GPU高性能编程CUDA实战-第3节.pdf

第 3 章 CUDA C简介 如果你学习了第1章的内容，那么我们认为你已经了解了图形处理器的 强大计算能力，并且需要在程序中使用这种能力。此外，如果你学习了第2 章的内容，那么就应该配置好了编译和运行CUDA C代码的开发环境。如 果你跳过了这两章的内容，例如只是想浏览代码示例，或者只是在书店里 随机地打开这本书翻到这页，或者可能迫不及待地想立即开始动手编写和 运行代码，那么也没关系。无论是何种情况，你都应该准备好了编写第一 个代码示例，那么让我们开始吧。 16 GPU高性能编程CUDA实战 3.1 本章目标 通过本章的学习，你可以： • 编写第一段CUDA C代码。 • 了解为主机（Host ）编写的代码与为设备（Device ）编写的代码之间的区别。 • 如何从主机上运行设备代码。 • 了解如何在支持CUDA 的设备上使用设备内存。 • 了解如何查询系统中支持CUDA 的设备的信息。 3.2 第一个程序 我们希望通过示例来学习CUDA C ，因此来看第一个CUDA C示例。为了保持计算机编程 书籍的行文风格，我们首先给出的是一个“Hello, World! ”示例。 3.2.1 Hello, World! #include ../common/book.h int main( void ) { printf( Hello, World!\n ); return 0; } 当看到这段代码时，你肯定在怀疑本书是不是一个骗局。这不就是C 吗？CUDA C是不是 真的存在？这些问题的答案都是肯定的。当然，本书也不是一个骗局。这个简单的“Hello ， World ！”示例只是为了说明，CUDA C与你熟悉的标准C在很大程度上是没有区别的。 这个示例很简单，它能够完全在主机上运行。然而，这个示例引出了本书的一个重要区分： 我们将CPU 以及系统的内存称为主机，而将GPU及其内存称为设备。这个示例程序与你编写过 的代码非常相似，因为它并不考虑主机之外的任何计算设备。 为了避免使你产生一无所获的感觉，我们将逐渐完善这个简单示例。我们来看看如何使用 GPU （这就是一个设备）来执行代码。在GPU设备上执行的函数通常称为核函数（Kernel ）。 3.2.2 核函数调用 现在，我们在示例程序中添加一些代码，这些代码比最初的“Hello ，World ！”程序看上 去会陌生一些。 第3 章　CUDA C简介 17 #include iostream _global_ void kernel( void ) { } int main( void ) { kernel1,1(); printf( Hello, World!\n ); return 0; } 这个程序与最初的“Hello ，World ！”相比，多了两个值得注意的地方： • 一个空的函数kernel() ，并且带有修饰符__global__ 。 • 对这个空函数的调用，并且带有修饰字符1,1 。 在上一节中看到，代码默认是由系统的标准C编译器来编译的。例如，在Linux操作系统上 用GNU gcc 来编译主机代码，而在Windows 系统上用Microsoft Visual C 来编译主机代码。 NVIDIA 工具只是将代码交给主机编译器，它表现出的行为就好像CUDA不存在一样。 现在，我们看到了CUDA C为标准C增加的__global__ 修饰符。这个修饰符将告诉编译器， 函数应该编译为在设备而不是主机上运行。在这个简单的示例中，函数kernel()将被交给编译设 备代码的编译器，而main() 函数将被交给主机编译器（与上一个例子一样）。 那么，kernel() 的调用究竟代表着什么含义，并且为什么必须加上尖括号和两个数值？注意， 这正是使用CUDA C 的地方。 我