如何在多个 .cpp 和 .cu 文件之间拆分类定义？

Question

我有一个包含混合 C++、CUDA 和 Thrust 的嵌套类的类。我想将成员定义拆分到多个文件中。

// In cls.h:
#include <thrust/device_vector.h>
class cls {
    class foo {   // define in foo.cu    (include "cls.h")
        kernelWrapper();
    }
    class bar {   // define in bar.cu    (include "cls.h")
        thrust::device_vector A;
        thrustStuff();
    }
    thrust::device_vector B;
    pureCPP();      // define in cls.cpp (include "cls.h")
    moreThrust();   // define in cls.cu  (include "cls.h")
}

在每个定义文件中我只是#include "cls.h"。但是，无论我尝试什么，我目前都会遇到各种各样的编译器错误，例如pureCPP was referenced but not defined。

• 我读过 Thrust 只能用于 .cu 文件。因为我的父类cls 声明了像B 这样的推力类型变量（因此#includes thrust/device_vector.h），这是否会强制将所有#include cls.h 的文件制作成.cu 文件？

• 在这种情况下，我应该在哪里使用extern "C"？我想cls.cpp 会要求.cu 文件中的所有函数都包含在extern "C" 中，但是.cu 到.cu 的调用呢，比如moreThrust() 调用bar::thrustStuff()

• 我还知道类的成员不能与 extern "C" 一起工作，所以我必须为每个成员函数编写一个 extern "C" 包装函数吗？

我完全不知道如何让这一切正常工作 - 每个文件我需要 #includes 和 extern "C"s 的什么鸡尾酒？

Answer 1

以你的小例子为例，这对我来说编译并运行良好

/*
Inside File cls.h
*/
#pragma once
#include <thrust/device_vector.h>
#include <stdio.h>

class cls {

public:
    class foo {   // define in foo.cu    (include "cls.h")
    public:
        void kernelWrapper();
    };

    class bar {   // define in bar.cu    (include "cls.h")
        thrust::device_vector<int> A;
    public:
        void thrustStuff();
    };

public:
    void pureCPP();      // define in cls.cpp (include "cls.h")
    void moreThrust();   // define in cls.cu  (include "cls.h")

private:
    thrust::device_vector<int> B;
};

/*
Inside File foo.cu
*/
#include "cls.h"
void cls::foo::kernelWrapper()
{
    printf("kernelWrapper\n");
}

/*
Inside File bar.cu
*/
#include "cls.h"
void cls::bar::thrustStuff()
{
    printf("Thrust Stuff\n");
}

/*
Inside File cls.cpp
*/
#include "cls.h"
void cls::pureCPP()
{
    printf("pureCPP\n");
}

/*
Inside File cls.cu
*/
#include "cls.h"
void cls::moreThrust()
{
    printf("moreThrust\n");
}


/*
Inside File main.cpp
*/
#include "cls.h"
int main()
{
    cls a_class;
    a_class.pureCPP();
    a_class.moreThrust();

    cls::bar a_class_bar;
    a_class_bar.thrustStuff();

    cls::foo a_class_foo;
    a_class_foo.kernelWrapper();
}

运行这个打印

pureCPP

moreThrust

Thrust Stuff

KernelWrapper

如果有的话，我敢打赌，您使用的是 IDE，它并没有编译您的所有文件，所以虽然您的头文件中有类成员声明，​​但它永远找不到相应的定义。您的确切编译命令会有所不同，但对我来说（在 Linux 上）我使用了

nvcc -G -g -O0 -gencode arch=compute_20,code=sm_21 -odir "src" -M -o "src/bar.d" "../src/bar.cu"
nvcc --device-c -G -O0 -g -gencode arch=compute_20,code=sm_21  -x cu -o  "src/bar.o" "../src/bar.cu"

nvcc -G -g -O0 -gencode arch=compute_20,code=sm_21 -odir "src" -M -o "src/cls.d" "../src/cls.cu"
nvcc --device-c -G -O0 -g -gencode arch=compute_20,code=sm_21  -x cu -o  "src/cls.o" "../src/cls.cu"

nvcc -G -g -O0 -gencode arch=compute_20,code=sm_21 -odir "src" -M -o "src/foo.d" "../src/foo.cu"
nvcc --device-c -G -O0 -g -gencode arch=compute_20,code=sm_21  -x cu -o  "src/foo.o" "../src/foo.cu"

nvcc -G -g -O0 -gencode arch=compute_20,code=sm_21 -odir "src" -M -o "src/main.d" "../src/main.cpp"
nvcc -G -g -O0 --compile  -x c++ -o  "src/main.o" "../src/main.cpp"

nvcc -G -g -O0 -gencode arch=compute_20,code=sm_21 -odir "src" -M -o "src/clscpp.d" "../src/cls.cpp"
nvcc -G -g -O0 --compile  -x c++ -o  "src/clscpp.o" "../src/cls.cpp"

nvcc --relocatable-device-code=true -gencode arch=compute_20,code=sm_21 -link -o  "split_compilation"  ./src/bar.o ./src/cls.o ./src/foo.o ./src/clscpp.o ./src/main.o   

这个想法只是编译所有源文件并将它们链接在一起。例如，如果我没有编译和链接 cls.cpp 文件，我会在调用 pureCPP 时收到链接器错误。

另外，请注意，如果您使用的是实际设备代码，则必须为您的成员函数指定 __device__ 和/或 __host__。见this other SO question