1
2
3
4
5
6
7
8
9
10
11
12
13
14
15
16
17
18
19
20
21
22
23
24
25
26
27
28
29
30
31
32
33
34
35
36
37
38
39
40
41
42
43
44
45
46
47
48
49
50
51
52
53
54
55
56
57
58
59
60
61
62
63
64
65
66
67
68
69
70
71
72
73
74
75
76
77
78
79
80
81
82
83
84
85
86
87
88
89
90
91
92
93
94
95
96
97
98
99
100
101
102
103
104
105
106
107
108
109
110
111
112
113
114
115
116
117
118
119
120
121
122
123
124
125
126
127
128
129
130
131
132
133
134
135
136
137
138
139
140
141
142
143
144
145
146
147
148
149
150
151
152
153
154
155
156
157
158
159
160
161
162
163
164
165
166
167
168
169
170
171
172
173
174
175
176
177
178
179
180
181
182
183
184
185
186
187
188
189
190
191
192
193
194
195
196
197
198
199
200
201
202
203
204
205
206
207
208
209
210
211
212
213
214
215
216
217
218
219
220
221
222
223
224
225
226
227
228
229
230
231
232
233
234
235
236
237
238
239
240
241
242
243
244
245
246
247
248
249
250
251
252
253
254
255
256
257
258
259
260
261
262
263
264
265
266
267
268
269
270
271
272
273
274
275
276
277
278
279
280
281
282
283
| __device__ volatile unsigned int count_x;
__device__ volatile unsigned int count_y;
/* Фунция синхронизации потоков на device: */
__device__ void SyncWholeDevice_x()
{
// Переменная под значение счетчика до инкремента:
unsigned int oldc;
// Каждый поток пождет, пока записанное им в gmem и smem, станет видно всему grid`у:
__threadfence();
// Первые потоки каждого block`а атомарным образом инкрементируют (каждый по разу)
//флаг-аккумулятор:
if (threadIdx.x == 0)
{
// В oldc кладется значение count до "+1":
oldc = atomicInc((unsigned int*)&count_x, gridDim.x - 1);
// Пусть поток подождет, пока его инкремент "дойдет" до ячейки в gmem:
__threadfence();
// Если это последний блок (остальные уже инкрементировали count и ждут за счет цикла ниже),
//то и незачем ему считывать count, так как предварительно убедились, что его инкремент
//записан в gmem. Если мы в блоке, который еще не "отработал", то его первый поток будет
//зациклен, пока все остальные блоки не "отчитаются" о завершении счета.
if (oldc != (gridDim.x - 1))
while (count_x != 0);
}
// Заставляем потоки в каждом блоке ждать, пока первые не выйдут из цикла:
__syncthreads();
}
__device__ void SyncWholeDevice_y()
{
// Переменная под значение счетчика до инкремента:
unsigned int oldc;
// Каждый поток пождет, пока записанное им в gmem и smem, станет видно всему grid`у:
__threadfence();
// Первые потоки каждого block`а атомарным образом инкрементируют (каждый по разу)
//флаг-аккумулятор:
if (threadIdx.y == 0)
{
// В oldc кладется значение count до "+1":
oldc = atomicInc((unsigned int*)&count_y, gridDim.y - 1);
// Пусть поток подождет, пока его инкремент "дойдет" до ячейки в gmem:
__threadfence();
// Если это последний блок (остальные уже инкрементировали count и ждут за счет цикла ниже),
//то и незачем ему считывать count, так как предварительно убедились, что его инкремент
//записан в gmem. Если мы в блоке, который еще не "отработал", то его первый поток будет
//зациклен, пока все остальные блоки не "отчитаются" о завершении счета.
if (oldc != (gridDim.y - 1))
while (count_y != 0);
}
// Заставляем потоки в каждом блоке ждать, пока первые не выйдут из цикла:
__syncthreads();
}
/* Фунция начальной инициализации флага-счетчика: */
__device__ void InitSyncWholeDevice_x(const int index)
{
if (index == 0) // Первый поток в grid`е (индекс 0) запишет нулевое
count_x = 0; //начальное значение в счетчик блоков.
if (threadIdx.x == 0) // Первый поток каждого block`а будет ждать, пока флаг-
while (count_x != 0); //счетчик действительно станет нулем.
// Заставляем остальные потоки каждого block`а ждать, пока первые не выйдут из цикла:
__syncthreads();
// Все, флаг-аккумулятор записан. Все потоки на device более-менее идут вровень.
}
__device__ void InitSyncWholeDevice_y(const int index)
{
if (index == 0) // Первый поток в grid`е (индекс 0) запишет нулевое
count_y = 0; //начальное значение в счетчик блоков.
if (threadIdx.y == 0) // Первый поток каждого block`а будет ждать, пока флаг-
while (count_y != 0); //счетчик действительно станет нулем.
// Заставляем остальные потоки каждого block`а ждать, пока первые не выйдут из цикла:
__syncthreads();
// Все, флаг-аккумулятор записан. Все потоки на device более-менее идут вровень.
}
__global__ void matrixCP(int* a, int* b, int* c, int* p, int* P, int a_n, int b_n) {
int yIndex = blockIdx.y * blockDim.y + threadIdx.y;
int xIndex = blockIdx.x * blockDim.x + threadIdx.x;
InitSyncWholeDevice_x(blockIdx.x * blockDim.x + threadIdx.x);
InitSyncWholeDevice_y(blockIdx.y * blockDim.y + threadIdx.y);
*(p + yIndex * (b_n + 1) + xIndex + 1) = a[a_n - 1 - yIndex] * b[xIndex] % 10;
*(c + yIndex * (b_n + 1) + xIndex) = a[a_n - 1 - yIndex] * b[xIndex] / 10;
SyncWholeDevice_x();
SyncWholeDevice_y();
*(P + yIndex * (b_n + 1) + xIndex) = *(c + yIndex * (b_n + 1) + xIndex) + *(p + yIndex * (b_n + 1) + xIndex);
*(P + yIndex * (b_n + 1) + b_n) = *(c + yIndex * (b_n + 1) + b_n) + *(p + yIndex * (b_n + 1) + b_n);
}
void sd_mul_par(int *& a, int *& b, int a_n, int b_n)
{
int* c = (int*)malloc(a_n * (b_n + 1) * sizeof(int));
int* p = (int*)malloc(a_n * (b_n + 1) * sizeof(int));
int* P = (int*)malloc(a_n * (b_n + 1) * sizeof(int));
int* S = (int*)malloc((a_n + b_n) * sizeof(int));
int i, j;
for (i = 0; i < a_n; i++)
{
*(c + i * (b_n + 1) + b_n) = 0;
*(p + i * (b_n + 1)) = 0;
}
for (i = 0; i < a_n + b_n; i++)
*(S + i) = 0;
int* dev_c, * dev_p, * dev_a, * dev_b, * dev_P, * dev_S; //указатели на выделяемую память
int size_c = a_n * (b_n + 1) * sizeof(int); //выделяемая память
int size_p = a_n * (b_n + 1) * sizeof(int); //выделяемая память
int size_a = a_n * sizeof(int); //выделяемая память
int size_b = b_n * sizeof(int); //выделяемая память
int size_P = a_n * (b_n + 1) * sizeof(int); //выделяемая память
int size_S = (a_n + b_n) * sizeof(int);
cudaMalloc((void**)&dev_a, size_a); //выделение памяти
cudaMalloc((void**)&dev_b, size_b);
cudaMalloc((void**)&dev_c, size_c);
cudaMalloc((void**)&dev_p, size_p);
cudaMalloc((void**)&dev_P, size_P);
cudaMalloc((void**)&dev_S, size_S);
cudaMemcpy(dev_a, a, size_a, cudaMemcpyHostToDevice); //копирование на GPU
cudaMemcpy(dev_b, b, size_b, cudaMemcpyHostToDevice); //копирование на GPU
cudaMemcpy(dev_c, c, size_c, cudaMemcpyHostToDevice); //копирование на GPU
cudaMemcpy(dev_p, p, size_p, cudaMemcpyHostToDevice); //копирование на GPU
cudaMemcpy(dev_S, S, size_S, cudaMemcpyHostToDevice); //копирование на GPU
dim3 dimBlock = dim3(32, 32); //число выделенных блоков
dim3 dimGrid(20, 20); //размер и размерность сетки
printf("\nCalculation start\n");
matrixCP << <dimGrid, dimBlock >> > (dev_a, dev_b, dev_c, dev_p, dev_P, a_n, b_n); //вызов ядра
cudaMemcpy(c, dev_c, size_c, cudaMemcpyDeviceToHost);
cudaMemcpy(p, dev_p, size_p, cudaMemcpyDeviceToHost);
cudaMemcpy(P, dev_P, size_P, cudaMemcpyDeviceToHost);
cudaFree(dev_a); //освобождение памяти
cudaFree(dev_b);
cudaFree(dev_c);
cudaFree(dev_p);
cudaFree(dev_P);
ofstream out_c_par; // объект для записи
out_c_par.open("c_par.txt"); // любой текстовый файл в твоём проекте
for (i = 0; i < a_n; i++)
{
for (j = 0; j <= b_n; j++)
out_c_par << *(c + i * (b_n + 1) + j) << ' '; // записываем матрицу в поток
out_c_par << '\n';
}
ofstream out_p_par; // объект для записи
out_p_par.open("p_par.txt"); // любой текстовый файл в твоём проекте
for (i = 0; i < a_n; i++)
{
for (j = 0; j <= b_n; j++)
out_p_par << *(p + i * (b_n + 1) + j) << ' '; // записываем матрицу в поток
out_p_par << '\n';
}
ofstream out_P_par; // объект для записи
out_P_par.open("_P_par.txt"); // любой текстовый файл в твоём проекте
for (i = 0; i < a_n; i++)
{
for (j = 0; j <= b_n; j++)
out_P_par << *(P + i * (b_n + 1) + j) << ' '; // записываем матрицу в поток
out_P_par << '\n';
}
}
void sd_mul_real(int *& a, int*& b, int a_n, int b_n)
{
int* c = (int*)malloc(a_n * (b_n + 1) * sizeof(int));
int* p = (int*)malloc(a_n * (b_n + 1) * sizeof(int));
int i, j;
for (i = 0; i < a_n; i++)
for (j = 0; j < b_n; j++)
{
*(c + i * (b_n + 1) + j) = a[a_n - 1 - i] * b[j] / 10;
*(p + i * (b_n + 1) + j + 1) = a[a_n - 1 - i] * b[j + 1 - 1] % 10;
}
for (i = 0; i < a_n; i++)
{
*(c + i * (b_n + 1) + b_n) = 0;
*(p + i * (b_n + 1)) = 0;
}
int* P = (int*)malloc(a_n * (b_n + 1) * sizeof(int));
for (i = 0; i < a_n; i++)
for (j = 0; j <= b_n; j++)
{
*(P + i * (b_n + 1) + j) = *(c + i * (b_n + 1) + j) + *(p + i * (b_n + 1) + j);
}
ofstream out_c_real; // объект для записи
out_c_real.open("c_real.txt"); // любой текстовый файл в твоём проекте
for (i = 0; i < a_n; i++)
{
for (j = 0; j <= b_n; j++)
out_c_real << *(c + i * (b_n + 1) + j) << ' '; // записываем матрицу в поток
out_c_real << '\n';
}
ofstream out_p_real; // объект для записи
out_p_real.open("p_real.txt"); // любой текстовый файл в твоём проекте
for (i = 0; i < a_n; i++)
{
for (j = 0; j <= b_n; j++)
out_p_real << *(p + i * (b_n + 1) + j) << ' '; // записываем матрицу в поток
out_p_real << '\n';
}
ofstream out_P_real; // объект для записи
out_P_real.open("_P_real.txt"); // любой текстовый файл в твоём проекте
for (i = 0; i < a_n; i++)
{
for (j = 0; j <= b_n; j++)
out_P_real << *(P + i * (b_n + 1) + j) << ' '; // записываем матрицу в поток
out_P_real << '\n';
}
}
int main() {
int n;
n = 640;
int* a = (int*)malloc(sizeof(int) * n);
int* b = (int*)malloc(sizeof(int) * n);
for (int i = 0; i < n; i++)
a[i] = rand() % 13 - 6;
n = 640;
for (int i = 0; i <n; i++)
b[i] = rand() % 13 - 6;
sd_mul_real(a, b, n,n);
sd_mul_par(a, b, n,n);
printf("\n");
return 0;
} |
(
