ROCm/HIP项目CUDA代码迁移指南：从入门到实践

殷巧或

于 2025-06-10 09:05:07 发布

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ROCm/HIP项目CUDA代码迁移指南：从入门到实践

HIP HIP: C++ Heterogeneous-Compute Interface for Portability 项目地址: https://gitcode.com/gh_mirrors/hi/HIP

概述

本文将深入探讨如何将现有的CUDA代码迁移到HIP环境中。HIP作为ROCm生态系统的重要组成部分，旨在简化CUDA代码向AMD平台的迁移过程。我们将从基本概念讲起，逐步介绍迁移工具、策略和最佳实践，帮助开发者高效完成代码迁移工作。

HIP简介

HIP（Heterogeneous-Compute Interface for Portability）是AMD开发的一种C++运行时API和内核语言，允许开发者为AMD和NVIDIA GPU编写可移植的代码。HIP的设计目标是：

提供与CUDA相似的编程模型
保持与CUDA相近的性能表现
实现代码在AMD和NVIDIA平台间的可移植性

迁移策略

混合编译策略

HIP的一个关键优势是支持混合编译模式：

可以逐步将CUDA代码转换为HIP
转换过程中代码仍可编译和测试
最终实现完全迁移

唯一需要注意的例外是错误处理类型hipError_t，它不是cudaError_t的简单别名。HIP提供了专门的转换函数来处理错误代码空间的转换。

迁移流程建议

初始阶段：建议在NVIDIA机器上开始迁移工作，这样可以方便地测试功能和性能
中间阶段：将CUDA代码迁移到HIP并在CUDA机器上运行验证
最终阶段：为AMD机器编译HIP代码

自动化迁移工具

HIP提供了强大的自动化迁移工具HIPIFY，主要包含两个版本：

1. hipify-clang

基于Clang的工具，特点包括：

真正解析代码并生成抽象语法树
需要能够编译的CUDA代码
需要完整的CUDA安装和头文件
转换准确度高

2. hipify-perl

基于模式匹配的工具，特点包括：

不需要CUDA安装
可以处理语法不正确的代码
设置和使用更简单
功能相对有限

代码扫描工具

在正式迁移前，可以使用--examine选项进行预扫描：

不修改源文件
统计CUDA代码量
评估可自动转换的API数量
生成详细报告

示例扫描结果会显示：

可转换的API引用数量
代码总行数
警告信息
详细的API转换对应关系

库对应关系

ROCm提供了与CUDA库对应的HIP实现，主要分为两类：

1. hip前缀库

设计为可移植实现
可以在AMD和NVIDIA平台上运行
通常是对底层库的封装

2. roc前缀库

针对AMD GPU优化
可能使用汇编代码
性能通常更好
专为AMD平台设计

重要库对应关系：

| CUDA库 | HIP库 | ROCm库 | 功能描述 | |--------|-------|--------|----------| | cuBLAS | hipBLAS | rocBLAS | 基础线性代数子程序 | | cuFFT | hipFFT | rocFFT | 快速傅里叶变换库 | | cuSPARSE | hipSPARSE | rocSPARSE | 稀疏矩阵运算 | | cuRAND | hipRAND | rocRAND | 随机数生成 |

平台识别与条件编译

平台识别宏

HIP提供了以下宏来识别目标平台：

__HIP_PLATFORM_AMD__：AMD平台
__HIP_PLATFORM_NVIDIA__：NVIDIA平台

这些宏可用于编写平台特定的代码路径。

编译目标识别

__HIP_DEVICE_COMPILE__：标识当前是否为设备代码编译
__HIPCC__：标识是否使用HIP编译器
__HIP__：标识是否在HIP编译环境中

设备架构特性识别

HIP提供了特性级宏来替代CUDA中的架构版本检查，使代码更具可移植性：

#if __HIP_ARCH_HAS_DOUBLES__ == 1
// 使用双精度浮点运算的代码
#endif

运行时特性查询

在主机代码中，可以通过以下API查询设备特性：

hipGetDeviceProperties：获取设备属性结构体
hipDeviceGetAttribute：查询特定设备属性

示例代码：

hipDeviceProp_t deviceProp;
hipGetDeviceProperties(&deviceProp, deviceId);

if (deviceProp.arch.hasSharedInt32Atomics) {
    // 设备支持共享内存中的32位整数原子操作
}

架构特性对照表

| 宏定义 | 设备属性 | 功能描述 | |--------|----------|----------| | __HIP_ARCH_HAS_GLOBAL_INT32_ATOMICS__ | hasGlobalInt32Atomics | 全局内存32位整数原子操作 | | __HIP_ARCH_HAS_DOUBLES__ | hasDoubles | 双精度浮点运算支持 | | __HIP_ARCH_HAS_FLOAT_ATOMIC_ADD__ | hasFloatAtomicAdd | 浮点原子加操作 |