Question

我有一段串行代码可以做这样的事情

if( ! variable )
{
  do some initialization here 
  variable = true;
}

据我所知，这在串行中完美无缺，只执行一次。什么原子操作在CUDA中是正确的？

Answer 1

在我看来，你想要的是你代码中的“关键部分”。关键部分允许一个线程执行一系列指令，同时阻止任何其他线程或线程块执行这些指令。

例如，关键部分可用于控制对内存区域的访问，以允许单个线程对该区域进行无冲突访问。

Atomics本身只能用于单个变量的非常有限的，基本上单一的操作。但是原子可以用来建立一个关键部分。

您应该在内核中使用以下代码来控制对关键部分的线程访问：

__syncthreads();
if (threadIdx.x == 0)
  acquire_semaphore(&sem);
__syncthreads();
  //begin critical section
  // ... your critical section code goes here
  //end critical section
__syncthreads();
if (threadIdx.x == 0)
  release_semaphore(&sem);
__syncthreads();

在内核之前定义这些辅助函数和设备变量：

__device__ volatile int sem = 0;

__device__ void acquire_semaphore(volatile int *lock){
  while (atomicCAS((int *)lock, 0, 1) != 0);
  }

__device__ void release_semaphore(volatile int *lock){
  *lock = 0;
  __threadfence();
  }

我已成功测试并使用了上述代码。请注意，它基本上使用每个线程块中的线程0作为请求者在 threadblocks 之间进行仲裁。如果您只希望获胜线程块中的一个线程执行关键部分代码，则应进一步调整（例如if (threadIdx.x < ...)）您的关键部分代码。

在信号量的warp仲裁中有多个线程会带来额外的复杂性，所以我不推荐这种方法。相反，如我在此处所示，让每个线程块进行仲裁，然后使用普通的线程块通信/同步方法（例如__syncthreads()，共享内存等）控制您在获胜线程块中的行为。

请注意，此方法的性能代价很高。当您无法弄清楚如何并行化算法时，您应该只使用关键部分。

最后，一句警告。与任何线程并行体系结构一样，关键部分的不当使用可能导致死锁。特别是，对线程块内的线程块和/或warp的执行顺序做出假设是一种有缺陷的方法。

Cuda原子改变旗帜

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