Что такое канонический способ проверить на наличие ошибок с помощью технологии CUDA API среды выполнения?


просматривая ответы и комментарии на вопросы CUDA, а также в CUDA tag wiki, Я вижу, что часто предлагается, чтобы состояние возврата каждого вызова API проверялось на наличие ошибок. Документация API содержит такие функции, как cudaGetLastError,cudaPeekAtLastError и cudaGetErrorString, но каков наилучший способ собрать их вместе, чтобы надежно ловить и сообщать об ошибках, не требуя большого количества дополнительного кода?

4 225

4 ответа:

вероятно, лучший способ проверить ошибки в коде API времени выполнения-определить функцию обработчика стиля assert и макрос оболочки следующим образом:

#define gpuErrchk(ans) { gpuAssert((ans), __FILE__, __LINE__); }
inline void gpuAssert(cudaError_t code, const char *file, int line, bool abort=true)
{
   if (code != cudaSuccess) 
   {
      fprintf(stderr,"GPUassert: %s %s %d\n", cudaGetErrorString(code), file, line);
      if (abort) exit(code);
   }
}

затем вы можете обернуть каждый вызов API с gpuErrchk макрос, который будет обрабатывать возвращаемый статус вызова API он обертывает, например:

gpuErrchk( cudaMalloc(&a_d, size*sizeof(int)) );

если в вызове есть ошибка, текстовое сообщение с описанием ошибки и файла и строки в коде, где произошла ошибка, будет отправлено в stderr и приложение выйдет. Вы могли бы изменить gpuAssert чтобы вызвать исключение вместо вызова exit() в более сложном приложении, если это требуется.

второй связанный вопрос заключается в том, как проверить наличие ошибок при запуске ядра, которые не могут быть непосредственно завернуты в вызов макроса, как стандартные вызовы API среды выполнения. Для ядер, что-то вроде этого:

kernel<<<1,1>>>(a);
gpuErrchk( cudaPeekAtLastError() );
gpuErrchk( cudaDeviceSynchronize() );

сначала проверит недопустимый аргумент запуска, а затем заставит хост ждать, пока ядро останавливает и проверяет наличие ошибки выполнения. Синхронизация может быть устранена, если у вас есть последующий вызов API блокировки следующим образом:

kernel<<<1,1>>>(a_d);
gpuErrchk( cudaPeekAtLastError() );
gpuErrchk( cudaMemcpy(a_h, a_d, size * sizeof(int), cudaMemcpyDeviceToHost) );

в этом случае cudaMemcpy вызов может возвращать либо ошибки, возникшие во время выполнения ядра, либо ошибки из самой копии памяти. Это может сбить с толку новичка, и я бы рекомендовал использовать явную синхронизацию после запуска ядра во время отладки, чтобы облегчить понимание того, где могут возникнуть проблемы.

ответ talonmies выше-это прекрасный способ прервать приложение в assertманер.

иногда мы можем сообщать и восстанавливаться из состояния ошибки в контексте C++ как часть более крупного приложения.

вот достаточно краткий способ сделать это, бросив исключение C++, полученное из std::runtime_error используя thrust::system_error:

#include <thrust/system_error.h>
#include <thrust/system/cuda/error.h>
#include <sstream>

void throw_on_cuda_error(cudaError_t code, const char *file, int line)
{
  if(code != cudaSuccess)
  {
    std::stringstream ss;
    ss << file << "(" << line << ")";
    std::string file_and_line;
    ss >> file_and_line;
    throw thrust::system_error(code, thrust::cuda_category(), file_and_line);
  }
}

это будет включать имя файла, номер строки и описание на английском языке cudaError_t в брошенное исключение .what() член:

#include <iostream>

int main()
{
  try
  {
    // do something crazy
    throw_on_cuda_error(cudaSetDevice(-1), __FILE__, __LINE__);
  }
  catch(thrust::system_error &e)
  {
    std::cerr << "CUDA error after cudaSetDevice: " << e.what() << std::endl;

    // oops, recover
    cudaSetDevice(0);
  }

  return 0;
}

вывод:

$ nvcc exception.cu -run
CUDA error after cudaSetDevice: exception.cu(23): invalid device ordinal

клиент some_function при желании можно отличить ошибки CUDA от других видов ошибок:

try
{
  // call some_function which may throw something
  some_function();
}
catch(thrust::system_error &e)
{
  std::cerr << "CUDA error during some_function: " << e.what() << std::endl;
}
catch(std::bad_alloc &e)
{
  std::cerr << "Bad memory allocation during some_function: " << e.what() << std::endl;
}
catch(std::runtime_error &e)
{
  std::cerr << "Runtime error during some_function: " << e.what() << std::endl;
}
catch(...)
{
  std::cerr << "Some other kind of error during some_function" << std::endl;

  // no idea what to do, so just rethrow the exception
  throw;
}

, потому что thrust::system_error это std::runtime_error, мы можем альтернативно обрабатывать его таким же образом широкого класса ошибок, если мы не требуем точности предыдущего примера:

try
{
  // call some_function which may throw something
  some_function();
}
catch(std::runtime_error &e)
{
  std::cerr << "Runtime error during some_function: " << e.what() << std::endl;
}

C++-канонический способ: не проверяйте наличие ошибок...используйте привязки C++, которые вызывают исключения.

меня раздражала эта проблема; и у меня было решение макро-cum-wrapper-function, как в Talonmies и ответах Джареда, но, честно говоря? Это делает использование CUDA Runtime API еще более уродливым и C-подобным.

поэтому я подошел к этому по-другому и более фундаментально. Для примера результата, вот часть CUDA vectorAdd образца - с полное проверка ошибок каждого вызова API во время выполнения:

// (... prepare host-side buffers here ...)

auto current_device = cuda::device::current::get();
auto d_A = cuda::memory::device::make_unique<float[]>(current_device, numElements);
auto d_B = cuda::memory::device::make_unique<float[]>(current_device, numElements);
auto d_C = cuda::memory::device::make_unique<float[]>(current_device, numElements);

cuda::memory::copy(d_A.get(), h_A.get(), size);
cuda::memory::copy(d_B.get(), h_B.get(), size);

// (... prepare a launch configuration here... )
cuda::launch( vectorAdd, launch_config,
    d_A.get(), d_B.get(), d_C.get(), numElements
);    
cuda::memory::copy(h_C.get(), d_C.get(), size);

// (... verify results here...)

снова-все потенциальные ошибки проверяются и сообщаются через брошенное исключение. Этот код использует мой

тонкие современные обертки C++ для библиотеки API среды выполнения CUDA (Github)

обратите внимание, что исключения несут как строковое объяснение, так и код состояния API среды выполнения CUDA после неудачного вызова.

несколько ссылок на то, как ошибки CUDA автоматически проверено с этими обертками:

решение обсуждается здесь работал хорошо для меня. Это решение использует встроенные функции cuda и очень просто реализовать.

соответствующий код приведен ниже:

#include <stdio.h>
#include <stdlib.h>

__global__ void foo(int *ptr)
{
  *ptr = 7;
}

int main(void)
{
  foo<<<1,1>>>(0);

  // make the host block until the device is finished with foo
  cudaDeviceSynchronize();

  // check for error
  cudaError_t error = cudaGetLastError();
  if(error != cudaSuccess)
  {
    // print the CUDA error message and exit
    printf("CUDA error: %s\n", cudaGetErrorString(error));
    exit(-1);
  }

  return 0;
}