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NPP庫初體驗
以下翻譯自 https://docs.nvidia.com/cuda/npp/index.html

文章目錄

• • 一、What is NPP?
  • 二、API介面文件
  • 三、標頭檔案
  • 四、庫檔案
  • 五、編譯程式時，NPP庫之間的連結關係

一、What is NPP?

NVIDIA NPP是2D影象和訊號處理的CUDA加速庫。NPP庫可以在最大限度地提高靈活性，同時保持高效能。
可以採用以下兩種方式使用NPP庫

• 作為一個獨立的庫，可以最小的工作量嚮應用程式新增GPU加速
• 可以新增到開發人員的GPU程式碼中，作為一個有效互操作的協作庫
  這兩種方法都允許開發人員利用NVIDIA gpu的大量計算資源，同時減少開發時間。

二、API介面文件

這裡官方有所解釋，本篇不再單獨介紹，後面如有時間，再介紹介面的使用。
1、通用介面： https://docs.nvidia.com/cuda/npp/general_conventions_lb.html
2、影象處理介面：https://docs.nvidia.com/cuda/npp/nppi_conventions_lb.html
3、訊號處理介面：https://docs.nvidia.com/cuda/npp/npps_conventions_lb.html

三、標頭檔案

其中所有的.h檔案都安裝在CUDA Toolkit目錄的include檔案下，其中有：

• npp.h
• nppdefs.h
• nppcore.h
• nppi.h
• npps.h

四、庫檔案

本文在前面提到，NPP是用來處理影象和訊號的，所以NPP庫檔案除了一些通用的功能外，主要分為影象和訊號這兩個獨立的庫。

• NPPC：這個庫是個core library，主要包含了來自npp.h標頭檔案的的函式，其中該庫還被其它兩個庫所共享；
• NPPI：這個庫是為影象處理 ( i m a g e P r o c e s s i n g ) (image Processing) (imageProcessing)所提供的功能，該庫提供的函式是來自nppi.h標頭檔案中所宣告的；
• NPPS：這個庫是為訊號處理 ( s i g n a l p r o c e s s i n g ) (signal processing)
  (signalprocessing)所提供的功能，該庫提供的函式是來自npps.h標頭檔案中所宣告的。

五、編譯程式時，NPP庫之間的連結關係

靜態NPP庫依賴於一個名為cuLIBOS（libculibos.a）的通用執行緒抽象層庫，該庫現在作為工具箱的一部分分發。因此，當連結靜態庫時，必須將cuLIBOS提供給連結器。‘

為了最小化庫載入和CUDA執行時啟動時間，建議儘可能使用靜態庫。

為了提高使用動態庫時的載入和執行時效能，NPP提供了一整套NPPI子庫。當只連結到包含應用- 程式使用的函式的子庫可以顯著提高載入時間和執行時啟動效能。

除此之外，有些NPPI函式在內部呼叫其他NPPI和/或NPPS函式，因此根據應用程式呼叫的函式，可能需要連結到一些額外的庫。

NPPI子庫按照NPPI標頭檔案的拆分方式被拆分為多個部分。子庫列表如下：

• NPPC 在標頭檔案nppCore.h中，這是NPP核心庫，必須連結到應用應用程式中；
• NPPIAL 在標頭檔案 nppi_arithmetic_and_logical_operations.h中，定義了一些算術邏輯運算函式；
• NPPICC 在標頭檔案nppi_color_conversion.h中，定義了一些顏色轉換(如NV12轉RGB)和取樣（如上取樣下采樣）功能；
• NPPIDEI 在標頭檔案nppi_data_exchange_and_initialization.h中，定義了一些Data交換和初始化的功能；
• NPPIF 在標頭檔案nppi_filtering_functions.h中，定義了濾波等計算機視覺相關的功能；
• NPPIG 在標頭檔案nppi_geometry_transforms.h中，幾何變換函式在定義在裡面；
• NPPIM 在標頭檔案nppi_morphological_operations.h中，定義了形態學運算函式；
• NPPIST在標頭檔案nppi_statistics_functions.h 和 nppi_linear_transforms.h中，定義了統計學與線性變換函式；
• NPPISU在標頭檔案nppi_support_functions.h中，定義了記憶體支援相關的功能；
• NPPITC在標頭檔案 nppi_threshold_and_compare_operations.h中，定義了閾值和比較運算函式。

例如，在Linux上，要使用NPP動態庫編譯一個小的顏色轉換應用程式foo，可以使用以下命令

nvcc foo.c  -lnppc -lnppicc -o foo  # 除了lnppc不可缺少外，只需要連結lnppicc庫

如果要針對靜態NPP庫進行編譯，必須使用以下命令：

 nvcc foo.c  -lnppc_static -lnppicc_static -lculibos -o foo # lculibos必須新增進來

也可以使用本機主機C++編譯器。根據主機作業系統的不同，比如我們需要需要一些附加的庫，如pthread或dl。可以在Linux上使用以下命令

g++ foo.c  -lnppc_static -lnppicc_static -lculibos -lcudart_static -lpthread -ldl 
    -I <cuda-toolkit-path>/include -L <cuda-toolkit-path>/lib64 -o foo