OpenCL-2-OpenCL事件

本节介绍OpenCL的事件的相关知识。

  由上一节我们已经清楚了宿主机通过命令队列向计算设备传递命令。计算设备计算后返回。但是宿主机需要管理多个计算设备，多个命令队列。那么宿主机是如何管理、调度这些对象的呢。没错，就是事件(event)。

1.事件定义

  事件是与命令的状态相关联的对象。命令队列中的命令会产生事件，其他命令在执行之前需要等待某个事件。如我们下面条之前需要查看水开了没有，那么水开了就是一个事件。

根据场景的不同，可以分为内核端事件和宿主机端事件：

• 内核端事件：主要负责异步执行命令的同步操作(多个处理单元的阶段同步)和全局内核和本地内存的同步。(内核端事件类似于个人自扫门前雪的意味，因为人民内部矛盾内部解决嘛)。
• 宿主机端事件：完成命令队列之间的同步操作(统筹各个计算设备的操作)。

  同时事件还可以划分为命令事件和用户自定义事件。

2.事件分类

2.1命令事件

  事件在命令之间传递状态信息。命令的状态即事件的值可以取以下：

• CL_QUEUED:命令已经加入命令队列。
• CL_SUBMITTED:命令已经有宿主机提交给与所在命令队列相关联的设备。
• CL_RUNNING:该命令正在执行。
• CL_COMPLETE:命令已经完成
• ERROR_CORE:负数，指代不同的错误情况。

  创建事件的方法有很多，最常见的还是命令在状态发生变化时。如下面的命令是将内核加入队列的API，那么就会产生一个CL_QUEUED命令。

cl_int clEnqueueNDRangeKernel(
  cl_command_queue command_queue,
  cl_kernel kernel,
  cl_unit work_dim,
  const size_t* global_work_offset,
  const size_t* global_work_size,
  const size_t* local_work_size,
  cl_uint num_events_in_wait_list,
  const cl_event* event_wait_list,
  cl_event* event
  )

我们着重关注一下后面三个参数：

• num_events_in_wait_list:在执行这个命令之前需要等待几个事件。
• event_wait_list:这是一个列表，里面是要等待的具体事件。
• event：这个命令相关联的事件，如当前会将其赋值为CL_QUEUED,之后在执行的时候会赋值为CL_RUNNING等等。

再看一下多个事件之间的联系的一个示例：

cl_event k_events[2];   //定义两个事件
clEnqueueNDRangeKernel(command1, .... , 0, NULL, &k_events[0]);  //将第一个命令加入队列，会对k_events[0]赋值，指向之前不需要等待任何事件

clEnqueueNDRangeKernel(command2, ...., 0, NULL, &k_events[0]);  //同上

clEnqueueNDRangeKernel(command3, ...., 2,&k_events, NULL)   //执行这条命令时会等待前面的两个命令

2.2用户自定义事件

  命令事件主要在命令队列中产生，影响同一个上下文的设备。如果我们需要与其他上下文进行同步，就需要使用到用户自定义事件：

cl_event clCreateUserEvent(
    cl_context context,     //指定上下文
    cl_uint* errcode_ret    //该函数所关联的错误值
  )

如果创建成功，errcode_ret会被赋值为CL_SUCCESS或者错误时，赋值为一下的值：

• CL_INVALID_EVENT:上下文不合法
• CL_OUT_OF_RESOURCE: 资源未就绪或分配资源失败
• CL_OUT_OF_HOST_MEMORY:宿主机资源未就绪或分配资源失败

之后我们就可以在各个处理函数中设置返回的事件的值：

cl_int clSetUserEventStatus(
  cl_event event,       //具体事件值
  cl_int execution_status //指向状态
  )

3.事件管理

  上面已经说过了用户自定义事件的设置，那么命令事件的管理又是通过那些API的呢？

clGetEventStatus
clRetainEvent       //增加引用计数，即得到事件
cl_ReleaseEvent     //减少引用计数

当然如果需要获取事件的更详细的信息，需要用到：

cl_int clGetEventInfo(
  cl_event event,           //具体事件
  cl_event_info param_name, //查询的信息，如命令队列，或者上下文
  size_t param_value_size,  //参数大小，
  void* param_value,        //指向的结果的指针
  size_t param_value_size_ret //返回结果的大小
  )

4.事件回调

  事件是OpenCL中为命令指定明确顺序约束的机制。不过事件不能跨上下文，跨上下文边界时，只有一种选择，就是让宿主机帮忙等待一个事件，然后使用用户事件触发另一个上下文命令的执行。总而言之，由于事件不能跨上下文，所以宿主机必须代表两个命令队列在两个上下文之间管理事件。

  同时，事件还可以使用OpenCL定义的回调机制与宿主机上的函数进行交互。回调就是应用程序异步调用的函数。

我们可以使用下面这个函数设置回调：

cl_int clSetEventCallback(
  cl_event event,
  cl_int command_exec_callback_type,
  void(CL_CALLBACK *pfn_event_notify)(
    cl_event event,
    cl_int event_command_exec_status,
    void *user_data),
    void *user_data
  )

注意事项：

• 撤销一个事件之前，与这个事件所关联的所有回调函数必须撤销，
• 回调函数不能是代价高昂的的处理函数，或者调用OpenCL的API来创建上下文或命令队列，或者调用阻塞函数。
• 为一个事件状态注册的多个回调函数，但不能保证按照注册的顺序执行。
• 回调函数应保证是线程安全的，会被异步调用。

5.内核事件

  上面的命令、事件都是要与命令队列相关联。可以同步命令，有助于命令与宿主机之间的交互提供细粒度的控制。

  那么内核中是否有相同的机制呢？其实事件还可以出现在内核内部，内核中的事件主要用来支持在全局与局部内存之间的异步数据复制。下面这些函数用以支持这些功能。

event_t async_work_group_copy()
event_t async_work_group_strided_copy
event_t wait_group_events

会在后面的章节有所介绍。

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