OpenCLを起動するまでのプロセスをまとめてみた

改訂新版 OpenCL入門 1.2対応マルチコアCPU・GPUのための並列プログラミング

作者: 株式会社フィックスターズ,土山了士,中村孝史,飯塚拓郎,浅原明広,孫正道,三木聡
出版社/メーカー: インプレスジャパン
発売日: 2012/03/16
メディア: 単行本（ソフトカバー）
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OpenCLの立ち上がりとか、プラットフォームとかカーネルとか、難しいよ。上記の本を読んでも、具体的にどのような手段で並列プログラミングを実現しているか分からなかったので、図を作ってみた。

f:id:msyksphinz:20150715020131p:plain

プラットフォーム: ヘテロジニアス並列処理環境そのもの
デバイス: そのプラットフォームで使用できる物理デバイス
コンテキスト: OpenCLが動作する実行環境

詳しくは、オリジナルのソースコードを見ながら追い掛ければ良い。これは上記の本に書いてあるサンプルプログラムそのままだ。

#define _CRT_SECURE_NO_WARNINGS 1

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

#ifdef __APPLE__
#include <OpenCL/opencl.h>
#else
#include <CL/cl.h>
#endif


#define MEM_SIZE (128)
#define MAX_SOURCE_SIZE (0x100000)

int main()
{
    cl_platform_id platform_id = NULL;
    cl_device_id device_id = NULL;
    cl_context context = NULL;
    cl_command_queue command_queue = NULL;
    cl_mem memobj = NULL;
    cl_program program = NULL;
    cl_kernel kernel = NULL;
    cl_uint ret_num_devices;
    cl_uint ret_num_platforms;
    cl_int ret;

    float mem[MEM_SIZE];

    FILE *fp;
    const char fileName[] = "./kernel.cl";
    size_t source_size;
    char *source_str;
    cl_int i;

    /* Load source code including kernel */
    fp = fopen(fileName, "r");
    if (!fp) {
        fprintf(stderr, "Failed to load kernel.\n");
        exit(1);
    }
    source_str = (char *)malloc(MAX_SOURCE_SIZE);
    source_size = fread(source_str, 1, MAX_SOURCE_SIZE, fp);
    fclose(fp);

    /* Format data */
    for (i = 0; i < MEM_SIZE; i++) {
        mem[i] = i;
    }

    /* Obtain platform device information */
    ret = clGetPlatformIDs(1, &platform_id, &ret_num_platforms);
    ret = clGetDeviceIDs(platform_id, CL_DEVICE_TYPE_DEFAULT, 1, &device_id, &ret_num_devices);

    /* Making OpenCL context */
    context = clCreateContext(NULL, 1, &device_id, NULL, NULL, &ret);

    /* Making command queue */
    command_queue = clCreateCommandQueue(context, device_id, 0, &ret);

    /* Making memory buffer */
    memobj = clCreateBuffer(context, CL_MEM_READ_WRITE, MEM_SIZE * sizeof(float), NULL, &ret);

    /* Transfer memory buffer */
    ret = clEnqueueWriteBuffer(command_queue, memobj, CL_TRUE, 0, MEM_SIZE * sizeof(float), mem, 0, NULL, NULL);

    /* Create kernel program from read source code */
    program = clCreateProgramWithSource(context, 1, (const char **)&source_str, (const size_t *)&source_size, &ret);

    /* Build kernel program */
    ret = clBuildProgram(program, 1, &device_id, NULL, NULL, NULL);

    /* Making OpenCL kernel */
    kernel = clCreateKernel(program, "vecAdd", &ret);

    /* Set OpenCL kernel arguments */
    ret = clSetKernelArg(kernel, 0, sizeof(cl_mem), (void *)&memobj);

    size_t global_work_size[3] = { MEM_SIZE, 0, 0 };
    size_t local_work_size[3] = { MEM_SIZE, 0, 0 };

    /* Execute OpenCL kernel */
    ret = clEnqueueNDRangeKernel(command_queue, kernel, 1, NULL, global_work_size, local_work_size, 0, NULL, NULL);

    /* Obtain result from memory buffer */
    ret = clEnqueueReadBuffer(command_queue, memobj, CL_TRUE, 0, MEM_SIZE * sizeof(float), mem, 0, NULL, NULL);

    /* display result */
    for (i = 0; i < MEM_SIZE; i++) {
        printf("mem[%d] : %f\n", i, mem[i]);
    }

    /* Finish process */
    ret = clFlush(command_queue);
    ret = clFinish(command_queue);
    ret = clReleaseKernel(kernel);
    ret = clReleaseProgram(program);
    ret = clReleaseMemObject(memobj);
    ret = clReleaseCommandQueue(command_queue);
    ret = clReleaseContext(context);

    free(source_str);

    return 0;
}