Ускорьте Матричные операции в сгенерированном автономном коде при помощи вызовов BLAS

Чтобы улучшить скорость выполнения кода, сгенерированного для определенного низкоуровневого вектора и операций над матрицей (таких как умножение матриц) в автономном коде, укажите, что вы хотите, чтобы MATLAB® Coder™ сгенерировал вызовы BLAS. BLAS является библиотекой программного обеспечения для низкоуровневых векторных и матричных расчетов, которая имеет несколько высоко оптимизированных специфичных для машины реализаций. Генератор кода использует интерфейс C CBLAS для BLAS. Если вы указываете, что хотите сгенерировать вызовы BLAS, и входные массивы для матричных функций соответствуют определенным критериям, генератор кода производит вызовы BLAS. В противном случае генератор кода производит код для матричных функций.

Для вызовов BLAS в автономном коде MATLAB Coder пользуется библиотекой BLAS, которую вы задаете. Задайте библиотеку BLAS, которая оптимизирована для вашей среды выполнения.

Задайте библиотеку BLAS

Чтобы сгенерировать вызовы BLAS в автономном коде, у вас должен быть доступ к классу коллбэка BLAS. Класс коллбэка BLAS задает библиотеку BLAS, заголовочный файл CBLAS, определенные типы данных C, которые конкретный интерфейс CBLAS использует, и компилятор и опции компоновщика для процесса сборки. Выполнить одно из следующих действий:

  • В командной строке, набор свойство объекта настройки кода CustomBLASCallback к имени класса коллбэка.

  • В приложении MATLAB Coder, набор Custom BLAS library callback к имени класса коллбэка.

Запишите класс коллбэка BLAS

Чтобы сгенерировать вызовы определенной библиотеки BLAS в сгенерированном коде, запишите класс коллбэка BLAS. Совместно используйте класс коллбэка с другими, которые хотят пользоваться этой библиотекой BLAS для вызовов BLAS в автономном коде.

Класс коллбэка должен вывести из абстрактного класса coder.BLASCallback. Этим примером является реализация класса коллбэка mklcallback для интеграции с библиотекой Intel MKL BLAS по платформе Windows®.

classdef mklcallback < coder.BLASCallback
    methods (Static)
        function updateBuildInfo(buildInfo, ~)
            libPath = fullfile(pwd,'mkl','WIN','lib','intel64');
            libPriority = '';
            libPreCompiled = true;
            libLinkOnly = true;
            libs = {'mkl_intel_ilp64.lib' 'mkl_intel_thread.lib' 'mkl_core.lib'};
            buildInfo.addLinkObjects(libs, libPath, libPriority, libPreCompiled, ...
                                  libLinkOnly);
            buildInfo.addLinkObjects('libiomp5md.lib',fullfile(matlabroot,'bin', ...
                             'win64'), libPriority, libPreCompiled, libLinkOnly);
            buildInfo.addIncludePaths(fullfile(pwd,'mkl','WIN','include'));
            buildInfo.addDefines('-DMKL_ILP64');
        end
        function headerName = getHeaderFilename()
            headerName = 'mkl_cblas.h';
        end
        function intTypeName = getBLASIntTypeName()
            intTypeName = 'MKL_INT';
        end
    end
end

Необходимо обеспечить getHeaderFilename, getBLASIntTypeName, и updateBuildInfo методы. getHeaderFilename метод возвращает имя заголовочного файла CBLAS. Если вы пользуетесь различной библиотекой BLAS, заменяете mkl_cblas.h с именем вашего заголовочного файла CBLAS. getBLASIntTypeName метод возвращает имя целочисленного типа данных, который использует ваш интерфейс CBLAS. Если вы пользуетесь различной библиотекой BLAS, заменяете MKL_INT с именем целочисленного типа данных, характерного для вашего интерфейса CBLAS. updateBuildInfo метод предоставляет информацию, запрошенную для процесса сборки, чтобы соединиться с библиотекой BLAS. Используйте код, который похож на код в классе коллбэка в качестве примера, чтобы задать местоположение заголовочного файла, имя полного пути библиотеки BLAS, и опции компоновщика и компилятор. Если вы пользуетесь библиотекой Intel MKL BLAS, используйте советника по вопросам линии ссылки, чтобы видеть, каким библиотекам и параметрам компилятора рекомендуют для вашего варианта использования.

Существует три других метода, которые уже реализованы в coder.BLASCallback. Этими методами является getBLASDoubleComplexTypeName, getBLASSingleComplexTypeName, и useEnumNameRatherThanTypedef. По умолчанию ваш класс коллбэка наследовал эти реализации от coder.BLASCallback. В определенных ситуациях необходимо заменить эти методы с собственными определениями, когда вы задаете свой класс коллбэка.

getBLASDoubleComplexTypeName метод возвращает тип, используемый в комплексных переменных с двойной точностью в сгенерированном коде. Если ваша библиотека BLAS берет тип кроме double* и void* для аргументов комплексного массива с двойной точностью включайте этот метод в свое определение класса коллбэка.

function doubleComplexTypeName = getBLASDoubleComplexTypeName()
doubleComplexTypeName = 'my_double_complex_type';
end

Замените my_double_complex_type с типом, который ваша библиотека BLAS берет для аргументов комплексного массива с двойной точностью.

getBLASSingleComplexTypeName метод возвращает тип, используемый в комплексных переменных с одинарной точностью в сгенерированном коде. Если ваша библиотека BLAS берет тип кроме float* и void* для аргументов комплексного массива с одинарной точностью включайте этот метод в свое определение класса коллбэка.

function singleComplexTypeName = getBLASSingleComplexTypeName()
doubleComplexTypeName = 'my_single_complex_type';
end

Замените my_single_complex_type с типом, который ваша библиотека BLAS берет для аргументов комплексного массива с одинарной точностью.

useEnumNameRatherThanTypedef метод возвращает false по умолчанию. Если типы для перечислений в вашей библиотеке BLAS включают enum ключевое слово, переопределите этот метод, чтобы возвратить true в вашем определении класса коллбэка.

function p = useEnumNameRatherThanTypedef()
p = true;
end

Выборка из сгенерированного исходного кода C, который включает enum ключевое слово:

enum CBLAS_SIDE t;
enum CBLAS_UPLO b_t;
double temp;
enum CBLAS_TRANSPOSE c_t;
enum CBLAS_DIAG d_t;

Сгенерируйте вызовы BLAS путем определения класса коллбэка BLAS

В этом примере показано, как сгенерировать код, который вызывает функции BLAS в определенной библиотеке BLAS. Класс коллбэка BLAS useMyBLAS задает библиотеку BLAS, которой вы хотите пользоваться в этом примере.

  1. Запишите функцию MATLAB, которая вызывает функцию для основной операции над матрицей. Например, запишите функциональный myMultiply это умножает две матрицы A и B.

    function C = myMultiply(A,B) %#codegen
    C = A*B;
    end

  2. Задайте объект настройки кода для статической библиотеки, динамически подключаемой библиотеки или исполняемой программы. Например, задайте объект настройки для динамически подключаемой библиотеки на платформе Windows.

    cfg = coder.config('dll');
  3. Задайте класс коллбэка BLAS useMyBLAS.

    cfg.CustomBLASCallback = 'useMyBLAS';

    Класс коллбэка должен быть на пути MATLAB.

  4. Сгенерируйте код. Укажите что входные параметры A и B массивы типа double 1000 на 1000.

    codegen myMultiply -args {zeros(1000),zeros(1000)} -config cfg -report

    Если A и B являются достаточно большими, генератор кода производит призыв BLAS к функции умножения матриц.

Найдите библиотеку BLAS в среде выполнения

Библиотека BLAS должна быть доступной в вашей среде выполнения. Если ваша библиотека BLAS совместно используется, используйте переменные окружения или опции компоновщика, чтобы задать местоположение библиотеки BLAS.

  • На платформе Windows измените переменную окружения PATH.

  • На платформе Linux® измените переменную окружения LD_LIBRARY_PATH или используйте rpath опция компоновщика.

  • На macOS платформе измените переменную окружения DYLD_LIBRARY_PATH или используйте rpath опция компоновщика.

Задавать rpath опция компоновщика, используйте информацию о сборке addLinkFlags метод в updateBuildInfo метод вашего класса коллбэка BLAS. Например, для компилятора GCC:

buildInfo.addLinkFlags(sprintf('-Wl,-rpath,"%s"',libPath));

Указания и ограничения по применению для библиотеки OpenBLAS

Если вы генерируете код, который включает вызовы библиотечных функций OpenBLAS, следуйте этим инструкциям и ограничениям:

  • Если вы генерируете Код С++, который включает вызовы библиотечных функций OpenBLAS, компилируя его с -pedantic опция производит предупреждения. Отключить -pedantic параметр компилятора, включайте эти линии в updateBuildInfo метод:

    if ctx.getTargetLang() == 'C++'
        buildInfo.addCompileFlags('-Wno-pedantic');
    end
  • OpenBLAS не поддерживает стандарт C89/C90.

Смотрите также

Похожие темы

Внешние веб-сайты

Для просмотра документации необходимо авторизоваться на сайте