[發(fā)明專利]一種剖析CUDA程序行為的方法

有效

• 申請?zhí)枺?/td>: 201210006272.3
• 申請日: 2012-01-06
• 公開（公告）號: CN102567206A
• 公開（公告）日: 2012-07-11
• 發(fā)明（設計）人: 金海;喻之斌;程偉
• 申請（專利權(quán)）人: 華中科技大學
• 主分類號: G06F11/36
• 分類號: G06F11/36
• 代理公司: 華中科技大學專利中心 42201
• 代理人: 曹葆青

1.一種剖析CUDA程序行為的方法，其特征在于，該方法包括下述步驟：

(1)使用GPU模擬器軟件，修改它的配置文件開啟指令跟蹤和程序信息調(diào)試功能后，運行CUDA程序；

(2)記錄CUDA程序運行過程中產(chǎn)生的線程的id信息、指令操作碼、指令依賴距離以及基本塊的塊號、平均大小、前驅(qū)、后繼結(jié)點信息；

(3)通過CUDA程序中的基本塊的前驅(qū)、后繼結(jié)點的連接信息，計算CUDA程序中的基本塊之間跳轉(zhuǎn)的概率；

(4)顯示CUDA程序的控制流-基本塊跳轉(zhuǎn)的邏輯關(guān)系，獲取基本塊的總數(shù)；

(5)針對每一個線程，搜索步驟(2)記錄的線程號和基本塊號，找出它經(jīng)過的所有基本塊的塊號；

(6)針對每一個線程經(jīng)過的所有基本塊，搜索步驟(2)記錄的信息里的線程id和基本塊塊號，計算出每個基本塊被該線程訪問的次數(shù)；

(7)以每個基本塊被某線程訪問的次數(shù)為數(shù)組的元素，建立該線程的基本塊向量；

(8)針對每一個線程的基本塊向量，計算出不同的線程的基本塊向量之間的距離；

(9)以不同的線程的基本塊向量之間的距離為矩陣的元素，建立線程的相似矩陣；

(10)根據(jù)與現(xiàn)有CUDA程序的行為特征進行比較的結(jié)果，判斷該CUDA程序是否屬于該行為特征顯著型程序；所述行為特征表現(xiàn)為數(shù)學統(tǒng)計結(jié)果，如果該結(jié)果超過預設的臨界值，則判斷該CUDA程序?qū)儆谠撔袨樘卣黠@著型程序；

(11)如果不需要剖析其它的程序，結(jié)束；反之，轉(zhuǎn)入步驟(1)。

2.根據(jù)權(quán)利要求1所述的一種剖析CUDA程序行為的方法，其特征在于，步驟(10)中，將相似矩陣里的元素值歸一化，使用歸一化后的值作為亮度值，使用Matlab工具以黑白圖形顯示相似矩陣，并使用像素掃描器檢查剖析的CUDA程序運行過程中的線程的起伏變化率，當像素掃描器檢查到的CUDA程序的線程起伏變化率大于預先設定的臨界值時，則認為該CUDA程序是分支發(fā)散顯著型程序。

3.根據(jù)權(quán)利要求1所述的一種剖析CUDA程序行為的方法，其特征在于，步驟(10)中，將步驟(2)記錄的BAR指令操作碼在程序執(zhí)行完所經(jīng)過的基本塊中出現(xiàn)的次數(shù)，除以程序執(zhí)行完所經(jīng)過的基本塊的總數(shù)，得到線程的同步率，當所運行的CUDA程序的同步率大于預先設定的另一臨界值時，由認為所運行的CUDA程序是同步顯著型程序。

4.根據(jù)權(quán)利要求1、2或3所述的一種剖析CUDA程序行為的方法，其特征在于，步驟(8)中采用歐幾里得距離來計算同一線程組內(nèi)線程之間的相似程度。

5.根據(jù)權(quán)利要求1所述的一種剖析CUDA程序行為方法，其特征在于：所述CUDA程序行為包括CUDA程序的基本塊級別的特征和線程級別的特征。