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C++如何调用CUDA核函数?(GPU编程入门)

穿越時空

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发布时间:2026-02-19 16:43:05

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来源于php中文网

原创

核函数必须用__global__修饰且返回void,参数按值传递并指向设备内存,需cudamalloc分配、cudamemcpy拷贝、cudadevicesynchronize同步;启动语法为kernel,编译必须用nvcc。

c++如何调用cuda核函数?(gpu编程入门)

核函数定义必须用 __global__ 修饰

不加这个关键字,编译器根本不会把它当 GPU 函数处理,链接时会报 undefined reference to 'kernel_name'。它不是可选语法糖,是 CUDA 编译器识别核函数的硬性标记。

  • __global__ 函数返回类型只能是 void,哪怕你只想要一个状态码也不行
  • 不能有非 void 返回值,也不能是类成员函数(除非显式绑定到对象指针并传入)
  • 参数全部按值传递,指针参数指向的是设备内存——别直接传 host 数组地址

调用前必须先分配设备内存并拷贝数据

GPU 不能直接读 host 内存,cudaMemcpy 不是可选步骤,漏掉或方向写反(比如用 cudaMemcpyHostToDevice 却传了设备指针)会导致核函数读到全零或乱码。

  • cudaMalloc 分配 device 内存,对应 cudaFree 释放,别混用 malloc/free
  • 拷贝方向要严格匹配:host → device 用 cudaMemcpyHostToDevice,device → host 用 cudaMemcpyDeviceToHost
  • 核函数执行完必须调用 cudaDeviceSynchronize() 才能安全读回结果,否则可能拿到旧数据

启动语法里三个维度括号容易写错顺序

核函数调用后面那对双括号 >> 是 CUDA 特有语法,第一个括号是线程块配置,第二个是流(通常为 0),顺序和含义非常固定。

  • 正确写法:kernel_name>>(args...)
  • grid_sizeblock_size 都是整数,不是数组;想用二维布局得用 dim3 类型,比如 dim3 grid(16, 16), block(8, 8)
  • 第三个参数是 shared memory 大小(字节),不写就是 0;第四个是 stream,不指定就用默认流(0)
  • 常见错误:把 block_size 写成总线程数(比如 1024),实际应是每块线程数,总块数由 grid_size 控制

编译必须用 nvcc,不能只靠 g++

CUDA 代码混着 host 和 device 逻辑,g++ 完全不认识 __global__>> 这些符号,直接编译会报一堆语法错误。

立即学习C++免费学习笔记(深入)”;

  • 源文件后缀建议用 .cunvcc 才会启用 CUDA 前端解析
  • 主机代码(如 main())和核函数可以写在同一文件里,nvcc 会自动分离编译
  • 如果用 CMake,得调用 find_package(CUDA) 并设置 set_source_files_properties(file.cu PROPERTIES LANGUAGE CUDA),否则仍走 g++ 路径
核函数里不能调用标准库函数(比如 printf 除外,且需用 __device__ 版本),也不能用 new/delete —— 这些细节在第一次跑出“结果没变”或“程序卡死”时才暴露,但原因往往藏在最基础的修饰符或内存路径里。

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