Harlan对富数据结构、树、多维数组以及高阶过程提供支持

Harlan是一种全新的、GPU计算领域的专用开发编程语言，它对富数据结构、树以及多维数组提供了原生支持。Harlan可以在Mac OS X 10.6、Mac OS X 10.7、Mac OS X 10.8和其他版本的Linux上运行。

Harlan需要一个OpenCL的实现，如Intel的OpenCL SDK、NVIDIA的CUDA工具包、AMD加速并行处理（APP）SDK以及Petite Chez Scheme。此外，它还对高阶过程提供了支持。

为了进一步了解编程语言Harlan，InfoQ对美国印第安纳大学的博士生Eric Holk进行了采访。

InfoQ：使用Harlan构建应用的基本要求是什么？

Harlan致力于在各种硬件上工作。使用Harlan编写的应用程序可以在任何设备上运行，只要该设备上有某种OpenCL实现。因为编译器本身是用Chez Scheme写的，所以用户需要安装Chez Scheme或Petite Chez Scheme。为了让大家在进行Harlan语言实验时更加方便，我们一直在最小化Harlan运行需求方面努力。

InfoQ：您能向读者介绍一些使用Harlan开发的软件应用程序吗？

从设计方面而言，Harlan是一种通用的数据并行计算语言，因此它可以应用在多种程序中。Harlan提供了大量的高阶编程功能，如自定义数据类型以及高阶过程，这在现有面向GPU的编程语言中是很少见的。

作为编译器的编写者，我对使用Harlan来加速某些程序分析任务的方面非常感兴趣，我一直在探索其可能性。我们曾经进行的一些基准测试显示，Harlan在传统科学的应用程序上运行得非常好。Harlan语言自身的特性还使其支持非传统的GPU应用，如图表分析或者光线追踪。

InfoQ：Harlan兼容Windows 7和Windows 8吗？

很遗憾，目前不兼容。也就是说，Harlan现在不太可能在Windows上运行。但是，大部分代码是可移植的，只是需要根据运行时系统进行一些小小的修改。

InfoQ的：Harlan对图形渲染有帮助吗？

其实，Harlan真正关注的重点是通用计算，而不是具体的图形渲染。也就是说，程序将实际运行在GPU上，并且可以使用Harlan编写很多图形处理任务。

InfoQ：您能使用Harlan向读者们演示一个简单的Hello World应用吗？

Hello World的代码如下所示：

(module
  (define (main)
    (println "Hello, World!")
    (return 0))) >

上面的示例其实并没有体现Harlan并行的特性，所以没有什么意思。下面是另一个程序，展示了如何计算两个矢量之间的点积：

(module
  (define (main)
    (let ((X (vector 1 2 3 4))
          (Y (vector 4 3 2 1)))
      (let ((dot (reduce + (kernel ((x X) (y Y))
                             (* x y)))))
         (println dot)
        (return 0))))) 

读者可以使用不同的表达式来创建更长的矢量，从而对(vector 1 2 3 4)和(vector 4 3 2 1)进行替换。

Harlan使用的是类 Scheme的S-表达式语法，因此示例中才会有这么多的括号。部分原因是因为编译器是用Schema写的，所以自然选择和S-表达式一起使用。当然，S-表达式也支持特定的语言特性——比如Harlan的宏系统，很难使用包含更多传统语法的语言来实现。

InfoQ：Harlan的主要功能同时支持NVIDIA和ATI的GPU吗？

Harlan被编译为OpenCL，这是一个生成运算层（Generate Computing Layer），支持大多数GPU、CPU以及其他加速器。它也因此不支持最新的功能。比如，Harlan目前不支持CUDA中新的动态并行（Dynamic Parallelism）功能。我想可能这种情况过段时间会有所改观。Harlan目前还无法大量使用GPU上的不同的内存，但这是未来我关注的研究领域之一。

InfoQ：您能再与我们介绍下有关Harlan支持高阶过程方面的内容吗？

其实，大约在一个星期前，Harlan才对高阶过程提供基本的支持。

高阶过程是函数式编程语言的主要部分。通常，在命令式语言中，除了调用函数之外，用户基本上做不了什么事。但在函数式语言中，如Scheme、ML、Haskell甚至是JavaScript，用户可以将其他函数作为某个函数的参数、创建新的函数以及返回函数等。用户甚至可以把这些函数放到数据结构中。

常见的“映射”就是一种​​高阶函数，其参数是一个函数和一个列表，它会调用传入的函数对列表中的每一个元素进行处理，并将处理结果保存为一个新列表，并返回。下面是一个Scheme的示例：

(let ((ls (list 1 2 3 4))) (map add1 ls)) 

这里首先创建了一个包含数字1、2、3、4的列表，然后通过调用add1这个过程，将其参数增加1，也就是说，列表中的每个元素将增加1。结果如下：

(2 3 4 5) 

查看英文原文：Harlan with Support for Rich Data Structures, Trees, Ragged Arrays and Higher Order Procedures