Reintroduce CloogMatrix
[cloog/uuh.git] / doc / cloog.texi
blob82e6ff8b1786c89cbaafdbfe7b458db6c66fe173
1 \input texinfo
2 @c %
3 @c %  /**-----------------------------------------------------------------**
4 @c %   **                              CLooG                              **
5 @c %   **-----------------------------------------------------------------**
6 @c %   **                            cloog.texi                           **
7 @c %   **-----------------------------------------------------------------**
8 @c %   **                   First version: july 6th 2002                  **
9 @c %   **-----------------------------------------------------------------**/
10 @c %
11 @c % release 1.0: September 17th 2002
12 @c % release 1.1: December   5th 2002
13 @c % release 1.2: April     22th 2003
14 @c % release 2.0: November  21th 2005 (and now in texinfo instead of LaTeX)
15 @c % release 2.1: October   15th 2007
16 @c %
17 @c %/**************************************************************************
18 @c % *               CLooG : the Chunky Loop Generator (experimental)         *
19 @c % **************************************************************************/
20 @c %/* CAUTION: the English used is probably the worst you ever read, please
21 @c % *          feel free to correct and improve it !
22 @c % */
24 @c %\textit{"I found the ultimate transformation functions, optimization for
25 @c %static control programs is now a closed problem, I have \textnormal{just}
26 @c %to generate the target code !"} 
30 @c % /*************************************************************************
31 @c %  *                              PART I: HEADER                           *
32 @c %  *************************************************************************/
33 @c %**start of header
34 @setfilename cloog.info
35 @settitle CLooG - a loop generator for scanning polyhedra
37 @set EDITION 2.1
38 @include gitversion.texi
39 @set UPDATED October 15th 2007
40 @setchapternewpage odd
42 @c %**end of header
44 @c % /*************************************************************************
45 @c %  *                 PART II: SUMMARY DESCRIPTION AND COPYRIGHT            *
46 @c %  *************************************************************************/
48 @copying
49 This manual is for CLooG version @value{VERSION}, a software
50 which generates loops for scanning Z-polyhedra. That is, CLooG produces a
51 code visiting each integral point of a union of parametrized
52 polyhedra. CLooG is designed to avoid control overhead and to produce a very
53 efficient code.
55 It would be quite kind to refer the following paper in any publication that
56 results from the use of the CLooG software or its library:
58 @example
59 @@InProceedings@{Bas04,
60 @ @ author =@ @ @ @ @{C. Bastoul@},
61 @ @ title =@ @ @ @ @ @{Code Generation in the Polyhedral Model
62 @ @ @ @ @ @ @ @ @ @ @ @ @ @ @ Is Easier Than You Think@},
63 @ @ booktitle = @{PACT'13 IEEE International Conference on
64 @ @ @ @ @ @ @ @ @ @ @ @ @ @ @ Parallel Architecture and Compilation Techniques@},
65 @ @ year =@ @ @ @ @ @ 2004,
66 @ @ pages =@ @ @ @ @ @{7--16@},
67 @ @ month =@ @ @ @ @ @{september@},
68 @ @ address =@ @ @ @{Juan-les-Pins@}
70 @end example
72 Copyright @copyright{} 2002-2005 C@'edric Bastoul.
74 @c quotation
75 Permission is granted to copy, distribute and/or modify this document under
76 the terms of the GNU Free Documentation License, Version 1.2 
77 published by the Free Software Foundation. To receive a copy of the
78 GNU Free Documentation License, write to the Free Software Foundation, Inc.,
79 59 Temple Place, Suite 330, Boston, MA  02111-1307 USA.
80 @c end quotation
81 @end copying
83 @c % /*************************************************************************
84 @c %  *                 PART III: TITLEPAGE, CONTENTS, COPYRIGHT              *
85 @c %  *************************************************************************/
86 @titlepage
87 @title CLooG
88 @subtitle A Loop Generator For Scanning Polyhedra
89 @subtitle Edition @value{EDITION}, for CLooG @value{VERSION}
90 @subtitle @value{UPDATED}
91 @author C@'edric Bastoul
92      
93 @c The following two commands start the copyright page.
94 @page
95 @noindent (September 2001)
96 @table @code
97 @item C@'edric Bastoul
98 SCHEDULES GENERATE !!! I just need to apply them now, where can I find
99 a good code generator ?!
100      
101 @item Paul Feautrier
102 Hmmm. I fear that if you want something powerful enough, you'll have to
103 write it yourself !
104 @end table
106 @vskip 0pt plus 1filll
107 @insertcopying
108 @end titlepage
109      
110 @c Output the table of contents at the beginning.
111 @contents
113 @c % /*************************************************************************
114 @c %  *                     PART IV: TOP NODE AND MASTER MENU                 *
115 @c %  *************************************************************************/
116 @ifnottex
117 @node Top
118 @top CLooG
119      
120 @insertcopying
121 @end ifnottex
123 @menu
124 * Introduction::
125 * CLooG Software::
126 * CLooG Library::
127 @c * Hacking::
128 * Installing::
129 * Documentation::
130 * References::
131 @end menu
135 @c % /*************************************************************************
136 @c %  *                       PART V: BODY OF THE DOCUMENT                    *
137 @c %  *************************************************************************/
139 @c %  ****************************** INTRODUCTION ******************************
140 @node Introduction
141 @chapter Introduction
142 CLooG is a free software and library generating loops for scanning Z-polyhedra.
143 That is, it finds a code (e.g. in C, FORTRAN...) that reaches each integral
144 point of one or more parameterized polyhedra. CLooG has been originally
145 written to solve the code generation problem for optimizing compilers based on
146 the polytope model. Nevertheless it is used now in various area, e.g., to build
147 control automata for high-level synthesis or to find the best polynomial
148 approximation of a function. CLooG may help in any situation where scanning
149 polyhedra matters. It uses the best state-of-the-art code generation
150 algorithm known as the Quiller@'e et al. algorithm (@pxref{Qui00})
151 with our own improvements and extensions (@pxref{Bas04}).
152 The user has full control on generated code quality.
153 On one hand, generated code size has to be tuned for sake of
154 readability or instruction cache use. On the other hand, we must ensure that
155 a bad control management does not hamper performance of the generated code,
156 for instance by producing redundant guards or complex loop bounds.
157 CLooG is specially designed to avoid control overhead and to produce a very
158 efficient code.
160 CLooG stands for @emph{Chunky Loop Generator}: it is a part of the Chunky
161 project, a research tool for data locality improvement (@pxref{Bas03a}).
162 It is designed
163 also to be the back-end of automatic parallelizers like LooPo (@pxref{Gri04}).
164 Thus it is very
165 compilable code oriented and provides powerful program transformation
166 facilities. Mainly, it allows the user to specify very general schedules where, 
167 e.g., unimodularity or invertibility of the transformation doesn't matter.
169 The current version is still under
170 evaluation, and there is no guarantee that the upward compatibility
171 will be respected (but the previous API has been stable for two years,
172 we hope this one will be as successful -and we believe it-).
173 A lot of reports are necessary to freeze the library
174 API and the input file shape. Most API changes from 0.12.x to 0.14.x
175 have been requested by the users themselves.
176 Thus you are very welcome and encouraged
177 to post reports on bugs, wishes, critics, comments, suggestions or
178 successful experiences in the forum of @code{http://www.CLooG.org}
179 or to send them to cedric.bastoul@@inria.fr directly.
181 @menu
182 * Basics::
183 * Scattering::
184 @end menu
186 @node Basics
187 @section Basically, what's the point ?
188 If you want to use CLooG, this is because you want to scan or to find
189 something inside the integral points of a set of polyhedra. There are many
190 reasons for that. Maybe you need the generated code itself because it
191 actually implements a very smart program transformation you found.
192 Maybe you want to use the generated code
193 because you know that the solution of your problem belongs to the integral
194 points of those damned polyhedra and you don't know which one. Maybe you just
195 want to know if a polyhedron has integral points depending on some parameters,
196 which is the lexicographic minimum, maximum, the third on the basis of the
197 left etc. Probably you have your own reasons to use CLooG.
199 Let us illustrate a basic use of CLooG. Suppose we have a set of affine
200 constraints that describes a part of a whatever-dimensional space,
201 called a @strong{domain}, and we
202 want to scan it. Let us consider for instance the following set of constraints
203 where @samp{i}
204 and @samp{j} are the unknown (the two dimensions of the space) and
205 @samp{m} and @samp{n} are the parameters (some symbolic constants):
206 @example
207 @group
208 2<=i<=n
209 2<=j<=m
210 j<=n+2-i
211 @end group
212 @end example
213 Let us also consider that we have a partial knowledge of the parameter values,
214 called the @strong{context}, expressed as affine constraints as well,
215 for instance:
216 @example
217 @group
218 m>=2
219 n>=2
220 @end group
221 @end example
222 Note that using parameters is optional, if you are not comfortable with
223 parameter manipulation, just replace them with any scalar value that fits
224 @code{m>=2} and @code{n>=2}.
225 A graphical representation of this part of the 2-dimensional space, where
226 the integral points are represented using heavy dots would be for instance:
228 @image{images/basic,6cm}
230 The affine constraints of both the domain and the context are what we will
231 provide to CLooG as input (in a particular shape that will be described later).
232 The output of CLooG is a pseudo-code to scan the integral points of the
233 input domain according to the context:
234 @example
235 @group
236 for (i=2;i<=n;i++) @{
237   for (j=2;j<=min(m,-i+n+2);j++) @{    
238     S1(i,j) ;
239   @}
241 @end group
242 @end example
243 If you felt such a basic example is yet interesting, there is a good chance
244 that CLooG is appropriate for you. CLooG can do much more: scanning several
245 polyhedra or unions of polyhedra at the same time, applying general affine
246 transformations to the polyhedra, generate compilable code etc. Welcome
247 to the CLooG's user's guide !
249 @node Scattering
250 @section Defining a Scanning Order: Scattering Functions
251 In CLooG, domains only define the set of integral points to scan and their
252 coordinates. In particular, CLooG is free to choose the scanning order for
253 generating the most efficient code. This means, for optimizing/parallelizing
254 compiler people, that CLooG doesn't make any speculation on dependences on and
255 between statements (by the way, it's not its job !).
256 For instance, if an user give to
257 CLooG only two domains @code{S1:1<=i<=n}, @code{S2:1<=i<=n} and the context
258 @code{n>=1}, the following pseudo-codes are considered to be equivalent:
260 @example
261 @group
262 /* A convenient target pseudo-code. */
263 for (i=1;i<=N;i++) @{
264  S1(i) ;
266 for (i=1;i<=N;i++) @{
267  S2(i) ;
269 @end group
270 @end example
272 @example
273 @group
274 /* Another convenient target pseudo-code. */
275 for (i=1;i<=N;i++) @{
276  S1(i) ;
277  S2(i) ;
279 @end group
280 @end example
282 The default behaviour
283 of CLooG is to generate the second one, since it is optimized in control. 
284 It is right if there are no data dependences
285 between @code{S1} and @code{S2}, but wrong otherwise. 
287 Thus it is often useful to force scanning to respect a given order. This can be
288 done in CLooG by using @strong{scattering functions}. Scattering is a
289 shortcut for scheduling, allocation, chunking functions and the like we can
290 find in the restructuring compilation literature. There are a lot of reasons
291 to scatter the integral points of the domains (i.e. the statement instances
292 of a program, for compilation people), parallelization or optimization are good
293 examples. For instance, if the user wants for any reason to set some
294 precedence constraints between the statements of our example above
295 in order to force the generation of the
296 first code, he can do it easily by setting (for example) the following
297 scheduling functions:
299 @tex
300 $$\theta _{S1}(i) =  (1)$$
301 $$\theta _{S2}(j) =  (2)$$
302 @end tex
304 @ifnottex
305 @example
306 @group
307 T_S1(i) = (1)
308 T_S2(j) = (2)
309 @end group
310 @end example
311 @end ifnottex
313 This scattering means that each integral point of the domain @code{S1}
314 is scanned at logical date @code{1} while each integral point of the domain
315 @code{S2} is scanned at logical date @code{2}. As a result, the whole
316 domain @code{S1} is scanned before domain @code{S2} and the first code in our
317 example is generated.
319 The user can set every kind of affine scanning order thanks to the
320 scattering functions. Each domain has its own scattering function and
321 each scattering function may be multi-dimensional. A multi-dimensional logical
322 date may be seen as classical date (year,month,day,hour,minute,etc.) where
323 the first dimensions are the most significant. Each scattering dimension
324 may depend linearly on the original dimensions (e.g., @code{i}), the
325 parameters (e.g., @code{n}) ans scalars (e.g., @code{2}).
327 A very useful example of multi-dimensional scattering functions is, for
328 compilation people, the scheduling of the original program.
329 The basic data to use for code generation are statement iteration domains.
330 As we saw, these data are not sufficient to rebuild the original
331 program (what is the ordering between instances of different statements ?).
332 The missing data can be put in the scattering functions as the original
333 scheduling. The method to compute it is quite simple (@pxref{Fea92}). The idea is to
334 build an abstract syntax tree of the program and to read the scheduling for
335 each statement. For instance, let us consider the following implementation of
336 a Cholesky factorization:
338 @example
339 @group
340 /* A Cholesky factorization kernel. */
341 for (i=1;i<=N;i++) @{
342   for (j=1;j<=i-1;j++) @{
343     a[i][i] -= a[i][j] ;           /* S1 */
344   @}
345   a[i][i] = sqrt(a[i][i]) ;        /* S2 */
346   for (j=i+1;j<=N;j++) @{
347     for (k=1;k<=i-1;k++) @{
348       a[j][i] -= a[j][k]*a[i][k] ; /* S3 */
349     @}
350     a[j][i] /= a[i][i] ;           /* S4 */
351     @}
352   @}
354 @end group
355 @end example
357 The corresponding abstract syntax tree is given in the following figure.
358 It directly gives the scattering functions (schedules) for all the
359 statements of the program.
361 @image{images/tree,6cm}
363 @tex
365 \hbox{$ \cases{ \theta _{S1}(i,j)^T    &$=  (0,i,0,j,0)^T$\cr
366                 \theta _{S2}(i)        &$=  (0,i,1)^T$\cr
367                 \theta _{S3}(i,j,k)^T  &$=  (0,i,2,j,0,k,0)^T$\cr
368                 \theta _{S4}(i,j)^T    &$=  (0,i,2,j,1)^T$}$}
370 @end tex
372 @ifnottex
373 @example
374 @group
375 T_S1(i,j)^T   = (0,i,0,j,0)^T
376 T_S2(i)       = (0,i,1)^T
377 T_S3(i,j,k)^T = (0,i,2,j,0,k,0)^T
378 T_S4(i,j)^T   = (0,i,2,j,1)^T
379 @end group
380 @end example
381 @end ifnottex
383 These schedules depend on the iterators and give for each instance of each
384 statement a unique execution date. Using such scattering functions allow
385 CLooG to re-generate the input code. 
391 @c %  ***********************Using the CLooG Software **************************
392 @node CLooG Software
393 @chapter Using the CLooG Software
396 @menu
397 * A First Example::
398 * Writing The Input File::
399 * Calling CLooG::
400 * CLooG Options::
401 * Full Example::
402 @end menu
404 @c %/*************************************************************************
405 @c % *                              A FIRST EXAMPLE                          *
406 @c % *************************************************************************/
407 @node A First Example
408 @section A First Example
409 CLooG takes as input a file that must be written accordingly to a grammar
410 described in depth in a further section (@pxref{Writing The Input File}). 
411 Moreover it supports many options to tune the target code presentation or
412 quality as discussed in a dedicated section (@pxref{Calling CLooG}).
413 However, a basic use
414 of CLooG is not very complex and we present in this section how to generate the
415 code corresponding to a basic example discussed earlier (@pxref{Basics}).
417 The problem is to find the code that scans a 2-dimensional polyhedron
418 where @samp{i} and @samp{j} are the unknown (the two dimensions of the space)
419 and @samp{m} and @samp{n} are the parameters (the symbolic constants),
420 defined by the following set of constraints:
421 @example
422 @group
423 2<=i<=n
424 2<=j<=m
425 j<=n+2-i
426 @end group
427 @end example
428 @noindent We also consider a partial knowledge of the parameter values,
429 expressed thanks to the following affine constraints:
430 @example
431 @group
432 m>=2
433 n>=2
434 @end group
435 @end example
437 An input file that corresponds to this problem, and asks for a generated
438 code in C, may be the following. Note that we do not describe here precisely
439 the structure and the components of this file (@pxref{Writing The Input File}
440  for such information, if you feel it necessary):
442 @example
443 # ---------------------- CONTEXT ----------------------
444 c # language is C
446 # Context (constraints on two parameters)
447 2 4                   # 2 lines and 4 columns
448 # eq/in m  n  1         eq/in: 1 for inequality >=0, 0 for equality =0
449     1   1  0 -2       # 1*m + 0*n -2*1 >= 0, i.e. m>=2
450     1   0  1 -2       # 0*m + 1*n -2*1 >= 0, i.e. n>=2
452 1 # We want to set manually the parameter names
453 m n                   # parameter names
455 # --------------------- STATEMENTS --------------------
456 1 # Number of statements
458 1 # First statement: one domain
459 # First domain
460 5 6                   # 5 lines and 6 columns
461 # eq/in i  j  m  n  1 
462     1   1  0  0  0 -2 # i >= 2
463     1  -1  0  0  1  0 # i <= n
464     1   0  1  0  0 -2 # j >= 2
465     1   0 -1  1  0  0 # j <= m
466     1  -1 -1  0  1  2 # n+2-i>=j
467 0  0  0               # for future options
469 1 # We want to set manually the iterator names
470 i j                   # iterator names
472 # --------------------- SCATTERING --------------------
473 0 # No scattering functions
474 @end example
476 This file may be called @samp{basic.cloog}
477 (this example is provided in the CLooG distribution as
478 @code{test/manual_basic.cloog}) and we can ask CLooG to process it
479 and to generate the code by a simple calling to CLooG with this file as input:
480 @samp{cloog basic.cloog}. By default, CLooG will print the generated code in
481 the standard output:
483 @example
484 @group
485 /* Generated by CLooG v@value{VERSION} in 0.00s. */
486 for (i=2;i<=n;i++) @{
487   for (j=2;j<=min(m,-i+n+2);j++) @{    
488     S1(i,j) ;
489   @}
491 @end group
492 @end example
494 @c %/*************************************************************************
495 @c % *                                Input file                             *
496 @c % *************************************************************************/
497 @node Writing The Input File
498 @section Writing The Input File
499 The input text file contains a problem description, i.e. the context,
500 the domains and the scattering functions.
501 Because CLooG is very 'compilable code generation oriented', we can associate
502 some additional informations to each domain. We call this association a
503 @emph{statement}. The set of all informations is 
504 called a @emph{program}. The input file respects the grammar below
505 (terminals are preceded by "_"):
507 @example
508 File             ::= Program
509 Program          ::= Context Statements Scattering
510 Context          ::= Language      Domain         Naming
511 Statements       ::= Nb_statements Statement_list Naming
512 Scattering       ::= Nb_functions  Domain_list    Naming
513 Naming           ::= Option Name_list
514 Name_list        ::= _String   Name_list      | (void)
515 Statement_list   ::= Statement Statement_list | (void)
516 Domain_list      ::= _Domain   Domain_list    | (void)
517 Statement        ::= Iteration_domain 0 0 0
518 Iteration_domain ::= Domain_union
519 Domain_union     ::= Nb_domains Domain_list
520 Option           ::= 0 | 1
521 Language         ::= c | f
522 Nb_statements    ::= _Integer
523 Nb_domains       ::= _Integer
524 Nb_functions     ::= _Integer
525 @end example
527 @itemize @bullet
528 @item  @samp{Context} represents the informations that are
529        shared by all the statements. It consists on
530        the language used (which can be @samp{c} for C or @samp{f} for FORTRAN 90)
531        and the global constraints on parameters.
532        These constraints are essential
533        since they give to CLooG the number of parameters. If there is no
534        parameter or no constraints on parameters, just give a constraint
535        always satisfied like @math{1 \geq 0}. @samp{Naming} sets the parameter
536        names.
537        If the naming option @samp{Option} is 1, parameter names will be read
538        on the next line. There must be exactly as many names as parameters.
539        If the naming option @samp{Option} is 0, parameter names are
540        automatically generated. The name of the first parameter will
541        be @samp{M}, and the name of the @math{(n+1)^{th}} parameter directly
542        follows the name of the @math{n^{th}} parameter in ASCII code.
543        It is the user responsibility to ensure that parameter names,
544        iterators and scattering dimension names are different. 
545 @item  @samp{Statements} represents the informations on the statements.
546        @samp{Nb_statements} is the number of statements in the program, 
547        i.e. the number of @samp{Statement} items in the @samp{Statement_list}.
548        @samp{Statement} represents the informations on a given statement.
549        To each statement is associated a domain
550        (the statement iteration domain: @samp{Iteration_domain}) and three
551        zeroes that represents future options.
552        @samp{Naming} sets the iterator names. If the naming option
553        @samp{Option} is 1, the iterator names
554        will be read on the next line. There must be exactly as many names as
555        nesting level in the deepest iteration domain. If the naming option
556        @samp{Option} is 0, iterator names are automatically generated.
557        The iterator name of the outermost loop will be @samp{i}, and the
558        iterator name of the loop at level @math{n+1} directly follows the 
559        iterator name of the loop at level @math{n} in ASCII code. 
560 @item  @samp{Scattering} represents the informations on scattering functions.
561        @samp{Nb_functions} is the number of functions (it must be
562        equal to the number of statements or 0 if there is no scattering
563        function). The function themselves are represented through
564        @samp{Domain_list}.
565        @samp{Naming} sets the scattering dimension names. If the naming option
566        @samp{Option} is 1, the scattering dimension names will be read on the
567        next line.
568        There must be exactly as many names as scattering dimensions. If the
569        naming option @samp{Option} is 0, scattering dimension names are automatically
570        generated. The name of the @math{n^{th}} scattering dimension
571        will be @samp{cn}.
572 @end itemize
574 @menu
575 * Domain Representation::
576 * Scattering Representation::
577 @end menu
579 @node Domain Representation
580 @subsection Domain Representation
581 As shown by the grammar, the input file describes the various informations
582 thanks to characters, integers and domains. Each domain is defined by a set of
583 constraints in the PolyLib format (@pxref{Wil93}). They have the
584 following syntax:
585 @enumerate
586 @item some optional comment lines beginning with @samp{#},
587 @item the row and column numbers, possibly followed by comments,
588 @item the constraint rows, each row corresponds to a constraint the
589       domain have to satisfy. Each row must be on a single line and is possibly
590       followed by comments. The constraint is an equality @math{p(x) = 0} if the
591       first element is 0, an inequality  @math{p(x) \geq 0} if the first element
592       is 1. The next elements are the unknown coefficients, followed by
593       the parameter coefficients. The last element is the constant factor.
594 @end enumerate
595 For instance, assuming that @samp{i}, @samp{j} and @samp{k} are iterators and
596 @samp{m} and @samp{n} are parameters, the domain defined by the following
597 constraints :
599 @tex
601 \hbox{$ \cases{ -i     + m &$\geq 0$\cr
602                     -j + n &$\geq 0$\cr
603                  i + j - k &$\geq 0$}$}
605 @end tex
607 @ifnottex
608 @example
609 @group
610    -i + m >= 0
611    -j + n >= 0
612 i + j - k >= 0
613 @end group
614 @end example
615 @end ifnottex
617 @noindent can be written in the input file as follows :
619 @example
620 @group
621 # This is the domain
622 3 7                      # 3 lines and 7 columns
623 # eq/in i  j  k  m  n  1 
624     1  -1  0  0  1  0  0 #    -i + m >= 0
625     1   0 -1  0  0  1  0 #    -j + n >= 0
626     1   1  1 -1  0  0  0 # i + j - k >= 0
627 @end group
628 @end example
630 Each iteration domain @samp{Iteration_domain} of a given statement
631 is a union of polyhedra
632 @samp{Domain_union}. A union is defined by its number of elements
633 @samp{Nb_domains} and the elements themselves @samp{Domain_list}.
634 For instance, let us consider the following pseudo-code:
636 @example
637 @group
638 for (i=1;i<=n;i++) @{
639   if ((i >= m) || (i <= 2*m))
640     S1 ;
641   for (j=i+1;j<=m;j++)
642     S2 ;
643 @} 
644 @end group
645 @end example
647 @noindent The iteration domain of @samp{S1} can be divided into two
648 polyhedra and written in the input file as follows:
650 @example
651 @group
652 2 # Number of polyhedra in the union
653 # First domain
654 3 5                # 3 lines and 5 columns
655 # eq/in i  m  n  1 
656     1   1  0  0 -1 #  i >= 1
657     1  -1  0  1  0 #  i <= n
658     1   1 -1  0  0 #  i >= m
659 # Second domain
660 3 5                # 3 lines and 5 columns
661 # eq/in i  m  n  1 
662     1   1  0  0 -1 #  i >= 1
663     1  -1  0  1  0 #  i <= n
664     1  -1  2  0  0 #  i <= 2*m
665 @end group
666 @end example
668 @node Scattering Representation
669 @subsection Scattering Function Representation
670 Scattering functions are depicted in the input file thanks a representation
671 very close to the domain one.
672 An integer gives the number of functions @samp{Nb_functions} and each function
673 is represented by a domain. Each line of the domain corresponds to an equality
674 defining a dimension of the function. Note that at present
675 (CLooG @value{VERSION})
676 @strong{all functions must have the same scattering dimension number}. If a
677 user wants to set scattering functions with different dimensionality, he has
678 to complete the smaller one with zeroes to reach the maximum dimensionality.
679 For instance, let us consider the following code and
680 scheduling functions:
682 @example
683 @group
684 for (i=1;i<=n;i++) @{
685   if ((i >= m) || (i <= 2*m))
686     S1 ;
687   for (j=i+1;j<=m;j++)
688     S2 ;
689 @} 
690 @end group
691 @end example
693 @tex
695 \hbox{$ \cases{ \theta _{S1}(i)      &$=  (i,0)^T$\cr
696                 \theta _{S2}(i,j)^T  &$=  (n,i+j)^T$}$}
698 @end tex
700 @ifnottex
701 @example
702 @group
703 T_S1(i)     = (i,0)^T
704 T_S2(i,j)^T = (n,i+j)^T
705 @end group
706 @end example
707 @end ifnottex
710 @noindent This scheduling can be written in the input file as follows:
712 @example
713 @group
714 2 # Number of scattering functions
715 # First function
716 2 7                          # 2 lines and 7 columns
717 # eq/in c1 c2  i  m  n  1 
718     0    1  0 -1  0  0  0    #  c1 = i
719     0    0  1  0  0  0  0    #  c2 = 0
720 # Second function
721 2 8                          # 2 lines and 8 columns
722 # eq/in c1 c2  i  j  m  n  1 
723     0    1  0  0  0  0 -1  0 #  c1 = n
724     0    0  1 -1 -1  0  0  0 #  c2 = i+j
725 @end group
726 @end example
727 The complete input file for the user who wants to generate the code for this
728 example with the preceding scheduling would be
729 (this file is provided in the CLooG distribution
730 as @code{test/manual_scattering.cloog}:
732 @example
733 # ---------------------- CONTEXT ----------------------
734 c # language is C
736 # Context (no constraints on two parameters)
737 1 4                   # 1 lines and 4 columns
738 # eq/in m  n  1
739     1   0  0  0       # 0 >= 0, always true
741 1 # We want to set manually the parameter names
742 m n                   # parameter names
744 # --------------------- STATEMENTS --------------------
745 2 # Number of statements
747 2 # First statement: two domains
748 # First domain
749 3 5                   # 3 lines and 5 columns
750 # eq/in i  m  n  1
751     1   1  0  0 -1    # i >= 1
752     1  -1  0  1  0    # i <= n
753     1   1 -1  0  0    # i >= m
754 # Second domain
755 3 5                   # 3 lines and 5 columns
756 # eq/in i  m  n  1 
757     1   1  0  0 -1    # i >= 1
758     1  -1  0  1  0    # i <= n
759     1  -1  2  0  0    # i <= 2*m
760 0  0  0               # for future options
762 1 # Second statement: one domain
763 4 6                   # 4 lines and 6 columns
764 # eq/in i  j  m  n  1 
765     1   1  0  0  0 -1 # i >= 1
766     1  -1  0  0  1  0 # i <= n
767     1  -1  1  0  0 -1 # j >= i+1
768     1   0 -1  1  0  0 # j <= m
769 0  0  0               # for future options
771 1 # We want to set manually the iterator names
772 i j                   # iterator names
774 # --------------------- SCATTERING --------------------
775 2 # Scattering functions
776 # First function
777 2 7                   # 2 lines and 7 columns
778 # eq/in p1 p2  i  m  n  1 
779     0    1  0 -1  0  0  0    # p1 = i
780     0    0  1  0  0  0  0    # p2 = 0
781 # Second function
782 2 8                   # 2 lines and 8 columns
783 # eq/in p1 p2  i  j  m  n  1 
784     0    1  0  0  0  0 -1  0 # p1 = n
785     0    0  1 -1 -1  0  0  0 # p2 = i+j
787 1 # We want to set manually the scattering dimension names
788 p1 p2                 # scattering dimension names
789 @end example
792 @c %/*************************************************************************
793 @c % *                             Calling CLooG                             *
794 @c % *************************************************************************/
795 @node Calling CLooG
796 @section Calling CLooG
797 CLooG is called by the following command:
798 @example
799        cloog [ options | file ]
800 @end example
801 The default behavior of CLooG is to read the input informations from a file and
802 to print the generated code or pseudo-code on the standard output.
803 CLooG's behavior and the output code shape is under the user control thanks
804 to many options which are detailed a further section (@pxref{CLooG Options}).
805 @code{file} is the input file. @code{stdin} is a special value: when used,
806 input is standard input. For instance, we can call CLooG to treat the
807 input file @code{basic.cloog} with default options by typing:
808 @code{cloog basic.cloog} or @code{more basic.cloog | cloog stdin}.
810 @c %/*************************************************************************
811 @c % *                             CLooG Options                             *
812 @c % *************************************************************************/
813 @node CLooG Options
814 @section CLooG Options
816 @menu
817 * Last Depth to Optimize Control::
818 * First Depth to Optimize Control::
819 * Simplify Convex Hull::
820 * Once Time Loop Elimination::
821 * Equality Spreading::
822 * First Level for Spreading::
823 * Statement Block::
824 * Loop Strides::
825 * Compilable Code::
826 * Output::
827 * Help::
828 * Version ::
829 * Quiet ::
830 @end menu
832 @node Last Depth to Optimize Control
833 @subsection Last Depth to Optimize Control @code{-l <depth>}
835 @code{-l <depth>}: this option sets the last loop depth to be optimized in
836 control. The higher this depth, the less control overhead.
837 For instance, with some input file, a user can generate
838 different pseudo-codes with different @code{depth} values as shown below.
839 @example
840 @group
841 /* Generated using a given input file and @strong{option -l 1} */
842 for (i=0;i<=M;i++) @{
843   S1 ;
844   for (j=0;j<=N;j++) @{
845     S2 ;
846   @}
847   for (j=0;j<=N;j++) @{
848     S3 ;
849   @}
850   S4 ;
852 @end group
853 @end example
854 @example
855 @group
856 /* Generated using the same input file but @strong{option -l 2} */
857 for (i=0;i<=M;i++) @{
858   S1 ;
859   for (j=0;j<=N;j++) @{
860     S2 ;
861     S3 ;
862   @}
863   S4 ;
865 @end group
866 @end example
867      In this example we can see that this option can change the operation
868      execution order between statements. Let us remind that CLooG does not
869      make any speculation on dependences between statements
870      (@pxref{Scattering}). Thus if nothing (i.e. scattering functions)
871      forbids this, CLooG considers the above codes to be equivalent.
872      If there is no scattering functions, the minimum value for @code{depth}
873      is 1 (in the case of 0, the user doesn't really need a loop generator !),
874      and the number of scattering dimensions otherwise (CLooG will warn the
875      user if he doesn't respect such constraint).
876      The maximum value for depth is -1 (infinity).
877      Default value is infinity.
879 @node First Depth to Optimize Control
880 @subsection First Depth to Optimize Control @code{-f <depth>}
882      @code{-f <depth>}: this option sets the first loop depth to be optimized
883      in control. The lower this depth, the less control overhead (and the longer
884      the generated code). For instance, with some input file, a user
885      can generate different pseudo-codes with different @code{depth} values
886      as shown below.
887      The minimum value for @code{depth} is 1, and the
888      maximum value is -1 (infinity).
889      Default value is 1.
890 @example
891 @group
892 /* Generated using a given input file and @strong{option -f 3} */
893 for (i=1;i<=N;i++) @{
894   for (j=1;j<=M;j++) @{
895     S1 ;
896     if (j >= 10) @{
897       S2 ;
898     @}
899   @}
901 @end group
902 @end example
903 @example
904 @group
905 /* Generated using the same input file but @strong{option -f 2} */
906 for (i=1;i<=N;i++) @{
907   for (j=1;j<=9;j++) @{
908     S1 ;
909   @}
910   for (j=10;j<=M;j++) @{
911     S1 ;
912     S2 ;
913   @}
915 @end group
916 @end example
918 @node Simplify Convex Hull
919 @subsection  Simplify Convex Hull @code{-sh <boolean>}
921      @code{-sh <boolean>}: this option enables (@code{boolean=1})
922      or forbids (@code{boolean=0}) a simplification step
923      that may simplify some constraints.
924      This option works only for generated code without
925      code duplication (it means, you have to tune @code{-f} and
926      @code{-l} options first to generate only a loop nest with internal
927      guards). For instance, with the input file @code{test/union.cloog}, a user
928      can generate different pseudo-codes  as shown below.
929      Default value is 0.
930 @example
931 @group
932 /* Generated using test/union.cloog and @strong{option -f -1 -l 2 -override} */
933 for (i=0;i<=11;i++) @{
934   for (j=max(0,5*i-50);j<=min(15,5*i+10);j++) @{
935     if ((i <= 10) && (j <= 10)) @{
936       S1 ;
937     @}
938     if ((i >= 1) && (j >= 5)) @{
939       S2 ;
940     @}
941   @}
943 @end group
944 @end example
945 @example
946 @group
947 /* Generated using the same input file but @strong{option -sh 1 -f -1 -l 2 -override} */
948 for (i=0;i<=11;i++) @{
949   for (j=0;j<=15;j++) @{
950     if ((i <= 10) && (j <= 10)) @{
951       S1 ;
952     @}
953     if ((i >= 1) && (j >= 5)) @{
954       S2 ;
955     @}
956   @}
958 @end group
959 @end example
961 @node Once Time Loop Elimination
962 @subsection Once Time Loop Elimination @code{-otl <boolean>}
964      @code{-otl <boolean>}: this option allows (@code{boolean=1}) or
965      forbids (@code{boolean=0}) the simplification of loops running
966      once. Default value is 1.
967 @example
968 @group
969 /* Generated using a given input file and @strong{option -otl 0} */
970 for (j=i+1;j<=i+1;j++) @{
971   S1 ;
973 @end group
974 @end example
975 @example
976 @group
977 /* Generated using the same input file but @strong{option -otl 1} */
978 j = i+1 ;
979 S1 ;
980 @end group
981 @end example
984 @node Equality Spreading 
985 @subsection Equality Spreading @code{-esp <boolean>}
987      @code{-esp <boolean>}: this option allows (@code{boolean=1}) or
988      forbids (@code{boolean=0}) values spreading when there
989      are equalities. Default value is 1.
990 @example
991 @group
992 /* Generated using a given input file and @strong{option -esp 0} */
993 i = M+2 ;
994 j = N ;
995 for (k=i;k<=j+M;k++) @{
996   S1 ;
998 @end group
999 @end example
1000 @example
1001 @group
1002 /* Generated using the same input file but @strong{option -esp 1} */
1003 for (k=M+2;k<=N+M;k++) @{
1004   S1(i = M+2, j = N) ;
1006 @end group
1007 @end example
1010 @node First Level for Spreading 
1011 @subsection First Level for Spreading @code{-fsp <level>}
1013      @code{-fsp <level>}: it can be useful to set a
1014      first level to begin equality spreading. Particularly when using
1015      scattering functions, the user may want to see the scattering dimension
1016      values instead of spreading or hiding them. If user has set a
1017      spreading, @code{level} is
1018      the first level to start it. Default value is 1.
1019 @example
1020 @group
1021 /* Generated using a given input file and @strong{option -fsp 1} */
1022 for (j=0;j<=N+M;j++) @{
1023   S1(i = N) ;
1025 for (j=0;j<=N+M;j++) @{
1026   S1(i = M) ;
1028 @end group
1029 @end example
1030 @example
1031 @group
1032 /* Generated using the same input file but @strong{option -fsp 2} */
1033 c1 = N ;
1034 for (j=0;j<=c1+M;j++) @{
1035   S1(i = c1) ;
1037 c1 = M ;
1038 for (j=0;j<=N+c1;j++) @{
1039   S1(i = c1) ;
1041 @end group
1042 @end example
1045 @node Statement Block  
1046 @subsection Statement Block @code{-block <boolean>}
1048      @code{-block <boolean>}: this option allows (@code{boolean=1}) to
1049      create a statement block for each new iterator, even if there is only
1050      an equality. This can be useful in order to parse the generated
1051      pseudo-code. When @code{boolean} is set to 0 or when the generation
1052      language is FORTRAN, this feature is disabled. Default value is 0.
1053 @example
1054 @group
1055 /* Generated using a given input file and @strong{option -block 0} */
1056 i = M+2 ;
1057 j = N ;
1058 S1 ;
1059 @end group
1060 @end example
1061 @example
1062 @group
1063 /* Generated using the same input file but @strong{option -block 1} */
1064 @{ i = M+2 ;
1065   @{ j = N ;
1066     S1 ;
1067   @}
1069 @end group
1070 @end example
1073 @node Loop Strides 
1074 @subsection Loop Strides @code{-strides <boolean>}
1076      @code{-strides <boolean>}: this options allows (@code{boolean=1}) to
1077      handle non-unit strides for loop increments. This can remove a lot of
1078      guards and make the generated code more efficient. Default value is 0.
1079 @example
1080 @group
1081 /* Generated using a given input file and @strong{option -strides 0} */
1082 for (i=1;i<=n;i++) @{
1083   if (i%2 == 0) @{
1084     S1(j = i/2) ;
1085   @}
1086   if (i%4 == 0) @{
1087     S2(j = i/4) ;
1088   @}
1090 @end group
1091 @end example
1092 @example
1093 @group
1094 /* Generated using the same input file but @strong{option -strides 1} */
1095 for (i=2;i<=n;i+=2) @{
1096   S1(j = i/2) ;
1097   if (i%4 == 0) @{
1098     S2(j = i/4) ;
1099   @}
1101 @end group
1102 @end example
1104 @node Compilable Code
1105 @subsection Compilable Code @code{-compilable <value>}
1107      @code{-compilable <value>}: this options allows (@code{value} is not 0)
1108      to generate a compilable code where all parameters have the integral value
1109      @code{value}. This option creates a macro for each statement. Since
1110      CLooG do not know anything about the statement sources, it fills the
1111      macros with a basic increment that computes the total number of
1112      scanned integral points. The user may change easily the macros according
1113      to his own needs. This option is possible only if the generated code is
1114      in C. Default value is 0.
1115 @example
1116 @group
1117 /* Generated using a given input file and @strong{option -compilable 0} */
1118 for (i=0;i<=n;i++) @{
1119   for (j=0;j<=n;j++) @{
1120     S1 ;
1121     S2 ;
1122   @}
1123   S3 ;
1125 @end group
1126 @end example
1127 @example
1128 /* Generated using the same input file but @strong{option -compilable 10} */
1129 /* DON'T FORGET TO USE -lm OPTION TO COMPILE. */
1131 /* Useful headers. */
1132 #include <stdio.h>
1133 #include <stdlib.h>
1134 #include <math.h>
1136 /* Parameter value. */
1137 #define PARVAL 10
1139 /* Statement macros (please set). */
1140 #define S1(i,j) @{total++;@}
1141 #define S2(i,j) @{total++;@}
1142 #define S3(i)   @{total++;@}
1144 int main() @{
1145   /* Original iterators. */
1146   int i, j ;
1147   /* Parameters. */
1148   int n=PARVAL, total=0 ;
1150   for (i=0;i<=n;i++) @{
1151     for (j=0;j<=n;j++) @{
1152       S1(i,j) ;
1153       S2(i,j) ;
1154     @}
1155     S3(i) ;
1156   @}
1158   printf("Number of integral points: %d.\n",total) ;
1159   return 0 ;
1161 @end example
1163 @node Callable Code
1164 @subsection Callable Code @code{-callable <boolean>}
1166      @code{-callable <boolean>}: if @code{boolean=1}, then a @code{test}
1167      function will be generated that has the parameters as arguments.
1168      Similarly to the @code{-compilable} option,
1169      a macro for each statement is generated.  The generated definitions of
1170      these macros are as used during the correctness testing, but they
1171      can easily be changed by the user to suit her own needs.
1172      This option is only available if the target language is C.
1173      The default value is 0.
1175 @example
1176 /* Generated from double.cloog with @strong{option -callable 0} */
1177 for (i=0;i<=M;i++) @{
1178   S1 ;
1179   for (j=0;j<=N;j++) @{
1180     S2 ;
1181     S3 ;
1182   @}
1183   S4 ;
1185 @end example
1186 @example
1187 /* Generated from double.cloog with @strong{option -callable 1} */
1188 extern void hash(int);
1190 /* Useful macros. */
1191 #define floord(n,d) (((n)<0) ? ((n)-(d)+1)/(d) : (n)/(d))
1192 #define ceild(n,d)  (((n)<0) ? (n)/(d) : ((n)+(d)+1)/(d))
1193 #define max(x,y)    ((x) > (y) ? (x) : (y))
1194 #define min(x,y)    ((x) < (y) ? (x) : (y))
1196 #define S1(i) @{ hash(1); hash(i); @}
1197 #define S2(i,j) @{ hash(2); hash(i); hash(j); @}
1198 #define S3(i,j) @{ hash(3); hash(i); hash(j); @}
1199 #define S4(i) @{ hash(4); hash(i); @}
1201 void test(int M, int N)
1203   /* Original iterators. */
1204   int i, j;
1205   for (i=0;i<=M;i++) @{
1206     S1(i) ;
1207     for (j=0;j<=N;j++) @{
1208       S2(i,j) ;
1209       S3(i,j) ;
1210     @}
1211     S4(i) ;
1212   @}
1214 @end example
1216 @node Output
1217 @subsection Output @code{-o <output>}
1219      @code{-o <output>}: this option sets the output file. @code{stdout} is a
1220      special value: when used, output is standard output.
1221      Default value is @code{stdout}.
1223 @node Help
1224 @subsection Help @code{--help} or @code{-h}
1226      @code{--help} or @code{-h}: this option ask CLooG to print a short help.
1228 @node Version
1229 @subsection Version @code{--version} or @code{-v}
1231      @code{--version} or @code{-v}: this option ask CLooG to print some version
1232      informations.
1234 @node Quiet
1235 @subsection Quiet @code{--quiet} or @code{-q}
1237      @code{--quiet} or @code{-q}: this option tells CLooG not to print
1238      any informational messages.
1241 @c %/*************************************************************************
1242 @c % *                           A Full Example                              *
1243 @c % *************************************************************************/
1244 @node Full Example
1245 @section A Full Example
1247 Let us consider the allocation problem of a Gaussian elimination, i.e. we want
1248 to distribute the various statement instances of the compute kernel onto
1249 different processors. The original code is the following:
1250 @example
1251 @group
1252 for (i=1;j<=N-1;i++) @{
1253   for (j=i+1;j<=N;j++) @{
1254     c[i][j] = a[j][i]/a[i][i] ;    /* S1 */
1255     for (k=i+1;k<=N;k++) @{
1256       a[j][k] -= c[i][j]*a[i][k] ; /* S2 */
1257     @}
1258   @}
1260 @end group
1261 @end example
1263 @noindent The best affine allocation functions can be found by any good automatic
1264 parallelizer like LooPo (@pxref{Gri04}):
1266 @tex
1268 \hbox{$ \cases{ \theta _{S1}(i,j)^T    &$=  (i)$\cr
1269                 \theta _{S2}(i,j,k)^T  &$=  (k)$}$}
1271 @end tex
1273 @ifnottex
1274 @example
1275 @group
1276 T_S1(i,j)^T   = (i)
1277 T_S2(i,j,k)^T = (k)
1278 @end group
1279 @end example
1280 @end ifnottex
1282 @noindent To ensure that on each processor, the set of statement instances is
1283 executed according to the original ordering, we add as minor scattering
1284 dimensions the original scheduling (@pxref{Scattering}):
1286 @tex
1288 \hbox{$ \cases{ \theta _{S1}(i,j)^T    &$=  (i,0,i,0,j,0)^T$\cr
1289                 \theta _{S2}(i,j,k)^T  &$=  (k,0,i,0,j,1,k,0)^T$}$}
1291 @end tex
1293 @ifnottex
1294 @example
1295 @group
1296 T_S1(i,j)^T   = (i,0,i,0,j,0)^T
1297 T_S2(i,j,k)^T = (k,0,i,0,j,1,k,0)^T
1298 @end group
1299 @end example
1300 @end ifnottex
1302 @noindent To ensure that the scattering functions have the same dimensionality, we
1303 complete the first function with zeroes
1304 (this is a CLooG @value{VERSION} and previous versions requirement,
1305 it should be removed in a future version, don't worry it's absolutely legal !):
1307 @tex
1309 \hbox{$ \cases{ \theta _{S1}(i,j)^T    &$=  (i,0,i,0,j,0,0,0)^T$\cr
1310                 \theta _{S2}(i,j,k)^T  &$=  (k,0,i,0,j,1,k,0)^T$}$}
1312 @end tex
1314 @ifnottex
1315 @example
1316 @group
1317 T_S1(i,j)^T   = (i,0,i,0,j,0,0,0)^T
1318 T_S2(i,j,k)^T = (k,0,i,0,j,1,k,0)^T
1319 @end group
1320 @end example
1321 @end ifnottex
1323 @noindent The input file corresponding to this code generation problem
1324 could be (this file is provided in the CLooG distribution
1325 as @code{test/manual_gauss.cloog}:
1327 @example
1328 # ---------------------- CONTEXT ----------------------
1329 c # language is C
1331 # Context (no constraints on one parameter)
1332 1 3                     # 1 line and 3 columns    
1333 # eq/in n  1
1334     1   0  0            # 0 >= 0, always true
1336 1 # We want to set manually the parameter name
1337 n                       # parameter name
1339 # --------------------- STATEMENTS --------------------
1340 2 # Number of statements
1342 1 # First statement: one domain
1343 4 5                     # 4 lines and 3 columns
1344 # eq/in i  j  n  1
1345     1   1  0  0 -1      # i >= 1
1346     1  -1  0  1 -1      # i <= n-1
1347     1  -1  1  0 -1      # j >= i+1
1348     1   0 -1  1  0      # j <= n
1349 0  0  0                 # for future options
1352 # Second statement: one domain
1353 6 6                     # 6 lines and 3 columns
1354 # eq/in i  j  k  n  1
1355     1   1  0  0  0 -1   # i >= 1
1356     1  -1  0  0  1 -1   # i <= n-1
1357     1  -1  1  0  0 -1   # j >= i+1
1358     1   0 -1  0  1  0   # j <= n
1359     1  -1  0  1  0 -1   # k >= i+1
1360     1   0  0 -1  1  0   # k <= n
1361 0  0  0                 # for future options
1363 0 # We let CLooG set the iterator names
1365 # --------------------- SCATTERING --------------------
1366 2 # Scattering functions
1367 # First function
1368 8 13                    # 3 lines and 3 columns
1369 # eq/in p1 p2 p3 p4 p5 p6 p7 p8  i  j  n  1
1370     0    1  0  0  0  0  0  0  0 -1  0  0  0     # p1 = i
1371     0    0  1  0  0  0  0  0  0  0  0  0  0     # p2 = 0
1372     0    0  0  1  0  0  0  0  0 -1  0  0  0     # p3 = i
1373     0    0  0  0  1  0  0  0  0  0  0  0  0     # p4 = 0
1374     0    0  0  0  0  1  0  0  0  0 -1  0  0     # p5 = j
1375     0    0  0  0  0  0  1  0  0  0  0  0  0     # p6 = 0
1376     0    0  0  0  0  0  0  1  0  0  0  0  0     # p7 = 0
1377     0    0  0  0  0  0  0  0  1  0  0  0  0     # p8 = 0
1378 # Second function
1379 8 14                    # 3 lines and 3 columns
1380 # eq/in p1 p2 p3 p4 p5 p6 p7 p8  i  j  k  n  1
1381     0    1  0  0  0  0  0  0  0  0  0 -1  0  0  # p1 = k
1382     0    0  1  0  0  0  0  0  0  0  0  0  0  0  # p2 = 0
1383     0    0  0  1  0  0  0  0  0 -1  0  0  0  0  # p3 = i
1384     0    0  0  0  1  0  0  0  0  0  0  0  0  0  # p4 = 0
1385     0    0  0  0  0  1  0  0  0  0 -1  0  0  0  # p5 = j
1386     0    0  0  0  0  0  1  0  0  0  0  0  0 -1  # p6 = 1
1387     0    0  0  0  0  0  0  1  0  0  0 -1  0  0  # p7 = k
1388     0    0  0  0  0  0  0  0  1  0  0  0  0  0  # p8 = 0
1390 1 # We want to set manually the scattering dimension names
1391 p1 p2 p3 p4 p5 p6 p7 p8 # scattering dimension names
1392 @end example
1394 Calling CLooG, with for instance the command line
1395 @code{cloog -fsp 2 gauss.cloog} for a better view
1396 of the allocation (the processor number is given by @code{p1}),
1397 will result on the following target code that actually implements
1398 the transformation. A minor processing on the dimension @code{p1}
1399 to implement, e.g., MPI calls, which is not shown here may
1400 result in dramatic speedups !
1402 @example
1403 if (n >= 2) @{
1404   p1 = 1 ;
1405   for (p5=2;p5<=n;p5++) @{
1406     S1(i = 1,j = p5) ;
1407   @}
1409 for (p1=2;p1<=n-1;p1++) @{
1410   for (p3=1;p3<=p1-1;p3++) @{
1411     for (p5=p3+1;p5<=n;p5++) @{
1412       S2(i = p3,j = p5,k = p1) ;
1413     @}
1414   @}
1415   for (p5=p1+1;p5<=n;p5++) @{
1416     S1(i = p1,j = p5) ;
1417   @}
1419 if (n >= 2) @{
1420   p1 = n ;
1421   for (p3=1;p3<=n-1;p3++) @{
1422     for (p5=p3+1;p5<=n;p5++) @{
1423       S2(i = p3,j = p5,k = n) ;
1424     @}
1425   @}
1427 @end example
1430 @c %/*************************************************************************
1431 @c % *                           A Full Example                              *
1432 @c % *************************************************************************/
1433 @node CLooG Library
1434 @chapter Using the CLooG Library
1435 The CLooG Library was implemented to allow the user to call CLooG
1436 directly from his programs, without file accesses or system calls. The
1437 user only needs to link his programs with C libraries. The CLooG
1438 library mainly provides one function (@code{cloog_program_generate})
1439 which takes as input the problem
1440 description with some options, and returns the data structure corresponding
1441 to the generated code (a @code{CloogProgram} structure) which is more or less
1442 an abstract syntax tree.
1443 The user can work with this data structure and/or use
1444 our pretty printing function to write the final code in either C or FORTRAN.
1445 Some other functions are provided for convenience reasons.
1446 These functions as well as the data structures are described in this section.
1448 @menu
1449 * CLooG Data Structures::
1450 * CLooG Functions::
1451 * CLooG Output::
1452 * Example of Library Utilization::
1453 @end menu
1456 @node CLooG Data Structures
1457 @section CLooG Data Structures Description
1458 In this section, we describe the data structures used by the loop
1459 generator to represent and to process a code generation problem.
1461 @menu
1462 * CloogState::
1463 * CloogMatrix::
1464 * CloogDomain::
1465 * CloogScattering::
1466 * CloogScatteringList::
1467 * CloogStatement::
1468 * CloogBlock::
1469 * CloogBlockList::
1470 * CloogLoop::
1471 * CloogNames::
1472 * CloogProgram::
1473 * CloogOptions::
1474 @end menu
1477 @node CloogState
1478 @subsection CloogState
1479 @example
1480 @group
1481 CloogState *cloog_state_malloc(void);
1482 void cloog_state_free(CloogState *state);
1483 @end group
1484 @end example
1486 @noindent The @code{CloogState} structure is (implicitly) needed to perform
1487 any CLooG operation.  It should be created using @code{cloog_state_malloc}
1488 before any other CLooG objects are created and destroyed using
1489 @code{cloog_state_free} after all objects have been freed.
1490 It is allowed to use more than one @code{CloogState} structure at
1491 the same time, but an object created within the state of a one
1492 @code{CloogState} structure is not allowed to interact with an object
1493 created within the state of an other @code{CloogState} structure.
1496 @node CloogMatrix
1497 @subsection CloogMatrix
1499 @noindent The @code{CloogMatrix} structure is equivalent to the PolyLib
1500 @code{Matrix} data structure (@pxref{Wil93}). This structure is devoted to
1501 represent a set of constraints.
1503 @example
1504 @group
1505 struct cloogmatrix
1506 @{ unsigned NbRows ;    /* Number of rows. */
1507   unsigned NbColumns ; /* Number of columns. */
1508   cloog_int_t **p;     /* Array of pointers to the matrix rows. */
1509   cloog_int_t *p_Init; /* Matrix rows contiguously in memory. */
1511 typedef struct cloogmatrix CloogMatrix;
1512 @end group
1513 @end example
1515 @noindent The whole matrix is stored in memory row after row at the
1516 @code{p_Init} address. @code{p} is an array of pointers where
1517 @code{p[i]} points to the first element of the @math{i^{th}} row.
1518 @code{NbRows} and @code{NbColumns} are respectively the number of
1519 rows and columns of the matrix. 
1520 Each row corresponds to a constraint. The first element of each row is an
1521 equality/inequality tag. The
1522 constraint is an equality @math{p(x) = 0} if the first element is 0, but it is
1523 an inequality @math{p(x) \geq 0} if the first element is 1.
1524 The next elements are the coefficients of the unknowns,
1525 followed by the coefficients of the parameters, and finally the constant term.
1526 For instance, the following three constraints:
1528 @tex
1530 \hbox{$ \cases{ -i + m       &$= 0$\cr
1531                 -j + n       &$\geq 0$\cr
1532                  j + i - k   &$\geq 0$}$}
1534 @end tex
1536 @ifnottex
1537 @example
1538 @group
1539     -i + m  = 0
1540     -j + n >= 0
1541  i + j - k >= 0
1542 @end group
1543 @end example
1544 @end ifnottex
1546 @noindent would be represented by the following rows:
1548 @example
1549 @group
1550 # eq/in  i   j   k   m   n   cst
1551     0    0  -1   0   1   0    0 
1552     1   -1   0   0   0   1    0 
1553     1    1   1  -1   0   0    0 
1554 @end group
1555 @end example
1557 @noindent To be able to provide different precision version (CLooG
1558 supports 32 bits, 64 bits and arbitrary precision through the GMP library),
1559 the @code{cloog_int_t} type depends on the configuration options (it may be
1560 @code{long int} for 32 bits version, @code{long long int} for 64 bits version,
1561 and @code{mpz_t} for multiple precision version).
1563 @node CloogDomain
1564 @subsection CloogDomain
1565 @example
1566 @group
1567 CloogDomain *cloog_domain_union_read(CloogState *state,
1568                                      FILE *input, int nb_parameters);
1569 void cloog_domain_free(CloogDomain *domain);
1570 @end group
1571 @end example
1573 @noindent @code{CloogDomain} is an opaque type representing a polyhedral
1574 domain (a union of polyhedra).
1575 A @code{CloogDomain} can be read
1576 from a file using @code{cloog_domain_union_read}.
1577 The input format is that of @ref{Domain Representation}.
1578 The @code{CloogDomain} can be freed using @code{cloog_domain_free}.
1579 There are also some backend dependent functions for creating
1580 @code{CloogDomain}s.
1582 @menu
1583 * CloogDomain/PolyLib::
1584 * CloogDomain/isl::
1585 @end menu
1587 @node CloogDomain/PolyLib
1588 @subsubsection PolyLib
1590 @example
1591 #include <cloog/polylib/cloog.h>
1592 CloogDomain *cloog_domain_from_polylib_polyhedron(CloogState *state,
1593                                         Polyhedron *, int nb_par);
1594 @end example
1595 @noindent
1596 The function @code{cloog_domain_from_polylib_polyhedron} takes a PolyLib
1597 @code{Polyhedron} as input and returns a pointer to a @code{CloogDomain}.
1598 The @code{nb_par} parameter indicates the number of parameters
1599 in the domain.  The input data structure if neither modified nor freed.
1601 @node CloogDomain/isl
1602 @subsubsection isl
1604 @example
1605 #include <cloog/isl/cloog.h>
1606 CloogDomain *cloog_domain_from_isl_set(struct isl_set *set);
1607 @end example
1608 @noindent
1609 The function @code{cloog_domain_from_isl_set} takes a
1610 @code{struct isl_set} as input and returns a pointer to a @code{CloogDomain}.
1611 The function consumes a reference to the given @code{struct isl_set}.
1614 @node CloogScattering
1615 @subsection CloogScattering
1616 @example
1617 @group
1618 CloogScattering *cloog_domain_read_scattering(CloogDomain *domain,
1619                                               FILE *foo);
1620 void cloog_scattering_free(CloogScattering *);
1621 @end group
1622 @end example
1624 @noindent
1625 The @code{CloogScattering} type represents a scattering function.
1626 A @code{CloogScattering} for a given @code{CloogDomain} can be read
1627 from a file using @code{cloog_scattering_read}.
1628 It can be freed using @code{cloog_scattering_free}.
1629 There are also some backend dependent functions for creating
1630 @code{CloogScattering}s.
1632 @menu
1633 * CloogScattering/PolyLib::
1634 * CloogScattering/isl::
1635 @end menu
1638 @node CloogScattering/PolyLib
1639 @subsubsection PolyLib
1641 @example
1642 #include <cloog/polylib/cloog.h>
1643 CloogScattering *cloog_scattering_from_polylib_polyhedron(
1644         CloogState *state, Polyhedron *polyhedron, int nb_par);
1645 @end example
1646 @noindent
1647 The function @code{cloog_scattering_from_polylib_polyhedron} takes a PolyLib
1648 @code{Polyhedron} as input and returns a pointer to a @code{CloogScattering}.
1649 The @code{nb_par} parameter indicates the number of parameters
1650 in the domain.  The input data structure if neither modified nor freed.
1652 @node CloogScattering/isl
1653 @subsubsection isl
1655 @example
1656 #include <cloog/isl/cloog.h>
1657 CloogScattering *cloog_scattering_from_isl_map(struct isl_map *map);
1658 @end example
1659 @noindent
1660 The function @code{cloog_scattering_from_isl_map} takes a
1661 @code{struct isl_map} as input and returns a pointer to a @code{CloogScattering}.
1662 The input dimensions of the @code{struct isl_map} correspond to the
1663 scattering dimensions, while the output dimensions correspond to the
1664 domain dimensions.
1665 The function consumes a reference to the given @code{struct isl_map}.
1668 @node CloogScatteringList
1669 @subsection CloogScatteringList
1670 @example
1671 @group
1672 struct cloogscatteringlist @{
1673   CloogScattering *scatt;
1674   struct cloogscatteringlist *next;
1676 typedef struct cloogscatteringlist CloogScatteringList;
1677 @end group
1678 @end example
1680 @noindent The CloogScatteringList structure represents
1681 a @code{NULL} terminated linked list of scattering functions.
1684 @node CloogStatement
1685 @subsection CloogStatement
1686 @example
1687 @group
1688 struct cloogstatement
1689 @{ int number ;                  /* The statement unique number. */
1690   void * usr ;                  /* Pointer for user's convenience. */
1691   struct cloogstatement * next ;/* Next element of the linked list. */
1692 @} ;
1693 typedef struct cloogstatement CloogStatement ;
1694 @end group
1695 @end example
1697 @noindent The @code{CloogStatement} structure represents a @code{NULL}
1698 terminated linked
1699 list of statements. In CLooG, a statement is only defined by its unique
1700 number (@code{number}). The user can use the pointer @code{usr} for his
1701 own convenience to link his own statement representation to the
1702 corresponding @code{CloogStatement} structure. The whole management of the
1703 @code{usr} pointer is under the responsibility of the user, in particular,
1704 CLooG never tries to print, to allocate or to free a memory block pointed
1705 by @code{usr}. 
1708 @node CloogBlock
1709 @subsection CloogBlock
1710 @example
1711 @group
1712 struct cloogblock
1713 @{ CloogStatement * statement ; /* Statement list of the block. */
1714   CloogMatrix * scattering ;   /* Scattering function of the block. */
1715   int depth ;                  /* Original block depth.*/
1716   void * usr;                  /* Pointer for user's convenience. */
1717 @} ;
1718 typedef struct cloogblock CloogBlock ;
1719 @end group
1720 @end example
1722 @noindent The @code{CloogBlock} structure represents a statement block.
1723 In a statement block, every statements have the same iteration
1724 domain and the same scattering function (actually, the scattering
1725 functions may differ only by a scalar
1726 coefficient if it just precises the ordering of the statements within
1727 the block). @code{statement} is the statement list where the
1728 statement order matters, @code{scattering} is one of
1729 the statement scattering functions and
1730 @code{depth} is the number of dimensions of the
1731 iteration domain (only the unknown, not the tag/parameters/scalar).
1732 @code{usr} is a pointer for library user's convenience. Note this pointer
1733 is never allocated, freed or printed by CLooG.
1735 @node CloogBlockList
1736 @subsection CloogBlockList
1737 @example
1738 @group
1739 struct cloogdblocklist
1740 @{ CloogBlock * block ;
1741   struct cloogblocklist * next ;
1742 @} ;
1743 typedef struct cloogblocklist CloogBlockList ;
1744 @end group
1745 @end example
1747 @noindent The CloogBlockList structure represents a @code{NULL} terminated linked list
1748 of blocks.
1751 @node CloogLoop
1752 @subsection CloogLoop 
1753 @example
1754 @group
1755 struct cloogloop
1756 @{ CloogDomain * domain;       /* Iteration domain. */
1757   Value stride ;               /* Loop stride. */
1758   CloogBlock * block ;         /* Included statement block.*/
1759   void * usr;                  /* Pointer for user's convenience. */
1760   struct cloogloop * inner ;   /* Loop at the next level. */
1761   struct cloogloop * next ;    /* Next loop at the same level. */
1762 @} ;
1763 typedef struct cloogloop CloogLoop ;
1764 @end group
1765 @end example
1767 @noindent The @code{CloogLoop} structure represents a loop.
1768 First of all, a
1769 loop has an iteration domain (@code{domain}). The iterator's stride for loop
1770 increment is @code{stride}. The loop can include a statement block
1771 in the field @code{block}. If there is no included statement block,
1772 @code{block} is set to @code{NULL}. @code{usr} is a pointer for library
1773 user's convenience. Note that this pointer is never allocated, freed or
1774 printed by CLooG. @code{inner} is a pointer to the inner
1775 loop, and @code{next} a pointer to the next loop in the textual order. If
1776 there are no inner loop or no next loop, the corresponding pointer is set
1777 to @code{NULL}.
1780 @node CloogNames
1781 @subsection CloogNames
1782 @example
1783 @group
1784 struct cloognames
1785 @{ int nb_scattering ;         /* Scattering dimension number. */
1786   int nb_iterators ;          /* Iterator number. */
1787   int nb_parameters ;         /* Parameter number. */
1788   char ** scattering ;        /* The scattering dimension names. */
1789   char ** iterators ;         /* The iterator names. */
1790   char ** parameters ;        /* The parameter names. */
1791 @} ;
1792 typedef struct cloognames CloogNames ;
1793 @end group
1794 @end example
1796 @noindent The @code{CloogNames} structure represents the scattering dimension,
1797 the iterator and the parameter names in the final program.
1798 @code{nb_scattering} 
1799 (respectively @code{nb_iterators} and @code{nb_parameters})
1800 is the number of scattering dimensions number
1801 (respectively the iterator and parameter number)
1802 and of elements in the corresponding array of strings
1803 @code{scattering}
1804 (respectively @code{iterators} and @code{parameters}).
1805 The @math{i^{th}} scattering dimension name will be associated with the
1806 to the dimension @math{i} of the scattering function.
1807 The @math{i^{th}} iterator name will be associated with the
1808 dimension @math{i} of the iteration domain. 
1809 The @math{i^{th}} parameter name will be associated with the
1810 dimension @math{i} of the context polyhedron.
1811 The user has to ensure that there are
1812 enough scattering dimension, iterator and parameter names. 
1815 @node CloogProgram
1816 @subsection CloogProgram
1817 @example
1818 @group
1819 struct cloogprogram
1820 @{ char language ;              /* The language of the program. */
1821   int  nb_scattdims ;          /* Scattering dimension number. */
1822   CloogNames  * names ;        /* Iterators and parameters names. */
1823   CloogDomain * context ;      /* The context of the program. */
1824   CloogLoop   * loop ;         /* The loops of the program. */
1825   CloogBlockList * blocklist ; /* The statement block list. */
1826   void * usr;                  /* For library user's convenience. */
1827 @} ;
1828 typedef struct cloogprogram CloogProgram ;
1829 @end group
1830 @end example
1832 @noindent The @code{CloogProgram} structure represents a static control program kernel.
1833 @code{language} precises the language (@code{c} for C or @code{f} for FORTRAN).
1834 @code{nb_scattdims} gives the number of scattering dimensions.
1835 @code{context} is a pointer to the constraints on the program parameters,
1836 it can't be the
1837 @code{NULL} pointer even if there are no constraints on parameters. In such a
1838 case, set a polyhedron with as many dimensions as there are parameters, with
1839 an @emph{always true} constraint like @math{1 \geq 0} (this is necessary
1840 since the number of parameters is deduced from the dimension number of
1841 the context constraints). @code{loop} is a pointer
1842 to the first loop of the program. @code{names} is a pointer to the various
1843 element names (scattering dimension, iterators, parameters)
1844 of the final program. @code{names} can be the @code{NULL}
1845 pointer if the user do not want to use our pretty printing function.
1846 @code{blocklist} is the linked list of all the statement block structures.
1847 @code{usr} is a pointer for library user's convenience. Note that this pointer
1848 is never allocated, freed or printed by CLooG.
1849 As an example, let us consider the following loop nest:
1850 @example
1851 @group
1852 for (i=0; i<=n; i++) @{ 
1853   for (j=0; j<=n; j++) @{
1854     S1 ;
1855     S2 ;
1856   @}
1857   for (j=n+1; j<=2*n; j++) @{
1858     S3 ;
1859   @}
1860 @}  
1861 @end group
1862 @end example
1863 @noindent The next figure gives a possible representation in memory for this
1864 program thanks to the CLooG data structures (it has been actually printed
1865 by the @code{cloog_program_print} function). In this figure,
1866 @samp{+-- CloogLoop} denotes an @samp{inner} loop, while a @samp{CloogLoop}
1867 on the same column pointed by an arrow denotes a @samp{next} loop:
1869 @smallexample
1870 +-- CloogProgram
1871 |       |       
1872 |       Language: c
1873 |       |       
1874 |       Scattering dimension number: 0
1875 |       |       
1876 |       +-- CloogNames
1877 |       |       |       
1878 |       |       Scattering dimension number: 0
1879 |       |       |       
1880 |       |       +-- No scattering string
1881 |       |       |       
1882 |       |       Iterator number -----------: 2
1883 |       |       |       
1884 |       |       +-- Iterator strings ------: i j
1885 |       |       |       
1886 |       |       Parameter number ----------: 1
1887 |       |       |       
1888 |       |       +-- Parameter strings -----: n
1889 |       |       
1890 |       +-- Context
1891 |       |       [   1    1   -2  ]
1892 |       |       [   1    0    1  ]
1893 |       |       
1894 |       +-- CloogLoop
1895 |       |       |       
1896 |       |       +-- CloogDomain
1897 |       |       |       [   1   -1    1    0  ]
1898 |       |       |       [   1    1    0    0  ]
1899 |       |       |       [   1    0    0    1  ]
1900 |       |       |       
1901 |       |       Stride: 1
1902 |       |       |       
1903 |       |       +-- Null CloogBlock
1904 |       |       |       
1905 |       |       +-- CloogLoop
1906 |       |       |       |       
1907 |       |       |       +-- CloogDomain
1908 |       |       |       |       [   1    0    1    0    0  ]
1909 |       |       |       |       [   1    0   -1    1    0  ]
1910 |       |       |       |       [   1    0    0    0    1  ]
1911 |       |       |       |       
1912 |       |       |       Stride: 1
1913 |       |       |       |       
1914 |       |       |       +-- Null CloogBlock
1915 |       |       |       |       
1916 |       |       |       +-- CloogLoop
1917 |       |       |       |       |       
1918 |       |       |       |       +-- CloogDomain
1919 |       |       |       |       |       [   1    0    0    0    1  ]
1920 |       |       |       |       |       
1921 |       |       |       |       Stride: 1
1922 |       |       |       |       |       
1923 |       |       |       |       +-- CloogBlock
1924 |       |       |       |       |       |       
1925 |       |       |       |       |       +-- CloogStatement 1 
1926 |       |       |       |       |       |          |   
1927 |       |       |       |       |       |          V   
1928 |       |       |       |       |       |   CloogStatement 2 
1929 |       |       |       |       |       |       
1930 |       |       |       |       |       +-- Null scattering function
1931 |       |       |       |       |       |       
1932 |       |       |       |       |       Depth: 2
1933 |       |       |       |       |       
1934 |       |       |       |       
1935 |       |       |       V
1936 |       |       |   CloogLoop
1937 |       |       |       |       
1938 |       |       |       +-- CloogDomain
1939 |       |       |       |       [   1    0   -1    2    0  ]
1940 |       |       |       |       [   1    0    1   -1   -1  ]
1941 |       |       |       |       [   1    0    0    0    1  ]
1942 |       |       |       |       
1943 |       |       |       Stride: 1
1944 |       |       |       |       
1945 |       |       |       +-- Null CloogBlock
1946 |       |       |       |       
1947 |       |       |       +-- CloogLoop
1948 |       |       |       |       |       
1949 |       |       |       |       +-- CloogDomain
1950 |       |       |       |       |       [   1    0    0    0    1  ]
1951 |       |       |       |       |       
1952 |       |       |       |       Stride: 1
1953 |       |       |       |       |       
1954 |       |       |       |       +-- CloogBlock
1955 |       |       |       |       |       |       
1956 |       |       |       |       |       +-- CloogStatement 3 
1957 |       |       |       |       |       |       
1958 |       |       |       |       |       +-- Null scattering function
1959 |       |       |       |       |       |       
1960 |       |       |       |       |       Depth: 2
1961 |       |       |       |       |       
1962 |       |       |       |       
1963 |       |       |       
1964 |       |       
1965 |       
1966 @end smallexample
1969 @node CloogOptions
1970 @subsection CloogOptions
1971 @example
1972 @group
1973 struct cloogoptions
1974 @{ int l ;                     /* -l option.          */
1975   int f ;                     /* -f option.          */
1976   int strides ;               /* -strides option.    */
1977   int sh ;                    /* -sh option.         */
1978   int esp ;                   /* -esp option.        */
1979   int fsp ;                   /* -fsp option.        */
1980   int otl ;                   /* -otl option.        */
1981   int block ;                 /* -block option.      */
1982   int cpp ;                   /* -cpp option.        */
1983   int compilable ;            /* -compilable option. */
1984 @} ;
1985 typedef struct cloogoptions CloogOptions ;
1986 @end group
1987 @end example
1989 @noindent The @code{CloogOptions} structure contains all the possible options to
1990 rule CLooG's behaviour (@pxref{Calling CLooG}).
1991 As a reminder, the default values are:
1992 @itemize @bullet
1993 @item @math{l = -1} (optimize control until the innermost loops),
1994 @item @math{f = 1} (optimize control from the outermost loops),
1995 @item @math{strides = 0} (use only unit strides),
1996 @item @math{sh = 0} (do not simplify convex hulls),
1997 @item @math{esp = 1} (do not spread complex equalities),
1998 @item @math{fsp = 1} (start to spread from the first iterators),
1999 @item @math{otl = 1} (simplify loops running only once).
2000 @item @math{block = 0} (do not make statement blocks when not necessary).
2001 @item @math{cpp = 0} (do not generate a compilable part of code using preprocessor).
2002 @item @math{compilable = 0} (do not generate a compilable code).
2003 @end itemize 
2006 @node CLooG Functions
2007 @section CLooG Functions Description
2009 @menu
2010 * cloog_program_generate::
2011 * cloog_program_scatter::
2012 * cloog_program_pprint::
2013 * cloog_program_read::
2014 * Allocation and Initialization Functions::
2015 * Memory Deallocation Functions::
2016 * Printing Functions::
2017 @end menu
2020 @node cloog_program_generate
2021 @subsection cloog_program_generate
2022 @example
2023 @group
2024 CloogProgram   * cloog_program_generate
2025 ( CloogProgram * program,       /* Input program. */
2026   CloogOptions * options        /* Options. */
2027 ) ;
2028 @end group
2029 @end example
2031 @noindent The @code{cloog_program_generate} function generates
2032 the data structure of the source code that scans the input
2033 polyhedra pointed by @code{program}
2034 according to the options pointed by @code{options}.
2035 The process is made directly on the input structure pointed by
2036 @code{program}, thus the original structure is no longer available
2037 after a call to this function. It returns a pointer to a
2038 @code{CloogProgram} structure containing the
2039 solution in CLooG structures.
2041 The input @code{CloogProgram} structure must have only one loop level
2042 (no inner loops): there is one loop per statement block. For a given block,
2043 the corresponding loop carries the iteration domain, the statement block,
2044 and a loop stride initialized to 1. For instance, the input @code{CloogProgram} structure
2045 that have been sent to @code{cloog_program_generate} to achieve the final
2046 structure and code shown as example in the @code{CloogProgram} structure
2047 description (@pxref{CloogProgram}) was the following one:
2049 @smallexample
2050 +-- CloogProgram
2051 |       |       
2052 |       Language: c
2053 |       |       
2054 |       Scattering dimension number: 0
2055 |       |       
2056 |       +-- CloogNames
2057 |       |       |       
2058 |       |       Scattering dimension number: 0
2059 |       |       |       
2060 |       |       +-- No scattering string
2061 |       |       |       
2062 |       |       Iterator number -----------: 2
2063 |       |       |       
2064 |       |       +-- Iterator strings ------: i j
2065 |       |       |       
2066 |       |       Parameter number ----------: 1
2067 |       |       |       
2068 |       |       +-- Parameter strings -----: n
2069 |       |       
2070 |       +-- Context
2071 |       |       [    1     1    -2  ]
2072 |       |       
2073 |       +-- CloogLoop
2074 |       |       |       
2075 |       |       +-- CloogDomain
2076 |       |       |       [    1     1     0     0     0  ]
2077 |       |       |       [    1    -1     0     1     0  ]
2078 |       |       |       [    1     0     1     0     0  ]
2079 |       |       |       [    1     0    -1     1     0  ]
2080 |       |       |       
2081 |       |       Stride: 1
2082 |       |       |       
2083 |       |       +-- CloogBlock
2084 |       |       |       |       
2085 |       |       |       +-- CloogStatement 1 
2086 |       |       |       |          |
2087 |       |       |       |          V
2088 |       |       |       |   CloogStatement 2 
2089 |       |       |       |       
2090 |       |       |       +-- Null scattering function
2091 |       |       |       |       
2092 |       |       |       Depth: 2
2093 |       |       |       
2094 |       |       V
2095 |       |   CloogLoop
2096 |       |       |       
2097 |       |       +-- CloogDomain
2098 |       |       |       [    1     1     0     0     0  ]
2099 |       |       |       [    1    -1     0     1     0  ]
2100 |       |       |       [    1     0     1    -1    -1  ]
2101 |       |       |       [    1     0    -1     2     0  ]
2102 |       |       |       
2103 |       |       Stride: 1
2104 |       |       |       
2105 |       |       +-- CloogBlock
2106 |       |       |       |       
2107 |       |       |       +-- CloogStatement 3 
2108 |       |       |       |       
2109 |       |       |       +-- Null scattering function
2110 |       |       |       |       
2111 |       |       |       Depth: 2
2112 |       |       |       
2113 |       |       
2114 |       
2115 @end smallexample
2118 @node cloog_program_pprint
2119 @subsection cloog_program_pprint
2120 @example
2121 @group
2122 void cloog_program_pprint
2123 ( FILE * file,                  /* Output file. */
2124   CloogProgram * program,       /* Program to print. */
2125   CloogOptions * options        /* Options. */
2126 ) ;
2127 @end group
2128 @end example
2130 @noindent The function @code{cloog_program_pprint} is a pretty printer for
2131 @code{CloogProgram} structures when it is a solution provided by
2132 the @code{cloog_program_generate} function. It prints the code or pseudo-code in the
2133 file pointed by @code{file} (possibly @code{stdout}) with regards to the
2134 options pointed by @code{options}.
2137 @node cloog_program_scatter
2138 @subsection cloog_program_scatter
2139 @example
2140 @group
2141 void cloog_program_scatter(
2142   CloogProgram *program,        /* Input program. */
2143   CloogScatteringList *scatt,   /* Additional scattering functions. */
2144   CloogOptions *options         /* Options. */
2145 ) ;
2146 @end group
2147 @end example
2149 @noindent The function @code{cloog_program_scatter} applies scattering
2150 functions to the @code{CloogProgram} structure pointed by @code{program}.
2151 Original domains of @code{program} are freed. Scattering functions
2152 are inside the @code{CloogScatteringList} structure pointed by @code{scattering}.
2153 There must be as many scattering functions in the @code{CloogScatteringList}
2154 structure as loops (i.e. iteration domains) in the @code{CloogProgram}
2155 structure. The first scattering function of the list will be applied to the
2156 iteration domain of the first loop in the program, and so on.
2157 @code{names} gives the scattering dimension names as an array of strings. If
2158 @code{names} is @code{NULL}, names are automatically generated: the name of
2159 the @math{n^{th}} scattering dimension will be @code{cn}.
2162 @node cloog_program_read
2163 @subsection cloog_program_read
2164 @example
2165 CloogProgram * cloog_program_read(FILE *) ;
2166 @end example
2167 @noindent The @code{cloog_program_read} function
2168 reads the program data from a CLooG input file
2169 (@pxref{Writing The Input File}). It takes
2170 as input a pointer to the file it has to read (possibly @code{stdin}), and
2171 return a pointer to the read @code{CloogProgram} structure.
2174 @node Allocation and Initialization Functions
2175 @subsection Allocation and Initialization Functions
2176 @example
2177 CloogStructure * cloog_structure_malloc() ;
2178 @end example
2179 @noindent Each CLooG data structure has an allocation and initialization
2180 function as shown above, where @code{Structure} and @code{structure} have to
2181 be replaced by the name of the convenient structure (without @samp{Cloog} prefix) for
2182 instance @code{CloogLoop * cloog_loop_malloc() ;}. These functions return
2183 pointers to an allocated structure with fields set to convenient default
2184 values. @strong{Using those functions is mandatory} to support internal
2185 management fields and to avoid upward compatibility problems if
2186 new fields appear. An exception is @code{cloog_matrix_malloc} since the
2187 @code{CloogMatrix} comes directly from the PolyLib. It takes two parameters:
2188 the number of rows and columns of the matrix we want to allocate:
2189 @example
2190 CloogMatrix * cloog_matrix_malloc(unsigned nbrows, unsigned nbcolumns);
2191 @end example
2194 @node Memory Deallocation Functions
2195 @subsection Memory Deallocation Functions
2196 @example
2197 void cloog_structure_free(CloogStructure *) ;
2198 @end example
2199 @noindent Each CLooG data structure has a deallocation function as shown above,
2200  where @code{Structure} and @code{structure} have to
2201 be replaced by the name of the convenient structure (without @samp{Cloog} prefix) for
2202 instance @code{void cloog_loop_free(CloogLoop *) ;}. These functions
2203 free the allocated memory for the structure provided as input. They free
2204 memory recursively, i.e. they also free the allocated memory for the internal
2205 structures.
2206 @strong{Using those functions is mandatory} to avoid memory leaks on internal
2207 management fields and to avoid upward compatibility problems if
2208 new fields appear.
2211 @node Printing Functions
2212 @subsection Printing Functions
2213 @example
2214 void cloog_structure_print(FILE *, CloogStructure *) ;
2215 @end example
2216 @noindent Each CLooG data structure has a printing function as shown above,
2217  where @code{Structure} and @code{structure} have to
2218 be replaced by the name of the convenient structure (without @samp{Cloog} prefix) for
2219 instance @code{void cloog_loop_print(FILE *, CloogLoop *) ;}. These functions
2220 print the pointed structure (and its fields recursively) to the file provided
2221 as input (possibly @code{stdout}).
2224 @node CLooG Output
2225 @section CLooG Output
2227 @noindent
2228 Given a @code{CloogProgram} for scanning the input polyhedra,
2229 computed using @code{cloog_program_generate}
2230 (@pxref{cloog_program_generate}),
2231 an AST corresponding to the @code{CloogProgram} can be constructed
2232 using @code{cloog_clast_create} and destroyed using
2233 @code{free_clast_stmt}.
2234 @example
2235 struct clast_stmt *cloog_clast_create(CloogProgram *program,
2236                                       CloogOptions *options);
2237 void free_clast_stmt(struct clast_stmt *s);
2238 @end example
2239 @noindent
2240 @code{clast_stmt} represents a linked list of ``statements''.
2241 @example
2242 struct clast_stmt @{
2243     const struct clast_stmt_op    *op;
2244     struct clast_stmt   *next;
2246 @end example
2247 @noindent
2248 The entries in the list are not of type @code{clast_stmt} itself,
2249 but of some larger type.  The following statement types are defined
2250 by CLooG.
2252 @example
2253 struct clast_root @{
2254     struct clast_stmt   stmt;
2255     CloogNames *        names;
2257 struct clast_root *new_clast_root(CloogNames *names);
2259 struct clast_assignment @{
2260     struct clast_stmt   stmt;
2261     const char *        LHS;
2262     struct clast_expr * RHS;
2264 struct clast_assignment *new_clast_assignment(const char *lhs,
2265                                               struct clast_expr *rhs);
2267 struct clast_block @{
2268     struct clast_stmt   stmt;
2269     struct clast_stmt * body;
2271 struct clast_block *new_clast_block(void);
2273 struct clast_user_stmt @{
2274     struct clast_stmt   stmt;
2275     CloogStatement *    statement;
2276     struct clast_stmt * substitutions;
2278 struct clast_user_stmt *new_clast_user_stmt(CloogStatement *stmt, 
2279                                             struct clast_stmt *subs);
2281 struct clast_for @{
2282     struct clast_stmt   stmt;
2283     const char *        iterator;
2284     struct clast_expr * LB;
2285     struct clast_expr * UB;
2286     cloog_int_t         stride;
2287     struct clast_stmt * body;
2289 struct clast_for *new_clast_for(const char *it, struct clast_expr *LB, 
2290                          struct clast_expr *UB, cloog_int_t stride);
2292 struct clast_guard @{
2293     struct clast_stmt   stmt;
2294     struct clast_stmt * then;
2295     int                 n;
2296     struct clast_equation       eq[1];
2298 struct clast_guard *new_clast_guard(int n);
2299 @end example
2300 @noindent
2301 The @code{clast_stmt} returned by @code{cloog_clast_create}
2302 is a @code{clast_root}.
2303 It contains a placeholder for all the variable names that appear
2304 in the AST and a (list of) nested statement(s).
2306 @noindent
2307 A @code{clast_assignment} assigns the value given by
2308 the @code{clast_expr} @code{RHS} to a variable named @code{LHS}.
2310 @noindent
2311 A @code{clast_block} groups a list of statements into one statement.
2312 These statements are only generated if the @code{block} option is set,
2313 @pxref{Statement Block} and @ref{CloogOptions}.
2315 @noindent
2316 A @code{clast_user_stmt} represents a call to a statement specified
2317 by the user, @pxref{CloogStatement}.
2318 @code{substitutions} is a list of @code{clast_assignment} statements
2319 assigning an expression in terms of the scattering dimensions to
2320 each of the original iterators in the original order.
2321 The @code{LHS}s of these assignments are left blank (@code{NULL}).
2323 @noindent
2324 A @code{clast_for} represents a for loop, iterating @code{body} for each
2325 value of @code{iterator} between @code{LB} and @code{UB} in steps
2326 of size @code{stride}.
2328 @noindent
2329 A @code{clast_guard} represents the guarded execution of the @code{then}
2330 (list of) statement(s) by a conjunction of @code{n} (in)equalities.
2331 Each (in)equality is represented by a @code{clast_equation}.
2332 @example
2333 struct clast_equation @{
2334     struct clast_expr * LHS;
2335     struct clast_expr * RHS;
2336     int                 sign;
2338 @end example
2339 @noindent
2340 The condition expressed by a @code{clast_equation} is
2341 @code{LHS <= RHS}, @code{LHS == RHS} or @code{LHS >= RHS}
2342 depending on whether @code{sign} is less than zero, equal
2343 to zero, or greater than zero.
2345 The dynamic type of a @code{clast_stmt} can be determined
2346 using the macro @code{CLAST_STMT_IS_A(stmt,type)},
2347 where @code{stmt} is a pointer to a @code{clast_stmt}
2348 and @code{type} is one of @code{stmt_root}, @code{stmt_ass},
2349 @code{stmt_user}, @code{stmt_block}, @code{stmt_for} or
2350 @code{stmt_guard}.
2351 Users are allowed to define their own statement types by
2352 assigning the @code{op} field of the statements a pointer
2353 to a @code{clast_stmt_op} structure.
2354 @example
2355 struct clast_stmt_op @{
2356     void (*free)(struct clast_stmt *);
2358 @end example
2359 @noindent
2360 The @code{free} field of this structure should point
2361 to a function that frees the user defined statement.
2363 @noindent
2364 A @code{clast_expr} can be an identifier, a term,
2365 a binary expression or a reduction.
2366 @example
2367 enum clast_expr_type @{
2368     clast_expr_name,
2369     clast_expr_term,
2370     clast_expr_bin,
2371     clast_expr_red
2373 struct clast_expr @{
2374     enum clast_expr_type type;
2376 void free_clast_expr(struct clast_expr *e);
2377 @end example
2379 @noindent
2380 Identifiers are of subtype @code{clast_name}.
2381 @example
2382 struct clast_name @{
2383     struct clast_expr   expr;
2384     const char *        name;
2386 struct clast_name *new_clast_name(const char *name);
2387 void free_clast_name(struct clast_name *t);
2388 @end example
2389 @noindent
2390 The character string pointed to by @code{name} is
2391 assumed to be part of the @code{CloogNames} structure
2392 in the root of the clast as is therefore not copied.
2394 @noindent
2395 Terms are of type @code{clast_term}.
2396 @example
2397 struct clast_term @{
2398     struct clast_expr   expr;
2399     cloog_int_t         val;
2400     struct clast_expr  *var;
2402 struct clast_term *new_clast_term(cloog_int_t c, struct clast_expr *v);
2403 void free_clast_term(struct clast_term *t);
2404 @end example
2405 @noindent
2406 If @code{var} is set to @code{NULL}, then the term represents
2407 the integer value @code{val}.  Otherwise, it represents
2408 the term @code{val * var}.
2409 @code{new_clast_term} simply copies the @code{v} pointer
2410 without copying the underlying @code{clast_expr}.
2411 @code{free_clast_term}, on the other hand, recursively frees
2412 @code{var}.
2414 @noindent
2415 Binary expressions are of type @code{clast_bin_type} and
2416 represent either the floor of a division (fdiv),
2417 the ceil of a division (cdiv), an exact division or
2418 the remainder of an fdiv.
2419 @example
2420 enum clast_bin_type @{ clast_bin_fdiv, clast_bin_cdiv, 
2421                       clast_bin_div, clast_bin_mod @};
2422 struct clast_binary @{
2423     struct clast_expr   expr;
2424     enum clast_bin_type type;
2425     struct clast_expr*  LHS;
2426     cloog_int_t         RHS;
2428 struct clast_binary *new_clast_binary(enum clast_bin_type t, 
2429                           struct clast_expr *lhs, cloog_int_t rhs);
2430 void free_clast_binary(struct clast_binary *b);
2431 @end example
2433 @noindent
2434 Reductions are of type @code{clast_reduction} and
2435 can represent either the sum, the minimum or the maximum
2436 of its elements.
2437 @example
2438 enum clast_red_type @{ clast_red_sum, clast_red_min, clast_red_max @};
2439 struct clast_reduction @{
2440     struct clast_expr   expr;
2441     enum clast_red_type type;
2442     int                 n;
2443     struct clast_expr*  elts[1];
2445 struct clast_reduction *new_clast_reduction(enum clast_red_type t,
2446                                             int n);
2447 void free_clast_reduction(struct clast_reduction *r);
2448 @end example
2451 @node Example of Library Utilization
2452 @section Example of Library Utilization
2453 Here is a basic example showing how it is possible to use the CLooG library,
2454 assuming that a standard installation has been done.
2455 The following C program reads a CLooG input file on the standard input,
2456 then prints the solution on the standard output.
2457 Options are preselected to the default values of the CLooG software.
2458 This example is provided in the @code{example} directory of the
2459 CLooG distribution.
2460 @example
2461 /* example.c */
2462 # include <stdio.h>
2463 # include <cloog/cloog.h>
2465 int main()
2467   CloogState *state;
2468   CloogProgram *program;
2469   CloogOptions * options ;
2470   
2471   /* Setting options and reading program informations. */
2472   state = cloog_state_malloc();
2473   options = cloog_options_malloc(state);
2474   program = cloog_program_read(stdin,options) ;
2476   /* Generating and printing the code. */
2477   program = cloog_program_generate(program,options) ;
2478   cloog_program_pprint(stdout,program,options) ;
2480   cloog_options_free(options) ;
2481   cloog_program_free(program) ;
2482   cloog_state_free(state);
2483   return 0;
2485 @end example
2487 @noindent The compilation command could be:
2488 @example
2489 gcc example.c -lcloog -o example
2490 @end example
2491 @noindent A calling command with the input file test.cloog could be:
2492 @example
2493 more test.cloog | ./example
2494 @end example
2497 @c %  ******************************** HACKING *********************************
2498 @c @node Hacking
2499 @c @chapter Hacking CLooG
2501 @c @menu
2502 @c * Program organization::
2503 @c * Special Options::
2504 @c * CLooG Coding Standards::
2505 @c @end menu
2507 @c @node Program organization
2508 @c @section Program organization
2510 @c @node Special Options
2511 @c @section Special Options
2513 @c @node CLooG Coding Standards
2514 @c @section CLooG Coding Standards
2517 @c %  ****************************** INSTALLING ********************************
2518 @node Installing
2519 @chapter Installing CLooG
2521 @menu
2522 * License::
2523 * Requirements::
2524 * Basic Installation::
2525 * Optional Features::
2526 * Uninstallation::
2527 @end menu
2529 @node License
2530 @section License
2531 First of all, it would be very kind to refer the following paper in any
2532 publication that result from the use of the CLooG software or its library,
2533 @pxref{Bas04} (a bibtex entry is provided behind the title page of this
2534 manual, along with copyright notice, and in the CLooG home
2535 @code{http://www.CLooG.org}.
2537 This library is free software; you can redistribute it and/or
2538 modify it under the terms of the GNU Lesser General Public
2539 License as published by the Free Software Foundation; either
2540 version 2.1 of the License, or (at your option) any later version.
2541 This library is distributed in the hope that it will be useful,
2542 but WITHOUT ANY WARRANTY; without even the implied warranty of
2543 MERCHANTABILITY or FITNESS FOR A PARTICULAR PURPOSE.  See the GNU
2544 Lesser General Public License for more details.
2545 @code{http://www.gnu.org/licenses/lgpl-2.1.html}
2547 Note, though, that if you link CLooG against a GPL library such
2548 as the PolyLib backend, then the combination becomes GPL too.
2549 In particular, a CLooG library based on the PolyLib backend
2550 is GPL version 2 only.
2551 Since the isl backend is LGPL, linking against it does not affect
2552 the license of CLooG.
2555 @node Requirements
2556 @section Requirements
2558 CLooG can be used with one of two possible backends,
2559 one using isl and one using PolyLib.
2560 The isl library is included in the CLooG distribution,
2561 while the PolyLib library needs to be obtained separately.
2562 On the other hand, isl requires GMP, while PolyLib can be
2563 compiled with or without the use of GMP.
2564 The user therefore needs to install at least one of
2565 PolyLib or GMP.
2567 @menu
2568 * PolyLib::
2569 * GMP Library::
2570 @end menu
2573 @node PolyLib
2574 @subsection PolyLib (optional)
2575 To successfully install CLooG with the PolyLib backend,
2576 the user first needs to install PolyLib
2577 version 5.22.1 or above (default 64 bits version is satisfying
2578 as well as 32 bits or GMP multiple precision version).
2579 Polylib can be downloaded freely
2580 at @code{http://icps.u-strasbg.fr/PolyLib/} or
2581 @code{http://www.irisa.fr/polylib/}. Once downloaded and unpacked
2582 (e.g. using the @samp{tar -zxvf polylib-5.22.3.tar.gz} command),
2583 the user can compile
2584 it by typing the following commands on the PolyLib's root directory:
2586 @itemize @bullet
2587 @item @code{./configure}
2588 @item @code{make}
2589 @item And as root: @code{make install}
2590 @end itemize
2592 Alternatively, the latest development version can be obtained from the
2593 git repository:
2594 @itemize @bullet
2595 @item @code{git clone git://repo.or.cz/polylib.git}
2596 @item @code{cd polylib}
2597 @item @code{./autogen.sh}
2598 @item @code{./configure}
2599 @item @code{make}
2600 @item And as root: @code{make install}
2601 @end itemize
2603 The PolyLib default installation is @code{/usr/local}. This directory may
2604 not be inside your library path. To fix the problem, the user should set
2605 @example
2606 export LD_LIBRARY_PATH=$LD_LIBRARY_PATH:/usr/local/lib
2607 @end example
2608 @noindent if your shell is, e.g., bash or
2609 @example
2610 setenv LD_LIBRARY_PATH $LD_LIBRARY_PATH:/usr/local/lib
2611 @end example
2612 @noindent if your shell is, e.g., tcsh. Add the line to your .bashrc or .tcshrc (or
2613 whatever convenient file) to make this change permanent. Another solution
2614 is to ask PolyLib to install in the standard path by using the prefix
2615 option of the configure script:
2616 @samp{./configure --prefix=/usr}.
2618 CLooG makes intensive calls to polyhedral operations, and PolyLib
2619 functions do the job. Polylib is a free library written in C for the
2620 manipulation of polyhedra. The library is operating on objects like
2621 vectors, matrices, lattices, polyhedra, Z-polyhedra, unions of
2622 polyhedra and a lot of other intermediary structures. It provides
2623 functions for all the important operations on these structures. 
2625 @node GMP Library
2626 @subsection GMP Library (optional)
2628 To be able to deal with insanely large coefficient, the user will need to
2629 install the GNU Multiple Precision Library (GMP for short) version 4.1.4
2630 or above. It can be freely downloaded from @code{http://www.swox.com/gmp}.
2631 Note that the isl backend currently requires GMP.
2632 The user can compile GMP by typing the following commands on the GMP root
2633 directory:
2635 @itemize @bullet
2636 @item @code{./configure}
2637 @item @code{make}
2638 @item And as root: @code{make install}
2639 @end itemize
2641 The GMP default installation is @code{/usr/local}, the same method to
2642 fix a library path problem applies as with PolyLib (@pxref{PolyLib}).
2644 If you want to use the PolyLib backend, then
2645 PolyLib has to be built using the GMP library by specifying the option
2646 @samp{--with-libgmp=PATH_TO_GMP} to the PolyLib configure script
2647 (where @code{PATH_TO_GMP} is @code{/usr/local} if you did not change the GMP
2648 installation directory). Then you have to set the convenient CLooG configure
2649 script options to build the GMP version (@pxref{Optional Features}).
2652 @node Basic Installation
2653 @section CLooG Basic Installation
2655 Once downloaded and unpacked
2656 (e.g. using the @samp{tar -zxvf cloog-@value{VERSION}.tar.gz} command),
2657 you can compile CLooG by typing the following commands on the CLooG's root
2658 directory:
2660 @itemize @bullet
2661 @item @code{./configure}
2662 @item @code{make}
2663 @item And as root: @code{make install}
2664 @end itemize
2666 Alternatively, the latest development version can be obtained from the
2667 git repository:
2668 @itemize @bullet
2669 @item @code{git clone git://repo.or.cz/cloog.git}
2670 @item @code{cd cloog}
2671 @item @code{./get_submodules.sh}
2672 @item @code{./autogen.sh}
2673 @item @code{./configure}
2674 @item @code{make}
2675 @item And as root: @code{make install}
2676 @end itemize
2678 Depending on which backend you want to use and where they
2679 are located, you may need to pass some
2680 options to the configure script, @pxref{Optional Features}.
2682 The program binaries and object files can be removed from the
2683 source code directory by typing @code{make clean}. To also remove the
2684 files that the @code{configure} script created (so you can compile the
2685 package for a different kind of computer) type @code{make distclean}.
2687 Both the CLooG software and library have been successfully compiled
2688 on the following systems:
2689 @itemize @bullet
2690 @item PC's under Linux, with the @code{gcc} compiler,
2691 @item PC's under Windows (Cygwin), with the @code{gcc} compiler,
2692 @item Sparc and UltraSparc Stations, with the @code{gcc} compiler.
2693 @end itemize
2695 @node Optional Features 
2696 @section Optional Features  
2697 The @code{configure} shell script attempts to guess correct values for
2698 various system-dependent variables and user options used during compilation.
2699 It uses those values to create the @code{Makefile}. Various user options
2700 are provided by the CLooG's configure script. They are summarized in the
2701 following list and may be printed by typing @code{./configure --help} in the
2702 CLooG top-level directory.
2704 @itemize @bullet
2705 @item By default, the installation directory is @code{/usr/local}:
2706 @code{make install} will install the package's files in
2707 @code{/usr/local/bin}, @code{/usr/local/lib} and @code{/usr/local/include}.
2708 The user can specify an installation prefix other than @code{/usr/local} by
2709 giving @code{configure} the option @code{--prefix=PATH}.
2711 @item By default, the isl backend will use the version of isl
2712 that is @code{bundled} together with CLooG.
2713 Using the @code{--with-isl} option of @code{configure}
2714 the user can specify that @code{no} isl,
2715 a previously installed (@code{system}) isl or a @code{build} isl
2716 should be used.
2717 In the latter case, the user should also specify the build location
2718 using @code{--with-isl-builddir=PATH}.
2719 In case of an installed isl,
2720 the installation location can be specified using the
2721 @code{--with-isl-prefix=PATH} and
2722 @code{--with-isl-exec-prefix=PATH} options of @code{configure}.
2724 @item By default, the PolyLib backend will use an installed
2725 (@code{system}) PolyLib, if any.
2726 The installation location can be specified using the
2727 @code{--with-polylib-prefix=PATH} and
2728 @code{--with-polylib-exec-prefix=PATH} options of @code{configure}.
2729 Using the @code{--with-polylib} option of @code{configure}
2730 the user can specify that @code{no} PolyLib or a @code{build} PolyLib
2731 should be used.
2732 In the latter case, the user should also specify the build location
2733 using @code{--with-polylib-builddir=PATH}.
2735 @item By default, the PolyLib backend of CLooG is built
2736 in 64bits version if such version of the
2737 PolyLib is found by @code{configure}. If the only existing version of the
2738 PolyLib is the 32bits or if the user give to @code{configure} the option
2739 @code{--with-bits=32}, the 32bits version of CLooG will be compiled. In the
2740 same way, the option @code{--with-bits=gmp} have to be used to build
2741 the multiple precision version.
2743 @item By default, @code{configure} will look for the GMP library
2744 (necessary to build the multiple precision version) in standard
2745 locations. If necessary, the user can specify the GMP path by giving
2746 @code{configure} the option @code{--with-gmp-prefix=PATH} and/or
2747 @code{--with-gmp-exec-prefix=PATH}.
2748 @end itemize
2750 @node Uninstallation 
2751 @section Uninstallation  
2752 The user can easily remove the CLooG software and library from his system
2753 by typing (as root if necessary) from the CLooG top-level directory
2754 @code{make uninstall}.
2756 @c %  **************************** DOCUMENTATION ******************************
2757 @node Documentation
2758 @chapter Documentation
2759 The CLooG distribution provides several documentation sources. First, the
2760 source code itself is as documented as possible. The code comments use a
2761 Doxygen-compatible presentation (something similar to what JavaDoc does for
2762 JAVA). The user may install Doxygen
2763 (see @code{http://www.stack.nl/~dimitri/doxygen}) to automatically
2764 generate a technical documentation by typing @code{make doc} or
2765 @code{doxygen ./autoconf/Doxyfile} at the CLooG top-level directory after
2766 running the configure script (@pxref{Installing}). Doxygen will generate
2767 documentation sources (in HTML, LaTeX and man) in the @code{doc/source}
2768 directory of the CLooG distribution.
2770 The Texinfo sources of the present document are also provided in the @code{doc}
2771 directory. You can build it in either DVI format (by typing
2772 @code{texi2dvi cloog.texi}) or PDF format
2773 (by typing @code{texi2pdf cloog.texi}) or HTML format
2774 (by typing @code{makeinfo --html cloog.texi}, using @code{--no-split}
2775 option to generate a single HTML file) or info format
2776 (by typing @code{makeinfo cloog.texi}).
2778 @c %  ****************************** REFERENCES ********************************
2779 @node References
2780 @chapter References
2782 @itemize
2783 @item
2784 @anchor{Bas03a}[Bas03a] C. Bastoul, P. Feautrier. Improving data locality
2785 by chunking. CC'12 International Conference on Compiler Construction,
2786 LNCS 2622, pages 320-335, Warsaw, april 2003. 
2788 @item
2789 @anchor{Bas03b}[Bas03b] C. Bastoul. Efficient code generation for automatic
2790 parallelization and optimization. ISPDC'03 IEEE International Symposium on
2791 Parallel and Distributed Computing, pages 23-30, Ljubljana, october 2003. 
2793 @item
2794 @anchor{Bas04}[Bas04] C. Bastoul. Code Generation in the Polyhedral Model
2795 Is Easier Than You Think. PACT'13 IEEE International Conference on Parallel
2796 Architecture and Compilation Techniques, pages 7-16, Juan-les-Pins,
2797 september 2004.
2799 @item
2800 @anchor{Fea92}[Fea92] P. Feautrier Some efficient solutions to the affine
2801 scheduling problem, part II: multidimensional time.
2802 International Journal of Parallel Programming, 21(6):389--420, December 1992.
2804 @item
2805 @anchor{Gri04}[Gri04] M. Griebl. Automatic parallelization of loop programs
2806 for distributed memory architectures. Habilitation Thesis. Facult@"at f@"ur
2807 Mathematik und Informatik, Universit@"at Passau, 2004.
2808 @emph{http://www.infosun.fmi.uni-passau.de/cl/loopo/}
2810 @item
2811 @anchor{Qui00}[Qui00] F. Quiller@'e, S. Rajopadhye, and D. Wilde.
2812 Generation of efficient nested loops from polyhedra.
2813 International Journal of Parallel Programming, 28(5):469-498,
2814 october 2000.
2816 @item
2817 @anchor{Wil93}[Wil93] Doran K. Wilde.
2818 A library for doing polyhedral operations.
2819 Technical Report 785, IRISA, Rennes, France, 1993.
2821 @end itemize
2826 @c % /*************************************************************************
2827 @c %  *                       PART VI: END OF THE DOCUMENT                    *
2828 @c %  *************************************************************************/
2829 @c @unnumbered Index
2830      
2831 @c @printindex cp
2832      
2833 @bye