Question

使用volatile限定符在CUDA中声明寄存器数组是什么意思？

当我尝试使用带有寄存器数组的volatile关键字时，它将溢出的寄存器内存数量删除到本地内存。（即强制CUDA使用寄存器而不是本地存储器）这是预期的行为吗？

在CUDA文档中，我没有找到任何关于寄存器数组的volatile用法的信息。

以下是两个版本的ptxas -v输出

使用volatile限定符

    __volatile__ float array[32];

ptxas -v输出

ptxas info    : Compiling entry function '_Z2swPcS_PfiiiiS0_' for 'sm_20'
ptxas info    : Function properties for _Z2swPcS_PfiiiiS0_
88 bytes stack frame, 0 bytes spill stores, 0 bytes spill loads
ptxas info    : Used 47 registers, 16640 bytes smem, 80 bytes cmem[0], 8 bytes cmem[16]

没有挥发性限定符

    float array[32];

ptxas -v输出

ptxas info    : Compiling entry function '_Z2swPcS_PfiiiiS0_' for 'sm_20'
ptxas info    : Function properties for _Z2swPcS_PfiiiiS0_
96 bytes stack frame, 100 bytes spill stores, 108 bytes spill loads
ptxas info    : Used 51 registers, 16640 bytes smem, 80 bytes cmem[0], 8 bytes cmem[16]

Answer 1

volatile限定符指定编译器对变量（读或写）的所有引用都应该生成内存引用，并且这些引用必须按程序中指定的顺序排列。 Shane Cook书中的第12章“CUDA编程”中说明了volatile限定符的使用。

volatile的使用将避免编译器可以做的一些优化，因此改变使用的寄存器的数量。了解volatile实际执行的操作的最佳方法是使用和不使用限定符来反汇编相关的__global__函数。

确实考虑以下内核函数

__global__ void volatile_test() {

   volatile float a[3];

   for (int i=0; i<3; i++) a[i] = (float)i;
}

__global__ void no_volatile_test() {

   float a[3];

   for (int i=0; i<3; i++) a[i] = (float)i;
}

反汇编上面的内核函数

code for sm_20
      Function : _Z16no_volatile_testv
.headerflags    @"EF_CUDA_SM20 EF_CUDA_PTX_SM(EF_CUDA_SM20)" 
/*0000*/        MOV R1, c[0x1][0x100]; /* 0x2800440400005de4 */
/*0008*/        EXIT ;                 /* 0x8000000000001de7 */


      Function : _Z13volatile_testv
.headerflags    @"EF_CUDA_SM20 EF_CUDA_PTX_SM(EF_CUDA_SM20)"
/*0000*/        MOV R1, c[0x1][0x100]; /* 0x2800440400005de4 */   
/*0008*/        ISUB R1, R1, 0x10;     /* 0x4800c00040105d03 */   R1 = address of a[0]
/*0010*/        MOV32I R2, 0x3f800000; /* 0x18fe000000009de2 */   R2 = 1
/*0018*/        MOV32I R0, 0x40000000; /* 0x1900000000001de2 */   R0 = 2
/*0020*/        STL [R1], RZ;          /* 0xc8000000001fdc85 */
/*0028*/        STL [R1+0x4], R2;      /* 0xc800000010109c85 */   a[0] = 0;
/*0030*/        STL [R1+0x8], R0;      /* 0xc800000020101c85 */   a[1] = R2 = 1;
/*0038*/        EXIT ;                 /* 0x8000000000001de7 */   a[2] = R0 = 2;

如您所见，当不使用volatile关键字时，编译器意识到a已设置但从未使用过（实际上，编译器返回以下警告：变量“a”已设置但从未使用）并且几乎没有反汇编代码。

与此相反，当使用volatile关键字时，对a的所有引用都将转换为内存引用（在本例中为write）。

何时使用volatile与寄存器/局部变量

1 个答案: