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Added Test and Benchmark for soft_demodulation approximation algorithms
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67977f7974
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ecf140a4e9
@ -0,0 +1,229 @@
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* \section COPYRIGHT
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* Copyright 2013-2014 The libLTE Developers. See the
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* COPYRIGHT file at the top-level directory of this distribution.
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* \section LICENSE
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* This file is part of the libLTE library.
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* libLTE is free software: you can redistribute it and/or modify
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* it under the terms of the GNU Lesser General Public License as
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* published by the Free Software Foundation, either version 3 of
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* the License, or (at your option) any later version.
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* libLTE is distributed in the hope that it will be useful,
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* but WITHOUT ANY WARRANTY; without even the implied warranty of
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* MERCHANTABILITY or FITNESS FOR A PARTICULAR PURPOSE. See the
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* GNU Lesser General Public License for more details.
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* A copy of the GNU Lesser General Public License can be found in
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* the LICENSE file in the top-level directory of this distribution
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* and at http://www.gnu.org/licenses/.
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*/
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#include <stdio.h>
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#include <stdlib.h>
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#include <string.h>
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#include <strings.h>
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#include <unistd.h>
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#include <math.h>
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#include <time.h>
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#include <stdbool.h>
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#include "liblte/phy/phy.h"
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int nof_frames = 10;
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int num_bits = 1000;
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lte_mod_t modulation = 0;
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void usage(char *prog) {
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printf("Usage: %s [nfv] -m modulation (1: BPSK, 2: QPSK, 4: QAM16, 6: QAM64)\n", prog);
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printf("\t-n num_bits [Default %d]\n", num_bits);
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printf("\t-f nof_frames [Default %d]\n", nof_frames);
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printf("\t-v verbose [Default None]\n");
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}
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void parse_args(int argc, char **argv) {
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int opt;
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while ((opt = getopt(argc, argv, "nmvf")) != -1) {
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switch (opt) {
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case 'n':
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num_bits = atoi(argv[optind]);
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break;
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case 'f':
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nof_frames = atoi(argv[optind]);
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break;
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case 'v':
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verbose++;
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break;
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case 'm':
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switch(atoi(argv[optind])) {
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case 1:
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modulation = LTE_BPSK;
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break;
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case 2:
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modulation = LTE_QPSK;
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break;
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case 4:
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modulation = LTE_QAM16;
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break;
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case 6:
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modulation = LTE_QAM64;
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break;
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default:
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fprintf(stderr, "Invalid modulation %d. Possible values: "
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"(1: BPSK, 2: QPSK, 4: QAM16, 6: QAM64)\n", atoi(argv[optind]));
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break;
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}
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break;
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default:
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usage(argv[0]);
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exit(-1);
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}
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}
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if (modulation == 0) {
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usage(argv[0]);
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exit(-1);
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}
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}
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float mse_threshold() {
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switch(modulation) {
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case LTE_BPSK:
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return 1.0e-6;
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case LTE_QPSK:
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return 1.0e-6;
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case LTE_QAM16:
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return 0.11;
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|
case LTE_QAM64:
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return 0.18;
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default:
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return -1.0;
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}
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}
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int main(int argc, char **argv) {
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int i;
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modem_table_t mod;
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demod_soft_t demod_soft;
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char *input, *output;
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cf_t *symbols;
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float *llr_exact, *llr_approx;
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parse_args(argc, argv);
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/* initialize objects */
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if (modem_table_lte(&mod, modulation, true)) {
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fprintf(stderr, "Error initializing modem table\n");
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exit(-1);
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}
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/* check that num_bits is multiple of num_bits x symbol */
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num_bits = mod.nbits_x_symbol * (num_bits / mod.nbits_x_symbol);
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demod_soft_init(&demod_soft);
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|
demod_soft_table_set(&demod_soft, &mod);
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demod_soft_sigma_set(&demod_soft, 2.0 / mod.nbits_x_symbol);
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/* allocate buffers */
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|
input = malloc(sizeof(char) * num_bits);
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if (!input) {
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perror("malloc");
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|
exit(-1);
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|
}
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|
output = malloc(sizeof(char) * num_bits);
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|
if (!output) {
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||||||
|
perror("malloc");
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||||||
|
exit(-1);
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|
}
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|
symbols = malloc(sizeof(cf_t) * num_bits / mod.nbits_x_symbol);
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|
if (!symbols) {
|
||||||
|
perror("malloc");
|
||||||
|
exit(-1);
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|
}
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|
llr_exact = malloc(sizeof(float) * num_bits);
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|
if (!llr_exact) {
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|
perror("malloc");
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||||||
|
exit(-1);
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|
}
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|
llr_approx = malloc(sizeof(float) * num_bits);
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|
if (!llr_approx) {
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|
perror("malloc");
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|
exit(-1);
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|
}
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/* generate random data */
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srand(time(NULL));
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int ret = -1;
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double mse;
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struct timeval t[3];
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float mean_texec = 0.0;
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for (int n=0;n<nof_frames;n++) {
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for (i=0;i<num_bits;i++) {
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input[i] = rand()%2;
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}
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/* modulate */
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mod_modulate(&mod, input, symbols, num_bits);
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/* add noise */
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|
ch_awgn_c(symbols, symbols, ch_awgn_get_variance(5.0, mod.nbits_x_symbol), num_bits / mod.nbits_x_symbol);
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/* Compare exact with approximation algorithms */
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|
demod_soft_alg_set(&demod_soft, EXACT);
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|
demod_soft_demodulate(&demod_soft, symbols, llr_exact, num_bits / mod.nbits_x_symbol);
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|
demod_soft_alg_set(&demod_soft, APPROX);
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|
gettimeofday(&t[1], NULL);
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|
demod_soft_demodulate(&demod_soft, symbols, llr_approx, num_bits / mod.nbits_x_symbol);
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|
gettimeofday(&t[2], NULL);
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|
get_time_interval(t);
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/* compute exponentially averaged execution time */
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mean_texec = EXPAVERAGE((float) t[0].tv_usec, mean_texec, n);
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/* check MSE */
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mse = 0.0;
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for (i=0;i<num_bits;i++) {
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float e = llr_exact[i] - llr_approx[i];
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mse += e*e;
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}
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mse/=num_bits;
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if (VERBOSE_ISDEBUG()) {
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printf("exact=");
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vec_fprint_f(stdout, llr_exact, num_bits);
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printf("approx=");
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|
vec_fprint_f(stdout, llr_approx, num_bits);
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}
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|
if (mse > mse_threshold()) {
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goto clean_exit;
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}
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}
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ret = 0;
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clean_exit:
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free(llr_exact);
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free(llr_approx);
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free(symbols);
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free(output);
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free(input);
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modem_table_free(&mod);
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if (ret == 0) {
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|
printf("Ok Mean Throughput: %.2f. Mbps ExTime: %.2f us\n", num_bits/mean_texec, mean_texec);
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|
} else {
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|
printf("Error: MSE too large (%f > %f)\n", mse, mse_threshold());
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}
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|
exit(ret);
|
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|
}
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