Abstract
The KernelGen project (http://kernelgen.org/) aims to develop Fortran and C compilers based on the state-of-art open-source technologies for automatic GPU kernels generation from unmodified CPU source code, significantly improving the code porting experiences. Parallelism detection is based on LLVM/Polly and CLooG, extended with mapping of loops onto GPU compute grid, and assisted with runtime alias analysis. PTX assembly code is generated with NVPTX backend. Thanks to integration with GCC frontend by means of DragonEgg plugin, and customized linker, KernelGen features full GCC compatibility, and is able to compile complex applications into hybrid binaries containing both CPU and GPU-enabled executables. In addition to more robust parallelism detection, test kernels produced by KernelGen are up to 60 % faster than generated by PGI compiler for kernels source with manually inserted OpenACC directives.
Highlights
Проект KernelGen имеет цель создать на основе современных открытых технологий компилятор Fortran и C для автоматического портирования приложений на GPU без модификации их исходного кода
Включение бекенда NVPTX для генерации GPU-кода в LLVM позиционировалось компанией NVIDIA как открытие компилятора
The KernelGen project aims to develop Fortran and C compilers based on the state-of-art open-source technologies for automatic GPU kernels generation from unmodified CPU source code, significantly improving the code porting experiences
Summary
При разработке системы компиляции на основе существующих наработок значительную роль играет выбор наиболее подходящей базовой инфраструктуры по большому числу критериев: наличие фронтендов для различных языков, полнота и гибкость внутреннего представления, существование базового набора оптимизирующих преобразований и эффективных бекендов для целевых архитектур, динамика развития и поддержка со стороны сообщества разработчиков. Компилятор GCC поддерживает наибольшее число языков программирования, но не имеет бекендов для GPU, когда как LLVM и Open имеют бекенды для NVIDIA PTX ISA. Компилятор Open имеет фронтенды для C, C++ и Fortran, генерирует качественный код, но при этом, к сожалению, имеет сильно сегментированное сообщество разработчиков, развивающих множество отдельных веток кода в интересах коммерческих компаний и исследовательских организаций. Компилятор LLVM не имеет собственного фронтенда для языка Fortran, но способен при помощи плагина DragonEgg [16] использовать фронтенды компилятора GCC. Чтобы обеспечить стандартный процесс сборки, в KernelGen используется схема, напоминающая LTO (link time optimization – инфраструктура компилятора для дополнительной оптимизации кода во время компоновки): код для GPU сначала добавляется в отдельную секцию объектных файлов, затем объединяется и снова разделяется на отдельные ядра на этапе компоновки. В целом, такая модель исполнения имеет много общего с native-режимом Intel MIC, но работает на GPU, где скалярные вычислительные блоки способны достигать высокой эффективности без необходимости векторизации
Sign-in/Register to view highlights & summary Sign-in/Register to access full text options 
Talk to us
Join us for a 30 min session where you can share your feedback and ask us any queries you have
Schedule a callMore From: Bulletin of the South Ural State University. Series "Computational Mathematics and Software Engineering"
Disclaimer: All third-party content on this website/platform is and will remain the property of their respective owners and is provided on "as is" basis without any warranties, express or implied. Use of third-party content does not indicate any affiliation, sponsorship with or endorsement by them. Any references to third-party content is to identify the corresponding services and shall be considered fair use under The CopyrightLaw.
