E-Locus - Ιδρυματικό Καταθετήριο Πανεπιστημίου Κρήτης

Αρχική Checking memory safety of CUDA kernels

Αποτελέσματα - Λεπτομέρειες

[Προσθήκη στο καλάθι]

Κωδικός Πόρου

000463830

Τίτλος

Checking memory safety of CUDA kernels

Άλλος τίτλος

Έλεγχος ασφάλειας μνήμης σε CUDA kernels

Συγγραφέας

Ελευθερίου, Κωνσταντίνος Χ.

Σύμβουλος διατριβής

Πρατικάκης, Πολύβιος

Μέλος κριτικής επιτροπής

Μπίλας, Άγγελος
Βασιλειάδης, Γιώργος

Περίληψη

Οι μονάδες επεξεργασίας γραφικών (GPUs) χρησιμοποιούνται ευρέως σήμερα για εργασίες όπως η κατασκευή deep learning μοντέλων και η ανάλυση μεγάλου όγκου δεδομένων, λόγω της υψηλής επεξεργαστικής τους ισχύος. Η πλατφόρμα CUDA της Nvidia επιτρέπει τη χρήση των GPUs για τέτοιου είδους εργασίες. Το CUDA επεκτείνει τη γλώσσα προγραμματισμού C++ με ειδικές συναρτήσεις, που ονομάζονται kernels και εκτελούνται σε πολλαπλά CUDA threads. Οι kernels συνήθως εκτελούν πράξεις σε δεδομένα που βρίσκονται σε δυναμικά δεσμευμένη μνήμη, κάτι που μπορεί να προκαλέσει σφάλματα κατά την εκτέλεση του kernel, αν υπάρξει πρόσβαση σε μη δεσμευμένη μνήμη. Για να εντοπίσουμε μη ασφαλείς εκτελέσεις των kernels, πραγματοποιούμε στατική ανάλυση στην ενδιάμεση assembly του CUDA, η οποία ονομάζεται PTX. Η επιλογή αυτή οφείλεται στο γεγονός ότι ο πηγαίος κώδικας των βιβλιοθηκών της Nvidia, όπως η cuBLAS, δεν είναι δημόσια διαθέσιμος. Αρχικά, μετατρέπουμε τον PTX κώδικα του kernel σε ενδιάμεσο κώδικα του LLVM, προκειμένου να εντοπίσουμε βρόχους και προσβάσεις σε πίνακες μέσα στον kernel χρησιμοποιώντας passes του LLVM. Στη συνέχεια, εντοπίζουμε τα όρια των βρόχων και τις εκφράσεις που χρησιμοποιούνται για προσβάσεις σε στοιχεία πινάκων και τα ορίζουμε σε συνάρτηση των παραμέτρων του kernel. Η ανάλυση παράγει ανισώσεις που επιλύονται χρησιμοποιώντας τον Z3 Theorem Prover της Microsoft. Η ικανοποιησιμότητα των ανισώσεων καθορίζει εάν ο kernel είναι ασφαλής για εκτέλεση.

Φυσική περιγραφή

ii, 29 σ. : σχεδ., πιν., εικ. (μερ. εγχρ.) ; 30 εκ.

Γλώσσα

Αγγλικά

Θέμα

Constraints

GPU

LLVM

Loop bounds

PTX

Static analysis

Όρια βροχών