Update GPU backend (#29)
* Update GPU memory management * Add allocate_memory and free_memory
This commit is contained in:
@@ -2,13 +2,14 @@
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#include <chrono>
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#include <cmath>
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#include <stdexcept>
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#include <string>
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#include <vector>
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#include <benchmark/benchmark.h>
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void init_x(std::vector<float> &x) {
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for (size_t i = 0; i < x.size(); ++i) {
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void init_x(float *x, size_t n) {
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for (size_t i = 0; i < n; ++i) {
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x[i] = (i % 360) * 0.0174533f; // degrees to radians
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}
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}
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@@ -16,24 +17,31 @@ void init_x(std::vector<float> &x) {
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template <typename Backend>
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static void benchmark_sinf(benchmark::State &state) {
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const size_t N = static_cast<size_t>(state.range(0));
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std::vector<float> x(N), s(N);
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init_x(x);
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Backend backend;
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auto start = std::chrono::high_resolution_clock::now();
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backend.init(N);
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float *x =
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reinterpret_cast<float *>(backend.allocate_memory(N * sizeof(float)));
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||||
float *s =
|
||||
reinterpret_cast<float *>(backend.allocate_memory(N * sizeof(float)));
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||||
auto end = std::chrono::high_resolution_clock::now();
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||||
state.counters["init_ms"] =
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std::chrono::duration_cast<std::chrono::microseconds>(end - start)
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.count() /
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1.e3;
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init_x(x, N);
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for (auto _ : state) {
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backend.compute_sinf(N, x.data(), s.data());
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backend.compute_sinf(N, x, s);
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benchmark::DoNotOptimize(s);
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}
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backend.free_memory(x);
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backend.free_memory(s);
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state.SetItemsProcessed(static_cast<int64_t>(state.iterations()) *
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||||
static_cast<int64_t>(N));
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}
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@@ -41,24 +49,35 @@ static void benchmark_sinf(benchmark::State &state) {
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template <typename Backend>
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||||
static void benchmark_cosf(benchmark::State &state) {
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||||
const size_t N = static_cast<size_t>(state.range(0));
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||||
std::vector<float> x(N), c(N);
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||||
init_x(x);
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||||
|
||||
Backend backend;
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||||
auto start = std::chrono::high_resolution_clock::now();
|
||||
backend.init(N);
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||||
float *x =
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reinterpret_cast<float *>(backend.allocate_memory(N * sizeof(float)));
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float *c =
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reinterpret_cast<float *>(backend.allocate_memory(N * sizeof(float)));
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if (!x || !c) {
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throw std::runtime_error("Buffer allocation failed");
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}
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auto end = std::chrono::high_resolution_clock::now();
|
||||
state.counters["init_ms"] =
|
||||
std::chrono::duration_cast<std::chrono::microseconds>(end - start)
|
||||
.count() /
|
||||
1.e3;
|
||||
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||||
init_x(x, N);
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||||
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||||
for (auto _ : state) {
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||||
backend.compute_cosf(N, x.data(), c.data());
|
||||
backend.compute_cosf(N, x, c);
|
||||
benchmark::DoNotOptimize(c);
|
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}
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||||
backend.free_memory(x);
|
||||
backend.free_memory(c);
|
||||
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||||
state.SetItemsProcessed(static_cast<int64_t>(state.iterations()) *
|
||||
static_cast<int64_t>(N));
|
||||
}
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||||
@@ -66,25 +85,38 @@ static void benchmark_cosf(benchmark::State &state) {
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||||
template <typename Backend>
|
||||
static void benchmark_sincosf(benchmark::State &state) {
|
||||
const size_t N = static_cast<size_t>(state.range(0));
|
||||
std::vector<float> x(N), s(N), c(N);
|
||||
init_x(x);
|
||||
|
||||
Backend backend;
|
||||
|
||||
auto start = std::chrono::high_resolution_clock::now();
|
||||
backend.init(N);
|
||||
float *x =
|
||||
reinterpret_cast<float *>(backend.allocate_memory(N * sizeof(float)));
|
||||
float *s =
|
||||
reinterpret_cast<float *>(backend.allocate_memory(N * sizeof(float)));
|
||||
float *c =
|
||||
reinterpret_cast<float *>(backend.allocate_memory(N * sizeof(float)));
|
||||
if (!x || !s || !c) {
|
||||
throw std::runtime_error("Buffer allocation failed");
|
||||
}
|
||||
auto end = std::chrono::high_resolution_clock::now();
|
||||
state.counters["init_ms"] =
|
||||
std::chrono::duration_cast<std::chrono::microseconds>(end - start)
|
||||
.count() /
|
||||
1.e3;
|
||||
|
||||
init_x(x, N);
|
||||
|
||||
for (auto _ : state) {
|
||||
backend.compute_sincosf(N, x.data(), s.data(), c.data());
|
||||
backend.compute_sincosf(N, x, s, c);
|
||||
benchmark::DoNotOptimize(s);
|
||||
benchmark::DoNotOptimize(c);
|
||||
}
|
||||
|
||||
backend.free_memory(x);
|
||||
backend.free_memory(s);
|
||||
backend.free_memory(c);
|
||||
|
||||
state.SetItemsProcessed(static_cast<int64_t>(state.iterations()) *
|
||||
static_cast<int64_t>(N));
|
||||
}
|
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@@ -11,7 +11,8 @@ public:
|
||||
GPUBackend();
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||||
~GPUBackend() override;
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||||
void init(size_t n = 0) override;
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||||
void *allocate_memory(size_t bytes) const override;
|
||||
void free_memory(void *ptr) const override;
|
||||
void compute_sinf(size_t n, const float *x, float *s) const override;
|
||||
void compute_cosf(size_t n, const float *x, float *c) const override;
|
||||
void compute_sincosf(size_t n, const float *x, float *s,
|
||||
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||||
@@ -1,6 +1,8 @@
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||||
#pragma once
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||||
#include <cstddef>
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#include <cstdint>
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||||
#include <cstdlib>
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||||
// Base interface for all math backends
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class Backend {
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||||
@@ -10,6 +12,12 @@ public:
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||||
// Optional initialization
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||||
virtual void init(size_t n = 0) {}
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||||
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||||
virtual void *allocate_memory(size_t bytes) const {
|
||||
return static_cast<void *>(new uint8_t[bytes]);
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||||
};
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||||
|
||||
virtual void free_memory(void *ptr) const { std::free(ptr); };
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// Compute sine for n elements
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||||
virtual void compute_sinf(size_t n, const float *x, float *s) const = 0;
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||||
84
src/gpu.cpp
84
src/gpu.cpp
@@ -10,79 +10,63 @@
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||||
struct GPUBackend::Impl {
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|
||||
~Impl() {
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||||
if (h_x) {
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||||
cudaFreeHost(h_x);
|
||||
}
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||||
if (h_s) {
|
||||
cudaFreeHost(h_s);
|
||||
}
|
||||
if (h_c) {
|
||||
cudaFreeHost(h_c);
|
||||
}
|
||||
if (d_x) {
|
||||
cudaFree(d_x);
|
||||
}
|
||||
if (d_s) {
|
||||
cudaFree(d_s);
|
||||
}
|
||||
if (d_c) {
|
||||
cudaFree(d_c);
|
||||
}
|
||||
void *allocate_memory(size_t bytes) const {
|
||||
void *ptr;
|
||||
cudaMallocHost(&ptr, bytes);
|
||||
return ptr;
|
||||
}
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||||
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||||
void init(size_t n) {
|
||||
const size_t bytes = n * sizeof(float);
|
||||
cudaMallocHost(&h_x, bytes);
|
||||
cudaMallocHost(&h_s, bytes);
|
||||
cudaMallocHost(&h_c, bytes);
|
||||
cudaMalloc(&d_x, bytes);
|
||||
cudaMalloc(&d_s, bytes);
|
||||
cudaMalloc(&d_c, bytes);
|
||||
}
|
||||
void free_memory(void *ptr) const { cudaFreeHost(ptr); }
|
||||
|
||||
void compute_sinf(size_t n, const float *x, float *s) const {
|
||||
const size_t bytes = n * sizeof(float);
|
||||
std::memcpy(h_x, x, bytes);
|
||||
cudaMemcpy(d_x, h_x, bytes, cudaMemcpyHostToDevice);
|
||||
float *d_x, *d_s;
|
||||
cudaMalloc(&d_x, bytes);
|
||||
cudaMalloc(&d_s, bytes);
|
||||
cudaMemcpy(d_x, x, bytes, cudaMemcpyHostToDevice);
|
||||
launch_sinf_kernel(d_x, d_s, n);
|
||||
cudaMemcpy(h_s, d_s, bytes, cudaMemcpyDeviceToHost);
|
||||
std::memcpy(s, h_s, bytes);
|
||||
cudaMemcpy(s, d_s, bytes, cudaMemcpyDeviceToHost);
|
||||
cudaFree(d_x);
|
||||
cudaFree(d_s);
|
||||
}
|
||||
|
||||
void compute_cosf(size_t n, const float *x, float *c) const {
|
||||
const size_t bytes = n * sizeof(float);
|
||||
std::memcpy(h_x, x, bytes);
|
||||
cudaMemcpy(d_x, h_x, bytes, cudaMemcpyHostToDevice);
|
||||
float *d_x, *d_c;
|
||||
cudaMalloc(&d_x, bytes);
|
||||
cudaMalloc(&d_c, bytes);
|
||||
cudaMemcpy(d_x, x, bytes, cudaMemcpyHostToDevice);
|
||||
launch_cosf_kernel(d_x, d_c, n);
|
||||
cudaMemcpy(h_c, d_c, bytes, cudaMemcpyDeviceToHost);
|
||||
std::memcpy(c, h_c, bytes);
|
||||
cudaMemcpy(c, d_c, bytes, cudaMemcpyDeviceToHost);
|
||||
cudaFree(d_x);
|
||||
cudaFree(d_c);
|
||||
}
|
||||
|
||||
void compute_sincosf(size_t n, const float *x, float *s, float *c) const {
|
||||
const size_t bytes = n * sizeof(float);
|
||||
std::memcpy(h_x, x, bytes);
|
||||
cudaMemcpy(d_x, h_x, bytes, cudaMemcpyHostToDevice);
|
||||
float *d_x, *d_s, *d_c;
|
||||
cudaMalloc(&d_x, bytes);
|
||||
cudaMalloc(&d_s, bytes);
|
||||
cudaMalloc(&d_c, bytes);
|
||||
cudaMemcpy(d_x, x, bytes, cudaMemcpyHostToDevice);
|
||||
launch_sincosf_kernel(d_x, d_s, d_c, n);
|
||||
cudaMemcpy(h_s, d_s, bytes, cudaMemcpyDeviceToHost);
|
||||
cudaMemcpy(h_c, d_c, bytes, cudaMemcpyDeviceToHost);
|
||||
std::memcpy(s, h_s, bytes);
|
||||
std::memcpy(c, h_c, bytes);
|
||||
cudaMemcpy(s, d_s, bytes, cudaMemcpyDeviceToHost);
|
||||
cudaMemcpy(c, d_c, bytes, cudaMemcpyDeviceToHost);
|
||||
cudaFree(d_x);
|
||||
cudaFree(d_s);
|
||||
cudaFree(d_c);
|
||||
}
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||||
float *h_x = nullptr;
|
||||
float *h_s = nullptr;
|
||||
float *h_c = nullptr;
|
||||
float *d_x = nullptr;
|
||||
float *d_s = nullptr;
|
||||
float *d_c = nullptr;
|
||||
};
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GPUBackend::GPUBackend() : impl(std::make_unique<Impl>()) {}
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GPUBackend::~GPUBackend() = default;
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void GPUBackend::init(size_t n) { impl->init(n); }
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void *GPUBackend::allocate_memory(size_t bytes) const {
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||||
return impl->allocate_memory(bytes);
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}
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void GPUBackend::free_memory(void *ptr) const { impl->free_memory(ptr); }
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||||
void GPUBackend::compute_sinf(size_t n, const float *x, float *s) const {
|
||||
impl->compute_sinf(n, x, s);
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