OpenCL結構與模型

OpenCL結構

上一天咱們最後寫了一個OpenCL版本的Hello world程式，童鞋們肯定覺得複雜，一個hello world就這麼多程式碼，其實不是這樣的，大家注意到上邊的程式包含兩個部分，一個

cpp檔案和一個cl檔案，OpenCL的Hello world是要在GPU上執行的，那麼cl就是在GPU上執行的程式碼（一般會比C語言程式碼複雜），而GPU程式是無法直接在GPU上執行的，

而cpp檔案就是負責執行GPU程式環境的建立（也就是這部分程式碼不會隨著程式複雜而增加很多，個人很容易封裝），這兩個檔案其實就是最簡單版本的OpenCL兩個主要部分

的，異構平臺的開發框架

（OpenCL API）和在異構處理器上的程式語言（Kernel）。

OpenCL模型

OpenCL主要定義了下面四種模型：平臺模型，執行模型，記憶體模型，程式設計模型。

一般教材都是放到開頭講一下，個人感覺這樣不利於理解，所以打算將概念分解到程式中去講解。

PS：OpenCL最新版本是2.0，但是基本每個版本都是擴充，沒有本質結構的修改，一般情況推薦閱讀有2.0的上一個版本1.2。

目前準備平臺模型主要在API部分講，執行模型在kernel部分講，記憶體模型在kernel優化部分講，程式設計模型會提一下，不會講太多。

主要內容會涉及opencl規範文件的前六章。

OpenCL API (一)

咱們對應上節課的程式開始講解API，API部分不會講解的太具體，因為大多是通用的，而且文件上足夠詳細。

首先說明的是一些通用性質的，因為說了OpenCL就是庫檔案和標頭檔案，那麼也就說命令OpenCL的標頭檔案會包含很多有用的資訊，咱們就從標頭檔案開始講解。

標頭檔案包含5個部分。

第一部分，直接跳過，說明OpenCL是跨平臺的，而且雖然可用於C++，但是C語言的API，當然也有C++版本的API，實際上用的很少，本教程也不會涉及。

#ifdef __APPLE__
#include <OpenCL/cl_platform.h>
#else
#include <CL/cl_platform.h>
#endif	

#ifdef __cplusplus
extern "C" {
#endif
 

第二部分，自有型別定義，分兩種情況，一種是定義的結構體型別，這些不需要深究，只要能在呼叫API時使用相應的型別就行，另一種是通用型別前面加上cl_代表是在OpenCL中使用的，這些型別是用常用資料型別通用的，使用cl_型別或者常用型別對程式沒有影響，但是混合使用是非常不好的習慣，建議OpenCL相關的函式還是使用OpenCL型別。

typedef struct _cl_platform_id *    cl_platform_id;
...
typedef cl_uint             cl_bool;
...
typedef cl_uint             cl_profiling_info;
...

第三部分，錯誤程式碼，這是最重要的部分，一般API分兩種形式，一種是執行操作，返回錯誤程式碼，例如clGetPlatformIDs，clBuildProgram，一直種是返回建立物件，但是最後一個引數是錯誤程式碼的，例如clCreateContext，clCreateKernel，也就是無論什麼API都會返回一個cl_int的錯誤程式碼，0代表正確，負數代表各種錯誤，都有相應的說明，很好發現錯誤，配合文件中的API說明，多數錯誤都可以排除，所以說這是最重要的部分。

*曾經有位童鞋在網上說程式碼遇到了問題，我告訴他去看標頭檔案錯誤程式碼，他還是弄不明白，還非得按他的思路死扣API的所有引數的含義，然後卻連引數型別都弄不明白，然後我就直接勸他回去好好學學C語言了...

#define CL_SUCCESS                                  0
#define CL_DEVICE_NOT_FOUND                         -1
#define CL_DEVICE_NOT_AVAILABLE                     -2

...

第四部分，屬性定義，好多啊，而且用到的比較少，用到的碰到了相應的API再講，跳過

第五部分，API的函式宣告，有API忘記引數了，可以直接查，比翻文件速度快，也都有簡易註釋，用VS的話，自動提示引數也很方便。

/* Kernel Object APIs */
extern CL_API_ENTRY cl_kernel CL_API_CALL
clCreateKernel(cl_program      /* program */,
               const char *    /* kernel_name */,
               cl_int *        /* errcode_ret */) CL_API_SUFFIX__VERSION_1_0;
...

作業

（一）除錯上節課程式，檢視所有的ret值，進行下列操作，並檢視錯誤返回值：

1.隨便替換三個不同的API的某一個引數，檢視返回值。

2.講kernel裡隨便加點錯誤的程式碼，檢視API的返回值。

3.修kernel的函式列表加上一個新引數，檢視API的返回值。

（二）編寫函式或者巨集定義，檢查返回值，並輸出錯誤型別。