CUDA: упаковка выделения памяти устройства в C++

Сейчас я начинаю использовать CUDA и должен признать, что немного разочарован C API. Я понимаю причины выбора C, но если бы язык был основан на C++, некоторые аспекты были бы намного проще, например. выделение памяти устройства (через cudaMalloc).

Я планировал сделать это сам, используя перегруженный operator new с размещением new и RAII (две альтернативы). Мне интересно, есть ли какие-то оговорки, которых я пока не заметил. Код кажется для работы, но мне все еще интересно узнать о потенциальных утечках памяти.

Использование кода RAII будет следующим:

CudaArray<float> device_data(SIZE);
// Use `device_data` as if it were a raw pointer.

Возможно, в этом контексте класс является излишним (тем более, что вам все равно придется использовать cudaMemcpy, класс, инкапсулирующий только RAII), поэтому другим подходом будет размещение new:

float* device_data = new (cudaDevice) float[SIZE];
// Use `device_data` …
operator delete [](device_data, cudaDevice);

Здесь cudaDevice просто действует как тег, вызывающий перегрузку. Однако, поскольку при обычном размещении new это будет указывать на размещение, я считаю синтаксис странно согласованным и, возможно, даже более предпочтительным, чем использование класса.

Буду признателен за критику любого рода. Может быть, кто-нибудь знает, планируется ли что-то в этом направлении в следующей версии CUDA (которая, как я слышал, улучшит ее поддержку C++, что бы они под этим ни подразумевали).

Итак, мой вопрос состоит из трех частей:

  1. Является ли моя перегрузка new семантически правильной? Утечка памяти?
  2. Есть ли у кого-нибудь информация о будущих разработках CUDA, которые пойдут в этом общем направлении (давайте посмотрим правде в глаза: интерфейсы C в C++ s * ck)?
  3. Как я могу продолжить это последовательно (есть другие API-интерфейсы, которые следует учитывать, например, есть не только память устройства, но также хранилище постоянной памяти и память текстуры)?

// Singleton tag for CUDA device memory placement.
struct CudaDevice {
    static CudaDevice const& get() { return instance; }
private:
    static CudaDevice const instance;
    CudaDevice() { }
    CudaDevice(CudaDevice const&);
    CudaDevice& operator =(CudaDevice const&);
} const& cudaDevice = CudaDevice::get();

CudaDevice const CudaDevice::instance;

inline void* operator new [](std::size_t nbytes, CudaDevice const&) {
    void* ret;
    cudaMalloc(&ret, nbytes);
    return ret;
}

inline void operator delete [](void* p, CudaDevice const&) throw() {
    cudaFree(p);
}

template <typename T>
class CudaArray {
public:
    explicit
    CudaArray(std::size_t size) : size(size), data(new (cudaDevice) T[size]) { }

    operator T* () { return data; }

    ~CudaArray() {
        operator delete [](data, cudaDevice);
    }

private:
    std::size_t const size;
    T* const data;

    CudaArray(CudaArray const&);
    CudaArray& operator =(CudaArray const&);
};

О используемом здесь синглтоне: Да, я в курсе его недостатков. Однако в данном контексте это не актуально. Все, что мне здесь было нужно, это небольшой тег, который нельзя было скопировать. Все остальное (например, соображения многопоточности, время инициализации) не применяются.

Ваша реализация singleton в лучшем случае опасна. Пожалуйста, прочтите множество других дискуссий о том, как создать синглтон на C++.

Martin York 18.11.2008 23:42

Да, ты прав. Однако см. Мои новые пояснения под кодом.

Konrad Rudolph 19.11.2008 00:23
Стоит ли изучать PHP в 2026-2027 годах?
Стоит ли изучать PHP в 2026-2027 годах?
Привет всем, сегодня я хочу высказать свои соображения по поводу вопроса, который я уже много раз получал в своем сообществе: "Стоит ли изучать PHP в...
Поведение ключевого слова "this" в стрелочной функции в сравнении с нормальной функцией
Поведение ключевого слова "this" в стрелочной функции в сравнении с нормальной функцией
В JavaScript одним из самых запутанных понятий является поведение ключевого слова "this" в стрелочной и обычной функциях.
Приемы CSS-макетирования - floats и Flexbox
Приемы CSS-макетирования - floats и Flexbox
Здравствуйте, друзья-студенты! Готовы совершенствовать свои навыки веб-дизайна? Сегодня в нашем путешествии мы рассмотрим приемы CSS-верстки - в...
Тестирование функциональных ngrx-эффектов в Angular 16 с помощью Jest
В системе управления состояниями ngrx, совместимой с Angular 16, появились функциональные эффекты. Это здорово и делает код определенно легче для...
Концепция локализации и ее применение в приложениях React ⚡️
Концепция локализации и ее применение в приложениях React ⚡️
Локализация - это процесс адаптации приложения к различным языкам и культурным требованиям. Это позволяет пользователям получить опыт, соответствующий...
Пользовательский скаляр GraphQL
Пользовательский скаляр GraphQL
Листовые узлы системы типов GraphQL называются скалярами. Достигнув скалярного типа, невозможно спуститься дальше по иерархии типов. Скалярный тип...
17
2
8 964
4
Перейти к ответу Данный вопрос помечен как решенный

Ответы 4

Ответ принят как подходящий

Я бы пошел с новым подходом к размещению. Затем я бы определил класс, соответствующий интерфейсу std :: allocator <>. Теоретически вы можете передать этот класс в качестве параметра шаблона в std :: vector <> и std :: map <> и так далее.

Остерегайтесь, я слышал, что делать такие вещи сопряжено с трудностями, но, по крайней мере, вы узнаете намного больше о STL таким образом. И вам не нужно заново изобретать свои контейнеры и алгоритмы.

Не думал о распределителе. На самом деле я делал это раньше, так что это не должно быть слишком сложно.

Konrad Rudolph 19.11.2008 11:06

Есть несколько проектов, которые пытаются что-то подобное, например CUDPP.

Тем временем, однако, я реализовал свой собственный распределитель, и он хорошо работает и прост (> 95% шаблонного кода).

Ссылка stdcuda мертва.

einpoklum 22.02.2018 12:33

@einpoklum Спасибо. Разумно предположить, что ответ 10-летней давности в какой-то момент устареет. Я удалил ссылку.

Konrad Rudolph 22.02.2018 13:44

Тем временем были некоторые дальнейшие разработки (не столько с точки зрения API CUDA, но по крайней мере с точки зрения проектов, пытающихся использовать STL-подобный подход к управлению данными CUDA).

В частности, есть проект исследования NVIDIA: толкать

Does anybody have information about future CUDA developments that go in this general direction (let's face it: C interfaces in C++ s*ck)?

Да, я сделал что-то подобное:

https://github.com/eyalroz/cuda-api-wrappers/

nVIDIA's Runtime API for CUDA is intended for use both in C and C++ code. As such, it uses a C-style API, the lower common denominator (with a few notable exceptions of templated function overloads).

This library of wrappers around the Runtime API is intended to allow us to embrace many of the features of C++ (including some C++11) for using the runtime API - but without reducing expressivity or increasing the level of abstraction (as in, e.g., the Thrust library). Using cuda-api-wrappers, you still have your devices, streams, events and so on - but they will be more convenient to work with in more C++-idiomatic ways.

Другие вопросы по теме