--build 指令，不同平台，统一命 令！ • cmake -B build • cmake --build build -j4 • sudo cmake --build build --target install • cmake -B build 免去了先创建 build 目录再切换进去再指定源码目录的麻烦。 • cmake --build build 统一了不同平台（ Linux 上会调用 CMAKE_INSTALL_PREFIX ） -G 选项：指定要用的生成器 • 众所周知， CMake 是一个跨平台的构建系统，可以从 CMakeLists.txt 生成不同类型的构建系 统（比如 Linux 的 make ， Windows 的 MSBuild ），从而让构建规则可以只写一份，跨平 台使用。 • 过去的软件（例如 TBB ）要跨平台，只好 Makefile 的构建规则写一份， MSBuild 也写一份 。 MacOS 系统默认是 Xcode 生成器。 • 可以用 -G 参数改用别的生成器，例如 cmake -GNinja 会生成 Ninja 这个构建系统的构 建规则。 Ninja 是一个高性能，跨平台的构建系统， Linux 、 Windows 、 MacOS 上都可 以用。 • Ninja 可以从包管理器里安装，没有包管理器的 Windows 可以用 Python 的包管理器安 装： •

线程（并行课…） 英伟达家显卡（ GPU 专题） 软件要求： Visual Studio 2019 （ Windows 用户） GCC 9 及以上（ Linux 用户） CMake 3.12 及以上（跨平台作业） Git 2.x （作业上传到 GitHub ） CUDA Toolkit 10.0 以上（ GPU 专题） 关于作者 • 我是 Taichi 编译器的贡献者之一（ https://github 准备的参数可能对 MSVC 不适用。 构建系统的构建系统（ CMake ） • 为了解决 make 的以上问题，跨平台的 CMake 应运而生！ • make 在 Unix 类系统上是通用的，但在 Windows 则不然。 • 只需要写一份 CMakeLists.txt ，他就能够在调用时生成当前系统所支持的构建系统。 • 需要准确地指明每个项目之间的依赖关系，有头文件时特别头疼。 • CMake 可 • > cmake -B build • 让 make 读取 build/Makefile ，并开始构建 a.out ： • > make -C build • 以下命令和上一个等价，但更跨平台： • > cmake --build build • 执行生成的 a.out ： • > build/a.out 为什么需要库（ library ） • 有时候我们会有多个可执行文件，他

刚刚说的让 10000000 表示 -1 ， 11111111 表示 -128 的方法就叫做反码表示法。 • 但是这样还有一个问题，那就是硬件电路上，需要完全重新设计，对符号位做一些特殊判 断，才能支持有符号整数的加减法，因此如今的计算机都采用了一种更聪明的表示法： • 他们让 11111111 表示 -1 ， 10000000 表示 -128 ，也就是大名鼎鼎的补码表示法。 • 这样做的目的是，利用加法器的“溢出”机制，例如 位。 Windows 认为 long 不论 32 位系统还是 64 位系统都一样应该为 32 位，认为这样安全。 因此我们在编写 C 语言程序时，应该避免使用 long 类型，他会导致你的程序难以跨平台。 除了 long 之外的其他类型则没有区别，可以放心使用。 无符号整数： unsigned 修饰 有符号版本 无符号版本 char unsigned char short unsigned typedef int int32_t; • typedef long long int64_t; • 这样不论操作系统对类型的定义如何混乱，这些标准化的类型都是确定的大小。 • 这就避免了跨平台的麻烦，而且直接他们在类型名字中直接写明了类型的大小，更直观。 标准化的类型： stdint.h • 除了有符号的 int32_t 系列外，也提供了无符号 uint32_t 系列： • typedef

Linux 用户） CMake 3.12 及以上（跨平台作业） Git 2.x （作业上传到 GitHub ） CUDA Toolkit 10.0 以上（ GPU 专题） 温馨提示： 1. 会用到第二讲（ RAII 与智能指针）里的知识 2. 课件中一部分代码是基于 C++17 的 个人认为， C++11 中很多特性， 其实可以看做是为了支持多线程而 顺带引入的……如 chrono 、移动 、 milliseconds 是 duration 的类型别名 这里我们创建了 double_ms 作为 duration 的别名 跨平台的 sleep ： std::this_thread::sleep_for • 可以用 std::this_thread::sleep_for 替代 Unix 类操作系统专有的的 usleep 才能继续和用户交互。 • 下载完成前，整个界面都会处于“未响应”状 态，用户想做别的事情就做不了。 现代 C++ 中的多线程： std::thread • C++11 开始，为多线程提供了语言级别的 支持。他用 std::thread 这个类来表示线 程。 • std::thread 构造函数的参数可以是任意 lambda 表达式。 • 当那个线程启动时，就会执行这个 lambda 里的内容。

中的编程范式。 现代 C++ 还为自身的标准库增加了非常多的工具和方法，诸如在语言自身标准的层面上制定了 std::thread，从而支持了并发编程，在不同平台上不再依赖于系统底层的 API，实现了语言层面的跨 平台支持；std::regex 提供了完整的正则表达式支持等等。C++98 已经被实践证明了是一种非常成功 的『范型』，而现代 C++ 的出现，则进一步推动这种范型，让 C++ 成为系统程序设计和库开发更好的 不必担心，本书的后续章节将为你介绍这一切。 进一步阅读的参考文献 • C++ 语言导学. Bjarne Stroustrup • C++ 历史 • C++ 特性在 GCC/Clang 等编译器中的支持情况 • C++98 与 C99 之间的区别 11 第 2 章语言可用性的强化 第 2 章语言可用性的强化 当我们声明、定义一个变量或者常量，对代码进行流程控制、面向对象的功能、模板编程等这些都 arr_4[len_2] 仍然是非法的呢？这是因为 C++ 标准中数组的长度必须是一个常量表达式，而对 于 len_2 而言，这是一个 const 常数，而不是一个常量表达式，因此（即便这种行为在大部分编译器中 都支持，但是）它是一个非法的行为，我们需要使用接下来即将介绍的 C++11 引入的 constexpr 特性 来解决这个问题；而对于 arr_5 来说，C++98 之前的编译器无法得知 len_foo()

因此硬件出于安全，预取不能跨越页边界，否则可能会触 发不必要的 page fault 。所以我们选用页的大小，因为本 来就不能跨页顺序预取，所以被我们切断掉也无所谓。 • 另外，我们可以用 _mm_alloc 申请起始地址对齐到页边 界的一段内存，真正做到每个块内部不出现跨页现象。 手动预取： _mm_prefetch • 对于不得不随机访问很小一块的情况，还可以通过 _mm_prefetch 字节，才能避免 浪费读取的带宽。这样的条件实在有点苛刻，毕 竟小彭老师的电脑还不支持 AVX512 。 • 可以用 _mm_stream_si32 指令代替直接赋值的 写入，他能够绕开缓存，将一个 4 字节的写入操 作，挂起到临时队列，等凑满 64 字节后，直接写 入内存，从而完全避免读的带宽。 • 可惜这货只支持 int 做参数，要用 float 还得转换 一下指针类型， bitcast _mm_malloc(n, aalign) 可以分配对齐 到任意 a 字节的内存。他在 这个头文件里。是 x86 特有的，并且需要通 过 _mm_free 来释放。 • 还有一个跨平台版本（比如用于 arm 架构） 的 aligned_alloc(align, n) ，他也可以分配对 齐到任意 a 字节的内存，通过 free 释放。 • 利用他们可以实现分配对齐到页面（ 4KB

线程（并行课…） 英伟达家显卡（ GPU 专题） 软件要求： Visual Studio 2019 （ Windows 用户） GCC 9 及以上（ Linux 用户） CMake 3.12 及以上（跨平台作业） Git 2.x （作业上传到 GitHub ） CUDA Toolkit 10.0 以上（ GPU 专题） 为什么需要模板函数（ template ） • 避免重复写代码。 • 比如，利用重载实现“将一个数乘以 T> • 可以声明类型 T 作为模板尖括号里的参数。除了 类型，任意整数也可以作为模板参数： • template • 来声明一个整数 N 作为模板参数。 • 不过模板参数只支持整数类型（包括 enum ）。 • 浮点类型、指针类型，不能声明为模板参数。自 定义类型也不可以，比如： • template // 错误！ 模板参数：多个模板参数 vector 类型的参数。 • 这里用了 const & 避免不必要的的拷贝。 • 不过，这种部分特化也不支持隐式转换。 为什么要支持整数作为模板参数：因为是编译期常量 • 你可能会想，模板只需要支持 class T 不就行了？反正 int N 可以作为函数的 参数传入，模板还不支持浮点。 • template void func(); • 和 • void func(int

线程（并行课…） 英伟达家显卡（ GPU 专题） 软件要求： Visual Studio 2019 （ Windows 用户） GCC 9 及以上（ Linux 用户） CMake 3.12 及以上（跨平台作业） Git 2.x （作业上传到 GitHub ） CUDA Toolkit 10.0 以上（ GPU 专题） 第 0 章：汇编语言 x64 架构下的寄存器模型 通用寄存器： 32 位时代 const 一样是 C++ 标准的一部分。 • restrict 是 C99 标准关键字，但不是 C++ 标准的关键字。 • __restrict 其实是编译器的“私货”，好在大多数主流编译器都支持。 • 所以无耻的 C 艹标准委员会什么时候肯把他加入标准呢？看看人家 C 语言。 编译器优化：合并写入 将两个 int32 的写入合 并为一个 int64 的写入 。 合并写入：不能跳跃 但如果访问的两个元素地 因为他不敢保证运行这个程序的电脑支持 AVX 指令集…… 两个 int32 可以合并为一个 int64 四个 int32 可以合并为一个 __m128 八个 int32 可以合并为一个 __m256 让编译器自动检测当前硬件支持的指令集 -march=native 让编译器自动判断当前硬件支 持的指令。老师的电脑支持 AVX 指令集，所 以他用了。不过注意这样编译出的程序，可能 放到别人不支持 AVX 的电脑上没法运行。

线程（并行课…） 英伟达家显卡（ GPU 专题） 软件要求： Visual Studio 2019 （ Windows 用户） GCC 9 及以上（ Linux 用户） CMake 3.12 及以上（跨平台作业） Git 2.x （作业上传到 GitHub ） CUDA Toolkit 10.0 以上（ GPU 专题） 从一个案例看 C++ 的历史 • 求一个列表中所有数的和： # 参考资料 - 允许函数参数为自动推断（ auto ） 未来： C++20 引入协程（ coroutine ）和生成器（ generator ） 未来： C++20 标准库加入 format 支持 跑远了！ • 鉴于 C++20 还没有普遍落地（例如 CMake 不支持 C++20 modules ）因此我们的课程 基于 C++17 标准，有时会谈到 C++20 作为扩展阅读。 C++ 有哪些面向对象思想？ C++ 思想：封装 员一样的构造函数。 • 他会将 {} 内的内容，会按顺序赋值给对象的每 一个成员。 • 目的是为了方便程序员不必手写冗长的构造函 数一个个赋值给成员。 • 不过初始化列表的构造函数只支持通过 {} 或 = {} 来构造，不支持通过 () 构造。其实是为了向 下兼容 C++98 编译器默认生成的构造函数：初始化列表（初始化一部分，剩余的为默认 值） • 这个编译器自动生成的初始化列表构造函 数，除了可以指定全部成员来构造以外，

线程（并行课…） 英伟达家显卡（ GPU 专题） 软件要求： Visual Studio 2019 （ Windows 用户） GCC 9 及以上（ Linux 用户） CMake 3.12 及以上（跨平台作业） Git 2.x （作业上传到 GitHub ） CUDA Toolkit 10.0 以上（ GPU 专题） 第 0 章：从并发到并行 摩尔定律：停止增长了吗？ • 晶体管的密度的确仍在指数增长，但处理器主 *(it + i) 这样需要迭代器跨步 访问的也不推荐。 推荐通过迭代器顺序访问 • 最好的方式是用 begin() 和 end() 的迭代 器区间，按顺序访问。 parallel_for 也支持迭代器 • 冷知识： tbb::blocked_range 的参数不一 定是 size_t ，也可以是迭代器表示的区间 。 • 这样 lambda 体内 r 的 begin 和 end 也会返回 每一个步骤（ filter ）的输入和返回类型都可以不一 样。要求：流水线上一步的返回类型，必须和下一 步的输入类型一致。且第一步的没有输入，最后一 步没有返回，所以都为 void 。 • TBB 支持嵌套的并行，因此流水线内部也可以调用 tbb::parallel_for 进一步并行。 流水线的利弊 • 流水线式的并行，因为每个线程执行的指令之间往往 没有关系，主要适用于各个核心可以独立工作的