#nvbit #gpgpu #native-bindings #ffi #nvidia

sys nvbit-sys

对NVIDIA NVBIT二进制代码插桩库的原生绑定

31个版本

0.0.38 2023年10月10日
0.0.35 2023年9月8日
0.0.32 2023年7月29日
0.0.19 2023年3月22日
0.0.6 2022年11月28日

#378性能分析


用于 nvbit-rs

自定义许可证

1.5MB
3K SLoC

CUDA 1.5K SLoC // 0.4% comments Rust 1K SLoC // 0.0% comments

包含 (静态库,1.5MB) nvbit_release/core/libnvbit.a,(ELF可执行文件/库,64KB) mem_trace.o,(ELF可执行文件/库,24KB) inject_funcs.o

nvbit-rs

试用
make -j -B -C test-apps/
# build the mem trace example tracer
cargo build --release -p mem_trace

# trace a sample application
LD_PRELOAD=./target/release/libmem_trace.so ./test-apps/vectoradd/vectoradd 100

完成

  • 实现messagepack和json跟踪转储
  • 不工作:清理nvbit api,以便在nvbit-rs中管理上下文,而钩子只是函数
Accelsim参考
make -B -j -C ./tracer_nvbit
LD_PRELOAD=./tracer_nvbit/tracer_tool/tracer_tool.so ./nvbit-sys/nvbit_release/test-apps/vectoradd/vectoradd

这将生成以下文件: ./tracer_nvbit/tracer_tool/traces/kernelslist./tracer_nvbit/tracer_tool/traces/stats.csv

我们的实现
cargo build --release
make -B -j -C ./examples/accelsim
LD_PRELOAD=./target/release/libaccelsim.so ./test-apps/vectoradd/vectoradd 100
LD_PRELOAD=./target/release/libmem_trace.so ./test-apps/vectoradd/vectoradd 100
docker build --platform linux/amd64 -t builder .
docker run --rm -i -v "$PWD":/src -v "$PWD"/buildcache:/cache builder cargo build
nvcc -D_FORCE_INLINES -dc -c -std=c++11 -I../nvbit_release/core -Xptxas -cloning=no -Xcompiler -w  -O3 -Xcompiler -fPIC tracer_tool.cu -o tracer_tool.o

nvcc -D_FORCE_INLINES -I../nvbit_release/core -maxrregcount=24 -Xptxas -astoolspatch --keep-device-functions -c inject_funcs.cu -o inject_funcs.o

nvcc -D_FORCE_INLINES -O3 tracer_tool.o inject_funcs.o -L../nvbit_release/core -lnvbit -lcuda -shared -o tracer_tool.so

现在是介绍工作区的好时机,使示例成为带有cargo.toml的独立crate,并使用build.rs为每个示例编写自定义跟踪内核,这样我们最终可以包括符号

  • 一个可能的方法是提供一个包装器,将其复制到 cxx::Vec<CUfuncton>,我想(参见 这个示例

  • 由于我们正在跟踪,并且需要对每个未见过的函数执行此操作,因此这种复制开销是不可接受的

    • TODO:找出它被调用的频率,也许仍然可以这样做并测量
      • 更新:get_related_functions 只调用一次,在 rust 中尝试一下
  • 其他方法:只从通道接收数据,一个简单的结构体...

    • 如果那样行得通:我们如何决定使用哪个跟踪函数
      • (因为我们不能在 rust 中编写新的函数)
  • 找出是否可以通过使用命名空间来以某种方式重用相同的 nvbit 名称?

  • 或者用 rust 包装调用,这些调用调用 ffi::rust_* 函数。

  • 重要观察

    • 我几乎要放弃 cxx,因为它只给我 Unsupported type 错误
    • 我没有在 ffi 模块中导入 cxx::UniquePtrcxx::CxxVector,所以我假设我需要使用 cxx:: 来引用类型。
    • 它们在文档中不做这样的事情,但在顶级模块中使用它们...
    • 结果是,你 必须 省略 cxx:: 前缀,因为这全是宏魔法...

完成

  • 我们必须以某种方式将 CUDA 注入函数和 nvbit_tool.h 包含到二进制文件中。
    • 也许可以在构建脚本中静态编译它们
    • 然后与 nvbit-sys crate 链接
    • 然后,nvbit_at_init 应该 被调用 - 希望如此

示例

当前目标是获取一个用 rust 编写的跟踪器的有效示例。使用应该是

# install lld
sudo apt-get install -y lld
# create a shared dynamic library that implements the nvbit hooks
cargo build -p accelsim
# run the nvbit example CUDA application with the tracer
LD_PRELOAD=./target/debug/libaccelsim.so nvbit-sys/nvbit_release/test-apps/vectoradd/vectoradd

备注

检查安装的 clang 版本

apt list --installed | grep clang

当运行 clang nvbit.h 时,它也抱怨缺少 cassert。使用 -std=c++11 -I$(NVBIT_PATH)

是 C++ STL,因此我们需要: clang++ -std=c++11 nvbit.h

bindgen 与 C++ 代码配合得不是很好,请查看 这里

我们还需要一些 clang 东西,这样 bindgen 才能找到 #include <cassert>

我们还需要包含 nvbit.hnvbit_tool.h 和跟踪注入的函数,这需要将 .cu 文件编译并链接到二进制文件中。

此示例 展示了如何编译和链接 .cu 以与 cc crate 链接。

确保 nvbit 的 C 函数钩子在共享库中未混淆

nm -D ./target/debug/examples/libtracer.so
nm -D ./target/debug/build/nvbit-sys-08fdef510bde07a0/out/libinstrumentation.a

问题:我们需要在二进制文件中存在 instrument_inst 函数,就像示例一样

nm -D /home/roman/dev/nvbit-sys/tracer_nvbit/tracer_tool/tracer_tool.so | grep instrument

# for a static library:
nm --debug-syms target/debug/build/accelsim-a67c1762e4619dad/out/libinstrumentation.a | grep instrument

目前,它没有 :(

确保我们链接的是静态的

ldd ./target/debug/examples/libtracer.so

检查 cxx 生成了什么包含

tre target/debug/build/nvbit-sys-*/out/cxxbridge/

依赖关系

~0.7–5MB
~91K SLoC