OpenCL 学习step by step (2) 一个简单的OpenCL的程序

转自：/article/4843186.html

作者:迈克老狼2012

现在，我们开始写一个简单的OpenCL程序，计算两个数组相加的和，放到另一个数组中去。程序用cpu和gpu分别计算，最后验证它们是否相等。OpenCL程序的流程大致如下：





下面是source code中的主要代码：

int main(int argc, char* argv[])

{

//在host内存中创建三个缓冲区

float *buf1 = 0;

float *buf2 = 0;

float *buf = 0;

buf1 =(float *)malloc(BUFSIZE * sizeof(float));

buf2 =(float *)malloc(BUFSIZE * sizeof(float));

buf =(float *)malloc(BUFSIZE * sizeof(float));

//用一些随机值初始化buf1和buf2的内容

int i;

srand( (unsigned)time( NULL ) );

for(i = 0; i < BUFSIZE; i++)

buf1[i] = rand()%65535;

srand( (unsigned)time( NULL ) +1000);

for(i = 0; i < BUFSIZE; i++)

buf2[i] = rand()%65535;

//cpu计算buf1,buf2的和

for(i = 0; i < BUFSIZE; i++)

buf[i] = buf1[i] + buf2[i];

cl_uint status;

cl_platform_id platform;

//创建平台对象

status = clGetPlatformIDs( 1, &platform, NULL );

注意：如果我们系统中安装不止一个opencl平台，比如我的os中，有intel和amd两家opencl平台，用上面这行代码，有可能会出错，因为它得到了intel的opencl平台，而intel的平台只支持cpu，而我们后面的操作都是基于gpu，这时我们可以用下面的代码，得到AMD的opencl平台。

cl_uint numPlatforms;
std::string platformVendor;
status = clGetPlatformIDs(0, NULL, &numPlatforms);
if(status != CL_SUCCESS)
{
return 0;
}
if (0 < numPlatforms)
{
cl_platform_id* platforms = new cl_platform_id[numPlatforms];
status = clGetPlatformIDs(numPlatforms, platforms, NULL);

char platformName[100];
for (unsigned i = 0; i < numPlatforms; ++i)
{
status = clGetPlatformInfo(platforms[i],
CL_PLATFORM_VENDOR,
sizeof(platformName),
platformName,
NULL);

platform = platforms[i];
platformVendor.assign(platformName);

if (!strcmp(platformName, "Advanced Micro Devices, Inc."))
{
break;
}
}

std::cout << "Platform found : " << platformName << "\n";
delete[] platforms;
}

cl_device_id device;

//创建GPU设备

clGetDeviceIDs( platform, CL_DEVICE_TYPE_GPU,

1,

&device,

NULL);

//创建context

cl_context context = clCreateContext( NULL,

1,

&device,

NULL, NULL, NULL);

//创建命令队列

cl_command_queue queue = clCreateCommandQueue( context,

device,

CL_QUEUE_PROFILING_ENABLE, NULL );

//创建三个OpenCL内存对象，并把buf1的内容通过隐式拷贝的方式

//buf1内容拷贝到clbuf1,buf2的内容通过显示拷贝的方式拷贝到clbuf2

cl_mem clbuf1 = clCreateBuffer(context,

CL_MEM_READ_ONLY | CL_MEM_COPY_HOST_PTR,

BUFSIZE*sizeof(cl_float),buf1,

NULL );

cl_mem clbuf2 = clCreateBuffer(context,

CL_MEM_READ_ONLY ,

BUFSIZE*sizeof(cl_float),NULL,

NULL );

cl_event writeEvt;

status = clEnqueueWriteBuffer(queue, clbuf2, 1,

0, BUFSIZE*sizeof(cl_float), buf2, 0, 0, 0);

上面这行代码把buf2中的内容拷贝到clbuf2,因为buf2位于host端，clbuf2位于device端，所以这个函数会执行一次host到device的传输操作，或者说一次system memory到video memory的拷贝操作，所以我在该函数的后面放置了clFush函数，表示把command queue中的所有命令提交到device(注意：该命令并不保证命令执行完成),所以我们调用函数waitForEventAndRelease来等待write缓冲的完成，waitForEventAndReleae 是一个用户定义的函数，它的内容如下，主要代码就是通过event来查询我们的操作是否完成，没完成的话，程序就一直block在这行代码处，另外我们也可以用opencl中内置的函数clWaitForEvents来代替clFlush和waitForEventAndReleae。

//等待事件完成
int waitForEventAndRelease(cl_event *event)
{
cl_int status = CL_SUCCESS;
cl_int eventStatus = CL_QUEUED;
while(eventStatus != CL_COMPLETE)
{
status = clGetEventInfo(
*event,
CL_EVENT_COMMAND_EXECUTION_STATUS,
sizeof(cl_int),
&eventStatus,
NULL);
}

status = clReleaseEvent(*event);

return 0;
}

status = clFlush(queue);

//等待数据传输完成再继续往下执行

waitForEventAndRelease(&writeEvt);

cl_mem buffer = clCreateBuffer( context,

CL_MEM_WRITE_ONLY,

BUFSIZE * sizeof(cl_float),

NULL, NULL );

kernel文件中放的是gpu中执行的代码，它被放在一个单独的文件add.cl中，本程序中kernel代码非常简单，只是执行两个数组相加。kernel的代码为：

__kernel void vecadd(__global const float* A, __global const float* B, __global float* C)
{
int id = get_global_id(0);
C[id] = A[id] + B[id];
}

//kernel文件为add.cl

const char * filename = "add.cl";

std::string sourceStr;

status = convertToString(filename, sourceStr);

convertToString也是用户定义的函数，该函数把kernel源文件读入到一个string中，它的代码如下：

//把文本文件读入一个string中,用来读入kernel源文件
int convertToString(const char *filename, std::string& s)
{
size_t size;
char*  str;

std::fstream f(filename, (std::fstream::in | std::fstream::binary));

if(f.is_open())
{
size_t fileSize;
f.seekg(0, std::fstream::end);
size = fileSize = (size_t)f.tellg();
f.seekg(0, std::fstream::beg);

str = new char[size+1];
if(!str)
{
f.close();
return NULL;
}

f.read(str, fileSize);
f.close();
str[size] = '\0';

s = str;
delete[] str;
return 0;
}
printf("Error: Failed to open file %s\n", filename);
return 1;
}

const char * source = sourceStr.c_str();

size_t sourceSize[] = { strlen(source) };

//创建程序对象

cl_program program = clCreateProgramWithSource(

context,

1,

&source,

sourceSize,

NULL);

//编译程序对象

status = clBuildProgram( program, 1, &device, NULL, NULL, NULL );

if(status != 0)

{

printf("clBuild failed:%d\n", status);

char tbuf[0x10000];

clGetProgramBuildInfo(program, device, CL_PROGRAM_BUILD_LOG, 0x10000, tbuf, NULL);

printf("\n%s\n", tbuf);

return -1;

}

//创建Kernel对象

cl_kernel kernel = clCreateKernel( program, "vecadd", NULL );

//设置Kernel参数

cl_int clnum = BUFSIZE;

clSetKernelArg(kernel, 0, sizeof(cl_mem), (void*) &clbuf1);

clSetKernelArg(kernel, 1, sizeof(cl_mem), (void*) &clbuf2);

clSetKernelArg(kernel, 2, sizeof(cl_mem), (void*) &buffer);

注意：在执行kernel时候，我们只设置了global work items数量，没有设置group size，这时候，系统会使用默认的work group size，通常可能是256之类的。

//执行kernel,Range用1维，work itmes size为BUFSIZE

cl_event ev;

size_t global_work_size = BUFSIZE;

clEnqueueNDRangeKernel( queue,

kernel,

1,

NULL,

&global_work_size,

NULL, 0, NULL, &ev);

status = clFlush( queue );

waitForEventAndRelease(&ev);

//数据拷回host内存

cl_float *ptr;

cl_event mapevt;

ptr = (cl_float *) clEnqueueMapBuffer( queue,

buffer,

CL_TRUE,

CL_MAP_READ,

0,

BUFSIZE * sizeof(cl_float),

0, NULL, NULL, NULL );

status = clFlush( queue );

waitForEventAndRelease(&mapevt);

//结果验证，和cpu计算的结果比较

if(!memcmp(buf, ptr, BUFSIZE))

printf("Verify passed\n");

else printf("verify failed");

if(buf)

free(buf);

if(buf1)

free(buf1);

if(buf2)

free(buf2);

程序结束后，这些opencl对象一般会自动释放，但是为了程序完整，养成一个好习惯，这儿我加上了手动释放opencl对象的代码。

//删除OpenCL资源对象

clReleaseMemObject(clbuf1);

clReleaseMemObject(clbuf2);

clReleaseMemObject(buffer);

clReleaseProgram(program);

clReleaseCommandQueue(queue);

clReleaseContext(context);

return 0;

}

程序执行后的界面如下：





完整的代码请参考：

工程文件gclTutorial1

代码下载：

http://files.cnblogs.com/mikewolf2002/gclTutorial.zip