5.1 CUDA atomic原子操作

和许多多线程并行问题一样，CUDA也存在互斥访问的问题，即当一个线程改变变量Ｘ,而另外一个线程在读取变量Ｘ的值，执行原子操作类似于有一个自旋锁，只有等Ｘ的变量在改变完成之后，才能执行读操作，这样可以保证每一次读取的都是最新的值.

在kernel 程序中，做统计累加，都需要使用原子操作：atomicAdd();

原子操作很明显的会影响程序性能，所以可以的话，尽可能避免原子操作．

CUDA原子操作API:

C.1.1  atomicAdd()
int atomicAdd(int* address, int val);
unsigned int atomicAdd(unsigned int* address,
                           unsigned int val);
unsigned long long int atomicAdd(unsigned long long int* address,
                                        unsigned long long int val);


读取位于全局或共享存储器中地址address 处的32 位或64 位字old，计算(old + val)，并将结果存储在存储器的同一地址中。这三项操作在一次原子事务中执行。该函数将返回old。


只有全局存储器支持64 位字。


C.1.2  atomicSub()
int atomicSub(int* address, int val);
unsigned int atomicSub(unsigned int* address,
                           unsigned int val);


读取位于全局或共享存储器中地址address 处的32 位字old，计算(old - val)，并将结果存储在存储器的同一地址中。这三项操作在一次原子事务中执行。该函数将返回old。


C.1.3  atomicExch()
int atomicExch(int* address, int val);
unsigned int atomicExch(unsigned int* address,
                            unsigned int val);
unsigned long long int atomicExch(unsigned long long int* address,
                                        unsigned long long int val);
float atomicExch(float* address, float val);
读取位于全局或共享存储器中地址address 处的32 位或64 位字old，并将val 存储在存储器的同一地址中。这两项操作在一次原子事务中执行。该函数将返回old。


只有全局存储器支持64 位字。


C.1.4  atomicMin()
int atomicMin(int* address, int val);
unsigned int atomicMin(unsigned int* address,
                           unsigned int val);
读取位于全局或共享存储器中地址address 处的32 位字old，计算old 和val 的最小值，并将结果存储在存储器的同一地址中。这三项操作在一次原子事务中执行。该函数将返回old。


C.1.5  atomicMax()
int atomicMax(int* address, int val);
unsigned int atomicMax(unsigned int* address,
                           unsigned int val);
读取位于全局或共享存储器中地址address 处的32 位字old，计算old 和val 的最大值，并将结果存储在存储器的同一地址中。这三项操作在一次原子事务中执行。该函数将返回old。


C.1.6  atomicInc()
unsigned int atomicInc(unsigned int* address,
                       unsigned int val);
读取位于全局或共享存储器中地址address 处的32 位字old，计算 ((old >= val) ? 0 : (old+1))，并将结果存储在存储器的同一地址中。这三项操作在一次原子事务中执行。该函数将返回old。


C.1.7  atomicDec()
unsigned int atomicDec(unsigned int* address,
                           unsigned int val);
读取位于全局或共享存储器中地址address 处的32 位字old，计算 (((old == 0) | (old > val)) ? val : (old-1))，并将结果存储在存储器的同一地址中。这三项操作在一次原子事务中执行。该函数将返回old。


C.1.8  atomicCAS()
int atomicCAS(int* address, int compare, int val);
unsigned int atomicCAS(unsigned int* address,
                           unsigned int compare,
                           unsigned int val);
unsigned long long int atomicCAS(unsigned long long int* address,
                                       unsigned long long int compare,
                                       unsigned long long int val);
读取位于全局或共享存储器中地址address 处的32 位或64 位字old，计算 (old == compare ? val : old)，并将结果存储在存储器的同一地址中。这三项操作在一次原子事务中执行。该函数将返回old（比较并交换）。


只有全局存储器支持64 位字。


C.2  位逻辑函数C.2.1  atomicAnd()
int atomicAnd(int* address, int val);
unsigned int atomicAnd(unsigned int* address,
                           unsigned int val);
读取位于全局或共享存储器中地址address 处的32 位字old，计算 (old & val)，并将结果存储在存储器的同一地址中。这三项操作在一次原子事务中执行。该函数将返回old。


C.2.2  atomicOr()
int atomicOr(int* address, int val);
unsigned int atomicOr(unsigned int* address,
                          unsigned int val);
读取位于全局或共享存储器中地址address 处的32 位字old，计算 (old | val)，并将结果存储在存储器的同一地址中。这三项操作在一次原子事务中执行。该函数将返回old。


C.2.3  atomicXor()
int atomicXor(int* address, int val);
unsigned int atomicXor(unsigned int* address,
                           unsigned int val);
读取位于全局或共享存储器中地址address 处的32 位字old，计算 (old ^ val)，并将结果存储在存储器的同一地址中。这三项操作在一次原子事务中执行。该函数将返回old。