PPCG 0.08.1
[ppcg.git] / README
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1 Requirements:
3 - automake, autoconf, libtool
4         (not needed when compiling a release)
5 - pkg-config (http://www.freedesktop.org/wiki/Software/pkg-config)
6         (not needed when compiling a release using the included isl and pet)
7 - gmp (http://gmplib.org/)
8 - libyaml (http://pyyaml.org/wiki/LibYAML)
9         (only needed if you want to compile the pet executable)
10 - LLVM/clang libraries, 2.9 or higher (http://clang.llvm.org/get_started.html)
11         Unless you have some other reasons for wanting to use the svn version,
12         it is best to install the latest release (3.9).
13         For more details, see pet/README.
15 If you are installing on Ubuntu, then you can install the following packages:
17 automake autoconf libtool pkg-config libgmp3-dev libyaml-dev libclang-dev llvm
19 Note that you need at least version 3.2 of libclang-dev (ubuntu raring).
20 Older versions of this package did not include the required libraries.
21 If you are using an older version of ubuntu, then you need to compile and
22 install LLVM/clang from source.
25 Preparing:
27 Grab the latest release and extract it or get the source from
28 the git repository as follows.  This process requires autoconf,
29 automake, libtool and pkg-config.
31         git clone git://repo.or.cz/ppcg.git
32         cd ppcg
33         ./get_submodules.sh
34         ./autogen.sh
37 Compilation:
39         ./configure
40         make
41         make check
43 If you have installed any of the required libraries in a non-standard
44 location, then you may need to use the --with-gmp-prefix,
45 --with-libyaml-prefix and/or --with-clang-prefix options
46 when calling "./configure".
49 Using PPCG to generate CUDA or OpenCL code
51 To convert a fragment of a C program to CUDA, insert a line containing
53         #pragma scop
55 before the fragment and add a line containing
57         #pragma endscop
59 after the fragment.  To generate CUDA code run
60         
61         ppcg --target=cuda file.c
63 where file.c is the file containing the fragment.  The generated
64 code is stored in file_host.cu and file_kernel.cu.
66 To generate OpenCL code run
68         ppcg --target=opencl file.c
70 where file.c is the file containing the fragment.  The generated code
71 is stored in file_host.c and file_kernel.cl.
74 Specifying tile, grid and block sizes
76 The iterations space tile size, grid size and block size can
77 be specified using the --sizes option.  The argument is a union map
78 in isl notation mapping kernels identified by their sequence number
79 in a "kernel" space to singleton sets in the "tile", "grid" and "block"
80 spaces.  The sizes are specified outermost to innermost.
82 The dimension of the "tile" space indicates the (maximal) number of loop
83 dimensions to tile.  The elements of the single integer tuple
84 specify the tile sizes in each dimension.
85 In case of hybrid tiling, the first element is half the size of
86 the tile in the time (sequential) dimension.  The second element
87 specifies the number of elements in the base of the hexagon.
88 The remaining elements specify the tile sizes in the remaining space
89 dimensions.
91 The dimension of the "grid" space indicates the (maximal) number of block
92 dimensions in the grid.  The elements of the single integer tuple
93 specify the number of blocks in each dimension.
95 The dimension of the "block" space indicates the (maximal) number of thread
96 dimensions in the grid.  The elements of the single integer tuple
97 specify the number of threads in each dimension.
99 For example,
101     { kernel[0] -> tile[64,64]; kernel[i] -> block[16] : i != 4 }
103 specifies that in kernel 0, two loops should be tiled with a tile
104 size of 64 in both dimensions and that all kernels except kernel 4
105 should be run using a block of 16 threads.
107 Since PPCG performs some scheduling, it can be difficult to predict
108 what exactly will end up in a kernel.  If you want to specify
109 tile, grid or block sizes, you may want to run PPCG first with the defaults,
110 examine the kernels and then run PPCG again with the desired sizes.
111 Instead of examining the kernels, you can also specify the option
112 --dump-sizes on the first run to obtain the effectively used default sizes.
115 Compiling the generated CUDA code with nvcc
117 To get optimal performance from nvcc, it is important to choose --arch
118 according to your target GPU.  Specifically, use the flag "--arch sm_20"
119 for fermi, "--arch sm_30" for GK10x Kepler and "--arch sm_35" for
120 GK110 Kepler.  We discourage the use of older cards as we have seen
121 correctness issues with compilation for older architectures.
122 Note that in the absence of any --arch flag, nvcc defaults to
123 "--arch sm_13". This will not only be slower, but can also cause
124 correctness issues.
125 If you want to obtain results that are identical to those obtained
126 by the original code, then you may need to disable some optimizations
127 by passing the "--fmad=false" option.
130 Compiling the generated OpenCL code with gcc
132 To compile the host code you need to link against the file
133 ocl_utilities.c which contains utility functions used by the generated
134 OpenCL host code.  To compile the host code with gcc, run
136   gcc -std=c99 file_host.c ocl_utilities.c -lOpenCL
138 Note that we have experienced the generated OpenCL code freezing
139 on some inputs (e.g., the PolyBench symm benchmark) when using
140 at least some version of the Nvidia OpenCL library, while the
141 corresponding CUDA code runs fine.
142 We have experienced no such freezes when using AMD, ARM or Intel
143 OpenCL libraries.
145 By default, the compiled executable will need the _kernel.cl file at
146 run time.  Alternatively, the option --opencl-embed-kernel-code may be
147 given to place the kernel code in a string literal.  The kernel code is
148 then compiled into the host binary, such that the _kernel.cl file is no
149 longer needed at run time.  Any kernel include files, in particular
150 those supplied using --opencl-include-file, will still be required at
151 run time.
154 Function calls
156 Function calls inside the analyzed fragment are reproduced
157 in the CUDA or OpenCL code, but for now it is left to the user
158 to make sure that the functions that are being called are
159 available from the generated kernels.
161 In the case of OpenCL code, the --opencl-include-file option
162 may be used to specify one or more files to be #include'd
163 from the generated code.  These files may then contain
164 the definitions of the functions being called from the
165 program fragment.  If the pathnames of the included files
166 are relative to the current directory, then you may need
167 to additionally specify the --opencl-compiler-options=-I.
168 to make sure that the files can be found by the OpenCL compiler.
169 The included files may contain definitions of types used by the
170 generated kernels.  By default, PPCG generates definitions for
171 types as needed, but these definitions may collide with those in
172 the included files, as PPCG does not consider the contents of the
173 included files.  The --no-opencl-print-kernel-types will prevent
174 PPCG from generating type definitions.
177 GNU extensions
179 By default, PPCG may print out macro definitions that involve
180 GNU extensions such as __typeof__ and statement expressions.
181 Some compilers may not support these extensions.
182 In particular, OpenCL 1.2 beignet 1.1.1 (git-6de6918)
183 has been reported not to support __typeof__.
184 The use of these extensions can be turned off with the
185 --no-allow-gnu-extensions option.
188 Processing PolyBench
190 When processing a PolyBench/C 3.2 benchmark, you should always specify
191 -DPOLYBENCH_USE_C99_PROTO on the ppcg command line.  Otherwise, the source
192 files are inconsistent, having fixed size arrays but parametrically
193 bounded loops iterating over them.
194 However, you should not specify this define when compiling
195 the PPCG generated code using nvcc since CUDA does not support VLAs.
198 CUDA and function overloading
200 While CUDA supports function overloading based on the arguments types,
201 no such function overloading exists in the input language C.  Since PPCG
202 simply prints out the same function name as in the original code, this
203 may result in a different function being called based on the types
204 of the arguments.  For example, if the original code contains a call
205 to the function sqrt() with a float argument, then the argument will
206 be promoted to a double and the sqrt() function will be called.
207 In the transformed (CUDA) code, however, overloading will cause the
208 function sqrtf() to be called.  Until this issue has been resolved in PPCG,
209 we recommend that users either explicitly call the function sqrtf() or
210 explicitly cast the argument to double in the input code.
213 Contact
215 For bug reports, feature requests and questions,
216 contact http://groups.google.com/group/isl-development
218 Whenever you report a bug, please mention the exact version of PPCG
219 that you are using (output of "./ppcg --version").  If you are unable
220 to compile PPCG, then report the git version (output of "git describe")
221 or the version number included in the name of the tarball.
224 Citing PPCG
226 If you use PPCG for your research, you are invited to cite
227 the following paper.
229 @article{Verdoolaege2013PPCG,
230     author = {Verdoolaege, Sven and Juega, Juan Carlos and Cohen, Albert and
231                 G\'{o}mez, Jos{\'e} Ignacio and Tenllado, Christian and
232                 Catthoor, Francky},
233     title = {Polyhedral parallel code generation for CUDA},
234     journal = {ACM Trans. Archit. Code Optim.},
235     issue_date = {January 2013},
236     volume = {9},
237     number = {4},
238     month = jan,
239     year = {2013},
240     issn = {1544-3566},
241     pages = {54:1--54:23},
242     doi = {10.1145/2400682.2400713},
243     acmid = {2400713},
244     publisher = {ACM},
245     address = {New York, NY, USA},