如何使用 GCC 5.1 和 OpenMP 将工作卸载到 Xeon Phi

Posted 2023-02-16

【中文标题】如何使用 GCC 5.1 和 OpenMP 将工作卸载到 Xeon Phi

【英文标题】：How to use GCC 5.1 and OpenMP to offload work to Xeon Phi

【发布时间】：2015-04-24 15:56:14

【问题描述】：

背景

我们一直在尝试使用新的 GCC 5.1 版本将 OpenMP 块卸载到英特尔 MIC（即 Xeon Phi），但没有成功。在 GCC Offloading 页面之后，我们将 build.sh 脚本放在一起，为“intelmic”和主机编译器构建“accel”目标编译器。编译似乎已成功完成。

然后我们使用env.sh 脚本尝试编译下面列出的简单hello.c 程序。但是，这个程序似乎只在主机上运行，​​而不是在目标设备上运行。

由于我们通常不熟悉卸载以及编译 GCC，因此我们可能会在很多事情上做错。但是，我们已经调查了已经提到的资源以及以下资源（我没有足够的代表来发布链接）：

至强融核的卸载 至强融核教程 英特尔至强融核卸载编程模型

最大的问题是他们通常引用英特尔编译器。虽然我们计划购买副本，但我们目前没有副本。此外，我们的大部分开发管道已经与 GCC 集成，我们更愿意保持这种方式（如果可能的话）。

我们已经安装了最新的 MPSS 3.5 发行版，进行了必要的修改以在 Ubuntu 下工作。我们可以成功通信并检查系统中 Xeon Phis 的状态。

在我们的努力中，我们也从未发现任何迹象表明代码在麦克风仿真模式下运行。

问题

是否有人成功构建了主机/目标 GCC 编译器组合，实际上可以卸载到 Xeon Phi？如果是，您使用了哪些资源？ 我们是否遗漏了构建脚本中的任何内容？ 测试源代码有问题吗？它们编译时没有错误（除了下面提到的），并以 48 个线程（即主机系统中的逻辑线程数）运行。 由于 Google 搜索没有透露太多信息，是否有人对下一步有建议（除了放弃 GCC 卸载）？这是一个错误吗？

谢谢！

build.sh

#!/usr/bin/env bash                                                                                                                                           

set -e -x
unset LIBRARY_PATH

GCC_DIST=$PWD/gcc-5.1.0

# Modify these to control where the compilers are installed                                                                                                   
TARGET_PREFIX=$HOME/gcc
HOST_PREFIX=$HOME/gcc

TARGET_BUILD=/tmp/gcc-build-mic
HOST_BUILD=/tmp/gcc-build-host

# i dropped the emul since we are not planning to emulate!                                                                                                    
TARGET=x86_64-intelmic-linux-gnu
# should this be a quad (i.e. pc)?? default (Ubuntu) build seems to be x86_64-linux-gnu                                                                       
HOST=x86_64-pc-linux-gnu

# check for the GCC distribution                                                                                                                              
if [ ! -d $GCC_DIST ]; then
    echo "gcc-5.1.0 distribution should be here $PWD"
    exit 0
fi

#sudo apt-get install -y libmpfr-dev libgmp-dev libmpc-dev libisl-dev dejagnu autogen sysvbanner                                                              

# prepare and configure the target compiler                                                                                                                   
mkdir -p $TARGET_BUILD
pushd $TARGET_BUILD
$GCC_DIST/configure \
    --prefix=$TARGET_PREFIX \
    --enable-languages=c,c++,fortran,lto \
    --enable-liboffloadmic=target \
    --disable-multilib \
    --build=$TARGET \
    --host=$TARGET \
    --target=$TARGET \
    --enable-as-accelerator-for=$HOST \
    --program-prefix="$TARGET-"
    #--program-prefix="$HOST-accel-$TARGET-" \                                                                                                                
# try adding the program prefix as HINTED in the https://gcc.gnu.org/wiki/Offloading                                                                          
# do we need to specify a sysroot??? Wiki says we don't need one... but it also says "better to configure as cross compiler....                               

# build and install                                                                                                                                           
make -j48 && make install
popd

# prepare and build the host compiler                                                                                                                         
mkdir -p $HOST_BUILD
pushd $HOST_BUILD
$GCC_DIST/configure \
    --prefix=$HOST_PREFIX \
    --enable-languages=c,c++,fortran,lto \
    --enable-liboffloadmic=host \
    --disable-multilib \
    --build=$HOST \
    --host=$HOST \
    --target=$HOST \
    --enable-offload-targets=$TARGET=$TARGET_PREFIX

make -j48 && make install
popd

env.sh

#!/usr/bin/env bash

TARGET_PREFIX=$HOME/gcc
HOST_PREFIX=$HOME/gcc
HOST=x86_64-pc-linux-gnu
VERSION=5.1.0

export LD_LIBRARY_PATH=/opt/intel/mic/coi/host-linux-release/lib:/opt/mpss/3.4.3/sysroots/k1om-mpss-linux/usr/lib64:$LD_LIBRARY_PATH
export LD_LIBRARY_PATH=$HOST_PREFIX/lib:$HOST_PREFIX/lib64:$HOST_PREFIX/lib/gcc/$HOST/$VERSION:$LD_LIBRARY_PATH
export PATH=$HOST_PREFIX/bin:$PATH

hello.c（版本 1）

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

int main (int argc, char *argv[]) 

  int nthreads, tid;
  /* Fork a team of threads giving them their own copies of variables */

#pragma offload target (mic)
  
#pragma omp parallel private(nthreads,tid)
    
      /* Obtain thread number */
      tid = omp_get_thread_num();
      printf("Hello World from thread = %d\n", tid);
      
      /* Only master thread does this */
      if (tid == 0) 
        nthreads = omp_get_num_threads();
        printf("Number of threads = %d\n", nthreads);
          
#ifdef __MIC__
      printf("on target...\n");
#else
      printf("on host...\n");
#endif    
    
      

我们用以下代码编译了这段代码：

gcc -fopenmp -foffload=x86_64-intelmic-linux-gnu hello.c -o hello

hello_omp.c（第 2 版）

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

int main (int argc, char *argv[]) 

  int nthreads, tid;
  /* Fork a team of threads giving them their own copies of variables */

#pragma omp target device(mic)
  
#pragma omp parallel private(nthreads,tid)
    
      /* Obtain thread number */
      tid = omp_get_thread_num();
      printf("Hello World from thread = %d\n", tid);
      
      /* Only master thread does this */
      if (tid == 0) 
    nthreads = omp_get_num_threads();
    printf("Number of threads = %d\n", nthreads);
          
#ifdef __MIC__
      printf("on target...\n");
#else
      printf("on host...\n");
#endif    
    
      

几乎相同的东西，但我们尝试了

#pragma omp target device

语法。事实上，对于mic，它会抱怨，但对于任何设备号（即 0），它都会在主机上编译和运行。这段代码是用同样的方式编译的。

【问题讨论】：

当英特尔人员监控此站点时，您最好在英特尔论坛上发布此内容。

为什么选择 Intel 而不是 GCC？

根据 GCC Offloading 页面：“GCC 5 支持两种类型的卸载：OpenMP 到英特尔 MIC 目标（即将推出英特尔至强融核产品，代号为 KNL)"。因此，不支持卸载到当前一代的英特尔至强融核 (KNC)。

啊...@IlyaVerbin，我明白了。感谢您的评论。我错过了那个区别（骑士角与骑士登陆）。因此，换句话说，我们现在（以及未来使用此硬件）别无选择，只能使用英特尔编译器。

这可能会让您感兴趣。 xeon-phi-knights-corner-intrinsics-with-gcc。最近有大量的骑士角卡销售，但没有 GCC 的支持。

【参考方案1】：

可以使用 GCC 5 卸载到 Xeon Phi。为了让它工作，必须为本地 MIC 目标编译 liboffloadmic，类似于它的完成方式here。您设置的问题在于它编译主机仿真库（libcoi_host.so、libcoi_device.so），并且即使存在物理 Xeon Phi 也坚持使用仿真卸载。

【讨论】：

所以，澄清一下，您是说我们可以使用链接项目为我们的 Knights Corner Xeon Phi 卡编译一个 MIC 原生版本的 liboffloadmic 和 libgomp最新的 GCC 5？看saxpy 的例子，类似CUDA 的界面和简单的写#pragma omp target device(0) 不太一样。为什么测试 Makefile 需要 icc 用于 TBB？谢谢。