CUDA Samples学习笔记1——Utilities_asyncAPI

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#cuda #gpu

本文深入探讨了CUDA中Streams的概念及其应用。重点介绍了default stream与non-default stream的区别，并解释了它们如何影响数据传输与kernel的执行。同时，文章还讨论了cudaEventRecord与cudaEventQuery的用法。

摘要生成于 C知道 ，由 DeepSeek-R1 满血版支持， 前往体验 >

讲了CPU和GPU执行时的Overlap（重叠）的问题。先要了解CUDA中的Stream，一个Stream中的操作是由主机代码发布的一系列在设备上发布的操作，必须确保顺序执行。不同的Streams里面的操作可以交叉操作或者并发执行。设备的操作分为数据传输和kernels。

Stream分为default stream和non-defaultstream。当我们没有指定stream时，使用的就是默认stream，否则就是non-default stream。区别是什么呢？

从设备角度来看，默认stream是synchronizing（同步）的，指的是：no operation in the default stream will begin until all previouslyissued operation in any stream on the device have completed, and an operationin the default stream must complete before any other operation(in any stream onthe device)will begin，里面的in anystream 包括default stream和non-default stream。

从主机角度来看，default stream中的数据传输是阻塞，同步的，而non-default stream中的数据传世非阻塞的，不同步的，但是kernels不管是在默认还是非默认的stream中都是非阻塞不同步的。我认为从主机角度的区别在这个例子中是关键。

在default stream中数据传输使用cudaMemcpy，而在non-default stream中使用cudaMemcpyAsync。

这个例子中其他的知识点还有cudaEventRecord和cudaEventQuery的使用，可以查CUDA Toolkit手册。该例子中cudaEventQuery一直查询，等待cudaEventRecord(stop, 0)前面设备中的所有操作都执行完才跳出循环。表达CPU在GPU工作的同时还可以干别的事情。
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CUDA sample中3_CUDA_Features里包含一些展示 CUDA 各种特性的sample，cdpSimpleQuicksort这个sample使用 CUDA 动态并行性（CDP）实现了快速排序。CDP (CUDA Dynamic Paralellism) 允许在运行在 GPU 上的线程中启动内核。动态并行性在 CUDA 5.0 及更高版本的设备上可用,这些设备的计算能力为 3.5 或更高(sm_35)。早期的 CUDA 程序必须遵循一种扁平、批量并行的编程模型。
这个问题解决了，但出现了这个错误：Scanning dependencies of target MQTTClient_publish_async_3562 [ 72%] Building C object src/samples/CMakeFiles/MQTTClient_publish_async_3562.dir/MQTTClient_publish_async_3562.c.o /home/zlg/mqtt/src/samples/MQTTClient_publish_async_3562.c: 在函数‘ReadMqttNo’中: /home/zlg/mqtt/src/samples/MQTTClient_publish_async_3562.c:93:16: 错误： ‘new’未声明(在此函数内第一次使用) 93 | pMQTTMap = new TDTAMQTTMap[MQTTCount]; | ^~~ /home/zlg/mqtt/src/samples/MQTTClient_publish_async_3562.c:93:16: 附注： 每个未声明的标识符在其出现的函数内只报告一次 /home/zlg/mqtt/src/samples/MQTTClient_publish_async_3562.c:93:19: 错误： expected ‘;’ before ‘TDTAMQTTMap’ 93 | pMQTTMap = new TDTAMQTTMap[MQTTCount]; | ^~~~~~~~~~~~ | ; make[2]: *** [src/samples/CMakeFiles/MQTTClient_publish_async_3562.dir/build.make:63：src/samples/CMakeFiles/MQTTClient_publish_async_3562.dir/MQTTClient_publish_async_3562.c.o] 错误 1 make[1]: *** [CMakeFiles/Makefile2:328：src/samples/CMakeFiles/MQTTClient_publish_async_3562.dir/all] 错误 2
03-08
<think>好的，用户遇到了一个编译错误，错误信息是关于'new'未声明和语法错误。用户之前处理过条件编译的问题，现在这个问题可能和C/C++语法混淆有关。首先，我需要确认用户是否在C文件中错误地使用了C++的关键字，比如'new'。 错误信息显示在MQTTClient_publish_async_3562.c文件中，第93行使用了'new'，而C语言中并没有'new'这个关键字，这是C++的用法。所以，用户可能在C代码中错误地使用了C++的语法。此外，用户可能误将文件保存为.c扩展名，导致编译器以C语言模式编译，从而报错。 接下来，我需要考虑解决方案。首先，建议用户检查文件扩展名是否为.cpp，或者编译器是否被正确配置为C++模式。如果项目原本是C语言项目，可能需要将'new'替换为C的内存分配函数，如malloc，并进行类型转换。同时，检查TDTAMQTTMap结构体的定义是否正确，确保在使用malloc时正确计算内存大小。 另外，用户可能没有包含必要的头文件，比如stdlib.h，导致malloc函数未声明。需要提醒用户包含相关头文件。此外，如果确实需要使用C++特性，可能需要将文件重命名为.cpp，并确保CMake配置为使用C++编译器。 还需要考虑项目中是否存在混合C和C++代码的情况，比如在C文件中调用C++代码，可能需要使用extern "C"来链接。但根据当前错误，更可能的是单纯在C文件中误用了C++语法。 最后，建议用户检查编译器的标准设置，如果使用C11或更高版本，是否有其他兼容性问题。但主要问题还是在于'new'关键字的使用，这在C中是不允许的，必须替换为适当的内存管理函数。</think>这个错误是由于在**C语言代码中错误使用C++语法**导致的。让我们通过逐步分析来理解问题根源并提供解决方案： --- ### **错误原因分析** 1. **`new`关键字误用** - `new`是C++的动态内存分配运算符 - C语言标准库使用`malloc/calloc`进行内存分配 2. **文件扩展名问题** - 文件名为`.c`扩展名时，编译器会以**C语言标准**进行编译 - 需确保C++代码使用`.cpp`扩展名 3. **CMake配置验证** ```cmake project(MQTTClient_publish_async_3562 LANGUAGES CXX) # 检查是否明确指定使用C++ ``` --- ### **分步解决方案** #### 第一步：替换内存分配方式 将C++风格的`new`替换为C标准库函数： ```diff - pMQTTMap = new TDTAMQTTMap[MQTTCount]; + pMQTTMap = (TDTAMQTTMap*)malloc(sizeof(TDTAMQTTMap) * MQTTCount); ``` #### 第二步：添加必要头文件 在文件头部添加内存分配函数声明： ```c #include <stdlib.h> // 包含malloc/free的原型 ``` #### 第三步：验证类型定义 确保`TDTAMQTTMap`结构体正确定义： ```c typedef struct { int mqttNo; char topic[128]; // ...其他成员 } TDTAMQTTMap; ``` #### 第四步：检查编译器模式 查看CMakeLists.txt中的编译器设置： ```cmake set(CMAKE_C_STANDARD 11) # 如果必须使用C语言 set(CMAKE_CXX_STANDARD 17) # 如果实际是C++项目 ``` #### 第五步：补充内存释放 在不再需要内存时添加： ```c free(pMQTTMap); pMQTTMap = NULL; ``` --- ### **深入技术细节** 1. **C与C++内存分配对比** | 特性 | C (`malloc`) | C++ (`new`) | |--------------|----------------------------|----------------------------| | 返回类型 | `void*` | 类型指针 | | 内存初始化 | 不初始化 | 可调用构造函数 | | 大小计算 | 需手动计算`sizeof(type)*n` | 自动计算`new type[n]` | | 错误处理 | 返回NULL | 抛出`std::bad_alloc`异常 | 2. **类型安全强化方案** 建议使用类型安全的包装宏： ```c #define SAFE_MALLOC(type, count) (type*)malloc(sizeof(type) * (count)) // 使用示例 pMQTTMap = SAFE_MALLOC(TDTAMQTTMap, MQTTCount); ``` --- ### **错误重现与验证** 可创建最小测试案例： ```c // test.c #include <stdlib.h> typedef struct { int x; } MyStruct; int main() { MyStruct* p = (MyStruct*)malloc(sizeof(MyStruct) * 10); free(p); return 0; } ``` 编译验证： ```bash gcc -o test test.c -std=c11 ``` --- ### **项目结构优化建议** 1. **创建内存管理模块** 新建`memory.h`头文件： ```c #pragma once #include <stdlib.h> #define ALLOC(type) (type*)malloc(sizeof(type)) #define ALLOC_ARRAY(type, count) (type*)malloc(sizeof(type) * (count)) #define SAFE_FREE(ptr) do { free(ptr); ptr = NULL; } while(0) ``` 2. **启用编译器严格模式** 在CMake中添加编译选项： ```cmake add_compile_options(-Wall -Wextra -Werror) ``` --- ### **扩展知识：C11内存管理改进** C11标准引入`aligned_alloc`和对齐控制： ```c #include <stdalign.h> // 分配对齐到16字节边界的数组 TDTAMQTTMap* p = aligned_alloc(16, sizeof(TDTAMQTTMap)*count); ``` 通过规范内存使用方式，可显著提高代码的跨平台兼容性和健壮性。
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