В настоящее время я пытаюсь запустить простую программу с несколькими графическими процессорами с помощью CUDA. Что он в основном делает, так это копирует большой массив с некоторыми фиктивными данными кусками в GPU, которые выполняют некоторые математические операции, а затем копирует полученный массив обратно.
Я не получаю никаких ошибок в выводе VS2017, но некоторые сообщения об ошибках, которые я установил, показывают мне, что при попытке скопировать H2D или D2H. Он говорит мне, что происходит cudaErrorInvalidValue. Кроме того, при использовании функции cudaFree(); функция, я получаю ошибку cudaErrorInvalidDevicePointer.
Вывод программы, результат, совершенно неверный. Ядро только в целях тестирования устанавливает для каждого значения выходного массива значение 50. Результатом является относительно большое отрицательное число, всегда одинаковое, независимо от того, что делает ядро.
Я уже пытался использовать указатель, который не является частью структуры, но определен прямо перед cudaMalloc, где он используется первым. Это ничего не изменило.
Это функция, которая запускает ядро:
void runKernel(int device, int Repetition, float* h_data, float* h_out, int MemoryPerComputation, int BLOCK_N, int THREAD_N, GPUplan gpuplan, KernelPlan kernelPlan)
{
cudaSetDevice(device);
cudaStreamCreate(&gpuplan.stream);
cudaMemcpyAsync(gpuplan.d_data_ptr, h_data, kernelPlan.Computations * MemoryPerComputation, cudaMemcpyHostToDevice, gpuplan.stream); //asynchronous memory copy of the data array h2d
cudaError_t x = cudaGetLastError();
if (x != cudaSuccess) {
printf("Memcpy H2D on GPU %i: Error %i\n", device, x);
}
dummyKernel << <BLOCK_N, THREAD_N, 0, gpuplan.stream >> > (gpuplan.d_data_ptr, gpuplan.d_out_ptr, kernelPlan.ComputationsPerThread, kernelPlan.AdditionalComputationThreadCount); //run kernel
x = cudaGetLastError();
if (x != cudaSuccess) {
printf("no successfull kernel launch\n Kernel Launch Error %i \n", x);
}
else {
printf("kernel ran.\n");
}
cudaMemcpyAsync(h_out, gpuplan.d_out_ptr, kernelPlan.Computations * MemoryPerComputation, cudaMemcpyDeviceToHost, gpuplan.stream); //asynchronous memory copy of the output array d2h
x = cudaGetLastError();
if (x != cudaSuccess) {
printf("Memcpy D2H on GPU %i: Error %i\n", device, x);
}
cudaStreamDestroy(gpuplan.stream);
}
Тогда вот как определена структура в «kernel.h»:
#ifndef KERNEL_H
#define KERNEL_H
#include "cuda_runtime.h"
//GPU plan
typedef struct
{
unsigned int Computations; //computations on this GPU
unsigned int Repetitions; // amount of kernel repetitions
unsigned int ComputationsPerRepetition; // amount of computations in every kernel execution
unsigned int AdditionalComputationRepetitionsCount; // amount of repetitions that need to do one additional computation
unsigned int DataStartingPoint; // tells the kernel launch at which point in the DATA array this GPU has to start working
float* d_data_ptr;
float* d_out_ptr;
cudaStream_t stream;
} GPUplan;
typedef struct
{
unsigned int Computations;
unsigned int ComputationsPerThread; // number of computations every thread of this repetition on this GPU has to do
unsigned int AdditionalComputationThreadCount; // number of threads in this repetition on this GPU that have to
unsigned int DataStartingPoint; // tells the kernel launch at which point in the DATA array this repetition has to start working
} KernelPlan;
GPUplan planGPUComputation(int DATA_N, int GPU_N, int device, long long MemoryPerComputation, int dataCounter);
KernelPlan planKernelComputation(int GPUDataStartingPoint, int GPUComputationsPerRepetition, int GPUAdditionalComputationRepetitionsCount, int Repetition, int dataCounter, int THREAD_N, int BLOCK_N);
void memAllocation(int device, int MemoryPerComputation, GPUplan gpuPlan, KernelPlan kernelPlan);
void runKernel(int device, int Repetition, float* h_data, float* h_out, int MemoryPerComputation, int BLOCK_N, int THREAD_N, GPUplan gpuplan, KernelPlan kernelPlan);
void memFree(int device, GPUplan gpuPlan);
__global__ void dummyKernel(float *d_data, float *d_out, int d_ComputationsPerThread, int d_AdditionalComputationThreadCount);
#endif
здесь часть кода, которая вызывает runKernel:
int GPU_N;
cudaGetDeviceCount(&GPU_N);
const int BLOCK_N = 32;
const int THREAD_N = 1024;
const int DATA_N = 144000;
const int MemoryPerComputation = sizeof(float);
float *h_data;
float *h_out;
h_data = (float *)malloc(MemoryPerComputation * DATA_N);
h_out = (float *)malloc(MemoryPerComputation * DATA_N);
float* sourcePointer;
float* destPointer;
for (int i = 0; i < maxRepetitionCount; i++) // repeat this enough times so that the GPU with the most repetitions will get through all of them
{
//malloc
for (int j = 0; j < GPU_N; j++)
{
if (plan[j].Repetitions >= i) // when this GPU has to do at least i repetitions
{
memAllocation(j, MemoryPerComputation, plan[j], kernelPlan[j*MAX_REP_COUNT + i]);
}
}
//kernel launch/memcpy
for (int j = 0; j < GPU_N; j++)
{
if (plan[j].Repetitions >= i) // when this GPU has to do at least i repetitions
{
sourcePointer = h_data + kernelPlan[j*MAX_REP_COUNT + i].DataStartingPoint;
destPointer = h_out + kernelPlan[j*MAX_REP_COUNT + i].DataStartingPoint;
runKernel(j, i, sourcePointer, destPointer, MemoryPerComputation, BLOCK_N, THREAD_N, plan[j], kernelPlan[j*MAX_REP_COUNT + i]);
}
}
for (int j = 0; j < GPU_N; j++)
{
if (plan[j].Repetitions >= i) // when this GPU has to do at least i repetitions
{
memFree(j, plan[j]);
}
}
}
Я не думаю, что само ядро будет иметь здесь какое-либо значение, так как ошибка memcpy появляется еще до того, как оно будет выполнено.
Ожидаемый результат: каждый элемент выходного массива равен 50. Вместо этого каждый элемент равен -431602080,0.
Массив представляет собой массив с плавающей запятой.
Обновлено: вот полный код, используемый для воспроизведения проблемы (в дополнение к kernel.h сверху):
#include "cuda_runtime.h"
#include "device_launch_parameters.h"
#include <stdio.h>
#include <stdlib.h>
#include "kernel.h"
#define MAX_GPU_COUNT 32
#define MAX_REP_COUNT 64
__global__ void dummyKernel(float *d_data, float *d_out, int d_ComputationsPerThread, int d_AdditionalComputationThreadCount) {
int computations = d_ComputationsPerThread; //computations to be performed in this repetition on this GPU
const int threadID = blockDim.x * blockIdx.x + threadIdx.x; //thread id within GPU Repetition
if (threadID > d_AdditionalComputationThreadCount) {
computations++; //check if thread has to do an additional computation
}
for (int i = 0; i < computations; i++) {
d_out[i * blockDim.x * gridDim.x + threadID] = 50;
}
}
GPUplan planGPUComputation(int DATA_N, int GPU_N, int device, long long MemoryPerComputation, int dataCounter)
{
GPUplan plan;
size_t free, total;
//computations on GPU #device
plan.Computations = DATA_N / GPU_N;
//take into account odd data size for this GPU
if (DATA_N % GPU_N > device) {
plan.Computations++;
}
plan.DataStartingPoint = dataCounter;
//get memory information
cudaSetDevice(device);
cudaMemGetInfo(&free, &total);
//calculate Repetitions on this GPU #device
plan.Repetitions = ((plan.Computations * MemoryPerComputation / free) + 1);
printf("Repetitions: %i\n", plan.Repetitions);
if (plan.Repetitions > MAX_REP_COUNT) {
printf("Repetition count larger than MAX_REP_COUNT %i\n\n", MAX_REP_COUNT);
}
//calculate Computations per Repetition
plan.ComputationsPerRepetition = plan.Computations / plan.Repetitions;
//calculate how many Repetitions have to do an additional Computation
plan.AdditionalComputationRepetitionsCount = plan.Computations % plan.Repetitions;
return plan;
}
KernelPlan planKernelComputation(int GPUDataStartingPoint, int GPUComputationsPerRepetition, int GPUAdditionalComputationRepetitionsCount, int Repetition, int dataCounter, int THREAD_N, int BLOCK_N)
{
KernelPlan plan;
//calculate total Calculations in this Repetition
plan.Computations = GPUComputationsPerRepetition;
if (GPUAdditionalComputationRepetitionsCount > Repetition) {
plan.Computations++;
}
plan.ComputationsPerThread = plan.Computations / (THREAD_N * BLOCK_N); // Computations every thread has to do (+- 1)
plan.AdditionalComputationThreadCount = plan.Computations % (THREAD_N * BLOCK_N); // how many threads have to do +1 calculation
plan.DataStartingPoint = GPUDataStartingPoint + dataCounter;
return plan;
}
void memAllocation(int device, int MemoryPerComputation, GPUplan gpuPlan, KernelPlan kernelPlan)
{
cudaSetDevice(device); //select device to allocate memory on
cudaError_t x = cudaGetLastError();
if (x != cudaSuccess) {
printf("Error Selecting device %i: Error %i\n", device, x);
}
cudaMalloc((void**)&(gpuPlan.d_data_ptr), MemoryPerComputation * kernelPlan.Computations); // device data array memory allocation
x = cudaGetLastError();
if (x != cudaSuccess) {
printf("Malloc 1 on GPU %i: Error %i\n", device, x);
}
cudaMalloc((void**)&(gpuPlan.d_out_ptr), MemoryPerComputation * kernelPlan.Computations); // device output array memory allocation
x = cudaGetLastError();
if (x != cudaSuccess) {
printf("Malloc 2 on GPU %i: Error %i\n", device, x);
}
}
void runKernel(int device, int Repetition, float* h_data, float* h_out, int MemoryPerComputation, int BLOCK_N, int THREAD_N, GPUplan gpuplan, KernelPlan kernelPlan)
{
cudaSetDevice(device);
cudaStreamCreate(&gpuplan.stream);
cudaMemcpyAsync(gpuplan.d_data_ptr, h_data, kernelPlan.Computations * MemoryPerComputation, cudaMemcpyHostToDevice, gpuplan.stream); //asynchronous memory copy of the data array h2d
cudaError_t x = cudaGetLastError();
if (x != cudaSuccess) {
printf("Memcpy H2D on GPU %i: Error %i\n", device, x);
}
dummyKernel << <BLOCK_N, THREAD_N, 0, gpuplan.stream >> > (gpuplan.d_data_ptr, gpuplan.d_out_ptr, kernelPlan.ComputationsPerThread, kernelPlan.AdditionalComputationThreadCount); //run kernel
x = cudaGetLastError();
if (x != cudaSuccess) {
printf("no successfull kernel launch\n Kernel Launch Error %i \n", x);
}
else {
printf("kernel ran.\n");
}
cudaMemcpyAsync(h_out, gpuplan.d_out_ptr, kernelPlan.Computations * MemoryPerComputation, cudaMemcpyDeviceToHost, gpuplan.stream); //asynchronous memory copy of the output array d2h
x = cudaGetLastError();
if (x != cudaSuccess) {
printf("Memcpy D2H on GPU %i: Error %i\n", device, x);
}
cudaStreamDestroy(gpuplan.stream);
}
void memFree(int device, GPUplan gpuPlan)
{
cudaSetDevice(device); //select device to allocate memory on
cudaFree(gpuPlan.d_data_ptr);
cudaFree(gpuPlan.d_out_ptr);
cudaError_t x = cudaGetLastError();
if (x != cudaSuccess) {
printf("Memfree on GPU %i: Error %i\n", device, x);
}
else {
printf("memory freed.\n");
}
//17 = cudaErrorInvalidDevicePointer
}
int main()
{
//get device count
int GPU_N;
cudaGetDeviceCount(&GPU_N);
//adjust for device count larger than MAX_GPU_COUNT
if (GPU_N > MAX_GPU_COUNT)
{
GPU_N = MAX_GPU_COUNT;
}
printf("GPU count: %i\n", GPU_N);
//definitions for running the program
const int BLOCK_N = 32;
const int THREAD_N = 1024;
const int DATA_N = 144000;
const int MemoryPerComputation = sizeof(float);
///////////////////////////////////////////////////////////
//Subdividing input data across GPUs
//////////////////////////////////////////////
//GPUplan
GPUplan plan[MAX_GPU_COUNT];
int dataCounter = 0;
for (int i = 0; i < GPU_N; i++)
{
plan[i] = planGPUComputation(DATA_N, GPU_N, i, MemoryPerComputation, dataCounter);
dataCounter += plan[i].Computations;
}
//KernelPlan
KernelPlan kernelPlan[MAX_GPU_COUNT*MAX_REP_COUNT];
for (int i = 0; i < GPU_N; i++)
{
int GPURepetitions = plan[i].Repetitions;
dataCounter = plan[i].DataStartingPoint;
for (int j = 0; j < GPURepetitions; j++)
{
kernelPlan[i*MAX_REP_COUNT + j] = planKernelComputation(plan[i].DataStartingPoint, plan[i].ComputationsPerRepetition, plan[i].AdditionalComputationRepetitionsCount, j, dataCounter, THREAD_N, BLOCK_N);
dataCounter += kernelPlan[i*MAX_REP_COUNT + j].Computations;
}
}
float *h_data;
float *h_out;
h_data = (float *)malloc(MemoryPerComputation * DATA_N);
h_out = (float *)malloc(MemoryPerComputation * DATA_N);
//generate some input data
for (int i = 0; i < DATA_N; i++) {
h_data[i] = 2 * i;
}
//get highest repetition count
int maxRepetitionCount = 0;
for (int i = 0; i < GPU_N; i++) {
if (plan[i].Repetitions > maxRepetitionCount) {
maxRepetitionCount = plan[i].Repetitions;
}
}
printf("maxRepetitionCount: %i\n\n", maxRepetitionCount);
float* sourcePointer;
float* destPointer;
for (int i = 0; i < maxRepetitionCount; i++) // repeat this enough times so that the GPU with the most repetitions will get through all of them
{
//malloc
for (int j = 0; j < GPU_N; j++)
{
if (plan[j].Repetitions >= i) // when this GPU has to do at least i repetitions
{
memAllocation(j, MemoryPerComputation, plan[j], kernelPlan[j*MAX_REP_COUNT + i]);
}
}
//kernel launch/memcpy
for (int j = 0; j < GPU_N; j++)
{
if (plan[j].Repetitions >= i) // when this GPU has to do at least i repetitions
{
sourcePointer = h_data + kernelPlan[j*MAX_REP_COUNT + i].DataStartingPoint;
destPointer = h_out + kernelPlan[j*MAX_REP_COUNT + i].DataStartingPoint;
runKernel(j, i, sourcePointer, destPointer, MemoryPerComputation, BLOCK_N, THREAD_N, plan[j], kernelPlan[j*MAX_REP_COUNT + i]);
}
}
for (int j = 0; j < GPU_N; j++)
{
if (plan[j].Repetitions >= i) // when this GPU has to do at least i repetitions
{
memFree(j, plan[j]);
}
}
}
//printing expected results and results
for (int i = 0; i < 50; i++)
{
printf("%f\t", h_data[i]);
printf("%f\n", h_out[i]);
}
free(h_data);
free(h_out);
getchar();
return 0;
}
Я добавил полный код, необходимый для воспроизведения ошибок. Извините, что не было этого здесь с самого начала, но, как вы можете сказать, я здесь совсем новичок.
Первая проблема на самом деле не имеет ничего общего с CUDA. Когда вы передаете структуру по значению функции в C или C++, создается копия этой структуры для использования функцией. Изменения этой структуры в функции не влияют на исходную структуру в вызывающей среде. Это влияет на вашу функцию memAllocation
:
void memAllocation(int device, int MemoryPerComputation, GPUplan gpuPlan, KernelPlan kernelPlan)
^^^^^^^
passed by value
{
cudaSetDevice(device); //select device to allocate memory on
cudaError_t x = cudaGetLastError();
if (x != cudaSuccess) {
printf("Error Selecting device %i: Error %i\n", device, x);
}
cudaMalloc((void**)&(gpuPlan.d_data_ptr), MemoryPerComputation * kernelPlan.Computations); // device data array memory allocation
^^^^^^^^^^^^^^^^^^
modifying the copy, not the original
Это довольно легко исправить, передав структуру gpuPlan
по ссылке, а не по значению. Измените как прототип в заголовочном файле kernel.h, так и определение:
void memAllocation(int device, int MemoryPerComputation, GPUplan &gpuPlan, KernelPlan kernelPlan)
^
с этим изменением структура передается по ссылке, и изменения (например, установка выделенных указателей) будут отображаться в вызывающей среде. Это ближайшая причина сообщения о недопустимом аргументе в операциях cudaMemcpy
. Указатели, которые вы передавали, были нераспределенными, потому что ваши выделения были сделаны на копиях указателя, а не на оригиналах.
После этого изменения может показаться, что ваш код работает правильно. По крайней мере, когда я запускаю его, ошибки не отображаются, и все выходы, кажется, установлены на 50.
Однако с этим кодом все еще есть проблемы. Если вы запустите свой код с помощью cuda-memcheck
(или включите функцию проверки памяти в nsight VSE), вы должны увидеть ошибки, связанные с этой строкой кода, которая индексируется за пределами допустимого:
__global__ void dummyKernel(float *d_data, float *d_out, int d_ComputationsPerThread, int d_AdditionalComputationThreadCount) {
...
d_out[i * blockDim.x * gridDim.x + threadID] = 50; //indexing out of bounds
Я не собираюсь выяснять это для вас. Мне кажется очевидным, что ваш цикл for в сочетании с тем, как вы вычисляете индекс, выходит за пределы конца массива. При необходимости вы можете следовать методологии, описанной в здесь.
Я пробовал это, и теперь ошибка cuda с memcpy
исчезла. Однако теперь я получаю CUDART error: cudaLaunchKernel returned cudaErrorLaunchFailure
в выводе Nsight, что я (правильно?) понимаю как проблему с ядром. Я сразу подумал о том, что вы упомянули о доступе к элементам за пределами конца массива. Я попытался закомментировать все в ядре, чтобы оно абсолютно ничего не делало. Я все еще получаю эту ошибку. Откуда это могло исходить?
Когда я все комментирую в ядре, я не получаю никаких ошибок (хотя весь вывод равен 0 вместо 50). Так что я не уверен, что вы видите. Что-то отличается между кодом, который вы на самом деле используете, и тем, что вы опубликовали в этом вопросе. Возможно, вы захотите задать новый вопрос по этой проблеме или попытаться еще больше сократить код.
В SO для подобных вопросов вы должны предоставить минимальный воспроизводимый пример, см. пункт 1 здесь, обратите внимание на использование слова «должен». Это должен быть полный код, чтобы я мог его скомпилировать, запустить и увидеть проблему. Не стесняйтесь урезать свой код, чтобы исключить вызов ядра, поскольку вы говорите, что это, вероятно, не нужно. В качестве примера: может быть проблема в вашей подпрограмме
memAllocation
, но простое отображение подпрограммыmemAllocation
не удовлетворяет требованию предоставления минимальный воспроизводимый пример.