NVIDIA NPP

1. 简介

NVIDIA Performance Primitives library (NPP) 是一系列为加速进程的库函数，NPP的原始目标是针对图像和视频进程，而现在以被开发工程师应用于其它很多领域，包括信号处理。与同级别的纯 CPU 函数相比，这些函数最高可实现5 - 10倍性能提升。利用NPP，开发者能够利用 (CUDA 4.1中) 2000多个图像处理与信号处理基元，在数小时之内即可实现应用程序的大幅性能提升。

无论用GPU加速的版本代替CPU基元还是将NPP基元与现有的GPU加速流水线相结合，NPP都能够实现极高的性能，同时可缩短开发时间。

2. 使用方法

2.1 文件

其中在安装了CUDA工具包后，默认会安装NPP library相关的头文件和库文件。

1) 头文件

其中所有的.h文件都安装在CUDA Toolkit目录的include文件下，其中有：

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

2) 库文件

从NPP 5.5版本开始，将所有的库文件分为了三个独立文件：

• NPPC：这个库是个core library，主要包含了来自npp.h头文件的的函数，其中该库还被其它两个库所共享；
• NPPI：这个库是为image Processing所提供的功能，    该库提供的函数是来自nppi.h头文件中所声明的。
• NPPS：这个库是为signal processing所提供的功能，该库提供的函数是来自npps.h头文件中所声明的。

若安装了CUDA Toolkit后，其安装目录是在lib目录下，在Linux下有如图 1所示的动态和静态文件。

图 1

2.2 编译方式

由于NPP提供静态和动态库文件，所以它有两种编译方式，其中若在Linux中有foo.c程序，则两种编译方式为:

• 动态编译

  nvcc foo.c -lnppi -o foo

• 静态编译

  nvcc foo.c -lnppi_static -lculibos -o foo

2.3 API使用方式

对于NPP提供了API的操作内存空间是在device上的，所以不能将这些API应用于host中，但可以在host函数中调用。同时在NPP项目中需要添加include和library所需要的目录。

• 一般情况下需要添加cuda tookit的include目录，默认是：/usr/local/cuda-7.0/include；
• 对于library的文件，一般需要culibs和nppc_static两个库，其它库则根据需要添加。

  1 #include <npp.h> 
   2 
   3 __global__ void testCudaFun(Npp8u *pDst,int num_types){ 
   4 
   5     for (int i = 0; i < num_types; i++){ 
   6 
   7         printf("%d:%d\n",i,pDst[i]); 
   8 
   9     } 
  10 
  11 } 
  12 
  13 int main(void){ 
  14 
  15     const int num_types = 2*sizeof(Npp8u); 
  16 
  17     Npp8u *host_pDst = (Npp8u*)malloc(num_types); 
  18 
  19     Npp8u *dev_pDst = (Npp8u*)nppsMalloc_8u(num_types); 
  20 
  21     for(int i=0; i<num_types;i++)    { 
  22 
  23         host_pDst[i] = i; 
  24 
  25     } 
  26 
  27     cudaMemcpy(dev_pDst,host_pDst,num_types,cudaMemcpyHostToDevice); 
  28 
  29     testCudaFun<<<1,1>>>(dev_pDst,num_types); 
  30 
  31     checkCudaErrors(cudaDeviceSynchronize()); 
  32 
  33     return 0; 
  34 
  35 } 

3. 功能

NPP针对Image Processing和Signal Processing两种不同的目标，实现了两套不同的API供使用。其中Image Processing是与图像处理相关的API，而Signal Processing是与信号处理相关的API。

暂空