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C++类调用CUDA核函数
2023-07-05 04:26:26 深夜i     --     --
C++ CUDA 核函数 调用

在现代的计算机领域中,显卡的运算能力不可忽视,通过CUDA(Compute Unified Device Architecture)的技术可以利用显卡进行并行计算,大幅提高数据处理的效率。而C++是一种经典的面向对象编程语言,可以方便地封装功能模块,提高代码的可重用性和可读性。那么,如果能在C++中调用CUDA的核函数,这将是一个非常有用的工具。

首先,我们需要安装NVIDIA的CUDA开发环境,该环境包括CUDA工具包和显卡驱动程序。然后,我们就可以在C++中进行CUDA的编程了。为了方便起见,我们可以首先编写一个CUDA的核函数,用于计算矩阵乘法。如下所示:

uda

__global__ void matrixMultiplication(float* A, float* B, float* C, int m, int n, int k) {

  int i = blockIdx.x * blockDim.x + threadIdx.x;

  int j = blockIdx.y * blockDim.y + threadIdx.y;

  if (i < m && j < k) {

    float sum = 0.0f;

    for (int p = 0; p < n; p++) {

      sum += A[i * n + p] * B[p * k + j];

    }

    C[i * k + j] = sum;

  }

}

该核函数可以实现两个矩阵的乘法,并将结果存储在输出矩阵C中。接下来,我们可以在C++程序中调用该核函数,实现矩阵乘法的运算。具体步骤如下所示:


int main() {

  int m = 1000, n = 1000, k = 1000;

  float* A, *B, *C, *d_A, *d_B, *d_C;

  size_t size_A = m * n * sizeof(float);

  size_t size_B = n * k * sizeof(float);

  size_t size_C = m * k * sizeof(float);

  // Allocate memory on host

  A = (float*)malloc(size_A);

  B = (float*)malloc(size_B);

  C = (float*)malloc(size_C);

  // Initialize matrices on host

  for (int i = 0; i < m; i++) {

    for (int j = 0; j < n; j++) {

      A[i * n + j] = i + j * 0.01f;

    }

  }

  for (int i = 0; i < n; i++) {

    for (int j = 0; j < k; j++) {

      B[i * k + j] = i * j * 0.01f + j;

    }

  }

  // Allocate memory on device

  cudaMalloc((void**)&d_A, size_A);

  cudaMalloc((void**)&d_B, size_B);

  cudaMalloc((void**)&d_C, size_C);

  // Copy matrices from host to device

  cudaMemcpy(d_A, A, size_A, cudaMemcpyHostToDevice);

  cudaMemcpy(d_B, B, size_B, cudaMemcpyHostToDevice);

  // Set block and grid sizes

  dim3 DimBlock(32, 32, 1);

  dim3 DimGrid((m + DimBlock.x - 1) / DimBlock.x, (k + DimBlock.y - 1) / DimBlock.y, 1);

  // Call CUDA kernel function

  matrixMultiplication<<<DimGrid, DimBlock>>>(d_A, d_B, d_C, m, n, k);

  // Copy result matrix from device to host

  cudaMemcpy(C, d_C, size_C, cudaMemcpyDeviceToHost);

  // Free device memory

  cudaFree(d_A);

  cudaFree(d_B);

  cudaFree(d_C);

  // Free host memory

  free(A);

  free(B);

  free(C);

  return 0;

}

在上述代码中,我们首先在主函数中定义了三个矩阵A、B、C,并对矩阵A和B进行初始化。然后,我们在主函数中分配内存,并将矩阵A和B从主机内存复制到设备内存。接下来,我们设置CUDA核函数的线程块大小和网格大小,并调用核函数进行计算。最后,我们将输出矩阵C从设备内存复制到主机内存,并释放内存空间。

通过上述方法,我们可以方便地在C++程序中调用CUDA核函数,实现高效的并行计算。这为科学计算和数据处理提供了一个非常强大的工具。

  
  

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