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数据传输

本节介绍数据传输的相关接口、注意事项，并给出示例代码。

接口调用流程

数据传输的关键接口调用流程如下：

  1. 申请内存。
    • Host上的内存，可以使用AscendCL提供的aclrtMallocHost接口申请内存，也可以用C++标准库中的new、malloc接口申请内存。
      • aclrtMallocHost会尝试申请物理地址连续的内存，后续在Host与Device数据交互时性能更优。调用aclrtMallocHost接口后、使用内存前，建议先调用aclrtMemset接口初始化内存，清除内存中的随机数。
      • 若调用malloc接口，在调用malloc接口后、使用内存前，需调用memset初始化内存，清除内存中的随机数。
    • Device上的内存，使用AscendCL提供的aclrtMalloc接口申请内存。如果涉及媒体数据处理（例如，图片解码、缩放等）时，需使用acldvppMalloc或hi_mpi_dvpp_malloc接口申请内存。
  2. 将数据读入内存。

    由用户自行管理数据读入内存的实现逻辑。

  3. 通过内存复制实现数据传输。
    数据传输可以通过内存复制的方式实现，分为同步内存复制、异步内存复制：

Ascend RC场景下，不涉及Host上的内存申请、Host内的数据传输、Host与Device之间的数据传输。

如果当前版本支持多种运行形态，在这种场景下，若想实现相同的应用程序可支持在多种形态下运行，申请内存的方式不同，会影响数据传输时调用的接口：
  • 若应用程序中区分申请Host内存或Device内存的接口，例如使用C++标准库的接口或aclrtMallocHost接口申请Host内存、使用aclrtMalloc接口申请Device内存时：

    需先调用aclrtGetRunMode接口获取软件栈的运行模式，当查询结果为ACL_HOST，则数据传输时涉及申请Host上的内存；当查询结果为ACL_DEVICE，则数据传输时不涉及申请Host上的内存，仅需申请Device上的内存。该种方式多一些代码逻辑的判断，不需要由用户处理Device上的内存对齐。在Device上运行应用的场景，该种方式少一些内存复制的步骤，性能较好。

  • 若应用程序中不区分申请Host内存或Device内存的接口，统一使用aclrtMallocHost接口（该接口支持申请Host或Device内存），AscendCL内部会根据软件栈的运行模式自行判断运行时申请的是Host内存还是Device内存：

    无需调用aclrtGetRunMode接口获取软件栈的运行模式。该种方式代码逻辑相比前一种简单，但需由用户处理Device上的内存对齐。

Host内的数据传输

当前支持调用aclrtMemcpy接口执行同步Host内的内存复制任务，不支持调用aclrtMemcpyAsync接口执行异步Host内的内存复制功能，若调用aclrtMemcpyAsync接口时选择ACL_MEMCPY_HOST_TO_HOST类型时，由于是异步接口，虽然接口调用成功，下发了内存复制任务，但在调用aclrtSynchronizeStream接口等待该任务执行时会返回失败。

调用接口后，需增加异常处理的分支，并记录报错日志、提示日志，此处不一一列举。以下是关键步骤的代码示例，不可以直接拷贝编译运行，仅供参考。

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// 1. 申请内存
uint64_t size = 1 * 1024 * 1024;
void* hostPtrA = NULL;
void* hostPtrB = NULL;
aclrtMallocHost(&hostPtrA, size);
aclrtMallocHost(&hostPtrB, size);

// 2. 申请内存后，可向内存中读入数据，该自定义函数ReadFile由用户实现
ReadFile(fileName, hostPtrA, size);

// 3. 内存复制，可以选择同步
// 同步内存复制，hostPtrA表示Host上源内存地址指针，hostPtrB表示Host上目的内存地址指针，size表示内存大小
aclrtMemcpy(hostPtrB, size, hostPtrA, size, ACL_MEMCPY_HOST_TO_HOST);

// 4. 使用完内存中的数据后，需及时释放资源
aclrtFreeHost(hostPtrA);
aclrtFreeHost(hostPtrB);
// ......

从Host到Device的数据传输

调用接口后，需增加异常处理的分支，并记录报错日志、提示日志，此处不一一列举。以下是关键步骤的代码示例，不可以直接拷贝编译运行，仅供参考。

  • 同步内存复制 
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    // 1. 申请内存
uint64_t size = 1 * 1024 * 1024;
void* hostPtrA = NULL;
void* devPtrB = NULL;
aclrtMallocHost(&hostPtrA, size);
aclrtMalloc(&devPtrB, size, ACL_MEM_MALLOC_HUGE_FIRST);

// 2. 申请内存后，可向内存中读入数据，该自定义函数ReadFile由用户实现
ReadFile(fileName, hostPtrA, size);

// 3. 内存复制，可以选择同步
// 同步内存复制，hostPtrA表示Host上源内存地址指针，devPtrB表示Device上目的内存地址指针，size表示内存大小
aclrtMemcpy(devPtrB, size, hostPtrA, size, ACL_MEMCPY_HOST_TO_DEVICE);

// 4. 使用完内存中的数据后，需及时释放资源
aclrtFreeHost(hostPtrA);
aclrtFree(devPtrB);

// ......
  • 异步内存复制 
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    // 1. 申请内存
uint64_t size = 1 * 1024 * 1024;
void* hostAddr = NULL;
void* devAddr = NULL;

aclrtMallocHost(&hostAddr, size);
aclrtMalloc(&devAddr, size, ACL_MEM_MALLOC_HUGE_FIRST);

// 2. 异步内存复制
aclrtStream stream = NULL;
aclrtCreateStream(&stream);
// 申请内存后，可向内存中读入数据，该自定义函数ReadFile由用户实现
ReadFile(fileName, hostAddr, size);
aclrtMemcpyAsync(devAddr, size, hostAddr, size, ACL_MEMCPY_HOST_TO_DEVICE, stream);
aclrtSynchronizeStream(stream);

// 3. 释放资源
aclrtDestroyStream(stream);
aclrtFreeHost(hostAddr);
aclrtFree(devAddr);

// ......

从Device到Host的数据传输

调用接口后，需增加异常处理的分支，并记录报错日志、提示日志，此处不一一列举。以下是关键步骤的代码示例，不可以直接拷贝编译运行，仅供参考。

  • 同步内存复制 
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    // 1. 申请内存
uint64_t size = 1 * 1024 * 1024;
void* devPtrA = NULL;
void* hostPtrB = NULL;
aclrtMalloc(&devPtrA, size, ACL_MEM_MALLOC_HUGE_FIRST);
aclrtMallocHost(&hostPtrB, size);

// 2. 申请内存后，可向内存中读入数据，该自定义函数ReadFile由用户实现
ReadFile(fileName, devPtrA, size);

// 3. 内存复制，可以选择同步
// 同步内存复制，devPtrA表示Device上源内存地址指针，hostPtrB表示Host上目的内存地址指针，size表示内存大小
aclrtMemcpy(hostPtrB, size, devPtrA, size, ACL_MEMCPY_DEVICE_TO_HOST);

// 4. 使用完内存中的数据后，需及时释放资源
aclrtFree(devPtrA);
aclrtFreeHost(hostPtrB);

// ......
  • 异步内存复制 
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    // 1. 申请内存
uint64_t size = 1 * 1024 * 1024;
void* hostAddr = NULL;
void* devAddr = NULL;

aclrtMallocHost(&hostAddr, size + 64);
aclrtMalloc(&devAddr, size, ACL_MEM_MALLOC_HUGE_FIRST);

// 2. 申请内存后，可向内存中读入数据，该自定义函数ReadFile由用户实现
ReadFile(fileName, devAddr, size);

// 3. 异步内存复制
aclrtStream stream = NULL;
aclrtCreateStream(&stream);
aclrtMemcpyAsync(hostAddr, size, devAddr, size, ACL_MEMCPY_DEVICE_TO_HOST, stream);
aclrtSynchronizeStream(stream);

// 4. 释放资源
aclrtDestroyStream(stream);
aclrtFreeHost(hostAddr);
aclrtFree(devAddr);

// ......

一个Device内的数据传输

调用接口后，需增加异常处理的分支，并记录报错日志、提示日志，此处不一一列举。以下是关键步骤的代码示例，不可以直接拷贝编译运行，仅供参考。

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// 1. 申请内存
uint64_t size = 1 * 1024 * 1024;
void* devPtrA = NULL;
void* devPtrB = NULL;
aclrtMalloc(&devPtrA, size, ACL_MEM_MALLOC_HUGE_FIRST);
aclrtMalloc(&devPtrB, size, ACL_MEM_MALLOC_HUGE_FIRST);

// 2. 申请内存后，可向内存中读入数据，该自定义函数ReadFile由用户实现
ReadFile(fileName, devPtrA, size);

// 3. 内存复制，可以选择同步或异步
// 同步内存复制，devPtrA表示Device上源内存地址指针，devPtrB表示Device上目的内存地址指针，size表示内存大小
aclrtMemcpy(devPtrB, size, devPtrA, size, ACL_MEMCPY_DEVICE_TO_DEVICE);
  
// 异步内存复制
// 显式创建一个Stream
aclrtStream stream;
aclrtCreateStream(&stream);
aclrtMemcpyAsync(devPtrB, size, devPtrA, size, ACL_MEMCPY_DEVICE_TO_DEVICE, stream);
aclrtSynchronizeStream(stream);

// 4. 使用完内存中的数据后，需及时释放资源
aclrtDestroyStream(stream);
aclrtFree(devPtrA);
aclrtFree(devPtrB);

// ......

两个Device间的数据传输

Atlas 200/300/500 推理产品上，不支持该功能。

Atlas 200/500 A2推理产品，不支持该功能。

注意点说明：

  • 可使用aclrtDeviceCanAccessPeer接口查询两个Device之间是否支持内存复制，若支持，需调用两次aclrtDeviceEnablePeerAccess接口使能两个Device之间的内存复制功能（例如，调用一次aclrtDeviceEnablePeerAccess接口使能Device 0到Device 1的内存复制，再调用一次aclrtDeviceEnablePeerAccess接口使能Device 1到Device 0的内存复制），再调用aclrtMemcpy接口（同步接口）或aclrtMemcpyAsync接口（异步接口）通过内存复制的方式实现数据传输。
  • 当前仅支持同一个PCIe Switch内Device之间的内存复制。
  • 仅支持同一个进程内的同一个线程或不同线程间的Device之间的内存复制，不支持不同进程间Device之间的内存复制。

调用接口后，需增加异常处理的分支，并记录报错日志、提示日志，此处不一一列举。以下是关键步骤的代码示例，不可以直接拷贝编译运行，仅供参考。

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int main(int argc, const char *argv[])
{
    // AscendCL初始化
    auto ret = aclInit(NULL);

    int32_t canAccessPeer = 0;
    // 查询Device 0和Device 1之间是否支持内存复制
    ret = aclrtDeviceCanAccessPeer(&canAccessPeer, 0, 1);


    // 1表示支持内存复制
    if (canAccessPeer == 1) {
	// ************************************************************
	// Device 0下的操作
	ret = aclrtSetDevice(0);		
	void *dev0;
	ret = aclrtMalloc(&dev0, 10, ACL_MEM_MALLOC_HUGE_FIRST_P2P);
	ret = aclrtMemset(dev0, 10, 1, 10);
		
	// ************************************************************
	// Device 1下的操作，使能当前Device（Device 1）到指定Device（Device 0）的内存复制，当前Device通过aclrtSetDevice接口设置，指定Device在aclrtDeviceEnablePeerAccess接口的第一个参数指定
	ret = aclrtSetDevice(1);
	ret = aclrtDeviceEnablePeerAccess(0, 0);
	void *dev1;
	ret = aclrtMalloc(&dev1, 10, ACL_MEM_MALLOC_HUGE_FIRST_P2P);
	ret = aclrtMemset(dev1, 10, 0, 10);
		
	// 执行复制，将Device 0上的内存数据复制到Device 1上
	ret = aclrtMemcpy(dev1, 10, dev0, 10, ACL_MEMCPY_DEVICE_TO_DEVICE);
	ret = aclrtResetDevice(1);
        // ************************************************************

	// ************************************************************
	// Device 0下的操作，等Device 1下的复制操作完成后，再调用aclrtResetDevice接口释放Device 0的资源
        ret = aclrtSetDevice(0);
	ret = aclrtResetDevice(0);
	// ************************************************************

	printf("P2P copy success\n");
    } else {
	printf("current device doesn't support p2p feature\n");
    }

    // AscendCL去初始化
    aclFinalize();
    return 0;
}
父主题： 运行时管理
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