c++ - 如何在 OpenCL 内核中使用 C++ 模板？

Question

我是 OpenCL 的新手。

我有一个使用模板的算法。它与 OpenMP 并行化配合得很好，但现在数据量已经增长，处理它的唯一方法是重写它以使用 OpenCL。我可以轻松地使用 MPI 为集群构建它，但类似 ​​Tesla 的 GPU 比集群便宜得多:)

有没有办法在 OpenCL 内核中使用 C++ 模板？

是否可以通过 C++ 编译器或某些工具以某种方式扩展模板，然后使用如此更改的内核函数？

编辑。一种变通方法的想法是以某种方式从模板中的 C++ 代码生成与 C99 兼容的代码。

我发现以下关于 Comeau 的信息:

Comeau C++ 4.3.3 是一个完整且真实的编译器，可执行完整的语法检查、完整的语义检查、完整的错误检查和所有其他编译器职责。输入的 C++ 代码被翻译成内部编译器树和符号表，看起来与 C++ 或 C 完全不同。此外，它还会生成内部专有的中间形式。但是，Comeau C++ 4.3.3 没有使用专有的后端代码生成器，而是生成 C 代码作为其输出。除了 C++ 的技术优势之外，Comeau C++ 4.3.3 等产品的 C 生成方面也被吹捧为 C++ 成功的一个原因，因为由于 C 编译器的普遍可用性，它能够被带到大量平台。

C 编译器仅用于且仅用于获得 native 代码生成。这意味着 Comeau C++ 专为在各个平台上与特定 C 编译器一起使用而量身定制。请注意，剪裁必须由 Comeau 完成。否则，生成的 C 代码将毫无意义，因为它与特定平台绑定(bind)(其中平台至少包括 CPU、操作系统和 C 编译器)，而且生成的 C 代码不是独立的。因此，它不能单独使用(请注意，在使用 Comeau C++ 时，这既是技术要求，也是法律要求)，这就是为什么通常没有选项来查看生成的 C 代码的原因:它几乎总是无用的，而且编译过程，包括它的生成，应该被视为翻译的内部阶段。

Answer 1

有一种用纯 C 语言模拟模板的旧方法。它基于多次包含单个文件(没有包含保护)。由于 OpenCL 具有功能齐全的预处理器并允许包含文件，因此可以使用此技巧。

这里有一个很好的解释: http://arnold.uthar.net/index.php?n=Work.TemplatesC

它仍然比 C++ 模板更困惑:代码必须分成几个部分，并且您必须显式地实例化模板的每个实例。此外，您似乎无法做一些有用的事情，例如将阶乘实现为递归模板。

代码示例

让我们将这个想法应用到 OpenCL。假设我们想通过 Newton-Raphson 迭代计算平方根倒数(通常不是一个好主意)。但是，浮点类型和迭代次数可能会有所不同。

首先，我们需要一个帮助头文件(“templates.h”):

#ifndef TEMPLATES_H_
#define TEMPLATES_H_

#define CAT(X,Y,Z) X##_##Y##_##Z   //concatenate words
#define TEMPLATE(X,Y,Z) CAT(X,Y,Z)

#endif

然后，我们在“NewtonRaphsonRsqrt.cl”中编写模板函数:

#include "templates.h"

real TEMPLATE(NewtonRaphsonRsqrt, real, iters) (real x, real a) {
    int i;
    for (i = 0; i<iters; i++) {
        x *= ((real)1.5 - (0.5*a)*x*x);
    }
    return x;
}

在您的主 .cl 文件中，按如下方式实例化此模板:

#define real float
#define iters 2
#include "NewtonRaphsonRsqrt.cl"  //defining NewtonRaphsonRsqrt_float_2

#define real double
#define iters 3
#include "NewtonRaphsonRsqrt.cl"  //defining NewtonRaphsonRsqrt_double_3

#define real double
#define iters 4
#include "NewtonRaphsonRsqrt.cl"  //defining NewtonRaphsonRsqrt_double_4

然后可以这样使用:

double prec = TEMPLATE(NewtonRaphsonRsqrt, double, 4) (1.5, 0.5);
float approx = TEMPLATE(NewtonRaphsonRsqrt, float, 2) (1.5, 0.5);