了解浮動上減少OpenCL的方法

Question

通過此鏈接 ，我嘗試了解內核代碼的操作（此內核代碼有2個版本，一個版本具有volatile local float *source ，另一個版本具有volatile global float *source ，即local和global版本）。 下面我以local版本：

float sum=0;
void atomic_add_local(volatile local float *source, const float operand) {
    union {
        unsigned int intVal;
        float floatVal;
    } newVal;

    union {
        unsigned int intVal;
        float floatVal;
    } prevVal;

    do {
        prevVal.floatVal = *source;
        newVal.floatVal = prevVal.floatVal + operand;
    } while (atomic_cmpxchg((volatile local unsigned int *)source, prevVal.intVal, newVal.intVal) != prevVal.intVal);
}

如果我理解得很好，由於限定符“ volatile ”，每個工作項都共享對source變量的訪問，不是嗎？

之后，如果我使用一個工作項，則代碼會將operand數值添加到newVal.floatVal變量中。 然后，在執行此操作之后，我調用atomic_cmpxchg函數，該函數檢查先前的賦值（ preVal.floatVal = *source;和newVal.floatVal = prevVal.floatVal + operand; ）是否已經完成，即通過將存儲在地址source處的值與preVal.intVal 。

在此原子操作期間（根據定義，它不是不可中斷的），因為source存儲的值不同於prevVal.intVal ，所以source存儲的新值是newVal.intVal ，它實際上是一個浮點數（因為它被編碼為4個字節，例如整數）。

我們可以說每個工作項都具有對位於source address處的值的互斥訪問（我是指鎖定訪問）。

但是對於each work-item線程， while loop是否只有一個迭代？

我認為會有一次迭代，因為比較“ *source== prevVal.int ? newVal.intVal : newVal.intVal ”總是將newVal.intVal值分配給存儲在source address值，不是嗎？

歡迎任何幫助，因為我還不了解此內核代碼的所有技巧。

更新1：

抱歉，我幾乎了解所有這些實用程序，尤其是在while loop ：

第一種情況：對於給定的單線程，在調用atomic_cmpxchg之前，如果prevVal.floatVal仍等於*source ，那么atomic_cmpxchg將更改source指針中包含的值並返回old pointer包含的值，該值等於prevVal.intVal ，因此我們從while loop中斷。

第二種情況：如果在prevVal.floatVal = *source; 指令和對atomic_cmpxchg的調用，值*source已更改（由另一個線程??），然后atomic_cmpxchg返回的old值不再等於prevVal.floatVal ，因此while loop的條件為true，我們一直待在此循環中，直到以前的條件不再檢查。

我的解釋是正確的嗎？

謝謝

Answer 1

如果我理解得很好，由於限定符“ volatile ”，每個工作項都共享對源變量的訪問，不是嗎？

volatile是C語言的關鍵字，可防止編譯器優化對內存中特定位置的訪問（換句話說，在該內存位置的每次讀取/寫入時強制進行加載/存儲）。 它對基礎存儲的所有權沒有影響。 在這里，它用於強制編譯器在每次循環迭代時從內存中重新讀取source （否則編譯器將被允許將負載移到循環外，這會破壞算法）。

do {
    prevVal.floatVal = *source; // Force read, prevent hoisting outside loop.
    newVal.floatVal = prevVal.floatVal + operand;
} while(atomic_cmpxchg((volatile local unsigned int *)source, prevVal.intVal, newVal.intVal) != prevVal.intVal)

刪除限定符（為簡單起見）並重命名參數后， atomic_cmpxchg的簽名如下：

int atomic_cmpxchg(int *ptr, int expected, int new)

它的作用是：

atomically {
    int old = *ptr;

    if (old == expected) {
        *ptr = new;
    }

    return old;
}

總而言之，每個線程分別執行以下操作：

1. 將*source當前值從內存加載到preVal.floatVal
2. 在newVal.floatVal計算*source的newVal.floatVal
3. 執行上述原子比較交換（使用類型化的值）
4. 如果atomic_cmpxchg == newVal.intVal的結果表示比較交換成功，則中斷。 否則，交換不會發生，請轉到1，然后重試。

上面的循環最終終止，因為最終 ，每個線程都成功完成了atomic_cmpxchg 。

我們可以說每個工作項都具有對位於源地址的值的互斥訪問（我是指鎖定訪問）。

互斥鎖是鎖，而這是一種無鎖算法。 OpenCL可以使用自旋鎖（也可以通過原子實現）來模擬互斥鎖，但這不是一個。