Синхронизация многопоточного планирования FFTW в коде, сгенерированном из блока MATLAB function

Синхронизация многопоточного планирования FFTW в коде, сгенерированном из блока MATLAB Function

В этом примере показано, как сгенерировать код, который синхронизирует многопоточный доступ к процессу планирования FFTW для вызовов библиотеки FFTW в коде, сгенерированном из блока MATLAB Function.

Генератор кода производит вызовы библиотеки FFTW, когда все эти условия верны:

Блок MATLAB Function вызывает одну из следующих функций:fft, fft2, fftn, ifft, ifft2, или ifftn.
Вы генерируете код C/C + + для модели, которая включает в себя блок MATLAB Function.
У вас есть доступ к установке библиотеки FFTW версии 3.2 или более поздней.
Установка библиотеки FFTW задается в классе коллбэка библиотеки FFT, который является производным от coder.fftw.StandaloneFFTW3Interface.
Вы устанавливаете параметр конфигурации Custom FFT library callback на имя класса коллбэка.

Если код, содержащий вызовы FFTW, интегрируется с внешним кодом, который запускается в нескольких потоках, необходимо предотвратить одновременный доступ к процессу планирования FFTW. В классе коллбэка библиотеки FFT реализуйте lock и unlock методы. Вы также должны предоставить код С, который управляет блокировкой или мьютексом. Многие библиотеки, такие как OpenMP, pthreads и стандартная библиотека C++ (C++ 11 и более поздние версии), обеспечивают блокировки. В этом примере показано, как реализовать lock и unlock методы и обеспечивают поддержку кода С Для управления блокировкой в этом примере используется библиотека OpenMP.

Необходимые условия

Прежде чем вы начнете, для базового рабочего процесса для генерации вызовов библиотеки FFTW для быстрых преобразований Фурье в MATLAB Function блоке, смотрите Ускорение быстрого Преобразования Фурье в Коде, сгенерированном из Блока MATLAB function.

Вы должны иметь:

Доступ к установленной библиотеке FFTW.
Компилятор, поддерживающий библиотеку OpenMP. Чтобы использовать другую библиотеку, такую как pthreads, измените соответствующий поддерживающий код С

Создайте модель с MATLAB Function блоком, который вызывает функцию FFT

Создайте Simulink^® моделировать и добавить к нему блок MATLAB Function.

Добавьте этот код к блоку MATLAB Function.

function y  = mycustomfft()

t = 0:1/50:10-1/50;
x = sin(2*pi*15*t) + sin(2*pi*20*t);
y = fft(x);
for k = 1:100
    y = y + ifft(x+k);
end

Добавление outport блокируйте и соединяйте его с блоком MATLAB Function.

Запись поддерживающего кода С

Напишите функции C, которые инициализируют, устанавливают и отменяют блокировку. Этот пример использует библиотеку OpenMP для управления блокировкой. Для другой библиотеки измените код соответствующим образом.

Создайте файл mylock.c который содержит этот код С:

#include "mylock.h"
#include "omp.h"

static omp_nest_lock_t lockVar;

void mylock_initialize(void)
{
    omp_init_nest_lock(&lockVar);
}

void mylock(void)
{
    omp_set_nest_lock(&lockVar);
}

void myunlock(void)
{
    omp_unset_nest_lock(&lockVar);
}

Создайте заголовочный файл mylock.h который содержит:

#ifndef MYLOCK_H
#define MYLOCK_H

 void mylock_initialize(void);
 void mylock(void);
 void myunlock(void);

#endif

Создайте класс коллбэка библиотеки FFT

Запись класса коллбэка FFT myfftcb что:

Задает библиотеку FFTW.
Реализует lock и unlock методы, которые вызывают поддерживающий код С для управления доступом к планированию FFTW.

Используйте этот класс в качестве шаблона. Замените fftwLocation с указанием местоположения установки библиотеки FFTW.

classdef myfftcb < coder.fftw.StandaloneFFTW3Interface
    
    methods (Static)
        function th = getNumThreads
            coder.inline('always');
            th = int32(coder.const(1));
        end
        
        function lock()
            coder.cinclude('mylock.h', 'InAllSourceFiles', true);
            coder.inline('always');
            coder.ceval('mylock');
        end
        
        function unlock()
            coder.cinclude('mylock.h', 'InAllSourceFiles', true);
            coder.inline('always');
            coder.ceval('myunlock');
        end
        
        function updateBuildInfo(buildInfo, ctx)
            fftwLocation = '\usr\lib\fftw';
            includePath = fullfile(fftwLocation, 'include');
            buildInfo.addIncludePaths(includePath);
            libPath = fullfile(fftwLocation, 'lib');
            
            %Double
            libName1 = 'libfftw3-3';
            [~, libExt] = ctx.getStdLibInfo();
            libName1 = [libName1 libExt];
            addLinkObjects(buildInfo, libName1, libPath, 1000, true, true);
            
            %Single
            libName2 = 'libfftw3f-3';
            [~, libExt] = ctx.getStdLibInfo();
            libName2 = [libName2 libExt];
            addLinkObjects(buildInfo, libName2, libPath, 1000, true, true);
            
        end
    end
end

Сконфигурируйте параметры генерации кода и создайте модель

Сконфигурируйте генерацию кода, чтобы использовать класс коллбэка FFTW и код С, вызываемый lock и unlock методы. Сконфигурируйте генерацию кода, чтобы сгенерировать вызов для mylock_initialize в коде инициализации.
В диалоговом окне Параметров конфигурации:
- Установите Custom FFT library callback значение myfftcb.
- В Code Generation > Custom Code, под Additional build information, установите Source files на mylock.c.
- В Code Generation > Custom Code, под Insert custom C code in generated, установите Initialize function на mylock_initialize();.
Создайте модель.

См. также

coder.fftw.StandaloneFFTW3Interface

Внешние веб-сайты

www.fftw.org

Документация