使用OpenACC并行化嵌套循环

时间:2015-08-24 19:56:53

标签: c openacc pgi pgcc

我是openacc的新手,并且拥有高级知识,所以对我所做错的任何帮助和解释都将不胜感激。

我正在尝试加速(并行化)一个不那么直接的嵌套循环,它使用openacc指令更新扁平(3D到1D)数组。我在下面发布了一个简化的示例代码,使用

进行编译

pgcc -acc -Minfo=accel test.c

给出以下错误:

call to cuStreamSynchronize returned error 700: Illegal address during kernel execution

代码:

#include <stdio.h>
#include <stdlib.h>

#define min(a,b) (a > b) ? b : a
#define max(a,b) (a < b) ? b : a

#define NX 10
#define NY 10
#define NZ 10

struct phiType {
  double dx, dy, dz;
  double * distance;
};

typedef struct phiType Phi;

#pragma acc routine seq
double solve(Phi *p, int index) {
  // for simplicity just returning a value
  return 2;
}

void fast_sweep(Phi *p) {

  // removing boundaries
  int x = NX - 2; 
  int y = NY - 2;
  int z = NZ - 2;

  int startLevel = 3;
  int endLevel   = x + y + z;

  #pragma acc data copy(p->distance[0:NX*NY*NZ])
  for(int level = startLevel; level <= endLevel; level++){
    int ks = max(1, level-(y + z));
    int ke = min(x, level-2);

    int js = max(1, level-(x + z));
    int je = min(y, level-2);

    #pragma acc region
    {
      #pragma acc loop independent
      for(int k = ks; k <= ke; k++){
        #pragma acc loop independent
        for(int j = js; j <= je; j++){
          int i = level - (k + j);
          if(i > 0 && i <= z){
            int index = i * NX * NY + j * NX + k;
            p->distance[index] = solve(p, index);
          }
        }
      }
    }
  }
}


void create_phi(Phi *p){

  p->dx = 1;
  p->dy = 1;
  p->dz = 1;

  p->distance = (double *) malloc(sizeof(double) * NX * NY * NZ);
  for(int i = 0; i < NZ; i++){
    for(int j = 0; j < NY; j++){
      for(int k = 0; k < NX; k++){
        int index = i * NX * NY + j * NX + k;
        p->distance[index] = (i*j*k == 0) ? 0 : 1;
      }
    }
  }

}


int main()
{
  printf("start \n");

  Phi *p = (Phi *) malloc(sizeof(Phi));
  create_phi(p);

  printf("calling fast sweep \n");
  fast_sweep(p);

  printf(" print the results \n");
  for(int i = 0; i < NZ; i++){
    for(int j = 0; j < NY; j++){
      for(int k = 0; k < NX; k++){
        int index = i * NX * NY + j * NX + k;
        printf("%f ", p->distance[index]);
      }
      printf("\n");
    }
    printf("\n");
  }

  return 0;
}

使用

而不是使用regionloop指令
#pragma acc kernels

产生以下错误:

solve:
     19, Generating acc routine seq
fast_sweep:
     34, Generating copy(p->distance[:1000])
     42, Generating copy(p[:1])
     45, Loop carried dependence due to exposed use of p[:1] prevents parallelization
         Accelerator scalar kernel generated
     47, Loop carried dependence due to exposed use of p[:i1+1] prevents parallelization

我在

上运行此代码
GNU/Linux
CentOS release 6.7 (Final)
GeForce GTX Titan
pgcc 15.7-0 64-bit target on x86-64 Linux -tp sandybridge 

1 个答案:

答案 0 :(得分:0)

Jeff是正确的,OpenACC委员会仍在研究如何使用动态数据成员标准化对聚合数据类型的支持。但是,对于PGI版本14.9或更高版本,我们为结构体和C ++类添加了更好的支持,因此在这种情况下,只需添加create(p[0:1])即可简化代码。将会发生的是,编译器将创建p的设备副本,其内存仅分配给数据成员。然后,当您执行p->distance的副本时,将为&#34;距离&#34;分配内存。然后将其附加到p。 (即运行时将填充结构中的设备指针)。

有一些警告。首先,这种行为尚未标准化,因此其他编译器(如Cray,Pathscale,GCC和其他编译器)可能会有不同的行为。第二,订单很重要。在p被附加之前,需要创建distance。第三,更复杂的数据结构变得非常难以管理。正如Jeff所说,使用CUDA统一内存是管理复杂数据结构的一个很好的选择。

如果您有兴趣,我GTC2015演讲的大部分内容都会讨论这个主题(link)。本演讲的重点是C ++类数据管理,但也适用于C结构。

希望这有帮助, 垫

% cat test1.c
#include <stdio.h>
#include <stdlib.h>

#define min(a,b) (a > b) ? b : a
#define max(a,b) (a < b) ? b : a

#define NX 10
#define NY 10
#define NZ 10

struct phiType {
  double dx, dy, dz;
  double * distance;
};

typedef struct phiType Phi;

#pragma acc routine seq
double solve(Phi *p, int index) {
  // for simplicity just returning a value
  return 2;
}

void fast_sweep(Phi *p) {

  // removing boundaries
  int x = NX - 2;
  int y = NY - 2;
  int z = NZ - 2;

  int startLevel = 3;
  int endLevel   = x + y + z;

  #pragma acc data create(p[0:1]) copy(p->distance[0:NX*NY*NZ])
  for(int level = startLevel; level <= endLevel; level++){
    int ks = max(1, level-(y + z));
    int ke = min(x, level-2);

    int js = max(1, level-(x + z));
    int je = min(y, level-2);

    #pragma acc region
    {
      #pragma acc loop independent
      for(int k = ks; k <= ke; k++){
        #pragma acc loop independent
        for(int j = js; j <= je; j++){
          int i = level - (k + j);
          if(i > 0 && i <= z){
            int index = i * NX * NY + j * NX + k;
            p->distance[index] = solve(p, index);
          }
        }
      }
    }
  }
}


void create_phi(Phi *p){

  p->dx = 1;
  p->dy = 1;
  p->dz = 1;

  p->distance = (double *) malloc(sizeof(double) * NX * NY * NZ);
  for(int i = 0; i < NZ; i++){
    for(int j = 0; j < NY; j++){
      for(int k = 0; k < NX; k++){
        int index = i * NX * NY + j * NX + k;
        p->distance[index] = (i*j*k == 0) ? 0 : 1;
      }
    }
  }

}


int main()
{
  printf("start \n");

  Phi *p = (Phi *) malloc(sizeof(Phi));
  create_phi(p);

  printf("calling fast sweep \n");
  fast_sweep(p);

  printf(" print the results \n");
  for(int i = 0; i < NZ; i++){
    for(int j = 0; j < NY; j++){
      for(int k = 0; k < NX; k++){
        int index = i * NX * NY + j * NX + k;
        printf("%f ", p->distance[index]);
      }
      printf("\n");
    }
    printf("\n");
  }

  return 0;
}

% pgcc -acc -ta=tesla:cc35 -Minfo=accel test1.c -V15.7 ; a.out
solve:
     19, Generating acc routine seq
fast_sweep:
     34, Generating create(p[:1])
         Generating copy(p->distance[:1000])
     45, Loop is parallelizable
     47, Loop is parallelizable
         Accelerator kernel generated
         Generating Tesla code
         45, #pragma acc loop gang /* blockIdx.y */
         47, #pragma acc loop gang, vector(128) /* blockIdx.x threadIdx.x */
start
calling fast sweep
 print the results
0.000000 0.000000 0.000000 0.000000 0.000000 0.000000 0.000000 0.000000 0.000000 0.000000
0.000000 0.000000 0.000000 0.000000 0.000000 0.000000 0.000000 0.000000 0.000000 0.000000
0.000000 0.000000 0.000000 0.000000 0.000000 0.000000 0.000000 0.000000 0.000000 0.000000
0.000000 0.000000 0.000000 0.000000 0.000000 0.000000 0.000000 0.000000 0.000000 0.000000
0.000000 0.000000 0.000000 0.000000 0.000000 0.000000 0.000000 0.000000 0.000000 0.000000
0.000000 0.000000 0.000000 0.000000 0.000000 0.000000 0.000000 0.000000 0.000000 0.000000
0.000000 0.000000 0.000000 0.000000 0.000000 0.000000 0.000000 0.000000 0.000000 0.000000
0.000000 0.000000 0.000000 0.000000 0.000000 0.000000 0.000000 0.000000 0.000000 0.000000
0.000000 0.000000 0.000000 0.000000 0.000000 0.000000 0.000000 0.000000 0.000000 0.000000
0.000000 0.000000 0.000000 0.000000 0.000000 0.000000 0.000000 0.000000 0.000000 0.000000

0.000000 0.000000 0.000000 0.000000 0.000000 0.000000 0.000000 0.000000 0.000000 0.000000
0.000000 2.000000 2.000000 2.000000 2.000000 2.000000 2.000000 2.000000 2.000000 1.000000
0.000000 2.000000 2.000000 2.000000 2.000000 2.000000 2.000000 2.000000 2.000000 1.000000
0.000000 2.000000 2.000000 2.000000 2.000000 2.000000 2.000000 2.000000 2.000000 1.000000
0.000000 2.000000 2.000000 2.000000 2.000000 2.000000 2.000000 2.000000 2.000000 1.000000
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0.000000 2.000000 2.000000 2.000000 2.000000 2.000000 2.000000 2.000000 2.000000 1.000000
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0.000000 0.000000 0.000000 0.000000 0.000000 0.000000 0.000000 0.000000 0.000000 0.000000
0.000000 2.000000 2.000000 2.000000 2.000000 2.000000 2.000000 2.000000 2.000000 1.000000
0.000000 2.000000 2.000000 2.000000 2.000000 2.000000 2.000000 2.000000 2.000000 1.000000
0.000000 2.000000 2.000000 2.000000 2.000000 2.000000 2.000000 2.000000 2.000000 1.000000
0.000000 2.000000 2.000000 2.000000 2.000000 2.000000 2.000000 2.000000 2.000000 1.000000
0.000000 2.000000 2.000000 2.000000 2.000000 2.000000 2.000000 2.000000 2.000000 1.000000
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0.000000 2.000000 2.000000 2.000000 2.000000 2.000000 2.000000 2.000000 2.000000 1.000000
0.000000 2.000000 2.000000 2.000000 2.000000 2.000000 2.000000 2.000000 2.000000 1.000000
0.000000 1.000000 1.000000 1.000000 1.000000 1.000000 1.000000 1.000000 1.000000 1.000000

0.000000 0.000000 0.000000 0.000000 0.000000 0.000000 0.000000 0.000000 0.000000 0.000000
0.000000 2.000000 2.000000 2.000000 2.000000 2.000000 2.000000 2.000000 2.000000 1.000000
0.000000 2.000000 2.000000 2.000000 2.000000 2.000000 2.000000 2.000000 2.000000 1.000000
0.000000 2.000000 2.000000 2.000000 2.000000 2.000000 2.000000 2.000000 2.000000 1.000000
0.000000 2.000000 2.000000 2.000000 2.000000 2.000000 2.000000 2.000000 2.000000 1.000000
0.000000 2.000000 2.000000 2.000000 2.000000 2.000000 2.000000 2.000000 2.000000 1.000000
0.000000 2.000000 2.000000 2.000000 2.000000 2.000000 2.000000 2.000000 2.000000 1.000000
0.000000 2.000000 2.000000 2.000000 2.000000 2.000000 2.000000 2.000000 2.000000 1.000000
0.000000 2.000000 2.000000 2.000000 2.000000 2.000000 2.000000 2.000000 2.000000 1.000000
0.000000 1.000000 1.000000 1.000000 1.000000 1.000000 1.000000 1.000000 1.000000 1.000000

0.000000 0.000000 0.000000 0.000000 0.000000 0.000000 0.000000 0.000000 0.000000 0.000000
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0.000000 2.000000 2.000000 2.000000 2.000000 2.000000 2.000000 2.000000 2.000000 1.000000
0.000000 2.000000 2.000000 2.000000 2.000000 2.000000 2.000000 2.000000 2.000000 1.000000
0.000000 1.000000 1.000000 1.000000 1.000000 1.000000 1.000000 1.000000 1.000000 1.000000

0.000000 0.000000 0.000000 0.000000 0.000000 0.000000 0.000000 0.000000 0.000000 0.000000
0.000000 2.000000 2.000000 2.000000 2.000000 2.000000 2.000000 2.000000 2.000000 1.000000
0.000000 2.000000 2.000000 2.000000 2.000000 2.000000 2.000000 2.000000 2.000000 1.000000
0.000000 2.000000 2.000000 2.000000 2.000000 2.000000 2.000000 2.000000 2.000000 1.000000
0.000000 2.000000 2.000000 2.000000 2.000000 2.000000 2.000000 2.000000 2.000000 1.000000
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