C++ AMP : array_view and index behaving strangely (unexpected values stored)

Question

我写了一个小的测试函数，它的行为与我想要的不一样。

基本上，它应该读取一个数组并写回它的内容(稍后，当它起作用时，它应该做更多，但现在即使这样也会失败)。

调试 GPU 代码时，我看到前几次迭代(以某种方式并行执行......这对 GPU 来说可能有意义，但在调试时让我感到惊讶)工作正常......但是，在 1-2 之后Debug-Continues (F5)，一些先前正确设置的值被 0 覆盖。我不太明白.. 当我再次在 CPU 上时，许多值是 0，即使它们不应该是 0(基本上，它们应该有原始数据，这是一个简单的测试序列)。

#include "stdafx.h"
#include <amp.h>

typedef unsigned char byte;

using namespace concurrency;

void AMPChangeBrightnessContrastWrapper2(byte* a, int len, float brightness, float contrast)
    {
        array_view<unsigned int> dst(len/4, (unsigned int*)a);
        //dst.discard_data(); 
        parallel_for_each(dst.extent, [=](index<1> idx) restrict(amp) 
        {
            // split into bytes (in floats)
            float temp1 = (dst[idx])  - (dst[idx] >> 8) * 256;
            // this completely fails! float temp1 = dst[idx] & 0xFF;
            float temp2 = (dst[idx] >> 8)  - (dst[idx] >> 16) * 256;
            float temp3 = (dst[idx] >> 16) - (dst[idx] >> 24) * 256;
            float temp4 = (dst[idx] >> 24);
            // convert back to int-array
            dst[idx] = (int)(temp1 + temp2 * 256 + temp3 * 65536 + temp4 * 16777216);

        });
        //dst.synchronize();
    }

int _tmain(int argc, _TCHAR* argv[])
{
    const int size = 30000;
    byte* a = new byte[size];

      // generate some unique test sequence.. first 99 numbers are just 0..98
    for (int i = 0; i < size; ++i)
        a[i] = (byte)((i + i / 99) % 256);

    AMPChangeBrightnessContrastWrapper2(a, size, -10.0f, 1.1f);

    for (int i = 0; i < 50; ++i)
        printf("%i, ", a[i]);
    char out[20];
    scanf_s("%s", out);
    return 0;
}

如此简单(计划)的步骤:

• 初始化数组
• 将数组传递给 GPU(作为无符号整数数组)
• 将每个unsigned int拆分为4个字节并存储在float中
• (做一些计算，这里为简单起见省略)
• 再次将 bytes-stored-in-floats 连接到原来的位置
• (重复)

如果您想知道..那应该是颜色值..

结果是:

• 一些值符合预期，但大多数值不同
• 似乎特别是字节 0(每个 unsigned int)会有一个错误的值
• 我首先尝试将 unsigned int->byte->float 转换为 & 0xFF，但似乎完全失败了

输出是(但应该只是从 0 开始递增的数字):

0, 1, 2, 3, 0, 5, 6, 7, 0, 9, 10, 11, 16, 13, 14, 15, 0, 17, 18, 19, 32, 21, 22, 23, 32, 25, 26, 27, 32, 29, 30, 31, 0, 33, 34, 35, 64, 37, 38, 39, 64, 41, 42, 43, 64, 45, 46, 47, 64, 49,

问题:

• 为什么 &0xFF 有问题？
• 为什么每个 unsigned int 的字节 0 都分配了一个奇怪的值？
• 我想我不能创建字节数组 View ，我必须使用整数或 float ？
• 最后注释掉 .synchronize 并没有改变任何东西 - 为什么会这样？

Answer 1

•I suppose I cannot create an array_view of bytes, I have to use ints or floats?

您不能创建字节数组或数组 View 。 C++ AMP 仅支持有限的 C++ 类型子集。您可以使用纹理而不是数组 View 。对于图像处理，这有几个优点，尤其是打包和解包要快得多，因为它是由 GPU 的硬件实现的。请参阅下面的完整示例。

•commenting out the .synchronize in the end did not change anything - how come?

您不需要 dst.synchronize()，因为 dst array_view 超出范围，这会导致数据隐式同步回 CPU 内存。顺便说一下，你不应该在函数的开头调用 dst.discard_data() 因为如果你这样做将意味着来自 a 的数据不会被复制到 GPU .

这是一个使用纹理<>的实现。注意事项:

• 使用 unit_4 的纹理允许您打包和解包您的数据“免费”。
• 使用 clamp() 比 if 子句更好，首先它使用了一个内部函数硬件经过优化。一般来说，内核中的分支是不好的，因为它会拖延所有warp 中的线程，即使它们将条件评估为 false。
• 您需要两个纹理，因为与数组不同，它们不支持别名。
• 我删除了一些临时变量。变量使用寄存器空间，这在GPU。您应该尽量减少对它的使用，以确保您的所有线程都可以执行不等待寄存器空间可用。
• 使用 static_cast<> 显式转换意味着更少的编译器警告，通常被认为是成为优秀的(现代)C++ 风格。

还有代码...

void AMPChangeBrightnessContrastWrapper3(const byte* a, const int len, 
    const float brightness, const float contrast)
{
    const int pixel_len = len / 4;
    graphics::texture<graphics::uint_4, 1> inputTx(pixel_len, a, len, 8u);
    graphics::texture<graphics::uint_4, 1> outputTx(pixel_len, 8u);
    graphics::writeonly_texture_view<graphics::uint_4, 1> outputTxVw(outputTx);

    parallel_for_each( outputTxVw.extent, [=, &inputTx, &outputTx](index<1> idx) 
        restrict(amp) 
    { 
        const graphics::uint_4 v = inputTx[idx];

        float tmp = static_cast<float>(v.r);
        tmp = (tmp - 128) * contrast + brightness + 128;
        tmp = direct3d::clamp(tmp, 0.0f, 255.0f);
        const unsigned int temp1_ = static_cast<unsigned int>(tmp);

        tmp = static_cast<float>(v.g);
        tmp = (tmp - 128) * contrast + brightness + 128;
        tmp = direct3d::clamp(tmp, 0.0f, 255.0f);
        const unsigned int temp2_ = static_cast<unsigned int>(tmp);

        tmp = static_cast<float>(v.b);
        tmp = (tmp - 128) * contrast + brightness + 128;
        tmp = direct3d::clamp(tmp, 0.0f, 255.0f);
        const unsigned int temp3_ = static_cast<unsigned int>(tmp);

        tmp = static_cast<float>(v.a);
        tmp = (tmp - 128) * contrast + brightness + 128;
        tmp = direct3d::clamp(tmp, 0.0f, 255.0f);
        const unsigned int temp4_ = static_cast<unsigned int>(tmp);        

        outputTxVw.set(idx, graphics::uint_4(temp1_, temp2_, temp3_, temp4_));
    });
    copy(outputTx, (void*)a, len);
}

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