создание модуля pybind11 с источниками cpp и cuda с использованием cmake

Я пытаюсь создать привязки python для фиктивного класса, который необходимо скомпилировать с помощью компилятора с поддержкой cuda. Я использую cmake 3.12.0, pybind11 v2.2.3 и nvcc 7.5.17. Компиляция завершается неудачно, потому что такие параметры, как -flto и -fno-fat-lto-objects, передаются непосредственно в nvcc, который их не распознает.

Вот (минимальный) пример:
Код Cuda:

//Adder.hpp
#include <thrust/host_vector.h>
struct Adder {
    thrust::host_vector<float> a_h;
    thrust::host_vector<float> b_h;
    thrust::host_vector<float> r_h;
    int N;

    Adder(int N);
    void set_a(float const * const in);
    void set_b(float const * const in);
    void calc();
    void calc_gpu();
};

//Adder.cu
#include "Adder.hpp"
#include <thrust/device_vector.h>

Adder::Adder(int N): N(N),a_h(N),b_h(N),r_h(N) {}
void Adder::set_a(float const * const in) {
    for (int i=0; i<N; ++i) {
        a_h[i] = in[i];
    }
}
void Adder::set_b(float const * const in) {
    for (int i=0; i<N; ++i) {
        b_h[i] = in[i];
    }
}
void Adder::calc() {
    for (int i=0; i<N; ++i) {
        r_h[i] = a_h[i]+b_h[i];
    }
}
void Adder::calc_gpu() {
    thrust::device_vector<float> a_d(a_h);
    thrust::device_vector<float> b_d(b_h);
    thrust::device_vector<float> r_d(r_h);

    thrust::transform(a_d.begin(), a_d.end(), b_d.begin(), r_d.begin(),thrust::plus<float>());
    r_h = r_d;
}

Код привязки:

#include "Adder.hpp"
#include "lib/include/pybind11/pybind11.h"
#include "lib/include/pybind11/numpy.h"
#include <stdexcept>

namespace py = pybind11;

void bind_Adder(py::module& m) {
    py::class_<Adder>(m,"Adder","Module docstring")
        .def(py::init<int>(), py::arg("N"), "Init Adder")
        .def(
            "set_a"
            , [](Adder& self, py::array_t<float, py::array::c_style | py::array::forcecast> in) {
                py::buffer_info ai = in.request();
                if (ai.ndim!=1 || ai.shape[0]!=self.N || ai.strides[0]!=sizeof(float)) {
                    throw std::runtime_error("Shape of given numpy array must be (N,)! Type must be float.");
                }
                self.set_a(static_cast<float const * const>(ai.ptr));
            }
            , py::arg("in")
            , "Set a."
        )
        .def(
            "set_b"
            , [](Adder& self, py::array_t<float, py::array::c_style | py::array::forcecast> in) {
                py::buffer_info ai = in.request();
                if (ai.ndim!=1 || ai.shape[0]!=self.N || ai.strides[0]!=sizeof(float))
                    throw std::runtime_error("Shape of given numpy array must be (N,)! Type must be float.");
                self.set_b(static_cast<float const * const>(ai.ptr));
            }
            , py::arg("in")
            , "Set b."
        )
        .def(
            "get_r"
            , [](Adder& self, py::array_t<float> x) {
                auto r = x.mutable_unchecked<1>(); 
                for (ssize_t i = 0; i < r.shape(0); i++) {
                    r(i) = self.r_h[i];
                }
            }
            , py::arg("x").noconvert())
        .def("calc", &Adder::calc, "Calculate on CPU.")
        .def("calc_gpu", &Adder::calc_gpu, "Calculate on GPU.");
}

PYBIND11_MODULE(dummy, m) {
    bind_Adder(m);
}

CMakeLists.txt:

CMAKE_MINIMUM_REQUIRED(VERSION 3.11)
project(dummy LANGUAGES CXX CUDA)

set(PYBIND11_CPP_STANDARD -std=c++11)
add_subdirectory(lib/pybind11)

pybind11_add_module(dummy 
    Adder.pybind.cpp
    Adder.cu
)

Здание с, например. cmake ../src && make -VERBOSE=1 не работает. При этом объектный файл для Adder.pybind.cpp сгенерирован успешно. Компиляция Adder.cu завершается ошибкой:

/usr/bin/nvcc  -Ddummy_EXPORTS -I/home/user/projects/pybind11_cuda_cmake/lib/pybind11/include -I/home/user/.anaconda3/include/python3.6m  -Xcompiler=-fPIC   -std=c++11 -flto -fno-fat-lto-objects -x cu -c /home/user/projects/pybind11_cuda_cmake/Adder.cu -o CMakeFiles/dummy.dir/Adder.cu.o
nvcc fatal   : Unknown option 'flto'

Я пытался отключить автоматическое распространение на nvcc, но безуспешно.

set(CUDA_PROPAGATE_HOST_FLAGS FALSE)
set(CUDAFLAGS "-Xcompiler -fPIC -Xcompiler -flto -Xcompiler=-fvisibility=hidden")

Кто-нибудь знает, как это сделать?


person gravy    schedule 18.08.2018    source источник
comment
Вам не нужно использовать pybind11_add_module. Достаточно только find_package(PythonLibs...) и target_link_libraries(your_target ${PYTHON_LIBRARIES}. Таким образом, вы можете легко использовать cuda_add_library без каких-либо проблем.   -  person Patwie    schedule 19.08.2018
comment
@Patwie благодарит, что это работает также за счет включения cuda в качестве языка и использования add_library (пакет cuda кажется устаревшим). Но кажется сложным добавить дополнительные флаги компиляции/компоновки для оптимизации времени компоновки, предложенные pybind11.   -  person gravy    schedule 20.08.2018


Ответы (1)


ОБНОВЛЕНИЕ: (возможно) более чистая версия, использующая target_set_properties и, таким образом, позволяющая cmake сортировать фактические флаги компилятора/компоновщика.

cmake_minimum_required(VERSION 3.12)
project(dummy LANGUAGES CXX CUDA)

set(PYBIND11_CPP_STANDARD -std=c++11)
add_subdirectory(lib/pybind11)

add_library(dummycu STATIC
    Adder.cu
)

set_target_properties(dummycu PROPERTIES 
    POSITION_INDEPENDENT_CODE ON
    CUDA_VISIBILITY_PRESET "hidden"
    # CUDA_SEPARABLE_COMPILATION ON
)


add_library(dummy MODULE
    Adder.pybind.cpp
)

set_target_properties(dummy PROPERTIES 
    CXX_VISIBILITY_PRESET "hidden"
    INTERPROCEDURAL_OPTIMIZATION TRUE
    PREFIX "${PYTHON_MODULE_PREFIX}"
    SUFFIX "${PYTHON_MODULE_EXTENSION}"
)

target_link_libraries(dummy PRIVATE dummycu)
target_link_libraries(dummy PRIVATE pybind11::module)

Мы также можем скомпилировать и связать все в одной цели. Это, вероятно, также можно использовать для изменения pybind11_add_module в pybind11Tools.cmake.
Поскольку pybind11 безоговорочно устанавливает флаг видимости для своей цели module, который поэтому используется с nvcc без -Xcompiler, требуется небольшой хак, если вы не хотите измените pybind11 CMakeLists.txt или pybind11Tools.cmake. Вероятно, было бы лучше написать собственные версии для цели module и/или функции pybind11_add_module.

cmake_minimum_required(VERSION 3.12)
project(dummy LANGUAGES CXX CUDA)

set(PYBIND11_CPP_STANDARD -std=c++11)
add_subdirectory(lib/pybind11)

##pybind11 sets -fvisibility=hidden in INTERFACE_COMPILE_OPTIONS on it's module target
get_target_property(modifacecopts module INTERFACE_COMPILE_OPTIONS)
list(REMOVE_ITEM modifacecopts "-fvisibility=hidden")
set_target_properties(module PROPERTIES INTERFACE_COMPILE_OPTIONS "${modifacecopts}")

add_library(dummy MODULE
    Adder.pybind.cpp
    Adder.cu
)

set_target_properties(dummy PROPERTIES 
    POSITION_INDEPENDENT_CODE ON
    CUDA_VISIBILITY_PRESET "hidden"
    CXX_VISIBILITY_PRESET "hidden"
    INTERPROCEDURAL_OPTIMIZATION TRUE
    PREFIX "${PYTHON_MODULE_PREFIX}"
    SUFFIX "${PYTHON_MODULE_EXTENSION}"
)

target_link_libraries(dummy PRIVATE pybind11::module)
person gravy    schedule 20.08.2018