Синхронизируйте многопоточный доступ к FFTW, планирующему в сгенерированном автономном коде

В этом примере показано, как сгенерировать автономный код (статическая библиотека, динамически подключаемая библиотека или исполняемая программа), который синхронизирует многопоточный доступ к процессу планирования FFTW.

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

Ваш MATLAB^® код вызывает одну из этих функций:fft, fft2, fftn, ifft, ifft2, или ifftn.
Вы генерируете автономный код C/C++.
У вас есть доступ к установке библиотеки FFTW, версии 3.2 или позже.
Вы задаете установку библиотеки FFTW в классе коллбэка библиотеки FFT, который выводит из coder.fftw.StandaloneFFTW3Interface.
Вы устанавливаете CustomFFTCallback параметр конфигурации к имени класса коллбэка. В приложении MATLAB Coder™ используйте установку Custom FFT library callback.

Если несколько потоков вызывают библиотеку FFTW, то сгенерированный код должен предотвратить параллельный доступ к процессу планирования FFTW. Чтобы синхронизировать доступ к планированию FFTW, в вашем классе коллбэка библиотеки FFT, реализуют lock и unlock методы. Необходимо также обеспечить код С, который управляет блокировкой или взаимным исключением. Многие библиотеки, такие как OpenMP, pthreads, и библиотека стандарта C++ (C++ 11 и позже) обеспечивают блокировки. В этом примере показано, как реализовать lock и unlock методы и обеспечивают код С поддержки. Чтобы управлять блокировкой, этот пример пользуется библиотекой OpenMP.

Необходимые условия

Прежде чем вы запустите для основного рабочего процесса для генерации вызовов библиотеки FFTW в автономном коде, смотрите, Ускоряют Быстрые преобразования Фурье в Сгенерированном Автономном Коде при помощи Вызовов Библиотеки FFTW.

Вы должны иметь:

Доступ к установленной библиотеке FFTW.
Компилятор, который поддерживает библиотеку OpenMP. Чтобы пользоваться различной библиотекой, такой как pthreads, изменяют код С поддержки соответственно.

Создайте функцию MATLAB

Запишите функцию MATLAB mycustomfft это вызывает функцию быстрого преобразования Фурье внутри a parfor цикл:

function y  = mycustomfft()
%#codegen

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

Запишите код С поддержки

Запишите функции C, которые инициализируют, устанавливают и сбрасывают блокировку. Этот пример пользуется библиотекой OpenMP, чтобы управлять блокировкой. Для различной библиотеки измените код соответственно.

Создайте файл mylock.c это 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 это содержит:

#ifndef MYLOCK_H
#define MYLOCK_H

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

#endif

Запишите класс коллбэка библиотеки БПФ

Запишите классу коллбэка БПФ myfftcb это:

Задает библиотеку FFTW.
Реализации lock и unlock методы, которые вызывают код С поддержки, чтобы управлять доступом к планированию FFTW.

Используйте этот класс в качестве шаблона. Замените fftwLocation с местоположением вашей 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

Сгенерируйте динамически подключаемую библиотеку

Создайте объект настройки генерации кода для генерации динамически подключаемой библиотеки.
```
cfg = coder.config('dll');
```
Сконфигурируйте генерацию кода, чтобы использовать класс коллбэка БПФ myfftcb.
```
cfg.CustomFFTCallback = 'myfftcb';
```
Включайте код С поддержки в сборку.
```
cfg.CustomSource = 'mylock.c';
```
Сгенерируйте вызов функции инициализации блокировки в коде инициализации.
```
cfg.CustomInitializer = 'mylock_initialize();';
```
Сгенерируйте библиотеку.
```
codegen -config cfg mycustomfft -report
```
Этот пример пользуется библиотекой OpenMP. Поэтому EnableOpenMP параметром конфигурации должен быть true или необходимо вручную передать флаги OpenMP компилятору. По умолчанию, EnableOpenMP параметром является true.

Задайте параметры конфигурации в приложении MATLAB Coder

Для предыдущего примера в приложении MATLAB Coder используйте эти настройки проекта:

Чтобы задать класс коллбэка библиотеки FFT, установите Custom FFT library callback на myfftcb.
Чтобы задать код С, чтобы включать, установите Additional source files на mylock.c.
Задавать генерацию вызова mylock_initialize в коде инициализации, набор Initialize function к mylock_initialize();.

Внешние веб-сайты

www.fftw.org

Документация