【技术实现步骤摘要】
本专利技术属于代码转译领域，具体涉及一种opencl自动转译方法。
技术介绍
1、自动编译工具通过检测串行程序中所蕴含的潜在并行性，实现从串行程序到等价并行程序的自动转换。多面体模型(polytope model)编译技术借助强大的循环变换和优化能力，在面向异构系统的代码生成技术方面取得了很多突破。
2、目前有两种进行多面体编译的路线，一种是在中间语言上做抽象分析，进行多面体建模，生成的并行化代码是可执行文件，如llvm的polly项目，llvm是构架编译器的框架系统，以c++编写而成，polly是面向llvm中间语言ir的多面体编译框架，可以生成面向cpu的openmp代码可执行文件、面向gpu的cuda代码可执行文件。另一种是在源码上做多面体抽象分析，生成的并行化代码也是源码。例如多面体编译工具ppcg(polyhedralparallelcode generation)，可支持用户手动给c或c++源码中的静态控制块scop(static controlparts)插入编译指令，代表这部分代码可以被多面体建模，然后用第三方库多面体提取工具pet(polyheral extractiontool)将插入指令的scop进行多面体建模，进一步生成面向gpu平台的cuda或opencl源代码。
3、对于将c或c++源码转译为opencl源码，有如下问题:(1)在scop检测上，对于源码，目前的工具均主要支持人工插入指令提取。在源码中进行多面体提取的工具有pet、clan，自动在源码中提取scop超出了这些工具
技术实现思路
1、(一)要解决的技术问题
2、本专利技术要解决的技术问题是如何提供一种opencl自动转译方法，以解决现有将c或c++源码转换为opencl源码的技术自动化程度不高，不支持批量转换的问题。
3、(二)技术方案
4、为了解决上述技术问题，本专利技术提出一种opencl自动转译方法，该方法包括如下步骤：
5、s1、用自动化脚本遍历工程内的每一个c或c++源码文件，用llvm的clang编译器将其编译为llvm ir文件，编译指令须传入-g参数、工程源码所引用的所有非标准库头文件目录；用llvm的opt工具传入-polly-canonicalize参数将ir文件规范化；
6、s2、遍历所有ir文件，用llvmpolly的detect函数检测每一个ir文件，按函数遍历，检测出所有静态控制块scop，并保存c或c++源码文件名到对应的ir文件名的映射、ir文件名到其包含的所有scop的映射；
7、s3、遍历所有c或c++源码文件名，根据步骤s2中映射，找到对应的ir文件的scop，遍历scop，将ir文件中的scop映射到此ir文件对应的c或c++源码文件scop的上界行号和下界行号；
8、s4、遍历c或c++源码文件中的scop，并在待转译的scop上下行号处插入指令；插入指令按pet插入指令的有效规则，上行号处是指scop上界行号的上一行空白处，下行号是指scop下界行号的下一行空白处；将插入指令的源码文件，送入到ppcg进程中进行转换，生成opencl主机端和设备端源码文件；ppcg进程引用的第三方库pet的foreach_scop_in_c_source函数中的clang编译实例须添加工程源码所引用的所有非标准库头文件目录。
9、本专利技术还提供一种opencl自动转译工具，该工具包括：服务层、应用层和显示层；
10、服务层包括预处理脚本服务、scop检测进程服务、ast行号计算服务和ppcgopencl转换进程服务；
11、预处理脚本服务:用python脚本遍历工程中所有c或c++源文件，用llvm的clang编译器将源文件转换为llvm ir中间文件；将ir中间文件为ll文件；
12、scop检测进程服务：scop检测进程服务对传入的规范化后的ll文件，调用polly的detect函数进行scop检测，并将scop相关信息传出，包括：scop的源文件名到ll文件名的映射、ll文件中包括的所有scop、scop中包括的所有循环在源码文件中的上行行号；
13、ast行号计算服务：用于根据循环的开始行号计算循环的结束行号服务，通过对源码的语法和语义分析，将源码转化为抽象语法树ast，用clang的ast_matchers匹配算法匹配到该scop所在的源码文件的所有循环节点，循环节点包括for循环、while循环，用llvm的fullsourceloc类获取所有循环节点的开始行号，根据scop最后一个循环的开始行号，匹配到该开始行号对应的循环节点，用llvm的presumedloc类获取该循环节点的结束行号，即scop在源码文件中的下界行号；clang ast的编译参数类commonoptionsparser须传入工程源码所引用的所有非标准库头文件目录、c和c++标准库头文件目录；
14、ppcg opencl转换进程服务：传入插入scop指令的源码文件，传出opencl主机端和设备端文件，需要在ppcg引用的第三方库pet的源码中clang编译实例加入工程引用的所有头文件目录；
15、应用层：包括预处理应用、scop检测应用和opencl转换应用；
16、预处理应用:封装预处理python脚本服务，为显示层提供c++预处理接口；
17、scop检测应用：通过scop检测进程服务获取c或c++源码文件的所有scop及scop包括的循环开始行号信息，通过ast行号计算服务获取循环的结束行号信息，通过ir中scop映射到c或c++源码文件中scop位置的流程计算出所有scop在源码文件中的上界行号和下界行号；scop检测应用为显示层提供检测接口；
18、opencl转换应用:提供给显示层批量转换和单个转换接口，批量转换是在每一个源码文件中scop的上下行号处插入指令，在scop上界行号的上一行空白处插入#pragmascop，在scop下界行号的下一行空白处插入#pragma endscop；具体实现为：扫描源码文件，将源码文件逐行写入名称相同的新文件，匹配到scop的上界行号时，先新起一行写入#pragma scop，再将scop源码逐行写入写文件，然后新起一行写入#pragma endscop，按此方法逐行遍历到源码文件结尾，新的源码文件即为插入指令后的c或c++源码文件；单个转换是遍历源本文档来自技高网...
【技术保护点】
1.一种OpenCL自动转译方法，其特征在于，该方法包括如下步骤：
2.如权利要求1所述的OpenCL自动转译方法，其特征在于，上界行号和上行号处中间有注释行，下界行号和下行号处中间也有注释行。
3.如权利要求1所述的OpenCL自动转译方法，其特征在于，所述步骤S3中，计算IR文件中SCOP映射到C或C++源码文件SCOP的上界行号和下界行号的具体流程为：
4.如权利要求1所述的OpenCL自动转译方法，其特征在于，所述S4中，待转译的SCOP是指根据OpenCL转换的方式选择不同的SCOP，支持批量转换和单个转换方式，批量转换是将每个源码文件中的SCOP看作待转译的SCOP并插入指令，将插入指令的源码文件送入到PPCG中进行转换；单个转换是指遍历每个源码文件中的SCOP，将SCOP的源码提供给用户，用户选择是否转译此SCOP，选择完毕后，将所有选择到的SCOP看作待转译的SCOP并插入指令，将插入指令的源码文件送入到PPCG中进行转换。
5.如权利要求1所述的OpenCL自动转译方法，其特征在于，所述步骤S4中，判断参与转换的C
6.如权利要求1-5任一项所述的OpenCL自动转译方法，其特征在于，所述OpenCL自动转译方法支持同类环境下使用时免安装LLVM和PPCG，具体方法如下：
7.如权利要求6所述的OpenCL自动转译方法，其特征在于，在未安装LLVM和PPCG的同类环境上使用OpenCL自动转译方法时，将原环境下编译的第三方库clang-cpp、isl、pet动态库放入到/usr/local/lib目录下，PPCG进程可执行文件、clang的ast_matchers匹配算法进程或动态库直接引用上述/usr/local/lib目录下的第三方库；opt工具可执行文件、clang工具可执行文件、LLVM SCOP检测可执行文件直接运行。
8.一种OpenCL自动转译工具，其特征在于，该工具包括：服务层、应用层和显示层；
9.如权利要求8所述的OpenCL自动转译工具，其特征在于，界面开发库选用Qt5.9；LLVM版本为17.0；PPCG使用的源码为ppcg-0.09.1；硬件开发和测试平台采用通用X86计算机，操作系统为ubuntu20.04；开发语言使用C++17，测试采用多面体模型编译测试集polybench-c-3.2。
10.如权利要求8所述的OpenCL自动转译工具，其特征在于，OpenCL转换应用还判断参与转换的C或C++源码文件对应的设备端源码文件是否为空，把不为空的进行统计，提供给显示层转换成功的源码文件个数、及转换成功的OpenCL主机端和设备端文件路径。
...【技术特征摘要】
1.一种opencl自动转译方法，其特征在于，该方法包括如下步骤：
2.如权利要求1所述的opencl自动转译方法，其特征在于，上界行号和上行号处中间有注释行，下界行号和下行号处中间也有注释行。
3.如权利要求1所述的opencl自动转译方法，其特征在于，所述步骤s3中，计算ir文件中scop映射到c或c++源码文件scop的上界行号和下界行号的具体流程为：
4.如权利要求1所述的opencl自动转译方法，其特征在于，所述s4中，待转译的scop是指根据opencl转换的方式选择不同的scop，支持批量转换和单个转换方式，批量转换是将每个源码文件中的scop看作待转译的scop并插入指令，将插入指令的源码文件送入到ppcg中进行转换；单个转换是指遍历每个源码文件中的scop，将scop的源码提供给用户，用户选择是否转译此scop，选择完毕后，将所有选择到的scop看作待转译的scop并插入指令，将插入指令的源码文件送入到ppcg中进行转换。
5.如权利要求1所述的opencl自动转译方法，其特征在于，所述步骤s4中，判断参与转换的c或c++源码文件对应的opencl设备端源码文件是否为空，把不为空的进行统计，提供给用户转换成功的源码文件个数、及转换成功的opencl主机端和设备端文件路径。
6.如权利要求1-5任一项所述的opencl自动转译方法，其特征在于，所述op...
【专利技术属性】
技术研发人员：周康乐，赵漫菲，瞿秋薏，籍雁翔，
申请(专利权)人：北京计算机技术及应用研究所，
类型：发明
国别省市：
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