nvcc(CUDA)编译器（chapter 1)

目录

1. 简介

1.1 概览

1.2 支持的主机侧编译器

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1. 简介

1.1 概览

1.1.1 cuda编程模型

Cuda开发工具套件主要为那类控制部分运行在通用计算设备（CPU等）上进程的应用程序使用，使用单个或多个NVIDIA GPU作为协处理器应用进程提供加速，主要加速SPMD（单程序多数据流）的并行任务。

GPU代码被实现为C++语言的函数集合，但与主机（CPU）代码不同的是包含了一些特定的注解 ，还包含一些用于区分GPU上不同类型数据内存的注解。

1.1.2 cuda源文件

cuda程序源文件包含C++的主机侧代码和GPU设备函数。cuda编译时，会将设备端函数从主机代码中分离出来，使用NVIDIA编译器和汇编器来编译设备函数 ，而使用C++编译器来编译主机侧代码。之后，将GPU函数的编译结果作为fatbinary images（二进制映像）嵌入到主机侧编译的目标文件中 。在链接阶段，将特定的cuda运行时库添加进去，以此来支持远程SPMD程序的调用，并提供特定的GPU操作支持（例如：分配GPU的内存缓冲区，主机和GPU设备之间的数据传输）。

1.1.3 NVCC目标

编译过程主要有:

• 多次分离（splitting）：将主机和设备代码分离
• 编译（compilation）：分别调用不同的编译工具，编译主机和设备源代码
• 预处理（preprocessing）：具体做了什么呢 ?
• 合并(merge)：合并设备编译结果到主机编译的目标文件中

nvcc是cuda编译器的driver（驱动者），它隐藏了复杂的cuda编译细节。支持很多传统编译器（GNU）的编译选择，例如：定义宏，指定头文件/库的搜索路径，引导编译过程等。所有的非cuda相关的编译步骤都被转发给nvcc支持的C++编译器（例：GNU GCC），nvcc将编译选项翻译成合适的主机编译器编译选项。

1.2 支持的主机侧编译器

nvcc在以下两个情形，需要通用主机侧C++编译器的支持：

• 非cuda阶段：被转发给相关的主机侧编译器
• Cuda 阶段：主要进行几个预处理阶段，以及主机侧代码的编译

nvcc假设主机编译器进行了标准安装（安装路径等），如果是非标准安装，用户需要设置正确的相关环境变量，并提供必要的nvcc编译选项。

在Linux平台上，nvcc默认使用gcc和g++作为主机侧编译器，在Mac OS平台上，默认使用clang和clang++作为主机侧编译器，在Windows平台上，默认使用cl.exe作为编译器。

关于作者：

犇叔，浙江大学计算机科学与技术专业，研究生毕业，而立有余。先后在华为、阿里巴巴和字节跳动，从事技术研发工作，资深研发专家。主要研究领域包括虚拟化、分布式技术和存储系统（包括CPU与计算、GPU异构计算、分布式块存储、分布式数据库等领域）、高性能RDMA网络协议和数据中心应用、Linux内核等方向。

专业方向爱好：数学、科学技术应用

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