Opencl基本术语

在做 OpenCL 编程时，会先做很多环境设定。上一篇的示例程序中，出现了诸如 platform，context，device，kernel，buffer 等等术语。这些对于以前做过图形编程的开发人员来说，见之会心一笑。而对其他人来说则莫名其妙。所以，这篇文章来详细讲解一下这些术语。当然，不足之处在所难免，一切以 OpenCL Specification为准。

• platform
• device
• context
• 总结

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platform

OpenCL 全称 Open Computing Language，作为开放语言自然有其开放的特质。其为异构平台提供了一个编写程序，尤其是并行程序的开放式框架标准。它支持的异构平台可由多核 CPU、GPU 或其他类型的处理器（DSP）组成。

这个框架标准具体来说就是 platform。OpenCL 使用的是 Installable Client Driver,ICD 模型，意味着一个系统上可以有多个 OpenCL 实现并存。简单地说，你的系统上有多少个 OpenCL 框架/实现/ platform，取决于你有什么硬件和与之配对的驱动程序。比如，我的系统是 Windows+Intel处理器+AMD显卡，所以装好显卡驱动后，我的PC上就有两个 OpenCL 框架/实现/platform，如果你再装个 NVIDIA 显卡和驱动，那就又多了一个 platform。例外的是苹果电脑，由于它的封闭统一性，便只有一个 OpenCL platform。

到此，我们可以明白，platfrom == implement，你的系统上有多少个 OpenCL 实现，就有多少个 platform。一般具体的实现都在驱动程序里面，所以千万记得装好对应的驱动程序！

我们可以通过 clGetPlatformIDs 来查询 platform 集。

cl_int clGetPlatformIDs( cl_uint        num_entries,                         cl_platform_id *platforms,                         cl_uint        *num_platforms )

这类查询函数在 OpenCL 里用法相似。两次调用，第一次获取结果的个数/大小以便申请内存空间，第二次调用来获取具体的结果集。

举个例子来说明一下：

cl_int status;                  // 获取函数返回值，一般是状态码cl_uint numPlatforms;           // platfrom 数量 cl_platform_id *platormIds;     // 存储所有 platform 的空间// 第一次调用，获取 platform 个数status = clGetPlatformIDs( 0, NULL, &numPlatforms );// 利用获取的个数来申请内存空间platformIds = (cl_platform_id *)alloca(sizeof(cl_platform_id) * numPlatforms);// 第二次调用，获取 platform ID 列表status = clGetPlatformIDs( numPlatforms, platformIds, NULL );

注意：对于苹果系统，这一步没有必要，因为 MAC 上只有一个 platform。

在已知了 platform 之后，可以通过 clGetPlatformInfo 函数来获取 platform 的各个属性。

cl_int clGetPlatformInfo( cl_platform_id    platform,                          cl_platform_info  param_name,                          size_t            param_value_size,                          void              *param_value,                          size_t            *param_value_size_ret )

其中 param_name 的取值如下：

-CL_PLATFORM_PROFILE        // OpenCL 简档-CL_PLATFORM_VERSION        // OpenCL 版本-CL_PLATFORM_NAME           // platform 名字-CL_PLATFORM_VENDOR         // platform 开发商-CL_PLATFORM_EXTENSIONS     // platform 支持的扩展列表// 它们的返回值都是 字符串。

该 API 的具体使用请参考 OpenCL Specification。

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device

如果说 platform 只是一个框架实现，看得见摸不着。那么 device 就是一个非常具体的存在了。简单地说，device 就是硬件设备，比如 CPU,GPU。你的应用程序将利用这些计算设备来执行代码。

各个 platform 可能会分别关联一组计算设备。在给定的 platform 上，可以使用clGetDeviceIDs 来获取与之关联的受支持的设备列表。

cl_int clGetDeviceIDs( cl_platform_id   platform,                       cl_device_type   device_type,                       cl_uint          num_entries,                       cl_device_id     *devices,                       cl_uint          *num_devices )

其中 device_type 代表你获取的设备的类型，其取值如下：

-CL_DEVICE_TYPE_CPU // host 端的 CPU 设备-CL_DEVICE_TYPE_GPU // GPU 设备-CL_DEVICE_TYPE_ACCELERATOR // OpenCL 加速器-CL_DEVICE_TYPE_DEFAULT // 默认设备-CL_DEVICE_TYPE_ALL // 与相应 platform 关联的所有设备

CPU是一个同构设备，通常可以利用大缓存进行优化来减少延迟。比如 AMD 的 Opteron 系列和 Intel 的 Core 系列。

GPU是面向图形和通用计算的大吞吐量设备。比如 AMD 的 Radeon 系列和 NVIDIA 的 GTX 系列。

ACCELERATOR涵盖了从 IBM 的 Cell Broadband 体系结构到不太著名的 DSP 型等大量的设备。

DEFAULT允许 OpenCL Running time library 指定一个“首选”设备。

ALL允许 OpenCL Running time library 指定所有可用设备。

对于 CPU,GPU 和 ACCELERATOR 设备，对 platform 提供的设备数量没有任何限制，由应用程序负责查询来确定具体的数目。当然，使用的 API 还是 clGetDeviceIDs。

对于获取的某个 device，可以利用 clGetDeviceInfo 函数查询其各项属性：

cl_int clGetDeviceInfo( cl_device_id device,                        cl_device_info param_name,                        size_t param_value_size,                        void *param_value,                        size_t *param_value_size_ret )

这个函数能够返回的信息非常多,大概好几十种吧，从设备类型到设备的内存状态均能获得。具体的请查阅 OpenCL Specificaion。至于函数的使用，咱们以后在具体示例中来展现。

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context

context 是所有 OpenCL 应用的核心。它为与之关联的 device,memory,command queue 提供一个容器。如果说 platform 等于 实现，device 就是 设备，那么 context 就是一个管理员。它管理着应用程序与设备，设备与设备之间的通信。

正如 platform,device 有很多个一样，context 也可以有很多个。不同之处在于，前面两个的个数我们没法控制，是硬件/软件提供商提供的，而 context 是由我们自己决定的。

我们可以由不同的 platform 创建多个 context，并把工作分布到这些 context 和与之关联的 device 上。下面这幅图可以直观的展示它们之间的关系，简单的说，都是 一对多 的关系。

context 不再由别人提供，需要我们自己来创建。有两种方式来创建：已知一个platform 和一组关联的 device，可以使用 clCreateContext 函数来创建；已知一个platform 和 device 的类型，可以使用 clCreateContextFromType 函数来创建。

cl_context clCreateContext( const cl_context_properties *properties,                            cl_uint num_devices,                            const cl_device_id *devices,                            void (CL_CALLBACK *pfn_notify)( const char *errorinfo,                                                            const void *private_info,                                                            size_t cb,                                                            void *user_data ),                            void *user_data,                            cl_int *errcode_ret )cl_context clCreateContextFromType( const cl_context_properties *properties,                                    cl_device_type device_type,                                    void (CALLBACK *pfn_notify) (const char *errinfo,                                                                 const void *private_info,                                                                 size_t cb,                                                                 void *user_data),                                    void *user_data,                                    cl_int *errcode_ret )

参数 pfn_notify 和 user_data 用来共同定义一个回调，用于报告 context 生命期中所出现错误的有关信息，记得把 user_data 最为最后一个参数传给回调函数。

同样的，我们也可以通过 API 来查询 context 的属性，clGetContextInfo 函数的具体用法将在以后的示例程序里展现。

cl_int clGetContextInfo( cl_context         context,                         cl_context_info    param_name,                         size_t             param_value_size,                         void               *param_value,                         size_t             *param_value_size_ret )

所有的 OpenCL 对象都是引用计数的，对于 context 这类有我们自己创建的对象，需要我们自己来递增和递减引用数。

cl_int clRetainContext (cl_context context)     // 递增引用数cl_int clReleaseContext(cl_context context)     // 递减引用数

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总结

废话了这么多，简单而粗略的总结：

• platform： OpenCL 框架/实现
• device： 运行 OpenCL 程序的具体硬件设备
• context： 管理 device 与 OpenCL 程序的容器