如何在主机端代码中使用 OpenCL 向量类型进行算术运算？

Question

这是我的代码：

#include <stdio.h>
#include <CL/cl.h>
#include <CL/cl_platform.h>

int main(){    
    cl_float3 f3 =  (cl_float3){1, 1, 1};
    cl_float3 f31 = (cl_float3) {2, 2, 2};
    cl_float3 f32 = (cl_float3) {2, 2, 2};
    f3 = f31 + f32;
    printf("%g %g %g \n", f3.x, f3.y, f3.z);
    return  0;
}

使用 gcc 4.6 编译时，会产生错误

test.c:14:11: error: invalid operands to binary + (have ‘cl_float3’ and ‘cl_float3’)

对我来说很奇怪，因为OpenCL Specification 在第 6.4 节中证明了这一点，增加了两个 floatn。我需要包含任何其他标题吗？

但更奇怪的是，当使用-std=c99 编译时，我会遇到类似的错误

test.c:16:26: error: ‘cl_float3’ has no member named ‘x’

..对于所有组件（x、y 和 z）...

Answer 1

cl_float.v 是另一种选择：

#include <assert.h>
#include <CL/cl.h>

int main(void) {
    cl_float4 f = {{1, 2, 3, 4}};
    cl_float4 g = {{5, 6, 7, 8}};
    cl_float4 h;
    h.v4 = f.v4 + g.v4;
    assert(h.s[0] == 6);
    assert(h.s[1] == 8);
    return EXIT_SUCCESS;
}

可以这样运行：

gcc -std=c89 -Wall -Wextra tmp.c -lOpenCL && ./a.out 

在 Ubuntu 16.10 中，gcc 6.2.0。

v 在 Linux GCC x86 中通过 GCC vector extensions 定义。

文件https://github.com/KhronosGroup/OpenCL-Headers/blob/bf0f43b76f4556c3d5717f8ba8a01216b27f4af7/cl_platform.h 包含：

#if defined( __SSE__ )
    [...]
    #if defined( __GNUC__ )
        typedef float __cl_float4   __attribute__((vector_size(16)));
    [...]
    #define __CL_FLOAT4__   1

然后：

typedef union
{
[...]
#if defined( __CL_FLOAT4__) 
    __cl_float4     v4;
#endif
}cl_float4;

不确定ifdefs 的这种弹幕是 Khronos 的一个好举措，但它就是我们所拥有的。

我建议您始终使用.s[0]，这是最便携的选项。如果我们专注于 GPU，我们不需要加速主机 SIMD...

C11 匿名结构

错误error: ‘cl_float3’ has no member named ‘x’ 的发生是因为https://stackoverflow.com/a/10981639/895245 中提到的行

更准确地说，此功能称为"anonymous struct"，它是在 C11 中标准化的扩展。

所以理论上它也应该与 -std=c11 一起使用，但它目前不能，因为 CL 标头没有更新以检查 C11，另请参阅：https://github.com/KhronosGroup/OpenCL-Headers/issues/18

Answer 2

结构下标编译出现问题的原因可以看AMD SDK中标准的实现。

如果您查看 AMD 工具包中的 <CL/cl_platform.h> 标头，您会看到结构是如何定义的。

 typedef  cl_float4  cl_float3;

 typedef union
 {
    cl_float  CL_ALIGNED(16) s[4];
 #if (defined( __GNUC__) ||  defined( __IBMC__ )) && ! defined( __STRICT_ANSI__ )
   __extension__ struct{ cl_float   x, y, z, w; };
 ....
 #endif
 }cl_float4;

当使用--std=c99 调用 gcc 时，#if 子句将被忽略。

要使您的代码与 --std=c99 一起使用，您可以将对 f3.x 的引用替换为 f3.s[0] 等等。

Answer 3

OpenCL 程序由两部分组成。

1. 在主机上运行的程序。这通常是用 C 或 C++ 编写的，但它没有什么特别之处，只是它使用了 OpenCL 规范第 4 和 5 节中描述的 API。
2. 在 OpenCL 设备（通常是 GPU）上运行的内核。这是用第 6 节中指定的语言编写的。这不是 C，但它很接近。它添加了诸如矢量操作之类的东西（就像您尝试使用的那样）。这是由主机程序编译的，通过 API 将包含内核代码的字符串传递给 OpenCL。

你混淆了两者，并试图在宿主代码中使用内核语言的特性。