使用Visual Studio 2005 撰寫CUDA 程式

在前面一篇的《nVidia CUDA 簡介》中，已經大概介紹過 CUDA 的概念了～接下來，大概來講一下寫 CUDA 程式的方法吧！不過這一篇，應該算是事前準備的前置工作部分就是了。而 Heresy 在這邊，會用 Visual Studio 2005 來當作開發環境。

編譯架構
由於 CUDA 有一部分是 C 語言的延伸，所以要編譯 CUDA 的程式，還需要有 nVidia CUDA 的編譯程式：nvcc。
而整個編譯的流程，可以參考右圖（本圖參考 nVidia 在 Siggraph 2007 的 talk 的投影片繪製）。我們將包含 C/C++ 以及 CUDA 的程式寫好之後，須要透過 nvcc 來進行編譯；nvcc 會把 CUDA 的 GPU 程式的部分，轉換成 PTX code，再經過數到手續，最後變成在 GPU 可以執行的程式。而 CPU 程式的部分，則會保留讓 C/C++ 的編譯程式來編譯。不過，這一部分 Heresy 只是大概在概念上了解，實際運作的過程則比較不清楚。
在 CUDA 提供的 Sample 中，大部分的情形下，都會把 CUDA 的程式集中，寫成一個（或數個）附檔名是 .cu 的檔案；而其他沒有用到 CUDA 的部分，則還是寫成 C++ 的 .cpp。而在編譯的時候，就只會把 .cu 的檔案丟給 CUDA 的 nvcc 進行編譯，.cpp 的檔案則仍然由 VS 的編譯程式來處理。
而由於要另外指定一個 nvcc 在特定的檔案，所以其實在 VisualStudio 的設定，就有一些小麻煩了～
 
 
官方建議：用 template 修改
以 nVidia 官方來說，是建議從 SDK 範例的 template 這個範例來做修改，這樣就可以不用多費勁做其他設定了～
要這樣做的話，他的說明檔案是在「C:\Program Files\NVIDIA Corporation\NVIDIA CUDA SDK\doc\CUDA_SDK_release_notes_win32.txt」（根據安裝設定不同，可能在不同地方）。這樣的方法還算滿簡單的，步驟大概如下：
1. 將「NVIDIA CUDA SDK\projects\template」的內容，複製到自己的新專案目錄下，假設專案名稱是「myproject」。
2. 修改檔名成自己想要的。
3. 修改 *.sln 和 *.vcproj 以及程式檔案，把所有的「template」用「myproject」取代。
到此，應該就算成功的把 template 改成 myproject 了；而應該會有 release, debug, emurelease, emudebug 四種建置的方法。其中，「emu」開頭的，代表是用模擬的方法來執行的；也就是說，CUDA 會把 GPU 的程式也編譯成 CPU 的程式，這樣就可以用 Visual Studio 來設定斷點或 debug 了！不過當然，速度也會非常的慢…
不過，nVidia 官方所有的 Sample Projects 都有使用到 SDK 提供的「CUda UTility Library」（cutil，位於「NVIDIA CUDA SDK\common」），所以直接根據上面的方法修改，可能會找不到 cutil 的路徑。這時候，就要把專案裡的「../../common/inc」、「../../common b」這兩個 cutil 的相對路徑做對硬的修改。另一個方法，就是不要使用 cutil～因為實際上，這也不是完全必須的；實際上，Heresy 就是採去「不使用 cutil」的方法。
而如果堅持想要開新專案來重頭設定呢？最麻煩的部分，應該會是在編譯規則的部分；在 nVidia 的 CUDA Forum <http://forums.nvidia.com/index.php?showforum=62> 中，有一些相關的討論，有興趣的可以參考《Simple CUDA build rule for Visual Studio 2005 <http://forums.nvidia.com/index.php?showtopic=30273>》這篇。不過 Heresy 自己在嘗試了一段時間後，還是沒有成功…最後還是放棄了。
 
語法的 highlight
由於 nVidia 建議 CUDA 程式的附檔名是用 .cu，所以雖然 CUDA 程式接近是基本的 C 語言，但是 VS 還是不會有語法解析的效果。而要讓 .cu 的程式檔案可以和 .c 或 .cpp 一樣，有 highlight 效果的話，可以依照下面的步驟：
1. 首先，在 nVidia CUDA SDK 的安裝目錄（一般是在「C:\Program Files\NVIDIA Corporation\NVIDIA CUDA SDK」）的「\doc\syntax_highlighting」資料夾裡，有一個 visual_studio_8 的資料夾；裡面的 usertype.dat 這個檔案，就是 nVidia 寫好的語法檔案。  
2. 找到 VS2005 的安裝目錄，一般是在「C:\Program Files\Microsoft Visual Studio 8」；然後，確認底下的「Common7\IDE」目錄下，是否已經有 usertype.dat 這個檔案。 有的話，可以把 nVidia 提供的檔案內容附加到 VS 目錄下的檔案裡；沒有的話，直接複製一份過來就可以了。  
3. 開啟 Visual Studio 2005，選擇選單的「Tools」、「Options...」，展開左邊的「Text Editor」那一項，並選擇「File Extension」。接著，在右邊的「Extension」的地方輸入「cu」後，按下「Add」，並按下右腳的「ok」。  
4. 重新啟動 Visual Studio 2005，就可以看到 .cu 的檔案也有語法 highlight 了～
不過這樣也只會有語法 highlight 的效果，其他像是自動完成、function 的折迭功能，仍然是沒有的…
 

源自：<http://heresy.spaces.live.com/blog/cns%21E0070FB8ECF9015F%212760.entry>

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