小贝子编程

C语言 OpenCL 内核导致应用程序无限期运行，并且仅在我关闭 IDE 后停止



我正在尝试使用 OpenCL 在 GPU 上运行部分代码。我现在正在尝试运行处理 YCbCr 到 RGB 转换的函数。

请注意，到目前为止，我没有尝试优化 GPU 代码。我只是想要一个与 CPU 上相同的输出。

该函数最初是这样编写的：

void YCbCr_to_ARGB(uint8_t *YCbCr_MCU[3], uint32_t *RGB_MCU, uint32_t nb_MCU_H, uint32_t nb_MCU_V)
{
uint8_t *MCU_Y, *MCU_Cb, *MCU_Cr;
int R, G, B;
uint32_t ARGB;
uint8_t index, i, j;
MCU_Y = YCbCr_MCU[0];
MCU_Cb = YCbCr_MCU[1];
MCU_Cr = YCbCr_MCU[2];
for (i = 0; i < 8 * nb_MCU_V; i++) {
for (j = 0; j < 8 * nb_MCU_H; j++) {
index = i * (8 * nb_MCU_H)  + j;
R = (MCU_Cr[index] - 128) * 1.402f + MCU_Y[index];
B = (MCU_Cb[index] - 128) * 1.7772f + MCU_Y[index];
G = MCU_Y[index] - (MCU_Cb[index] - 128) * 0.34414f -
(MCU_Cr[index] - 128) * 0.71414f;
/* Saturate */
if (R > 255)
R = 255;
if (R < 0)
R = 0;
if (G > 255)
G = 255;
if (G < 0)
G = 0;
if (B > 255)
B = 255;
if (B < 0)
B = 0;
ARGB = ((R & 0xFF) << 16) | ((G & 0xFF) << 8) | (B & 0xFF);
// ARGB = 0xFF << 8;
RGB_MCU[(i * (8 * nb_MCU_H) + j)] = ARGB;
}
}
}

此函数的变量按以下方式在main.c中声明：

cl_uchar* YCbCr_MCU[3] = { NULL, NULL, NULL};
cl_uint* RGB_MCU = NULL;

这些变量的内存按以下方式分配：

if (screen_init_needed == 1) 
{
screen_init_needed = 0;
.....
.....
//Some code
for (index = 0 ; index < SOF_section.n ; index++) {
YCbCr_MCU[index] = malloc(MCU_sx * MCU_sy * max_ss_h * max_ss_v);
YCbCr_MCU_ds[index] = malloc(MCU_sx * MCU_sy * max_ss_h * max_ss_v);
}
RGB_MCU = malloc (MCU_sx * MCU_sy * max_ss_h * max_ss_v * sizeof(cl_int));
}
break;
}

我直接将其复制并粘贴到我的.cl文件中，并做了一些小的更改以使其符合OpenCL标准。我修改后的 OpenCL 代码如下所示：

__kernel void YCbCr_to_ARGB(__global uchar* YCbCr_MCU[3], __global uint* RGB_MCU, uint nb_MCU_H, uint nb_MCU_V)
{        
__global uchar *MCU_Y, *MCU_Cb, *MCU_Cr;
int R, G, B;
uint ARGB;
uchar index, i, j;
MCU_Y = YCbCr_MCU[0];
MCU_Cb = YCbCr_MCU[1];
MCU_Cr = YCbCr_MCU[2];
//Same code as the first code snippet
......
......
......
}

当我在.cl文件中使用上述内核代码构建并运行应用程序时，出现错误。其中一个错误指出 OpenCL 不允许指针到指针参数。

为了解决这些错误，我再次修改了我的代码，如下所示：

__kernel void YCbCr_to_ARGB(__global uchar YCbCr_MCU[3], __global uint* RGB_MCU, uint nb_MCU_H, uint nb_MCU_V)
{         
__global uchar *MCU_Y, *MCU_Cb, *MCU_Cr;
int R, G, B;
uint ARGB;
uchar index, i, j;
MCU_Y = &YCbCr_MCU[0];
MCU_Cb = &YCbCr_MCU[1];
MCU_Cr = &YCbCr_MCU[2];
//Same code as the first code snippet
......
......
......   
}

当我再次构建并运行应用程序时，我没有收到任何错误。这促使我为这个内核编写主机代码。

它看起来像这样：

color_kernel= clCreateKernel(program, "YCbCr_to_ARGB", &ret);
//YCbCr_MCU for YCbCrtoARGB
cl_mem colorMCU_GPU= clCreateBuffer(context, CL_MEM_READ_WRITE, 3 * sizeof(cl_uchar), NULL, &ret);

//rgb_MCU for YCbCrtoARGB
cl_mem RGB_GPU= clCreateBuffer(context, CL_MEM_READ_WRITE,  sizeof(cl_uint), NULL, &ret);

我在main.c中调用原始函数的位置准确地调用了内核参数。我通过以下方式执行了此内核的其余步骤：

if(color&&(SOF_section.n>1)
{
ret = clEnqueueWriteBuffer(command_queue, colorMCU_GPU, CL_TRUE, 0, 3 * sizeof(cl_uchar), YCbCr_MCU, 0, NULL, NULL);
ret = clEnqueueWriteBuffer(command_queue, RGB_GPU, CL_TRUE, 0,  sizeof(cl_uint), RGB_MCU, 0, NULL, NULL);
ret = clSetKernelArg(color_kernel, 0, sizeof(cl_mem), (void *)&colorMCU_GPU);
ret |= clSetKernelArg(color_kernel, 1, sizeof(cl_mem), (void *)&RGB_GPU);
ret = clSetKernelArg(color_kernel, 2, sizeof(cl_uint), (void *)&max_ss_h);
ret |= clSetKernelArg(color_kernel, 3, sizeof(cl_uint), (void *)&max_ss_v);
ret = clEnqueueTask(command_queue, color_kernel, 0, NULL, NULL);
ret = clEnqueueReadBuffer(command_queue, RGB_GPU, CL_TRUE, 0, sizeof(cl_uint), RGB_MCU, 0, NULL, NULL);
//YCbCr_to_ARGB(YCbCr_MCU, RGB_MCU, max_ss_h, max_ss_v);

在我使用这些参数运行并生成代码后，代码将无限期地运行(此输出应该是在屏幕上运行的影片剪辑。使用此代码，我只会得到黑屏(。在此之后，我必须关闭 Eclipse 并重新打开它才能对代码进行其他更改。

是什么导致程序的行为如此？有没有办法在GPU上安全地运行此功能？

更新：

我遵循了Anders Cedronius的建议，并通过以下方式更改了我的内核代码：

__kernel void YCbCr_to_ARGB(__global uchar YCbCr_MCU[3], __global uint* RGB_MCU, uint nb_MCU_H, uint nb_MCU_V)
{
printf("Doing color conversionn");  
__global uchar *MCU_Y, *MCU_Cb, *MCU_Cr;
int R, G, B;
uint ARGB;
uchar index, i, j;
i= get_global_id(0);
j= get_global_id(1);
MCU_Y = &YCbCr_MCU[0];
MCU_Cb = &YCbCr_MCU[1];
MCU_Cr = &YCbCr_MCU[2];
if (i < 8 * nb_MCU_V && j < 8 * nb_MCU_H)
{
index = i * (8 * nb_MCU_H)  + j;
R = (MCU_Cr[index] - 128) * 1.402f + MCU_Y[index];
B = (MCU_Cb[index] - 128) * 1.7772f + MCU_Y[index];
G = MCU_Y[index] - (MCU_Cb[index] - 128) * 0.34414f -
(MCU_Cr[index] - 128) * 0.71414f;

/* Saturate */
if (R > 255)
R = 255;
if (R < 0)
R = 0;
if (G > 255)
G = 255;
if (G < 0)
G = 0;
if (B > 255)
B = 255;
if (B < 0)
B = 0;
ARGB = ((R & 0xFF) << 16) | ((G & 0xFF) << 8) | (B & 0xFF);
// ARGB = 0xFF << 8;
RGB_MCU[(i * (8 * nb_MCU_H) + j)] = ARGB;

}
printf("Finished color conversionn");
}

我用于调用内核的主机代码现在如下所示：

color_kernel= clCreateKernel(program, "YCbCr_to_ARGB", &ret);

我通过以下方式设置工作大小和内核参数：

ret = clEnqueueWriteBuffer(command_queue, colorMCU_GPU, CL_TRUE, 0, 3*sizeof(cl_uchar), YCbCr_MCU, 0, NULL, NULL);
chk(ret, "clEnqueueWriteBuffer");
ret = clEnqueueWriteBuffer(command_queue, RGB_GPU, CL_TRUE, 0,  sizeof(cl_uint), RGB_MCU, 0, NULL, NULL);
chk(ret, "clEnqueueWriteBuffer");

ret = clSetKernelArg(color_kernel, 0, sizeof(cl_mem), (void *)&colorMCU_GPU);
ret |= clSetKernelArg(color_kernel, 1, sizeof(cl_mem), (void *)&RGB_GPU);
ret = clSetKernelArg(color_kernel, 2, sizeof(cl_uint), (void *)&max_ss_h);
ret |= clSetKernelArg(color_kernel, 3, sizeof(cl_uint), (void *)&max_ss_v);

size_t itemColor[2] = {1, 1};
ret = clEnqueueNDRangeKernel(command_queue, kernel, 2, NULL, itemColor, NULL, 0, NULL, NULL);
chk(ret, "clEnqueueNDRange");
ret = clEnqueueReadBuffer(command_queue, RGB_GPU, CL_TRUE, 0, sizeof(cl_uint), RGB_MCU, 0, NULL, NULL);

clFinish(command_queue);

我运行了这段代码，我不再看到黑屏。但是，"YCbCr to RGB"的内核现在无法识别。甚至我的 printf 评论也没有显示在输出控制台上。就像我的代码没有颜色转换功能一样。

更新：

我没有在命令EnqueueNDRangeKernel中更改内核的名称。我更改了名称，现在 printf 语句出现在控制台上。但是，我仍然没有得到正确的输出。

size_t itemColor[2] = {1, 1};
ret = clEnqueueNDRangeKernel(command_queue, color_kernel, 2, NULL, itemColor, NULL, 0, NULL, NULL);
chk(ret, "clEnqueueNDRange");
clFinish(command_queue);

更新：

我听从了pmdj的建议，对我的内核代码进行了更改。它现在看起来像这样：

__kernel void YCbCr_to_ARGB(__global uchar* Y_GPU, __global uchar* Cb_GPU, __global uchar* Cr_GPU, __global uint* RGB_MCU, uint nb_MCU_H, uint nb_MCU_V)
{  
__global uchar *MCU_Y, *MCU_Cb, *MCU_Cr;
int R, G, B;
uint ARGB;
uchar index, i, j;
unsigned char   iid= get_global_id(0);
unsigned char   jid= get_global_id(1);
// MCU_Y = &YCbCr_MCU[0];
// MCU_Cb = &YCbCr_MCU[1];
// MCU_Cr = &YCbCr_MCU[2];
MCU_Y= Y_GPU;
MCU_Cb= Cb_GPU;
MCU_Cr= Cr_GPU;
if (iid <= (8 * nb_MCU_V) && jid <= (8 * nb_MCU_H))
{
index = iid * (8 * nb_MCU_H)  + jid;
R = (MCU_Cr[index] - 128) * 1.402f + MCU_Y[index];
B = (MCU_Cb[index] - 128) * 1.7772f + MCU_Y[index];
G = MCU_Y[index] - (MCU_Cb[index] - 128) * 0.34414f -
(MCU_Cr[index] - 128) * 0.71414f;

/* Saturate */
if (R > 255)
R = 255;
if (R < 0)
R = 0;
if (G > 255)
G = 255;
if (G < 0)
G = 0;
if (B > 255)
B = 255;
if (B < 0)
B = 0;
ARGB = ((R & 0xFF) << 16) | ((G & 0xFF) << 8) | (B & 0xFF);
RGB_MCU[(iid * (8 * nb_MCU_H) + jid)] = ARGB;
}
}

在主机代码中，我为 4 个新变量创建并分配了内存：

Y_ForGPU= (cl_uchar *)malloc(MCU_sx * MCU_sy * max_ss_h * max_ss_v);
Cb_ForGPU= (cl_uchar *)malloc(MCU_sx * MCU_sy * max_ss_h * max_ss_v);
Cr_ForGPU= (cl_uchar *)malloc(MCU_sx * MCU_sy * max_ss_h * max_ss_v);
//Now will do it for RGB
RGB_testing= (cl_uint *)malloc (MCU_sx * MCU_sy * max_ss_h * max_ss_v * sizeof(cl_int));

我通过以下方式创建了缓冲区：

cl_mem for_Y= clCreateBuffer(context, CL_MEM_READ_WRITE| CL_MEM_COPY_HOST_PTR, (MCU_sx * MCU_sy * max_ss_h * max_ss_v), Y_ForGPU, &ret);

cl_mem for_Cb= clCreateBuffer(context, CL_MEM_READ_WRITE| CL_MEM_COPY_HOST_PTR, (MCU_sx * MCU_sy * max_ss_h * max_ss_v), Cb_ForGPU , &ret);
cl_mem for_Cr= clCreateBuffer(context, CL_MEM_READ_WRITE| CL_MEM_COPY_HOST_PTR, (MCU_sx * MCU_sy * max_ss_h * max_ss_v), Cr_ForGPU, &ret);
//rgb_MCU for YCbCrtoARGB
cl_mem RGB_GPU= clCreateBuffer(context, CL_MEM_READ_WRITE, (MCU_sx * MCU_sy * max_ss_h * max_ss_v * sizeof(cl_int)), NULL, &ret);

然后，我设置内核参数，执行内核并将计算数据发送回主机上：

ret = clSetKernelArg(color_kernel, 0, sizeof(cl_mem), &for_Y);
ret |= clSetKernelArg(color_kernel, 1, sizeof(cl_mem), &for_Cb);
ret |= clSetKernelArg(color_kernel, 2, sizeof(cl_mem), &for_Cr);
ret |= clSetKernelArg(color_kernel, 3, sizeof(cl_mem), &RGB_GPU);
ret |= clSetKernelArg(color_kernel, 4, sizeof(cl_uint), &max_ss_h);
ret |= clSetKernelArg(color_kernel, 5, sizeof(cl_uint), &max_ss_v);

const size_t itemColor[2] = {100, 100};
ret = clEnqueueNDRangeKernel(command_queue, color_kernel, 2, NULL, itemColor, NULL, 0, NULL, NULL);
clFinish(command_queue);
//Copy result to the host
ret = clEnqueueReadBuffer(command_queue, RGB_GPU, CL_TRUE, 0, (MCU_sx * MCU_sy * max_ss_h * max_ss_v * sizeof(cl_int)), RGB_testing, 0, NULL, NULL);

但是，现在我的代码只是突然终止。为什么会这样？

更新：

我的代码现在可以工作了。这些问题可能是由于指针的差异而发生的。我将 Y、Cb、Cr 和 RGB 变量(我创建的(设置为等于主机代码中的原始变量。

//---Setting color variables equal to array elements----//
Y_ForGPU= YCbCr_MCU[0];
Cb_ForGPU= YCbCr_MCU[1];
Cr_ForGPU= YCbCr_MCU[2];
//----RGB is being assigned value-----//
RGB_testing= RGB_MCU;

我不知道这是否是您出现问题的唯一原因(可能还有更多我还没有发现(，但是您的YCbCr_MCU内核参数中存在类型不匹配。你不能有指针到指针的参数，这是真的。但是，简单地删除*并不能解决它。

特别是，线

MCU_Cb = &YCbCr_MCU[1];

在内核中，YCbCr_MCU指向的任何内容的开头都比 1 个字节，从主机代码来看，这实际上是指针数组的开头，而不是像素数组。

ret = clSetKernelArg(color_kernel, 0, sizeof(cl_mem), (void *)&colorMCU_GPU);

看起来YCbCr_MCU应该是指向包含源像素的 Y、Cb、Cr 平面的 3 个指针数组。您需要将这些作为指向 3 个数组的 3 个直接指针传递给您的内核，而不是指向 3 个指针的指针。换句话说，将其转换为 Y、Cb 和 Cr 参数，并将它们设置为在主机上colorMCU_GPU[0]到colorMCU_GPU[2]。

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