利用C++、Java和Python进行OpenCL开发

### 利用C++、Java和Python进行OpenCL开发 #### 1. C++开发OpenCL应用 在C++中开发OpenCL应用时，有一些重要的函数和类值得关注。 ##### 1.1 事件等待函数 - **wait函数**：该函数无需参数，它会使主机应用程序暂停，直到事件发生完成。例如： ```cpp event.wait(); ``` - **waitForEvents函数**：这是一个静态函数，会使主机应用程序暂停，直到一组事件发生完成。其签名如下： ```cpp static cl_int cl::Event::waitForEvents(const VECTOR_CLASS<Event>& events) ``` ##### 1.2 额外的队列命令 CommandQueue类提供了三个与同步相关的额外函数： - **enqueueMarker(Event *e = NULL)**：入队一个标记命令，并将一个事件与它之前的每个命令的执行关联起来。这个事件可用于同步其他命令或通知主机。 - **enqueueWaitForEvents(const VECTOR_CLASS<Event>& waitList)**：入队一个等待命令，迫使后续命令暂停，直到等待列表中每个事件对应的发生完成。 - **enqueueBarrier()**：入队一个屏障命令，迫使所有后续命令暂停，直到所有前面的命令执行完成。 这些函数只影响单个命令队列中的命令，在队列配置为无序处理命令时尤为重要。 ##### 1.3 C++ Wrapper API的优势 使用C++ Wrapper API可以构建结合OpenCL高性能和C++高级面向对象特性的应用程序。与C编程相比，C++编程通常更复杂，但使用C++可以用更少的代码获得相同的结果。例如，获取对象信息时，只需使用模板调用getInfo，而不是使用带有许多参数的clGetPlatformInfo和clGetDeviceInfo函数。 #### 2. Java和Python开发OpenCL应用 OpenCL的“一次编写，随处运行”与Java的“一次编写，到处运行”理念相结合，我们可以利用Java和Python开发高性能的OpenCL应用。 ##### 2.1 可用的工具集 有三个免费的工具集可用于通过面向对象开发访问OpenCL的功能： - **Aparapi**：由AMD发布，可将Java代码转换并部署内核代码。 - **JavaCL**：由Olivier Chafik发布，将Java类绑定到OpenCL主机应用程序的结构中。 - **PyOpenCL**：由Andreas Klöckner发布，可使用Python编写主机应用程序。 ##### 2.2 Aparapi工具集 - **特点** - Aparapi内核可以在主机的Java虚拟机（JVM）或单个AMD/ATI显卡上执行。 - 仅支持32位Windows（Windows 7、Vista或XP）和32位/64位Linux（openSUSE、Ubuntu和Red Hat Enterprise Linux）系统。 - 根据最终用户许可协议，Aparapi仅用于测试、调试和评估，不能修改或分发。 - **安装步骤** 1. 访问AMD的Aparapi页面：http://developer.amd.com/zones/java/aparapi/Pages/default.aspx 。 2. 滚动到页面底部，点击对应系统的链接，接受许可协议，将zip文件保存到开发计算机。 3. 解压存档后，重要的文件有： - aparapi.jar：包含Aparapi运行所需的类文件。 - aparapi.dll（Windows）或libaparapi.so（Linux）：作为JAR文件中的类与已安装的OpenCL库之间的接口。动态库必须放在加载器能自动找到的目录中，如Linux用户可将libaparapi.so文件放在/usr/local，Windows用户可将aparapi.dll文件放在C:\Windows\System32。 4. 若从命令行运行javac，可使用–cp标志设置编译器的类路径，指定aparapi.jar的位置。 - **Kernel类** Aparapi的核心类是Kernel，下面是一个执行四个舍入函数的基本Kernel对象示例： ```java import com.amd.aparapi.Kernel; public class AparapiRound { public static void main(String[] args) { final float[] input = new float[]{-6.5f, -3.5f, 3.5f, 6.5f}; final float[] rintOutput = new float[input.length]; final float[] roundOutput = new float[input.length]; final float[] ceilOutput = new float[input.length]; final float[] floorOutput = new float[input.length]; Kernel kernel = new Kernel(){ public void run() { for(int i=0; i<4; i++) { rintOutput[i] = rint(input[i]); roundOutput[i] = round(input[i]); ceilOutput[i] = ceil(input[i]); floorOutput[i] = floor(input[i]); } } ```