CUDA: Windows下CUDA的软件开发环境搭建

CUDA: Windows下CUDA的软件开发环境搭建

本文我们以Visual Studio 2005 为例演示CUDA的安装以及软件开发环境搭建。

　　CUDA安装包

　　CUDA是免费使用的，各种操作系统下的CUDA安装包均可以在http://www.nvidia.cn/object/CUDA_get_cn.html上免费下载。CUDA提供3个安装包，分别是： Driver, Toolkit和SDK。SDK包括许多例子程序和函数库。Toolkit包括CUDA的基本工具。安装时按照顺序，先安装Driver，再Toolkit，最后SDK。

　　CUDA toolkit

　　安装后在NVIDIA_CUDA_toolkit安装目录下出现6个文件夹，分别是：

1. Bin ： 工具程序和动态链接库
2. Doc ： 相关文档
3. Include ： header头文件包
4. Lib ： 程序库
5. Open64 ： 基于open64的CUDA compiler
6. Src ： 部分原始代码

　　安装过程中toolkit自动设定了3个环境变量：CUDA_BIN_PATH、CUDA_INC_PATH和CUDA_LIB_PATH分别对应工具程序库、头文件库和程序库，预设路径为当前安装文件夹下的bin、include 和lib三个文件夹。

　　CUDA SDK

　　SDK可以根据需要选择安装(推荐安装，因为SDK中的许多例子程序和函数库非常有用。

　　CUDA Display

　　对于没有安装NV显卡的计算机，不需要安装Display安装包，程序也可以在模拟模式下运行。

　　CUDA配置方法

　　CUDA的主要工具是nvcc，它会执行所需要的程序，将CUDA程序编译并执行。本文将介绍在windows环境下，基于VS 2005IDE环境下的几种配置CUDA nvcc的方法。

　　NVIDIA自带的修改模板方法

　　在CUDA SDK安装目录下的project目录下新建文件夹，命名为想要建立的工程名字，比如test1。并在project文件夹下找到SDK自带的template文件夹，将template文件夹下所有的文件copy到test1下。

　　将copy到test1文件夹下的所有文件文件名中的template改为test(也即是自己的工程文件名字)。test.sln与test.vcproj是vs 8系列的工程文件，test_vc7.sln与test_vc7.vcproj是vs 7系列的工程文件，可以根据自己Visual Studio的版本选择要更改的工程文件，其它两个可以删除。在Visual Studio C++ 2005 Express中，删除test_vc7.sln与test_vc7.vcproj即可。

　　将*.cu、*.sln和*.vcproj用记事本等文字编辑软件打开，使用查找替换功能将以上文件中所有的template改为test。

　　使用*.sln文件打开整个工程，可以任意更改代码，编译运行。

　　修改输出文件路径(可选，如不改变，可执行文件输出到上两级目录下的bin目录中)，如使用了CUDA SDK中的动态链接库，将相应的动态链接库拷贝到可执行文件的同一目录下。

　　总结：这种方法是NV公司为windows下使用vs编译CUDA提供的标准方法(参见\SDK\doc\CUDA_SDK_release_notes_windows.txt)， 使用公司提供的模板更改为自己想要建立的工程，也可以参照以上方法，在SDK Project库中的找到与自己想建立工程相近的其它工程做更改。

　　在Win32项目中建立.cu文件

　　首先建立一个C++的win32的控制台应用程序empty project，并添加一个新的源文件，此处以main.cu为例。

　　P1.建立一个win32 project

　　设定为empty project

　　P3.建立一个CUDA程序专用的main.cu文件

　　在solution explorer 中main.cu上右键单击，选择property。在打开的对话框中选择General，确定Tool的选项是Custom Build Tool。

　　确认Tool选项为Custom build Tool。

　　选择Custom Bulid Step，在Command Line中分别设定模式参数。这里要分几种编译方式来设定命令行参数。

　　(1)、Release 模式："$(CUDA_BIN_PATH)\nvcc.exe" -ccbin "$(VCInstallDir)bin" -c -DWIN32 -D_CONSOLE -D_MBCS -Xcompiler /EHsc,/W3,/nologo,/Wp64,/O2,/Zi,/MT -I"$(CUDA_INC_PATH)" -o $(ConfigurationName)\$(InputName).obj $(InputFileName)

　　(2)、Debug 模式："$(CUDA_BIN_PATH)\nvcc.exe" -ccbin "$(VCInstallDir)bin" -c -D_DEBUG -DWIN32 -D_CONSOLE -D_MBCS -Xcompiler /EHsc,/W3,/nologo,/Wp64,/Od,/Zi,/RTC1,/MTd -I"$(CUDA_INC_PATH)" -o $(ConfigurationName)\$(InputName).obj $(InputFileName)

　　如果计算机中没有安装NV显卡，使用模拟模式，需增加两个额外的设定。新建两个模式EmuRelease和EmuDebug。

　　P6.新建模式(1)

　　P6.新建模式(2)

　　对新建立的EmuRelease和EmuDebug的Command Line分别设定为：

　　(1)、EmuRelease 模式："$(CUDA_BIN_PATH)\nvcc.exe" -ccbin "$(VCInstallDir)bin" -deviceemu -c -DWIN32 -D_CONSOLE -D_MBCS -Xcompiler /EHsc,/W3,/nologo,/Wp64,/O2,/Zi,/MT -I"$(CUDA_INC_PATH)" -o $(ConfigurationName)\$(InputName).obj $(InputFileName)

　　(2)、EmuDebug 模式："$(CUDA_BIN_PATH)\nvcc.exe" -ccbin "$(VCInstallDir)bin" -deviceemu -c -D_DEBUG -DWIN32 -D_CONSOLE -D_MBCS -Xcompiler /EHsc,/W3,/nologo,/Wp64,/Od,/Zi,/RTC1,/MTd -I"$(CUDA_INC_PATH)" -o $(ConfigurationName)\$(InputName).obj $(InputFileName)

　　3.1.4、对所有的设定模式，均在 Custom Build Step 的 Outputs 中加入 $(ConfigurationName)\$(InputName).obj。

　　P7.设定Outputs

　　右键单击project，选择Property，再选择Linker，对所有模式修改以下设定：

　　(1)、General/Enable Incremental Linking：No

　　(2)、General/Additional Library Directories：$(CUDA_LIB_PATH)

　　(3)、Input/Additional Dependencies：CUDArt.lib

　　P8.设定Linker参数(1)

　　P9.设定Linker参数(2)

　　设置头文件路径Tools -> Options，弹出以下对话框

　　将右边的下拉框选择Include Files，点击添加按钮，将C:\Program Files\NVIDIA Corporation\NVIDIA CUDA SDK\common\inc选入到头文件搜索路径中。

　　选择链接库文件路径

　　同上库头文件路径选择，将右边下拉框选择Library File，选择路径C:\Program Files\NVIDIA Corporation\NVIDIA CUDA SDK\common\lib。

　　完成，可以编写CUDA程序，并直接编译执行了(编译方式于C++相同)

　　总结：这种方法既不需要借助模板，也不需要使用第三方的软件。但是操作相当复杂，而且仅对配置的单个project有效。如果重新建立一个project又要重新配置一遍。

　　需要注意的是，当需要使用CUDA SDK中的动态链接库(以dll为后缀)时，将动态链接库和生成的可执行文件放在同一个路径下。

　　如果是driver API，需要添加”CUDA.lib CUDArt.lib”，头文件#include ,#include。

　　使用CUDA_VS_Wizard插件

　　下载CUDA_VS_Wizard插件并安装。

　　将CUDA安装目录下的bin和CUDA SDK安装目录下的bin\win32文件夹下的四个文件夹(Debug, EmuDebug, Release, EmuRelease)的路径全部加入环境变量中的path变量中。

　　使用vc直接建立工程。在工程选项里选择CUDAWinApp。

　　如果是在模拟模式下运行，需要在解决方案中右键属性，在Configuration Properities 中将Configuration 设置为Emu模式。

　　模拟模式设置(1)

　　模拟模式设置(2)。

　　总结：这种方法虽然使用了第三方的工具，但只需要配置一次即可，而且配置简单，以后每次建立CUDA程序都可以直接生成。如果是建立预定义头文件的工程，则建立的CUDA程序，会自带一个sample.cu，可以选择在sample.cu的基础上更改或删除sample.cu重新建立.cu文件。如果是建立空工程则没有。建立方法.cu文件的方法是建立.cpp文件或.txt文件改名为.cu文件即可。推荐使用。

　　语法高亮设置

　　找到CUDA SDK安装目录下doc\syntax_highlighting\自带的文件usertypt.dat，将其copy到Microsoft Visual Studio 安装目录的\Common7\IDE下。

　　在Visual Studio中做以下设置： 在Tools-> Options ->Text Editor-> File Extension中添加cu。编辑方式Microsoft Visual C++。

　　P16.设置高亮

　　重新启动Visual Studio，完成高亮设置。

　　3.配置生成规则。将SDK目录下C/common目录下的CUDA,rules拷贝到VS安装目录下的VC\VCProjectDefaults子目录下。建立一个 Win32工程，并在项目上右击，选择custombuildrules,在CUDA build rule前打勾。在工程中新建一个.cu文件，右击属性后查看自定义生成规则是否已经是CUDA build rule。

http://tech.it168.com/a2011/0710/1215/000001215745.shtml