Add Jacobi and Gauss-Seidel. Add target and infrastructure to generate Videos
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9db5dd9cb4
commit
39957ba3a1
2
.gitignore
vendored
2
.gitignore
vendored
@ -53,3 +53,5 @@ Module.symvers
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Mkfile.old
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Mkfile.old
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dkms.conf
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dkms.conf
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*.mp4
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@ -10,6 +10,7 @@ TARGET = exe-$(TAG)
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BUILD_DIR = ./$(TAG)
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BUILD_DIR = ./$(TAG)
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SRC_DIR = ./src
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SRC_DIR = ./src
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MAKE_DIR = ./
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MAKE_DIR = ./
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VIDEO_DIR = ./video
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Q ?= @
|
Q ?= @
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#DO NOT EDIT BELOW
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#DO NOT EDIT BELOW
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@ -22,7 +23,7 @@ ASM = $(patsubst $(SRC_DIR)/%.c, $(BUILD_DIR)/%.s,$(wildcard $(SRC_DIR)/*.
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|||||||
OBJ = $(patsubst $(SRC_DIR)/%.c, $(BUILD_DIR)/%.o,$(wildcard $(SRC_DIR)/*.c))
|
OBJ = $(patsubst $(SRC_DIR)/%.c, $(BUILD_DIR)/%.o,$(wildcard $(SRC_DIR)/*.c))
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||||||
CPPFLAGS := $(CPPFLAGS) $(DEFINES) $(OPTIONS) $(INCLUDES)
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CPPFLAGS := $(CPPFLAGS) $(DEFINES) $(OPTIONS) $(INCLUDES)
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${TARGET}: $(BUILD_DIR) $(OBJ)
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${TARGET}: $(BUILD_DIR) $(VIDEO_DIR) $(OBJ)
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||||||
$(info ===> LINKING $(TARGET))
|
$(info ===> LINKING $(TARGET))
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||||||
$(Q)${LINKER} ${LFLAGS} -o $(TARGET) $(OBJ) $(LIBS)
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$(Q)${LINKER} ${LFLAGS} -o $(TARGET) $(OBJ) $(LIBS)
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||||||
@ -35,17 +36,22 @@ $(BUILD_DIR)/%.s: %.c
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|||||||
$(info ===> GENERATE ASM $@)
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$(info ===> GENERATE ASM $@)
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$(CC) -S $(CPPFLAGS) $(CFLAGS) $< -o $@
|
$(CC) -S $(CPPFLAGS) $(CFLAGS) $< -o $@
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.PHONY: clean distclean tags info asm
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.PHONY: clean distclean mkvid tags info asm
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clean:
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clean:
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$(info ===> CLEAN)
|
$(info ===> CLEAN)
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@rm -rf $(BUILD_DIR)
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@rm -rf $(BUILD_DIR)
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@rm -rf $(VIDEO_DIR)
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@rm -f tags
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@rm -f tags
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distclean: clean
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distclean: clean
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$(info ===> DIST CLEAN)
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$(info ===> DIST CLEAN)
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@rm -f $(TARGET)
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@rm -f $(TARGET)
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mkvid:
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gnuplot animate.plot
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ffmpeg -framerate 10 -i ./video/%04d.png -vcodec libx264 -crf 25 -pix_fmt yuv420p out.mp4
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info:
|
info:
|
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$(info $(CFLAGS))
|
$(info $(CFLAGS))
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$(Q)$(CC) $(VERSION)
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$(Q)$(CC) $(VERSION)
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@ -59,4 +65,7 @@ tags:
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$(BUILD_DIR):
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$(BUILD_DIR):
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@mkdir $(BUILD_DIR)
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@mkdir $(BUILD_DIR)
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$(VIDEO_DIR):
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@mkdir $(VIDEO_DIR)
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-include $(OBJ:.o=.d)
|
-include $(OBJ:.o=.d)
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||||||
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@ -4,12 +4,13 @@ set grid
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set hidden3d
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set hidden3d
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||||||
set xrange [0:40]
|
set xrange [0:40]
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set yrange [0:40]
|
set yrange [0:40]
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set zrange [-2:2]
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input(n) = sprintf("p-%d.dat", n)
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input(n) = sprintf("./video/%04d.dat", n)
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output(n) = sprintf("%03d.png", n)
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output(n) = sprintf("./video/%04d.png", n)
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||||||
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title(n) = sprintf("Iteration %d", n)
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do for [i=1:50] {
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do for [i=0:400] {
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||||||
set output output(i)
|
set output output(i)
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||||||
|
set title title(i)
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||||||
splot input(i) matrix using 1:2:3 with lines
|
splot input(i) matrix using 1:2:3 with lines
|
||||||
}
|
}
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||||||
|
@ -17,7 +17,7 @@
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|||||||
LIKWID_MARKER_STOP(#tag); \
|
LIKWID_MARKER_STOP(#tag); \
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||||||
endTime = getTimeStamp();
|
endTime = getTimeStamp();
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||||||
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||||||
enum VARIANT { SOR = 1, RB, RBA };
|
enum VARIANT { JACOBI = 1, GS, SOR, RB, RBA };
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||||||
int main(int argc, char** argv)
|
int main(int argc, char** argv)
|
||||||
{
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{
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||||||
@ -43,12 +43,20 @@ int main(int argc, char** argv)
|
|||||||
}
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}
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||||||
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||||||
initSolver(&solver, ¶ms, 2);
|
initSolver(&solver, ¶ms, 2);
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writeResult(&solver, "p-init.dat");
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writeResult(&solver, "./video/0000.dat");
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||||||
|
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||||||
switch (variant) {
|
switch (variant) {
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case JACOBI:
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printf("JACOBI\n");
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LIKWID_PROFILE("JACOBI", solveJacobi);
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break;
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case GS:
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printf("GAUSS-SEIDEL\n");
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LIKWID_PROFILE("GS", solveGS);
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|
break;
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case SOR:
|
case SOR:
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printf("Plain SOR\n");
|
printf("Plain SOR\n");
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||||||
LIKWID_PROFILE("SOR", solve);
|
LIKWID_PROFILE("SOR", solveSOR);
|
||||||
break;
|
break;
|
||||||
case RB:
|
case RB:
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||||||
printf("Red-black SOR\n");
|
printf("Red-black SOR\n");
|
||||||
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@ -10,9 +10,11 @@
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|||||||
#include "parameter.h"
|
#include "parameter.h"
|
||||||
#include "solver.h"
|
#include "solver.h"
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||||||
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||||||
#define PI 3.14159265358979323846
|
#define PI 3.14159265358979323846
|
||||||
#define P(i, j) p[(j) * (imax + 2) + (i)]
|
#define P(i, j) p[(j) * (imax + 2) + (i)]
|
||||||
#define RHS(i, j) rhs[(j) * (imax + 2) + (i)]
|
#define Pnew(i, j) pNew[(j) * (imax + 2) + (i)]
|
||||||
|
#define Pold(i, j) pOld[(j) * (imax + 2) + (i)]
|
||||||
|
#define RHS(i, j) rhs[(j) * (imax + 2) + (i)]
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||||||
|
|
||||||
void initSolver(Solver* solver, Parameter* params, int problem)
|
void initSolver(Solver* solver, Parameter* params, int problem)
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||||||
{
|
{
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||||||
@ -57,7 +59,135 @@ void initSolver(Solver* solver, Parameter* params, int problem)
|
|||||||
}
|
}
|
||||||
}
|
}
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||||||
|
|
||||||
void solve(Solver* solver)
|
static inline void swapPtr(double** p1, double** p2)
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{
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double* tmp = *p1;
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|
*p1 = *p2;
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*p2 = tmp;
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}
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void solveJacobi(Solver* solver)
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|
{
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|
int imax = solver->imax;
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||||||
|
int jmax = solver->jmax;
|
||||||
|
double eps = solver->eps;
|
||||||
|
int itermax = solver->itermax;
|
||||||
|
double dx2 = solver->dx * solver->dx;
|
||||||
|
double dy2 = solver->dy * solver->dy;
|
||||||
|
double idx2 = 1.0 / dx2;
|
||||||
|
double idy2 = 1.0 / dy2;
|
||||||
|
double factor = 0.5 * (dx2 * dy2) / (dx2 + dy2);
|
||||||
|
double* p = solver->p;
|
||||||
|
double* rhs = solver->rhs;
|
||||||
|
double epssq = eps * eps;
|
||||||
|
int it = 0;
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||||||
|
double res = 1.0;
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||||||
|
size_t bytesize = (imax + 2) * (jmax + 2) * sizeof(double);
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||||||
|
double* pOld = p;
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||||||
|
double* pNew = allocate(64, bytesize);
|
||||||
|
|
||||||
|
while ((res >= epssq) && (it < itermax)) {
|
||||||
|
res = 0.0;
|
||||||
|
|
||||||
|
for (int j = 1; j < jmax + 1; j++) {
|
||||||
|
for (int i = 1; i < imax + 1; i++) {
|
||||||
|
|
||||||
|
double r = RHS(i, j) -
|
||||||
|
((Pold(i - 1, j) - 2.0 * Pold(i, j) + Pold(i + 1, j)) * idx2 +
|
||||||
|
(Pold(i, j - 1) - 2.0 * Pold(i, j) + Pold(i, j + 1)) *
|
||||||
|
idy2);
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||||||
|
|
||||||
|
Pnew(i, j) -= factor * r;
|
||||||
|
res += (r * r);
|
||||||
|
}
|
||||||
|
}
|
||||||
|
|
||||||
|
for (int i = 1; i < imax + 1; i++) {
|
||||||
|
Pnew(i, 0) = Pnew(i, 1);
|
||||||
|
Pnew(i, jmax + 1) = Pnew(i, jmax);
|
||||||
|
}
|
||||||
|
|
||||||
|
for (int j = 1; j < jmax + 1; j++) {
|
||||||
|
Pnew(0, j) = Pnew(1, j);
|
||||||
|
Pnew(imax + 1, j) = Pnew(imax, j);
|
||||||
|
}
|
||||||
|
|
||||||
|
swapPtr(&pNew, &pOld);
|
||||||
|
res = res / (double)(imax * jmax);
|
||||||
|
#ifdef DEBUG
|
||||||
|
printf("%d Residuum: %e\n", it, res);
|
||||||
|
#endif
|
||||||
|
#ifdef ANIMATE
|
||||||
|
char filename[50];
|
||||||
|
sprintf(filename, "./video/%04d.dat", it);
|
||||||
|
writeResult(solver, filename);
|
||||||
|
#endif
|
||||||
|
it++;
|
||||||
|
}
|
||||||
|
|
||||||
|
free(pNew);
|
||||||
|
printf("%d\n", it);
|
||||||
|
}
|
||||||
|
|
||||||
|
void solveGS(Solver* solver)
|
||||||
|
{
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||||||
|
int imax = solver->imax;
|
||||||
|
int jmax = solver->jmax;
|
||||||
|
double eps = solver->eps;
|
||||||
|
int itermax = solver->itermax;
|
||||||
|
double dx2 = solver->dx * solver->dx;
|
||||||
|
double dy2 = solver->dy * solver->dy;
|
||||||
|
double idx2 = 1.0 / dx2;
|
||||||
|
double idy2 = 1.0 / dy2;
|
||||||
|
double factor = 0.5 * (dx2 * dy2) / (dx2 + dy2);
|
||||||
|
double* p = solver->p;
|
||||||
|
double* rhs = solver->rhs;
|
||||||
|
double epssq = eps * eps;
|
||||||
|
int it = 0;
|
||||||
|
double res = 1.0;
|
||||||
|
size_t bytesize = (imax + 2) * (jmax + 2) * sizeof(double);
|
||||||
|
|
||||||
|
while ((res >= epssq) && (it < itermax)) {
|
||||||
|
res = 0.0;
|
||||||
|
|
||||||
|
for (int j = 1; j < jmax + 1; j++) {
|
||||||
|
for (int i = 1; i < imax + 1; i++) {
|
||||||
|
|
||||||
|
double r = RHS(i, j) -
|
||||||
|
((P(i - 1, j) - 2.0 * P(i, j) + P(i + 1, j)) * idx2 +
|
||||||
|
(P(i, j - 1) - 2.0 * P(i, j) + P(i, j + 1)) * idy2);
|
||||||
|
|
||||||
|
P(i, j) -= factor * r;
|
||||||
|
res += (r * r);
|
||||||
|
}
|
||||||
|
}
|
||||||
|
|
||||||
|
for (int i = 1; i < imax + 1; i++) {
|
||||||
|
P(i, 0) = P(i, 1);
|
||||||
|
P(i, jmax + 1) = P(i, jmax);
|
||||||
|
}
|
||||||
|
|
||||||
|
for (int j = 1; j < jmax + 1; j++) {
|
||||||
|
P(0, j) = P(1, j);
|
||||||
|
P(imax + 1, j) = P(imax, j);
|
||||||
|
}
|
||||||
|
|
||||||
|
res = res / (double)(imax * jmax);
|
||||||
|
#ifdef DEBUG
|
||||||
|
printf("%d Residuum: %e\n", it, sqrt(res));
|
||||||
|
#endif
|
||||||
|
#ifdef ANIMATE
|
||||||
|
char filename[50];
|
||||||
|
sprintf(filename, "video/%04d.dat", it);
|
||||||
|
writeResult(solver, filename);
|
||||||
|
#endif
|
||||||
|
it++;
|
||||||
|
}
|
||||||
|
|
||||||
|
printf("%d\n", it);
|
||||||
|
}
|
||||||
|
|
||||||
|
void solveSOR(Solver* solver)
|
||||||
{
|
{
|
||||||
int imax = solver->imax;
|
int imax = solver->imax;
|
||||||
int jmax = solver->jmax;
|
int jmax = solver->jmax;
|
||||||
@ -73,7 +203,6 @@ void solve(Solver* solver)
|
|||||||
double epssq = eps * eps;
|
double epssq = eps * eps;
|
||||||
int it = 0;
|
int it = 0;
|
||||||
double res = 1.0;
|
double res = 1.0;
|
||||||
char filename[20];
|
|
||||||
|
|
||||||
while ((res >= epssq) && (it < itermax)) {
|
while ((res >= epssq) && (it < itermax)) {
|
||||||
res = 0.0;
|
res = 0.0;
|
||||||
@ -105,7 +234,8 @@ void solve(Solver* solver)
|
|||||||
printf("%d Residuum: %e\n", it, res);
|
printf("%d Residuum: %e\n", it, res);
|
||||||
#endif
|
#endif
|
||||||
#ifdef ANIMATE
|
#ifdef ANIMATE
|
||||||
sprintf(filename, "p-%d.dat", it);
|
char filename[50];
|
||||||
|
sprintf(filename, "./video/%04d.dat", it);
|
||||||
writeResult(solver, filename);
|
writeResult(solver, filename);
|
||||||
#endif
|
#endif
|
||||||
it++;
|
it++;
|
||||||
@ -169,7 +299,8 @@ void solveRB(Solver* solver)
|
|||||||
printf("%d Residuum: %e\n", it, res);
|
printf("%d Residuum: %e\n", it, res);
|
||||||
#endif
|
#endif
|
||||||
#ifdef ANIMATE
|
#ifdef ANIMATE
|
||||||
sprintf(filename, "p-%d.dat", it);
|
char filename[50];
|
||||||
|
sprintf(filename, "./video/%04d.dat", it);
|
||||||
writeResult(solver, filename);
|
writeResult(solver, filename);
|
||||||
#endif
|
#endif
|
||||||
it++;
|
it++;
|
||||||
@ -238,7 +369,8 @@ void solveRBA(Solver* solver)
|
|||||||
printf("%d Residuum: %e Omega: %e\n", it, res, omega);
|
printf("%d Residuum: %e Omega: %e\n", it, res, omega);
|
||||||
#endif
|
#endif
|
||||||
#ifdef ANIMATE
|
#ifdef ANIMATE
|
||||||
sprintf(filename, "p-%d.dat", it);
|
char filename[50];
|
||||||
|
sprintf(filename, "video/%04d.dat", it);
|
||||||
writeResult(solver, filename);
|
writeResult(solver, filename);
|
||||||
#endif
|
#endif
|
||||||
it++;
|
it++;
|
||||||
@ -259,7 +391,7 @@ void writeResult(Solver* solver, char* filename)
|
|||||||
fp = fopen(filename, "w");
|
fp = fopen(filename, "w");
|
||||||
|
|
||||||
if (fp == NULL) {
|
if (fp == NULL) {
|
||||||
printf("Error!\n");
|
printf("Error opening file %s!\n", filename);
|
||||||
exit(EXIT_FAILURE);
|
exit(EXIT_FAILURE);
|
||||||
}
|
}
|
||||||
|
|
||||||
|
@ -16,7 +16,9 @@ typedef struct {
|
|||||||
|
|
||||||
extern void initSolver(Solver*, Parameter*, int problem);
|
extern void initSolver(Solver*, Parameter*, int problem);
|
||||||
extern void writeResult(Solver*, char*);
|
extern void writeResult(Solver*, char*);
|
||||||
extern void solve(Solver*);
|
extern void solveJacobi(Solver*);
|
||||||
|
extern void solveGS(Solver*);
|
||||||
|
extern void solveSOR(Solver*);
|
||||||
extern void solveRB(Solver*);
|
extern void solveRB(Solver*);
|
||||||
extern void solveRBA(Solver*);
|
extern void solveRBA(Solver*);
|
||||||
#endif
|
#endif
|
||||||
|
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