KernelInterceptor

Bardsley, Ethel; Donaldson, Alastair F.; Wickerson, John

doi:10.1145/2664666.2664673

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“…To the best of our knowledge, this is the first mechanized proof of correctness of a DRF analysis for GPU programs. (3) We show that our DRF analysis of access memory protocols is compositional when protocols satisfy a structural property, see Theorem 2. Additionally, we show how to transform protocols when they do not meet this property.…”

Section: Introductionmentioning

confidence: 91%

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Checking Data-Race Freedom of GPU Kernels, Compositionally

Cogumbreiro

Lange

Rong

et al. 2021

Computer Aided Verification

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GPUs offer parallelism as a commodity, but they are difficult to program correctly. Static analyzers that guarantee data-race freedom (DRF) are essential to help programmers establish the correctness of their programs (kernels). However, existing approaches produce too many false alarms and struggle to handle larger programs. To address these limitations we formalize a novel compositional analysis for DRF, based on access memory protocols. These protocols are behavioral types that codify the way threads interact over shared memory.Our work includes fully mechanized proofs of our theoretical results, the first mechanized proofs in the field of DRF analysis for GPU kernels. Our theory is implemented in , a tool that outperforms the state-of-the-art. Notably, it can correctly verify at least $$1.42{\times }$$ 1.42 × more real-world kernels, and it exhibits a linear growth in 4 out of 5 experiments, while others grow exponentially in all 5 experiments.

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Section: Introductionmentioning

confidence: 91%

“…They also require code annotations from a concurrency expert to handle loops. GPUVerify [2,3,5,6,12] can verify CUDA and OpenCL kernels using Boogie [4] as a backend. GPUVerify also relies on a two-thread abstraction (pen and paper proof)-in this paper, we present the first machine-checked proof of the two-thread abstraction idea.…”

Section: Related Workmentioning

confidence: 99%

Checking Data-Race Freedom of GPU Kernels, Compositionally

Cogumbreiro

Lange

Rong

et al. 2021

Computer Aided Verification

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“…Test Amplification busca detectar condições de disputa executando o programa, e usando análise estática para ampliar o alcance do teste (LEUNG et al, 2012). GPUVerify também verifica condições de disputa utilizando análise estática (BETTS et al, 2012b;CHONG et al, 2013;COLLINGBOURNE et al, 2013;BARDSLEY;DONALDSON;WICKERSON, 2014;CHONG;DONALDSON;KETEMA, 2014;BARDSLEY;BETTS et al, 2015;DONALDSON et al, 2017;BETTS et al, 2018). LD verifica condições de disputa em memória compartilhada sem realizar a instrumentação do código, usando verificação baseada em valor (value-based checking) (LI; DING, 2014) (LI et al, 2017) .…”

Section: Trabalhos Relacionadosunclassified

Modelo e critérios de teste estrutural para programas CUDA

Luz¹

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As GPUs têm sido amplamente utilizadas na computação de propósito geral para resolver problemas em diversas áreas. Para utilizar esses processadores, é necessário adotar modelos de programação paralela, como o CUDA, que visam simplificar o desenvolvimento de aplicações de propósito geral para serem executadas em GPUs. A despeito das facilidades trazidas por esse modelo, desenvolver aplicações com CUDA não é trivial. Além disso, os desenvolvedores possuem pouca experiência na programação de aplicações paralelas, ocasionando diversos tipos de defeitos. Apesar da necessidade de mitigar defeitos em aplicações CUDA, há poucos critérios de teste estrutural para revelar defeitos desse modelo de programação. Buscando melhorar a qualidade de programas concorrentes CUDA, foi definido um modelo e critérios de teste estrutural para apoiar a atividade de teste, auxiliando na seleção de casos de teste e propiciando a revelação de defeitos. Para validar o modelo e critérios de teste propostos, foi desenvolvido a ferramenta ValiCUDA, que realiza a instrumentação e análise do programa, gerando os elementos requeridos para cada critério de teste. A ferramenta permite executar os programas e avaliar a cobertura alcançada para cada critério. Para avaliar a aplicação dos critérios de teste, foi realizado um experimento com validação estatística, buscando averiguar as métricas de custo, eficácia e strength. No experimento foram inseridos defeitos com base em uma taxonomia de defeitos para avaliar a eficácia dos critérios. Os resultados demonstraram que os critérios de teste propostos são capazes de revelar defeitos em aplicações CUDA e podem auxiliar o testador na atividade de teste deste tipo de aplicação.

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Engineering a Static Verification Tool for GPU Kernels

Bardsley

Betts

Chong

et al. 2014

Computer Aided Verification

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Abstract. We report on practical experiences over the last 2.5 years related to the engineering of GPUVerify, a static verification tool for OpenCL and CUDA GPU kernels, plotting the progress of GPUVerify from a prototype to a fully functional and relatively efficient analysis tool. Our hope is that this experience report will serve the verification community by helping to inform future tooling efforts.

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KernelInterceptor

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Checking Data-Race Freedom of GPU Kernels, Compositionally

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Modelo e critérios de teste estrutural para programas CUDA

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