),cout)<<" "<<myEdge[i].TShape().operator->()<<endl;
 425       MESSAGE_ADD ( "\tV1: " << TopExp::FirstVertex( myEdge[i], 1).TShape().operator->()
 426                  << "  V2: " << TopExp::LastVertex( myEdge[i], 1).TShape().operator->() );
 427     }
 428     MESSAGE_ADD ( "\tC2d: ");
 429
 430     if (myC2d[i].IsNull()) {
 431       MESSAGE_ADD ( "NULL" );
 432     }
 433     else {
 434       MESSAGE_ADD ( myC2d[i].operator->() );
 435     }
 436
 437     MESSAGE_ADD ( "\tF: "<<myFirst[i]<< " L: "<< myLast[i] );
 438     MESSAGE_END ( "\tnormPar: "<<myNormPar[i]<<endl );
 439   }
 440 #endif
 441 }
 442
 443 //================================================================================
 444 /*!
 445  * \brief Creates a Adaptor2d_Curve2d to be used in SMESH_Block
 446   * \retval Adaptor2d_Curve2d* -
 447  */
 448 //================================================================================
 449
 450 struct Adaptor2dCurve2d : public Adaptor2d_Curve2d
 451 {
 452   const StdMeshers_FaceSide* mySide;
 453   Adaptor2dCurve2d(const StdMeshers_FaceSide* faceSide):mySide(faceSide) {}
 454   gp_Pnt2d Value(const Standard_Real U) const { return mySide->Value2d( U ); }
 455   Standard_Real FirstParameter() const { return 0; }
 456   Standard_Real LastParameter() const { return 1; }
 457 };
 458
 459 Adaptor2d_Curve2d* StdMeshers_FaceSide::GetCurve2d() const
 460 {
 461   return new Adaptor2dCurve2d( this );
 462 }
 463
 464 //================================================================================
 465 /*!
 466  * \brief Creates a fully functional Adaptor_Curve
 467  */
 468 //================================================================================
 469
 470 BRepAdaptor_CompCurve* StdMeshers_FaceSide::GetCurve3d() const
 471 {
 472   if ( myEdge.empty() )
 473     return 0;
 474
 475 //   if ( myEdge.size() == 1 )
 476 //     return new BRepAdaptor_Curve( myEdge[0] );
 477
 478   TopoDS_Wire aWire;
 479   BRep_Builder aBuilder;
 480   aBuilder.MakeWire(aWire);
 481   for ( int i=0; i<myEdge.size(); ++i )
 482     aBuilder.Add( aWire, myEdge[i] );
 483   return new BRepAdaptor_CompCurve( aWire );
 484 }
 485
 486 //================================================================================
 487 /*!
 488  * \brief Return 2D point by normalized parameter
 489   * \param U - normalized parameter value
 490   * \retval gp_Pnt2d - point
 491  */
 492 //================================================================================
 493
 494 gp_Pnt2d StdMeshers_FaceSide::Value2d(double U) const
 495 {
 496   if ( !myC2d[0].IsNull() ) {
 497     int i = EdgeIndex( U );
 498     double prevU = i ? myNormPar[ i-1 ] : 0;
 499     double r = ( U - prevU )/ ( myNormPar[ i ] - prevU );
 500     return myC2d[ i ]->Value( myFirst[i] * ( 1 - r ) + myLast[i] * r );
 501   }
 502   //return gp_Pnt2d( 1e+100, 1e+100 );
 503   return myDefaultPnt2d;
 504 }
 505
 506 //================================================================================
 507 /*!
 508  * \brief Return wires of a face as StdMeshers_FaceSide's
 509  */
 510 //================================================================================
 511
 512 TSideVector StdMeshers_FaceSide::GetFaceWires(const TopoDS_Face& theFace,
 513                                               SMESH_Mesh &       theMesh,
 514                                               const bool         theIgnoreMediumNodes,
 515                                               TError &           theError)
 516 {
 517   TopoDS_Vertex V1;
 518   list< TopoDS_Edge > edges;
 519   list< int > nbEdgesInWires;
 520   int nbWires = SMESH_Block::GetOrderedEdges (theFace, V1, edges, nbEdgesInWires);
 521
 522   // split list of all edges into separate wires
 523   TSideVector wires( nbWires );
 524   list< int >::iterator nbE = nbEdgesInWires.begin();
 525   list< TopoDS_Edge >::iterator from, to;
 526   from = to = edges.begin();
 527   for ( int iW = 0; iW < nbWires; ++iW )
 528   {
 529     std::advance( to, *nbE++ );
 530     list< TopoDS_Edge > wireEdges( from, to );
 531     // assure that there is a node on the first vertex
 532     // as StdMeshers_FaceSide::GetUVPtStruct() requires
 533     while ( !SMESH_Algo::VertexNode( TopExp::FirstVertex( wireEdges.front(), true),
 534                                      theMesh.GetMeshDS()))
 535     {
 536       wireEdges.splice(wireEdges.end(), wireEdges,
 537                        wireEdges.begin(), ++wireEdges.begin());
 538       if ( from->IsSame( wireEdges.front() )) {
 539         theError = TError
 540           ( new SMESH_ComputeError(COMPERR_BAD_INPUT_MESH,"No nodes on vertices"));
 541         return TSideVector(0);
 542       }
 543     }
 544     // find out side orientation, which is important if there are several wires (PAL19080)
 545     bool isForward = true;
 546     if ( nbWires > 1 ) {
 547       TopExp_Explorer e( theFace, TopAbs_EDGE );
 548       while ( ! e.Current().IsSame( wireEdges.back() ))
 549         e.Next();
 550       isForward = ( e.Current().Orientation() == wireEdges.back().Orientation() );
 551     }
 552
 553     StdMeshers_FaceSide* wire = new StdMeshers_FaceSide( theFace, wireEdges, &theMesh,
 554                                                          isForward, theIgnoreMediumNodes);
 555     wires[ iW ] = StdMeshers_FaceSidePtr( wire );
 556     from = to;
 557   }
 558   return wires;
 559 }
 560