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Laboratoire 2

Parallélisation d’un calcul sériel

Écrit par Gabriel-Andrew Pollo-Guilbert

Idée originale de Francis Giraldeau

Les systèmes hétérogènes sont des systèmes informatiques utilisant plusieurs types de processeur ou de pièces de matériel spécialisé. Il est souvent idéal d’effectuer certains calculs sur des processeurs spécialisés afin d’augmenter la performance ou l’efficacité du système. Par exemple, le décodage d’une vidéo est souvent effectué dans une carte graphique afin de ne pas affecter le reste du système.

Dans ce laboratoire, vous devez convertir un calcul sériel afin de l’exécuter sur plusieurs coeurs avec OpenMP et aussi sur un périphérique spécialisé, comme une carte graphique, avec OpenCL.

Code

• source/main.c

  • Contient le point d’entrée du programme qui traite les arguments en ligne de commande et démarre le calcul.

• source/color.c source/kernel/helpers.cl include/color.h `include/pixel.h

  • Contiennent des structures et des fonctions pour manipuler les couleurs et pixels.

• source/headless.c include/headless.h

  • Contiennent l’interface non-graphique permettant d’effectuer de le calcul.

• include/log.h

  • Contient des macros pour formatter et afficher des logs dans la sortie standard.

• source/sinoscope.c include/sinoscope.h

  • Contiennent la structure et certains fonctions pour le calcul.

• source/sinoscope-serial.c

  • Contient l’implémentation sériel du calcul.

• source/sinoscope-openmp.c (À COMPLÉTER)

  • Contient l’implémentation avec OpenMP demandée.

• source/sinoscope-opencl.c source/kernel/sinoscope.cl (À COMPLÉTER)

  • Contiennent l’implémentation avec OpenCL demandée.

• source/viewer.c include/viewer.h

  • Contiennent l’interface graphique basée sur OpenGL pour montrer le dessin.

Calcul

Le calcul effectué par le programme est simple. Celui-ci calcul la valeur d’une fonction pour tous les points d’une matrice 2D. Le calcul de chacun des points individuels est triviallement parallélisable. Lisez le fichier source/sinoscope-serial.c pour plus d’information.

Spécifications

Les spécifications décrites dans cette section diffèrent d’une équipe à une autre.

README-specs.asc

• La compilation ne doit pas lancer d’avertissements.

• Le programme ne doit pas avoir de fuite de mémoire durant son exécution autre que OpenMP et OpenCL.

Dépendances

Toutes les dépendances sont déjà disponible sur les ordinateurs du L4712.

Si vous avez une machine basée sur Ubuntu, vous pouvez installer au moins les paquets suivants: ocl-icd-opencl-dev, freeglut3-dev, libglew-dev et libpng-dev.

Si vous avez une machine basée sur ArchLinux, vous pouvez installer au moins les paquets suivants: ocl-icd, opencl-headers, freeglut, glew et libpng.

Dans les deux derniers cas, il est fort probablement que vous deviez installer des librairies additionnelles afin que votre carte graphique soit accessible. Veuillez consuler cette page (ArchLinux) d’avoir plus d’informations.

Compilation

Pour compiler l’application, il est recommandé de créer un dossier build/ à la racine du projet afin de bien séparer les fichiers générés.

$ mkdir build && cd build

Ensuite, on configure le projet avec cmake. Celui-ci peut donc être compilé avec make.

$ cmake ..
$ make

Il n’est pas nécessaire de re-exécuter toutes les commandes ci-dessus pour recompiler le binaire, seulement la dernière. Vous pouvez exécuter ./sinoscope --help pour voir les options du programme.

Exécution

Il y a 3 modes d’exécution: avec graphique, sans graphique (--headless) ou vérification (--check). Les deux premiers modes sont interactifs, les controles suivants sont disponible:

• [1] utiliser l’algorithme sériel

• [2] utiliser l’algorithme basé sur OpenMP

• [3] utiliser l’algorithme basé sur OpenCL

• [q] quitter l’application

De plus, le mode graphique offre aussi ces controles:

• [-] diminuer le polynôme de Taylor du calcul

• [+] augmenter le polynôme de Taylor du calcul

Commandes

Le Makefile généré par cmake contient les commandes spéciales ci-dessous.

• make format

  • Utilise clang-format pour formatter le code source.

• make remise

  • Crée une archive ZIP contenant les fichiers pour la remise.

• make check

  • Exécute ./sinoscope --check afin de vérifier les calculs.