| 1 | #ifdef _CIVL
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| 2 | #include <civlc.cvh>
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| 3 | #endif
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| 4 | #include <stdio.h>
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| 5 | #define n 2
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| 6 |
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| 7 | $input double a1,a2,a3;
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| 8 | $input double b[n];
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|---|
| 9 | double x[n];
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|---|
| 10 | double xcg[n];
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|---|
| 11 |
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|---|
| 12 | void cg(double A[n][n], double b[n], double x[n], int steps) {
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| 13 | double r[n];
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|---|
| 14 | double p[n];
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|---|
| 15 | double temp[n];
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|---|
| 16 | double tempp[n];
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|---|
| 17 | double rsold;
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|---|
| 18 | double rsnew;
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|---|
| 19 | double rsfrac;
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|---|
| 20 | double alpha;
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|---|
| 21 |
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|---|
| 22 | for(int i=0; i<n; i++) x[i] = 0;
|
|---|
| 23 | for(int i=0; i<n; i++) {
|
|---|
| 24 | temp[i] = 0.0;
|
|---|
| 25 | for(int j=0; j<n; j++) {
|
|---|
| 26 | temp[i] += A[i][j]*x[j];
|
|---|
| 27 | }
|
|---|
| 28 | } // Step 1
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|---|
| 29 | for(int i=0; i<n; i++) {
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|---|
| 30 | r[i] = b[i] -temp[i];
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|---|
| 31 | printf("\n===Residual vector r[%d] is: %f\n", i, r[i] );
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|---|
| 32 | }
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|---|
| 33 | rsold = 0.0;
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|---|
| 34 | for(int i=0; i<n; i++) {
|
|---|
| 35 | rsold += r[i]*r[i];
|
|---|
| 36 | }
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|---|
| 37 | for(int i=0; i<n; i++) {
|
|---|
| 38 | p[i] = r[i];
|
|---|
| 39 | }
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|---|
| 40 |
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|---|
| 41 | //first loop, i == 0;
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|---|
| 42 | for(int i=0; i<n; i++) {
|
|---|
| 43 | temp[i] = 0.0;
|
|---|
| 44 | for(int j=0; j<n; j++) {
|
|---|
| 45 | temp[i] += A[i][j]*p[j];
|
|---|
| 46 | }
|
|---|
| 47 | }
|
|---|
| 48 | alpha = 0.0;
|
|---|
| 49 | for(int i=0; i<n; i++) {
|
|---|
| 50 | alpha += p[i]*temp[i];
|
|---|
| 51 | }
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|---|
| 52 | printf("\n===alphaDenom is: %f\n", alpha);
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|---|
| 53 |
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|---|
| 54 | #ifdef _CIVL
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|---|
| 55 | $assume(alpha !=0);
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|---|
| 56 | #endif
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|---|
| 57 | alpha = rsold/alpha; //Step 2
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|---|
| 58 | printf("\n===Scalar alpha is: %f\n", alpha);
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|---|
| 59 | for(int i=0; i<n; i++) {
|
|---|
| 60 | tempp[i] = r[i] -alpha*temp[i]; //Step 3
|
|---|
| 61 | printf("\n===tempp[%d] is: %f\n", i, tempp[i]);
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|---|
| 62 | }
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|---|
| 63 |
|
|---|
| 64 | for(int i=0; i<n; i++) {
|
|---|
| 65 | r[i] = tempp[i];
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|---|
| 66 | }
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|---|
| 67 |
|
|---|
| 68 | for(int i=0; i<n; i++) {
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|---|
| 69 | tempp[i] = x[i] +alpha*p[i]; //Step 4
|
|---|
| 70 | }
|
|---|
| 71 |
|
|---|
| 72 | for(int i=0; i<n; i++) {
|
|---|
| 73 | x[i] = tempp[i];
|
|---|
| 74 | printf("\n===x[%d] is: %f\n", i, x[i]);
|
|---|
| 75 | }
|
|---|
| 76 |
|
|---|
| 77 | rsnew = 0.0;
|
|---|
| 78 | for(int i=0; i<n; i++) {
|
|---|
| 79 | rsnew += r[i]*r[i];
|
|---|
| 80 | }
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|---|
| 81 | printf("\n===rsnew is: %f\n", rsnew);
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|---|
| 82 |
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|---|
| 83 | #ifdef _CIVL
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|---|
| 84 | $assume(rsold !=0);
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|---|
| 85 | #endif
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|---|
| 86 | rsfrac = rsnew/rsold; //Step 5
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|---|
| 87 | printf("\n===Scalar beta is: %f\n", rsfrac);
|
|---|
| 88 | for(int i=0; i<n; i++) {
|
|---|
| 89 | tempp[i] = r[i] +rsfrac*p[i]; //Step 6
|
|---|
| 90 | printf("\n===Next search direction is: %f\n", tempp[i]);
|
|---|
| 91 | }
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|---|
| 92 |
|
|---|
| 93 | for(int i=0; i<n; i++) {
|
|---|
| 94 | p[i] = tempp[i];
|
|---|
| 95 | }
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|---|
| 96 |
|
|---|
| 97 | rsold = rsnew;
|
|---|
| 98 |
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|---|
| 99 | //second loop, i == 1;
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|---|
| 100 | for(int i=0; i<n; i++) {
|
|---|
| 101 | temp[i] = 0.0;
|
|---|
| 102 | for(int j=0; j<n; j++) {
|
|---|
| 103 | temp[i] += A[i][j]*p[j];
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|---|
| 104 | }
|
|---|
| 105 | }
|
|---|
| 106 | alpha = 0.0;
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|---|
| 107 | for(int i=0; i<n; i++) {
|
|---|
| 108 | alpha += p[i]*temp[i];
|
|---|
| 109 | }
|
|---|
| 110 | printf("\n===alphaDenom2 is: %f\n", alpha);
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|---|
| 111 |
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|---|
| 112 | #ifdef _CIVL
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|---|
| 113 | $assume(alpha !=0);
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|---|
| 114 | #endif
|
|---|
| 115 | alpha = rsold/alpha; //Step 7
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|---|
| 116 | printf("\n===Scalar alpha is: %f\n", alpha);
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|---|
| 117 |
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|---|
| 118 | for(int i=0; i<n; i++) {
|
|---|
| 119 | tempp[i] = r[i] -alpha*temp[i]; //Step 8
|
|---|
| 120 | printf("\n===tempp[%d] is: %f\n", i, tempp[i]);
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|---|
| 121 | }
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|---|
| 122 |
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|---|
| 123 | for(int i=0; i<n; i++) {
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|---|
| 124 | r[i] = tempp[i];
|
|---|
| 125 | }
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|---|
| 126 |
|
|---|
| 127 | for(int i=0; i<n; i++) {
|
|---|
| 128 | tempp[i] = x[i] +alpha*p[i]; //Step 9
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|---|
| 129 | }
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|---|
| 130 |
|
|---|
| 131 | for(int i=0; i<n; i++) {
|
|---|
| 132 | x[i] = tempp[i];
|
|---|
| 133 | printf("\n===x[%d] is: %f\n", i, x[i]);
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|---|
| 134 | }
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|---|
| 135 | }
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|---|
| 136 |
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|---|
| 137 | void main() {
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|---|
| 138 | double bncg[n];
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|---|
| 139 | double A[n][n];
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|---|
| 140 | A[0][0] = a1;
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|---|
| 141 | A[0][1] = a2;
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|---|
| 142 | A[1][0] = a2;
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|---|
| 143 | A[1][1] = a3;
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|---|
| 144 | $assume(b[0]!=0 || b[1]!=0);
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|---|
| 145 | cg(A,b,xcg,n);
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|---|
| 146 | printf("\n================Solution x:================\n");
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|---|
| 147 | for(int i=0; i<n; i++) {
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|---|
| 148 | printf("CG(%d): %f\n",i, xcg[i]);
|
|---|
| 149 | }
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|---|
| 150 | for(int i=0; i<n; i++) {
|
|---|
| 151 | bncg[i] = 0;
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|---|
| 152 | for(int j=0; j<n; j++) {
|
|---|
| 153 | bncg[i] += A[i][j]*xcg[j];
|
|---|
| 154 | }
|
|---|
| 155 | printf("b final (%d)=%f\n", i, b[i]);
|
|---|
| 156 | printf("b finalnCG(%d)=%f\n", i, bncg[i]);
|
|---|
| 157 | $assert(bncg[i] == b[i]);
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|---|
| 158 | }
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|---|
| 159 | }
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| 160 |
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