architecture - 架构中的 NVPTX 通用内存空间位置

Question

在 CUDA 程序的 NVPTX(LLVM IR) 中，内存地址空间的标识符从 0 到 5（见下表）。

我在同一个 LLVM IR 程序中看到，内存地址被标识为“通用”或其他类型，如图所示。

对于“通用”（默认情况下，没有标识符）：

用以分享'：

我的问题是，对于通用内存地址空间，数据实际上位于硬件、片外、片上存储器或本地寄存器中的什么位置？有人可以解释最终如何管理通用类型的地址空间吗？

Answer 1

答案很简单：通用地址空间没有硬件表示。

您可以将通用地址空间 (AS) 视为一个逻辑 AS，其中每个其他 AS 组合在一起。例如：以下内核调用和一个接受指针的设备函数。

__device__ void bar(int* x){
   *x = *x + 1;
}

__global__ void foo(int* x){
   __shared__ int y[1];
   bar(x); 
   bar(y);
}

您可以将任何指针传递给该函数。从语言的角度来看，指针是在 AS 1（全局）还是 AS 3（共享）中并不重要。在 C++（和 CUDA C/C++）中，您不必明确指定 AS。例如，在 OpenCL < 2.0 中，您必须为每个指针显式添加一个修饰符，并且必须提供一个bar采用特定 AS 指针的函数。

LLVM IR 中发生的情况是，传递给函数的指针会通过addresspacecast通用 AS 的指令强制转换。在 PTXaddresspacecast中由cvta指令表示：

// convert const, global, local, or shared address to generic address
cvta.space.size  p, a;        // source address in register a
cvta.space.size  p, var;      // get generic address of var
cvta.space.size  p, var+imm;  // generic address of var+offset

// convert generic address to const, global, local, or shared address
cvta.to.space.size  p, a;

.space = { .const, .global, .local, .shared };
.size  = { .u32, .u64 };

通用指针映射到全局内存，除非它位于为其他 AS 保留的地址区域内。硬件从通用指针中减去 AS 的起始地址以确定正确的内存区域。

原子是一个很好的例子：

atom{.space}.op.type  d, [a], b;
atom{.space}.op.type  d, [a], b, c;

您可以指定地址空间或让硬件选择。如果要生成正确的原子指令而没有指针减法开销，后端负责将指针转换回正确的地址空间。