c++ - 如何从主机代码中断或取消 CUDA 内核

Question

我正在使用 CUDA，我试图在某个 if block 被命中后停止我的内核工作(即终止所有正在运行的线程)。我怎样才能做到这一点？我真的被困在这里了。

Answer 1

CUDA 执行模型在设计上不允许 block 间通信。如果不诉诸 assert 或 trap 类型的方法，这可能会使这种内核中止条件操作难以可靠地实现，这可能会导致上下文破坏和数据丢失这可能不是您想要的。

如果您的内核设计涉及少量具有“驻留”线程的 block ，那么唯一的方法是某种原子自旋锁，它很难可靠地工作，并且会大大降低内存 Controller 性能和可实现的带宽.

另一方面，如果您的内核设计有相当大的网格和很多 block ，并且您的主要目标是停止尚未安排运行的 block ，那么您可以尝试这样的事情:

#include <iostream>
#include <vector>

__device__ unsigned int found_idx;

__global__ void setkernel(unsigned int *indata)
{
    indata[115949] = 0xdeadbeef;
    indata[119086] = 0xdeadbeef;
    indata[60534] = 0xdeadbeef;
    indata[37072] = 0xdeadbeef;
    indata[163107] = 0xdeadbeef;
}

__global__ void searchkernel(unsigned int *indata, unsigned int *outdata)
{
    if (found_idx > 0) {
        return;
    } else if (threadIdx.x == 0) {
        outdata[blockIdx.x] = blockIdx.x;
    };

    unsigned int tid = threadIdx.x + blockIdx.x * blockDim.x;
    if (indata[tid] == 0xdeadbeef) {
        unsigned int oldval = atomicCAS(&found_idx, 0, 1+tid);
    }
}

int main()
{
    const unsigned int N = 1 << 19;
    unsigned int* in_data;
    cudaMalloc((void **)&in_data, sizeof(unsigned int) * size_t(N));
    cudaMemset(in_data, 0, sizeof(unsigned int) * size_t(N));
    setkernel<<<1,1>>>(in_data);
    cudaDeviceSynchronize();

    unsigned int block_size = 1024;
    unsigned int grid_size = N / block_size;
    unsigned int* out_data;
    cudaMalloc((void **)&out_data, sizeof(unsigned int) * size_t(grid_size));
    cudaMemset(out_data, 0xf0, sizeof(unsigned int) * size_t(grid_size));

    const unsigned int zero = 0;
    cudaMemcpyToSymbol(found_idx, &zero, sizeof(unsigned int));
    searchkernel<<<grid_size, block_size>>>(in_data, out_data);

    std::vector<unsigned int> output(grid_size);
    cudaMemcpy(&output[0], out_data, sizeof(unsigned int) * size_t(grid_size), cudaMemcpyDeviceToHost); 
    cudaDeviceReset();

    std::cout << "The following blocks did not run" << std::endl;
    for(int i=0, j=0; i<grid_size; i++) {
        if (output[i] == 0xf0f0f0f0) {
            std::cout << " " << i;
            if (j++ == 20) {
                std::cout << std::endl;
                j = 0;
            }
        }

    }
    std::cout << std::endl;

    return 0;
}

这里我有一个简单的内核，它在一个大数组中搜索一个魔法词。为了获得提前退出行为，我使用了一个全局词，它由那些“获胜”或触发终止条件的线程自动设置。每个新 block 都会检查这个全局词的状态，如果已设置，它们将不做任何工作就返回。

如果我在中等大小的 Kepler 设备上编译并运行它:

$ nvcc -arch=sm_30 -o blocking blocking.cu 
$ ./blocking 
The following blocks did not run
 42 43 44 45 46 47 48 49 50 51 52 53 54 55 56 57 58 59 60 61 62
 63 64 65 66 67 68 69 70 71 72 73 74 75 76 77 78 79 80 81 82 83
 84 85 86 87 88 89 90 91 92 93 94 95 96 97 98 99 100 101 102 103 104
 105 106 107 108 109 110 111 112 113 114 115 116 117 118 119 120 121 122 123 124 125
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 483 484 485 486 487 488 489 490 491 492 493 494 495 496 497 498 499 500 501 502 503
 504 505 506 507 508 509 510 511

可以看到grid中有大量的blocks看到了全局词的变化，没有运行搜索代码就提前终止了。这可能是您在没有严重侵入性自旋锁方法的情况下所能做的最好的事情，因为自旋锁方法会极大地损害性能。