pytorch中使用cuda扩展的实现示例

所属分类: 脚本专栏 / python 阅读数: 1624
收藏 0 赞 0 分享

以下面这个例子作为教程,实现功能是element-wise add;

(pytorch中想调用cuda模块,还是用另外使用C编写接口脚本)

第一步:cuda编程的源文件和头文件

// mathutil_cuda_kernel.cu
// 头文件,最后一个是cuda特有的
#include <curand.h>
#include <stdio.h>
#include <math.h>
#include <float.h>
#include "mathutil_cuda_kernel.h"

// 获取GPU线程通道信息
dim3 cuda_gridsize(int n)
{
  int k = (n - 1) / BLOCK + 1;
  int x = k;
  int y = 1;
  if(x > 65535) {
    x = ceil(sqrt(k));
    y = (n - 1) / (x * BLOCK) + 1;
  }
  dim3 d(x, y, 1);
  return d;
}
// 这个函数是cuda执行函数,可以看到细化到了每一个元素
__global__ void broadcast_sum_kernel(float *a, float *b, int x, int y, int size)
{
  int i = (blockIdx.x + blockIdx.y * gridDim.x) * blockDim.x + threadIdx.x;
  if(i >= size) return;
  int j = i % x; i = i / x;
  int k = i % y;
  a[IDX2D(j, k, y)] += b[k];
}


// 这个函数是与c语言函数链接的接口函数
void broadcast_sum_cuda(float *a, float *b, int x, int y, cudaStream_t stream)
{
  int size = x * y;
  cudaError_t err;
  
  // 上面定义的函数
  broadcast_sum_kernel<<<cuda_gridsize(size), BLOCK, 0, stream>>>(a, b, x, y, size);

  err = cudaGetLastError();
  if (cudaSuccess != err)
  {
    fprintf(stderr, "CUDA kernel failed : %s\n", cudaGetErrorString(err));
    exit(-1);
  }
}
#ifndef _MATHUTIL_CUDA_KERNEL
#define _MATHUTIL_CUDA_KERNEL

#define IDX2D(i, j, dj) (dj * i + j)
#define IDX3D(i, j, k, dj, dk) (IDX2D(IDX2D(i, j, dj), k, dk))

#define BLOCK 512
#define MAX_STREAMS 512

#ifdef __cplusplus
extern "C" {
#endif

void broadcast_sum_cuda(float *a, float *b, int x, int y, cudaStream_t stream);

#ifdef __cplusplus
}
#endif

#endif

第二步:C编程的源文件和头文件(接口函数)

// mathutil_cuda.c
// THC是pytorch底层GPU库
#include <THC/THC.h>
#include "mathutil_cuda_kernel.h"

extern THCState *state;

int broadcast_sum(THCudaTensor *a_tensor, THCudaTensor *b_tensor, int x, int y)
{
  float *a = THCudaTensor_data(state, a_tensor);
  float *b = THCudaTensor_data(state, b_tensor);
  cudaStream_t stream = THCState_getCurrentStream(state);

  // 这里调用之前在cuda中编写的接口函数
  broadcast_sum_cuda(a, b, x, y, stream);

  return 1;
}

int broadcast_sum(THCudaTensor *a_tensor, THCudaTensor *b_tensor, int x, int y);

第三步:编译,先编译cuda模块,再编译接口函数模块(不能放在一起同时编译)

nvcc -c -o mathutil_cuda_kernel.cu.o mathutil_cuda_kernel.cu -x cu -Xcompiler -fPIC -arch=sm_52
import os
import torch
from torch.utils.ffi import create_extension

this_file = os.path.dirname(__file__)

sources = []
headers = []
defines = []
with_cuda = False

if torch.cuda.is_available():
  print('Including CUDA code.')
  sources += ['src/mathutil_cuda.c']
  headers += ['src/mathutil_cuda.h']
  defines += [('WITH_CUDA', None)]
  with_cuda = True

this_file = os.path.dirname(os.path.realpath(__file__))

extra_objects = ['src/mathutil_cuda_kernel.cu.o']  # 这里是编译好后的.o文件位置
extra_objects = [os.path.join(this_file, fname) for fname in extra_objects]


ffi = create_extension(
  '_ext.cuda_util',
  headers=headers,
  sources=sources,
  define_macros=defines,
  relative_to=__file__,
  with_cuda=with_cuda,
  extra_objects=extra_objects
)

if __name__ == '__main__':
  ffi.build()

第四步:调用cuda模块

from _ext import cuda_util #从对应路径中调用编译好的模块

a = torch.randn(3, 5).cuda()
b = torch.randn(3, 1).cuda()
mathutil.broadcast_sum(a, b, *map(int, a.size()))

# 上面等价于下面的效果:

a = torch.randn(3, 5)
b = torch.randn(3, 1)
a += b

以上就是本文的全部内容,希望对大家的学习有所帮助,也希望大家多多支持脚本之家。

更多精彩内容其他人还在看

Python实现按学生年龄排序的实际问题详解

这篇文章主要给大家介绍了关于Python实现按学生年龄排序实际问题的相关资料,文中通过示例代码介绍的非常详细,对大家的学习或者工作具有一定的参考学习价值,需要的朋友们下面跟着小编来一起学习学习吧。
收藏 0 赞 0 分享

Python开发的HTTP库requests详解

Requests是用Python语言编写,基于urllib,采用Apache2 Licensed开源协议的HTTP库。它比urllib更加方便,可以节约我们大量的工作,完全满足HTTP测试需求。Requests的哲学是以PEP 20 的习语为中心开发的,所以它比urllib更加P
收藏 0 赞 0 分享

Python网络爬虫与信息提取(实例讲解)

下面小编就为大家带来一篇Python网络爬虫与信息提取(实例讲解)。小编觉得挺不错的,现在就分享给大家,也给大家做个参考。一起跟随小编过来看看吧
收藏 0 赞 0 分享

在python3环境下的Django中使用MySQL数据库的实例

下面小编就为大家带来一篇在python3环境下的Django中使用MySQL数据库的实例。小编觉得挺不错的,现在就分享给大家,也给大家做个参考。一起跟随小编过来看看吧
收藏 0 赞 0 分享

Python 3.x读写csv文件中数字的方法示例

在我们日常开发中经常需要对csv文件进行读写,下面这篇文章主要给大家介绍了关于Python 3.x读写csv文件中数字的相关资料,文中通过示例代码介绍的非常详细,对大家具有一定的参考学习价值,需要的朋友们下面跟着小编来一起学习学习吧。
收藏 0 赞 0 分享

Python实现解析Bit Torrent种子文件内容的方法

这篇文章主要介绍了Python实现解析Bit Torrent种子文件内容的方法,结合实例形式分析了Python针对Torrent文件的读取与解析相关操作技巧与注意事项,需要的朋友可以参考下
收藏 0 赞 0 分享

Python实现文件内容批量追加的方法示例

这篇文章主要介绍了Python实现文件内容批量追加的方法,结合实例形式分析了Python文件的读写相关操作技巧,需要的朋友可以参考下
收藏 0 赞 0 分享

Python简单实现自动删除目录下空文件夹的方法

这篇文章主要介绍了Python简单实现自动删除目录下空文件夹的方法,涉及Python针对文件与目录的读取、判断、删除等相关操作技巧,需要的朋友可以参考下
收藏 0 赞 0 分享

简单学习Python多进程Multiprocessing

这篇文章主要和大家一起简单的学习Python多进程Multiprocessing ,具有一定的参考价值,感兴趣的小伙伴们可以参考一下
收藏 0 赞 0 分享

Python导入模块时遇到的错误分析

这篇文章主要给大家详细解释了在Python处理导入模块的时候出现错误以及具体的情况分析,非常的详尽,有需要的小伙伴可以参考下
收藏 0 赞 0 分享
查看更多