Cuda互斥，为什么死锁？

我正在尝试实现一个基于原子的互斥

我成功了，但我有一个关于扭曲/僵局的问题

这段代码运行良好

bool blocked = true;

while(blocked) {
    if(0 == atomicCAS(&mLock, 0, 1)) {
        index = mSize++;

        doCriticJob();

        atomicExch(&mLock, 0);
        blocked = false;
    }
}

但是这个不

while(true) {
    if(0 == atomicCAS(&mLock, 0, 1)) {
        index = mSize++;

        doCriticJob();

        atomicExch(&mLock, 0);
        break;
    }
}

我认为这是一个退出循环的位置。在第一个循环中，退出发生在条件为的位置，在第二个循环中，退出发生在if的末尾，因此线程等待其他扭曲完成循环，但其他线程也等待第一个线程。。。但我认为我错了，所以如果你能解释我：）

谢谢

这里还有其他关于互斥体的问题。你可能想看看其中的一些。例如，搜索“cuda关键部分”

假设一个可以工作，另一个不能，因为它似乎对您的测试用例有效，这是危险的。管理互斥体或关键部分，特别是当协商在同一个扭曲中的线程之间时，是出了名的困难和脆弱。一般的建议是避免这样做。如其他地方所讨论的，如果必须使用互斥体或关键部分，请在threadblock中使用单个线程协商任何需要它的线程，然后使用线程块内同步机制（如

\u syncthreads（）

）控制threadblock内的行为

如果不了解编译器对各种执行路径的排序方式，这个问题（IMO）就无法真正得到回答。因此，我们需要查看SASS代码（机器代码）。您可以使用来完成此操作，并且可能希望同时引用和。这也意味着您需要完整的代码，而不仅仅是您提供的代码片段

以下是我的分析代码：

$ cat t830.cu
#include <stdio.h>


__device__ int mLock = 0;

__device__ void doCriticJob(){

}

__global__ void kernel1(){

  int index = 0;
  int mSize = 1;
  while(true) {
    if(0 == atomicCAS(&mLock, 0, 1)) {
        index = mSize++;

        doCriticJob();

        atomicExch(&mLock, 0);
        break;
    }
  }
}

__global__ void kernel2(){

  int index = 0;
  int mSize = 1;
  bool blocked = true;

  while(blocked) {
    if(0 == atomicCAS(&mLock, 0, 1)) {
        index = mSize++;

        doCriticJob();

        atomicExch(&mLock, 0);
        blocked = false;
    }
  }
}
int main(){

 kernel2<<<4,128>>>();
 cudaDeviceSynchronize();
}

考虑到使用任一代码的单个扭曲，所有线程都必须获得一次锁（通过atomicCAS），以便代码成功完成。无论使用哪种代码，在任何给定时间，扭曲中只有一个线程可以获得锁，为了让扭曲中的其他线程（稍后）获得锁，该线程必须有机会释放锁（通过

atomicExch

）

因此，这些实现之间的关键区别在于编译器如何针对条件分支调度

atomicExch

指令

让我们考虑“死锁”代码（<代码> KNEL1）。在这种情况下，

ATOM.E.EXCH

指令在一条（也是唯一一条）条件分支（

@0x18；

）指令之后才会出现。CUDA代码中的条件分支表示可能的扭曲发散点，扭曲发散后的执行在某种程度上是未指定的，取决于机器的具体情况。但是考虑到这种不确定性，获取锁的线程可能会在执行

atomicExch

指令之前等待其他线程完成它们的分支，这意味着其他线程将没有机会获取锁，因此我们出现了死锁

然后，如果我们将其与“工作”代码进行比较，就会发现一旦发出

ATOM.E.CAS

指令，该点与发出

ATOM.E.EXCH

指令的点之间就没有条件分支，因此释放了刚刚获得的锁。由于获得锁的每个线程（通过

ATOM.E.CAS

）都会在任何条件分支发生之前释放锁（通过

ATOM.E.EXCH

），因此（给定此代码实现）不可能发生以前（使用

kernel1

）看到的那种死锁

（

@P0

是一种谓词形式，您可以在PTX参考中阅读它，了解它如何导致条件分支。）

---

<强>注：< /强>我认为这两个代码都是危险的，可能有缺陷。尽管当前的测试似乎没有发现“工作”代码的问题，但我认为未来的CUDA编译器可能会选择不同的调度方式，并破坏代码。在这里，为不同的机器体系结构编译可能会产生不同的代码。我认为一种机制更健壮，这完全避免了经线争用。然而，即使这样的机制也可能导致线程块间死锁。任何互斥都必须在特定的编程和使用限制下使用。

非常感谢您的解释。我看到了你的方法，但是我有一个没有volatile的死锁，volatile能修复这个死锁吗？还是只对只有一个线程的块起作用？我需要这里的所有线程，因为它用于光子跟踪部分：）。非常感谢：）。我描述的方法仅用于每个块的一个线程获取锁。一旦threadblock获得锁，它并不排除使用多个线程的可能性。当它说“在这里开始关键部分”时，所有线程都将在该点参与。再说一次，如果你想让同一个扭曲中的多个线程竞争锁，如果你愿意，欢迎你尝试，但在我看来，这是困难的，而且可能是危险的。好的，非常感谢所有情况：）。您帮助我了解了如何调试程序很多：）。下次遇到问题时，我将阅读汇编：）。

$ cuobjdump -sass ./t830

Fatbin elf code:
================
arch = sm_20
code version = [1,7]
producer = <unknown>
host = linux
compile_size = 64bit

        code for sm_20

Fatbin elf code:
================
arch = sm_20
code version = [1,7]
producer = cuda
host = linux
compile_size = 64bit

        code for sm_20
                Function : _Z7kernel1v
        .headerflags    @"EF_CUDA_SM20 EF_CUDA_PTX_SM(EF_CUDA_SM20)"
        /*0000*/         MOV R1, c[0x1][0x100];            /* 0x2800440400005de4 */
        /*0008*/         MOV32I R4, 0x1;                   /* 0x1800000004011de2 */
        /*0010*/         SSY 0x48;                         /* 0x60000000c0000007 */
        /*0018*/         MOV R2, c[0xe][0x0];              /* 0x2800780000009de4 */
        /*0020*/         MOV R3, c[0xe][0x4];              /* 0x280078001000dde4 */
        /*0028*/         ATOM.E.CAS R0, [R2], RZ, R4;      /* 0x54080000002fdd25 */
        /*0030*/         ISETP.NE.AND P0, PT, R0, RZ, PT;  /* 0x1a8e0000fc01dc23 */
        /*0038*/     @P0 BRA 0x18;                         /* 0x4003ffff600001e7 */
        /*0040*/         NOP.S;                            /* 0x4000000000001df4 */
        /*0048*/         ATOM.E.EXCH RZ, [R2], RZ;         /* 0x547ff800002fdd05 */
        /*0050*/         EXIT;                             /* 0x8000000000001de7 */
                ............................


                Function : _Z7kernel2v
        .headerflags    @"EF_CUDA_SM20 EF_CUDA_PTX_SM(EF_CUDA_SM20)"
        /*0000*/         MOV R1, c[0x1][0x100];            /* 0x2800440400005de4 */
        /*0008*/         MOV32I R0, 0x1;                   /* 0x1800000004001de2 */
        /*0010*/         MOV32I R3, 0x1;                   /* 0x180000000400dde2 */
        /*0018*/         MOV R4, c[0xe][0x0];              /* 0x2800780000011de4 */
        /*0020*/         MOV R5, c[0xe][0x4];              /* 0x2800780010015de4 */
        /*0028*/         ATOM.E.CAS R2, [R4], RZ, R3;      /* 0x54061000004fdd25 */
        /*0030*/         ISETP.NE.AND P1, PT, R2, RZ, PT;  /* 0x1a8e0000fc23dc23 */
        /*0038*/    @!P1 MOV R0, RZ;                       /* 0x28000000fc0025e4 */
        /*0040*/    @!P1 ATOM.E.EXCH RZ, [R4], RZ;         /* 0x547ff800004fe505 */
        /*0048*/         LOP.AND R2, R0, 0xff;             /* 0x6800c003fc009c03 */
        /*0050*/         I2I.S32.S16 R2, R2;               /* 0x1c00000008a09e84 */
        /*0058*/         ISETP.NE.AND P0, PT, R2, RZ, PT;  /* 0x1a8e0000fc21dc23 */
        /*0060*/     @P0 BRA 0x18;                         /* 0x4003fffec00001e7 */
        /*0068*/         EXIT;                             /* 0x8000000000001de7 */
                ............................



Fatbin ptx code:
================
arch = sm_20
code version = [4,2]
producer = cuda
host = linux
compile_size = 64bit
compressed
$