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26.05.2023

Memory access protocols: certified data-race freedom for GPU kernels

verfasst von: Tiago Cogumbreiro, Julien Lange, Dennis Liew, Hannah Zicarelli

Erschienen in: Formal Methods in System Design

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Abstract

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 memory access 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 Faial, a tool that outperforms the state-of-the-art. Notably, it can correctly verify at least \(1.42\times \) 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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Literatur
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Metadaten
Titel
Memory access protocols: certified data-race freedom for GPU kernels
verfasst von
Tiago Cogumbreiro
Julien Lange
Dennis Liew
Hannah Zicarelli
Publikationsdatum
26.05.2023
Verlag
Springer US
Erschienen in
Formal Methods in System Design
Print ISSN: 0925-9856
Elektronische ISSN: 1572-8102
DOI
https://doi.org/10.1007/s10703-023-00415-0

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