<html>
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  </head>
  <body text="#000000" bgcolor="#FFFFFF">
    <br>
    <div class="moz-cite-prefix">On 08/01/2018 03:32 PM, Dmitriev,
      Serguei N wrote:<br>
    </div>
    <blockquote type="cite"
cite="mid:1112AE43C04F2E428633A4D42126DB32ACB890A1@ORSMSX111.amr.corp.intel.com">
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      <div class="WordSection1">
        <p class="MsoNormal"><span
style="font-size:11.0pt;font-family:"Calibri",sans-serif;color:#1F497D;mso-fareast-language:EN-US"
            lang="EN-US">Hi Alexey,<o:p></o:p></span></p>
        <p class="MsoNormal"><span
style="font-size:11.0pt;font-family:"Calibri",sans-serif;color:#1F497D;mso-fareast-language:EN-US"
            lang="EN-US"><o:p> </o:p></span></p>
        <p class="MsoNormal"><span
style="font-size:11.0pt;font-family:"Calibri",sans-serif;color:#1F497D;mso-fareast-language:EN-US"
            lang="EN-US">Empty object file produced by the bundler is
            one of the problems with that example, but I was talking
            about the different issue which is related to the offload
            initialization code.<o:p></o:p></span></p>
        <p class="MsoNormal"><span
style="font-size:11.0pt;font-family:"Calibri",sans-serif;color:#1F497D;mso-fareast-language:EN-US"
            lang="EN-US"><o:p> </o:p></span></p>
        <p class="MsoNormal"><span
style="font-size:11.0pt;font-family:"Calibri",sans-serif;color:#1F497D;mso-fareast-language:EN-US"
            lang="EN-US">Front end, as part of the generating offload
            initialization code, creates the target binary descriptor
            object which is passed to the libomptarget registration API.
            The binary descriptor object besides the start/end addresses
            of all target images contains the number of target images
            which need to be registered and compiler initializes this
            field to the number of offload targets that were specified
            in command line. So, in that example below, both a.o and b.o
            will have initialization code for registering only one
            target image because only one offload target was specified
            in command line. The initialization code is generated as a
            comdat group, so linker will choose either a.o’s or b.o’s
            instance of this code at link stage, but in any case it will
            register only one target image instead of two. So that
            example will not work as expected even if offload bundler
            problem is fixed. Delaying generation of the offload
            initialization code till link time would resolve this issue.<o:p></o:p></span></p>
        <p class="MsoNormal"><span
style="font-size:11.0pt;font-family:"Calibri",sans-serif;color:#1F497D;mso-fareast-language:EN-US"
            lang="EN-US"><o:p> </o:p></span></p>
        <p class="MsoNormal"><span
style="font-size:11.0pt;font-family:"Calibri",sans-serif;color:#1F497D;mso-fareast-language:EN-US"
            lang="EN-US">I suspect there would also be problems with the
            offload entry table besides these two issues. The number of
            offload entries on the host side and target images won’t
            match, and I guess libomptarget cannot handle this
            correctly, so I assume runtime would require some changes as
            well.</span></p>
      </div>
    </blockquote>
    <br>
    That certainly seems like a problem. We don't want varying lists of
    offloading targets between objects to create implicit ODR problems.
    Is the initialization code/tables large? Is it important that
    they're in comdat? Alternatively, we could hash/encode the list of
    targets in the comdat key, so we'll only get one copy of the init
    code per unique combination. That might be better than actually
    having each object contain an initializer?<br>
    <br>
     -Hal<br>
    <br>
    <blockquote type="cite"
cite="mid:1112AE43C04F2E428633A4D42126DB32ACB890A1@ORSMSX111.amr.corp.intel.com">
      <div class="WordSection1">
        <p class="MsoNormal"><span
style="font-size:11.0pt;font-family:"Calibri",sans-serif;color:#1F497D;mso-fareast-language:EN-US"
            lang="EN-US"><o:p></o:p></span></p>
        <p class="MsoNormal"><span
style="font-size:11.0pt;font-family:"Calibri",sans-serif;color:#1F497D;mso-fareast-language:EN-US"
            lang="EN-US"><o:p> </o:p></span></p>
        <p class="MsoNormal"><span
style="font-size:11.0pt;font-family:"Calibri",sans-serif;color:#1F497D;mso-fareast-language:EN-US"
            lang="EN-US">Thanks,<o:p></o:p></span></p>
        <div>
          <p class="MsoNormal"><span
style="font-size:11.0pt;font-family:"Calibri",sans-serif;color:#1F497D"
              lang="EN-US">Serguei<o:p></o:p></span></p>
        </div>
        <p class="MsoNormal"><span
style="font-size:11.0pt;font-family:"Calibri",sans-serif;color:#1F497D;mso-fareast-language:EN-US"
            lang="EN-US"><o:p> </o:p></span></p>
        <div>
          <div style="border:none;border-top:solid #E1E1E1
            1.0pt;padding:3.0pt 0in 0in 0in">
            <p class="MsoNormal"><a name="_____replyseparator"
                moz-do-not-send="true"></a><b><span
style="font-size:11.0pt;font-family:"Calibri",sans-serif;color:windowtext"
                  lang="EN-US">From:</span></b><span
style="font-size:11.0pt;font-family:"Calibri",sans-serif;color:windowtext"
                lang="EN-US"> Alexey Bataev
                [<a class="moz-txt-link-freetext" href="mailto:a.bataev@outlook.com">mailto:a.bataev@outlook.com</a>] <br>
                <b>Sent:</b> Wednesday, August 1, 2018 11:45 AM<br>
                <b>To:</b> Dmitriev, Serguei N
                <a class="moz-txt-link-rfc2396E" href="mailto:serguei.n.dmitriev@intel.com"><serguei.n.dmitriev@intel.com></a><br>
                <b>Cc:</b> <a class="moz-txt-link-abbreviated" href="mailto:cfe-dev@lists.llvm.org">cfe-dev@lists.llvm.org</a>; Hal Finkel
                <a class="moz-txt-link-rfc2396E" href="mailto:hfinkel@anl.gov"><hfinkel@anl.gov></a><br>
                <b>Subject:</b> Re: [cfe-dev] [RFC][OpenMP] Usability
                improvement, allow dropping offload targets<o:p></o:p></span></p>
          </div>
        </div>
        <p class="MsoNormal"><o:p> </o:p></p>
        <p>Hi Serguei,<o:p></o:p></p>
        <p>I don't see a lot of problems with this example. As I can see
          there is only one problem: clang-offload-bundler generates an
          empty object file that cannot be recognized by the linker. If
          we teach clang-offload-bundler to generate correct empty
          object files (what we need to do anyway, because currently it
          may produce wrong utout), your example will work without any
          changes.
          <o:p></o:p></p>
        <pre>-------------<o:p></o:p></pre>
        <pre>Best regards,<o:p></o:p></pre>
        <pre>Alexey Bataev<o:p></o:p></pre>
        <div>
          <p class="MsoNormal">31.07.2018 16:50, Dmitriev, Serguei N
            пишет:<o:p></o:p></p>
        </div>
        <blockquote style="margin-top:5.0pt;margin-bottom:5.0pt">
          <p class="MsoNormal"><span
style="font-size:11.0pt;font-family:"Calibri",sans-serif;color:#1F497D;mso-fareast-language:EN-US"
              lang="EN-US">Hi Alexey,</span><o:p></o:p></p>
          <p class="MsoNormal"><span
style="font-size:11.0pt;font-family:"Calibri",sans-serif;color:#1F497D;mso-fareast-language:EN-US"
              lang="EN-US"> </span><o:p></o:p></p>
          <p class="MsoNormal"><span
style="font-size:11.0pt;font-family:"Calibri",sans-serif;color:#1F497D;mso-fareast-language:EN-US"
              lang="EN-US">Such change would fix the link issue, but I
              believe it would be a short term solution that will still
              be revised in future.</span><o:p></o:p></p>
          <p class="MsoNormal"><span
style="font-size:11.0pt;font-family:"Calibri",sans-serif;color:#1F497D;mso-fareast-language:EN-US"
              lang="EN-US"> </span><o:p></o:p></p>
          <p class="MsoNormal"><span
style="font-size:11.0pt;font-family:"Calibri",sans-serif;color:#1F497D;mso-fareast-language:EN-US"
              lang="EN-US">Let me explain my concerns. Current
              implementation has one more limitation which I assume
              would also be addressed in future – target binaries are
              expected to have entries for all OpenMP target regions in
              the program, though it seems to be too restrictive. I
              assume there would be use cases when you would want to
              tune target regions in your program for particular targets
              and offloading to other targets would not make much sense
              for those regions (or probably won’t even be possible due
              to limitations of a particular target). It seems
              reasonable to compile those region only for the targets
              they were tuned for, thus I assume compiler will support
              the following usage model in future</span><o:p></o:p></p>
          <p class="MsoNormal"><span
style="font-size:11.0pt;font-family:"Calibri",sans-serif;color:#1F497D;mso-fareast-language:EN-US"
              lang="EN-US"> </span><o:p></o:p></p>
          <p class="MsoNormal"><span
style="font-size:11.0pt;font-family:"Calibri",sans-serif;color:#1F497D;mso-fareast-language:EN-US"
              lang="EN-US">clang -fopenmp
              -fopenmp-targets=nvptx64-nvidia-cuda -c a.c</span><o:p></o:p></p>
          <p class="MsoNormal"><span
style="font-size:11.0pt;font-family:"Calibri",sans-serif;color:#1F497D;mso-fareast-language:EN-US"
              lang="EN-US">clang -fopenmp
              -fopenmp-targets=x86_64-pc-linux-gnu -c b.c</span><o:p></o:p></p>
          <p class="MsoNormal"><span
style="font-size:11.0pt;font-family:"Calibri",sans-serif;color:#1F497D;mso-fareast-language:EN-US"
              lang="EN-US">clang -fopenmp
              -fopenmp-targets=nvptx64-nvidia-cuda,x86_64-pc-linux-gnu
              a.o b.o</span><o:p></o:p></p>
          <p class="MsoNormal"><span
style="font-size:11.0pt;font-family:"Calibri",sans-serif;color:#1F497D;mso-fareast-language:EN-US"
              lang="EN-US"> </span><o:p></o:p></p>
          <p class="MsoNormal"><span
style="font-size:11.0pt;font-family:"Calibri",sans-serif;color:#1F497D;mso-fareast-language:EN-US"
              lang="EN-US">And such usage model would anyway require
              redesigning the way how offload initialization code is
              generated. It has to be delayed till link time because the
              final set of offload targets that need to be registered in
              runtime would be known only at link step and thus compiler
              cannot create correct target binary descriptor object
              (which is a part of the offload initialization code) at
              compile time as it is done now.</span><o:p></o:p></p>
          <p class="MsoNormal"><span
style="font-size:11.0pt;font-family:"Calibri",sans-serif;color:#1F497D;mso-fareast-language:EN-US"
              lang="EN-US"> </span><o:p></o:p></p>
          <p class="MsoNormal"><span
style="font-size:11.0pt;font-family:"Calibri",sans-serif;color:#1F497D;mso-fareast-language:EN-US"
              lang="EN-US">Does that sound reasonable?</span><o:p></o:p></p>
          <p class="MsoNormal"><span
style="font-size:11.0pt;font-family:"Calibri",sans-serif;color:#1F497D;mso-fareast-language:EN-US"
              lang="EN-US"> </span><o:p></o:p></p>
          <div>
            <p class="MsoNormal"><span
style="font-size:11.0pt;font-family:"Calibri",sans-serif;color:#1F497D"
                lang="EN-US">Thanks,</span><o:p></o:p></p>
            <p class="MsoNormal"><span
style="font-size:11.0pt;font-family:"Calibri",sans-serif;color:#1F497D"
                lang="EN-US">Serguei</span><o:p></o:p></p>
          </div>
          <p class="MsoNormal"><span
style="font-size:11.0pt;font-family:"Calibri",sans-serif;color:#1F497D;mso-fareast-language:EN-US"
              lang="EN-US"> </span><o:p></o:p></p>
          <div>
            <div style="border:none;border-top:solid #E1E1E1
              1.0pt;padding:3.0pt 0in 0in 0in">
              <p class="MsoNormal"><b><span
style="font-size:11.0pt;font-family:"Calibri",sans-serif;color:windowtext"
                    lang="EN-US">From:</span></b><span
style="font-size:11.0pt;font-family:"Calibri",sans-serif;color:windowtext"
                  lang="EN-US"> Alexey Bataev [<a
                    href="mailto:a.bataev@outlook.com"
                    moz-do-not-send="true">mailto:a.bataev@outlook.com</a>]
                  <br>
                  <b>Sent:</b> Tuesday, July 31, 2018 9:55 AM<br>
                  <b>To:</b> Dmitriev, Serguei N <a
                    href="mailto:serguei.n.dmitriev@intel.com"
                    moz-do-not-send="true"><serguei.n.dmitriev@intel.com></a>;
                  <a href="mailto:cfe-dev@lists.llvm.org"
                    moz-do-not-send="true">cfe-dev@lists.llvm.org</a><br>
                  <b>Subject:</b> Re: [cfe-dev] [RFC][OpenMP] Usability
                  improvement, allow dropping offload targets</span><o:p></o:p></p>
            </div>
          </div>
          <p class="MsoNormal"><span lang="EN-US"> </span><o:p></o:p></p>
          <p><span lang="EN-US">Hi Serguei,</span><o:p></o:p></p>
          <p><span lang="EN-US">Actually your problem can be fixed
              easily with a simple patch that changes the linkage of the
            </span><o:p></o:p></p>
          <pre><span lang="EN-US">`.omp_offloading.img_[start|end]` symbols from external to external weak. After this change your example compiles and works perfectly without any additional changes. I'm going to commit this patch in few minutes.</span><o:p></o:p></pre>
          <pre><span lang="EN-US">-------------</span><o:p></o:p></pre>
          <pre><span lang="EN-US">Best regards,</span><o:p></o:p></pre>
          <pre><span lang="EN-US">Alexey Bataev</span><o:p></o:p></pre>
          <div>
            <p class="MsoNormal"><span lang="EN-US">30.07.2018 19:50,
                Dmitriev, Serguei N via cfe-dev
              </span>пишет<span lang="EN-US">:</span><o:p></o:p></p>
          </div>
          <blockquote style="margin-top:5.0pt;margin-bottom:5.0pt">
            <pre><span lang="EN-US">Motivation</span><o:p></o:p></pre>
            <pre><span lang="EN-US"> </span><o:p></o:p></pre>
            <pre><span lang="EN-US">The existing OpenMP offloading implementation in clang does not allow dropping</span><o:p></o:p></pre>
            <pre><span lang="EN-US">offload targets at link time. That is, if an object file is created with one set</span><o:p></o:p></pre>
            <pre><span lang="EN-US">of offload targets you must use exactly the same set of offload targets at the</span><o:p></o:p></pre>
            <pre><span lang="EN-US">link stage. Otherwise, linking will fail</span><o:p></o:p></pre>
            <pre><span lang="EN-US"> </span><o:p></o:p></pre>
            <pre><span lang="EN-US">$ clang -fopenmp -fopenmp-targets=x86_64-pc-linux-gnu,nvptx64-nvidia-cuda foo.c -c</span><o:p></o:p></pre>
            <pre><span lang="EN-US">$ clang -fopenmp -fopenmp-targets=x86_64-pc-linux-gnu foo.o</span><o:p></o:p></pre>
            <pre><span lang="EN-US">/tmp/foo-dd79f7.o:(.rodata..omp_offloading.device_images[.omp_offloading.descriptor_reg]+0x20): undefined reference to `.omp_offloading.img_start.nvptx64-nvidia-cuda'</span><o:p></o:p></pre>
            <pre><span lang="EN-US">/tmp/foo-dd79f7.o:(.rodata..omp_offloading.device_images[.omp_offloading.descriptor_reg]+0x28): undefined reference to `.omp_offloading.img_end.nvptx64-nvidia-cuda'</span><o:p></o:p></pre>
            <pre><span lang="EN-US">clang-7: error: linker command failed with exit code 1 (use -v to see invocation)</span><o:p></o:p></pre>
            <pre><span lang="EN-US">$ </span><o:p></o:p></pre>
            <pre><span lang="EN-US"> </span><o:p></o:p></pre>
            <pre><span lang="EN-US">This limits OpenMP offload usability. So far, this has not been a high priority</span><o:p></o:p></pre>
            <pre><span lang="EN-US">issue but the importance of this problem will grow once clang offload starts</span><o:p></o:p></pre>
            <pre><span lang="EN-US">supporting static libraries with offload functionality. For instance, this</span><o:p></o:p></pre>
            <pre><span lang="EN-US">limitation won't allow creating general purpose static libraries targeting</span><o:p></o:p></pre>
            <pre><span lang="EN-US">multiple types of offload devices and later linking them into a program that</span><o:p></o:p></pre>
            <pre><span lang="EN-US">uses only one offload target.</span><o:p></o:p></pre>
            <pre><span lang="EN-US"> </span><o:p></o:p></pre>
            <pre><span lang="EN-US">Problem description</span><o:p></o:p></pre>
            <pre><span lang="EN-US"> </span><o:p></o:p></pre>
            <pre><span lang="EN-US">Offload targets cannot be dropped at the link phase because object files</span><o:p></o:p></pre>
            <pre><span lang="EN-US">produced by the compiler for the host have dependencies on the offload targets</span><o:p></o:p></pre>
            <pre><span lang="EN-US">specified during compilation. These dependencies arise from the offload</span><o:p></o:p></pre>
            <pre><span lang="EN-US">initialization code.</span><o:p></o:p></pre>
            <pre><span lang="EN-US"> </span><o:p></o:p></pre>
            <pre><span lang="EN-US">The clang front-end adds offload initialization code to each host object in</span><o:p></o:p></pre>
            <pre><span lang="EN-US">addition to all necessary processing of OpenMP constructs. This initialization</span><o:p></o:p></pre>
            <pre><span lang="EN-US">code is intended to register target binaries for all offload targets in the</span><o:p></o:p></pre>
            <pre><span lang="EN-US">runtime library at program startup. This code consists of two compiler-generated</span><o:p></o:p></pre>
            <pre><span lang="EN-US">routines. One of these routines is added to the list of global constructors and</span><o:p></o:p></pre>
            <pre><span lang="EN-US">the other to the global destructors. The constructor routine calls a</span><o:p></o:p></pre>
            <pre><span lang="EN-US">libomptarget API which registers the target binaries and the destructor</span><o:p></o:p></pre>
            <pre><span lang="EN-US">correspondingly calls a similar API for unregistering target binaries.</span><o:p></o:p></pre>
            <pre><span lang="EN-US"> </span><o:p></o:p></pre>
            <pre><span lang="EN-US">Both these APIs accept a pointer to the target binary descriptor object which</span><o:p></o:p></pre>
            <pre><span lang="EN-US">specifies the number of offload target binaries to register and the start/end</span><o:p></o:p></pre>
            <pre><span lang="EN-US">addresses of target binary images. Since the start/end addresses of target</span><o:p></o:p></pre>
            <pre><span lang="EN-US">binaries are not available at compile time, the target binary descriptors are</span><o:p></o:p></pre>
            <pre><span lang="EN-US">initialized using link-time constants which reference (undefined) symbols</span><o:p></o:p></pre>
            <pre><span lang="EN-US">containing the start/end addresses of all target images. These symbols are</span><o:p></o:p></pre>
            <pre><span lang="EN-US">created by the dynamically-generated linker script which the clang driver</span><o:p></o:p></pre>
            <pre><span lang="EN-US">creates for the host link action.</span><o:p></o:p></pre>
            <pre><span lang="EN-US"> </span><o:p></o:p></pre>
            <pre><span lang="EN-US">References to the target specific symbols from host objects make them dependent</span><o:p></o:p></pre>
            <pre><span lang="EN-US">on particular offload targets and prevents dropping offload targets at the link</span><o:p></o:p></pre>
            <pre><span lang="EN-US">step. Therefore, the OpenMP offload initialization needs to be redesigned to</span><o:p></o:p></pre>
            <pre><span lang="EN-US">make offload targets discardable.</span><o:p></o:p></pre>
            <pre><span lang="EN-US"> </span><o:p></o:p></pre>
            <pre><span lang="EN-US">Proposed change</span><o:p></o:p></pre>
            <pre><span lang="EN-US"> </span><o:p></o:p></pre>
            <pre><span lang="EN-US">Host objects should be independent of offload targets in order to allow dropping</span><o:p></o:p></pre>
            <pre><span lang="EN-US">code for offload targets. That can be achieved by removing offload</span><o:p></o:p></pre>
            <pre><span lang="EN-US">initialization code from host objects. The compiler should not inject this code</span><o:p></o:p></pre>
            <pre><span lang="EN-US">into host objects.</span><o:p></o:p></pre>
            <pre><span lang="EN-US"> </span><o:p></o:p></pre>
            <pre><span lang="EN-US">However, offload initialization should still be done, so it is proposed to move</span><o:p></o:p></pre>
            <pre><span lang="EN-US">the initialization code into a special dynamically generated object file</span><o:p></o:p></pre>
            <pre><span lang="EN-US">(referred to as 'wrapper object' here onwards), which, besides the</span><o:p></o:p></pre>
            <pre><span lang="EN-US">initialization code, will also contain embedded images for offload targets.</span><o:p></o:p></pre>
            <pre><span lang="EN-US"> </span><o:p></o:p></pre>
            <pre><span lang="EN-US">The wrapper object file will be generated by the clang driver with the help of</span><o:p></o:p></pre>
            <pre><span lang="EN-US">a new tool: clang-offload-wrapper. This tool will take offload target binaries</span><o:p></o:p></pre>
            <pre><span lang="EN-US">as input and produce bitcode files containing offload initialization code and</span><o:p></o:p></pre>
            <pre><span lang="EN-US">embedded target images. The output bitcode is then passed to the backend and</span><o:p></o:p></pre>
            <pre><span lang="EN-US">assembler tools from the host toolchain to produce the wrapper object which is</span><o:p></o:p></pre>
            <pre><span lang="EN-US">then added as an input to the linker for host linking.</span><o:p></o:p></pre>
            <pre><span lang="EN-US"> </span><o:p></o:p></pre>
            <pre><span lang="EN-US">The offload action builder in the clang driver needs to be changed to use this</span><o:p></o:p></pre>
            <pre><span lang="EN-US">tool while building the actions graph for OpenMP offload compilations.</span><o:p></o:p></pre>
            <pre><span lang="EN-US"> </span><o:p></o:p></pre>
            <pre><span lang="EN-US">Current status</span><o:p></o:p></pre>
            <pre><span lang="EN-US"> </span><o:p></o:p></pre>
            <pre><span lang="EN-US">A patch with initial implementation of the proposed changes has been uploaded to</span><o:p></o:p></pre>
            <pre><span lang="EN-US">phabricator for review - </span><a href="https://reviews.llvm.org/D49510" moz-do-not-send="true"><span lang="EN-US">https://reviews.llvm.org/D49510</span></a><span lang="EN-US">.</span><o:p></o:p></pre>
            <pre><span lang="EN-US"> </span><o:p></o:p></pre>
            <pre><span lang="EN-US">Looking for a feedback for this proposal.</span><o:p></o:p></pre>
            <pre><span lang="EN-US"> </span><o:p></o:p></pre>
            <pre>Thanks,<o:p></o:p></pre>
            <pre>Sergey<o:p></o:p></pre>
            <pre> <o:p></o:p></pre>
          </blockquote>
          <p class="MsoNormal"> <o:p></o:p></p>
        </blockquote>
        <p class="MsoNormal"><o:p> </o:p></p>
      </div>
    </blockquote>
    <br>
    <pre class="moz-signature" cols="72">-- 
Hal Finkel
Lead, Compiler Technology and Programming Languages
Leadership Computing Facility
Argonne National Laboratory</pre>
  </body>
</html>