使用NVIDIA Nsight Eclipse Edition的DRIVE PX應用程序開發

在NVIDIA驅動PXAI車載電腦使OEM，一級供應商，初創公司和研究機構，加快自駕車系統的開發。用于DRIVE PX的NVIDIADriveWorks配套軟件開發工具包（SDK）包含許多針對自動駕駛應用的開源參考樣本，開發工具和庫模塊。

在正確配置開發環境之后，您可以自定義這些示例或在您的Linux主機上開發自己的應用程序，在主機或DRIVE PX上執行它們。圖1顯示了常見的編譯和執行流程。

圖1. DriveWorks應用程序的編譯和部署過程

我將向您展示如何配置NVIDIANsight EclipseEdition以啟用整個主機編譯和交叉編譯過程。Nsight Eclipse提供了一個由Eclipse平臺支持的全功能集成開發環境（IDE）。一體化集成環境允許您編輯，構建，調試和分析CUDA C / C ++應用程序。您將學習如何在主機上以及遠程DRIVE PX 2上導入，編譯，運行和調試DriveWorks項目。這直接從Nsight IDE內部進行，利用原始示例makefile。

預備步驟

Nsight Eclipse支持一套豐富的商業和免費插件，并附帶CUDA Toolkitfor Linux和Mac。我們假設您最近在主機上運行了NVIDIA DriveInstall。NVIDIA DriveInstall會在主機和目標系統上自動安裝以下項目：

?NVIDIA DRIVE?SDK，
?CUDA工具包，
?cuDNN，
?DriveWorks，
?上述庫依賴項。

您應首先制作原始DriveWorks示例文件夾的副本，以避免覆蓋原始源代碼。您只需要從DriveWorks導入DriveNet樣品;你將不需要其他樣品。

確保DriveNet示例在繼續之前正確運行。通過在主機和DRIVE PX 2上的終端窗口中執行以下代碼來執行此操作。DriveWorks樣品的主機執行和主機編譯只能在裝有NVIDIA GPU的x86 PC上運行。在PC上編譯需要基于Maxwell的GPU，但建議使用基于Pascal的GPU（GeForce GTX 9xx）。您只能在PC上不使用Maxwell，Pascal或更高版本的NVIDIA GPU的情況下交叉編譯DRIVE PX 2的樣本。

cd/usr/local/driveworks/bin./sample_drivenet

此外，請確?！笆謩印敝鳈C編譯和DRIVE PX 2交叉編譯成功運行。在您的主機上，執行以下操作：

cd/usr/local/driveworkssudocp-r樣本樣本-原始光盤樣本-原創sudomkdirbuild-主機cdbuild-主機sudocmake..sudomake-j

現在為您的DRIVE PX進行交叉編譯。查找主機中的DriveSDK文件夾并記下其完整路徑。在以下代碼片段中將DriveSDK路徑替換為“”。

sudomkdirbuild-targetcdbuild-targetsudocmake-DCMAKE_BUILD_TYPE=發布-DCMAKE_TOOLCHAIN_FILE=/usr/local/driveworks/samples-original/cmake/Toolchain-V4L。cmake-DVIBRANTE_PDK：STRING=/drive-t186ref-linux..sudomake-j

假設上述操作正常運行，請配置Nsight Eclipse使其自動運行。首先，復制主機上現有的DriveWorks源代碼文件夾。在主機終端窗口中，鍵入：

cd/usr/local/driveworkssudocp-r樣本樣本-nsight

保持距離只有這些文件夾中samples-nsight/src的文件夾：framework，dnn，drivenet。

插件修改

現在我們來運行Nsight！由于示例工作目錄位于“/ usr”中，因此需要將Nsight Eclipse作為“根”打開。

sudo/usr/local/cuda/bin/nsight

在本教程中，您將使用“cmake4eclipse”插件，它將幫助您配置CMake構建過程。該插件還從DriveWorks CMake配置文件中自動派生包含。

從Nsight Eclipse主菜單中選擇“Help> Install New Software ...”，然后從“Work with”下拉列表中選擇“http://download.eclipse.org/releases/juno/”。在搜索字段中輸入“market”并點擊圖2所示的“Marketplace Client”。之后，選擇“Next>”并按照提示完成安裝。

圖2.安裝Eclipse marketplace客戶端

現在讓我們安裝市場上的cmake4eclipse插件。在Nsight主菜單中，在Nsight主菜單中選擇“Help> Eclipse Marketplace ...”，然后在搜索窗口中輸入“cmake”。現在通過單擊“Install”安裝cmake4eclipse插件，如圖3所示。按照提示完成安裝。或者，您也可以安裝CMake Editor插件以及語法高亮顯示。

圖3.安裝cmake4eclipse插件

一旦你安裝了插件，創建一個新的CUDA C / C ++項目：“文件>新建> CUDA C / C ++項目”。將“DriveNet”寫為“項目名稱”，取消選中“使用默認位置”并瀏覽至“/ usr / local / driveworks / samples-nsight”。

選擇“空項目”作為“項目類型”，選擇“CUDA Toolkit 9.0”作為“工具鏈”。點擊“下一步”后，將剩余選項保留為默認值，如圖4所示。

圖4.創建一個新的CUDA C / C ++項目。

現在不要指定“目標系統”。您將為主機和目標創建兩種不同的配置。

主機環境配置

現在我們來完成設置主機環境配置的步驟：

1. 右鍵單擊“DriveNet”并從Project Explorer窗口中選擇“Properties”。

2. 現在進入“Build> CMake”標簽并點擊“管理配置...”。

3. 在彈出的新窗口中輸入build-host作為“Name”，然后選擇“Release：CUDA Toolkit 9.0”作為“Default configuration”，為主機創建一個新的配置。

4. 點擊“確定”和“設置活動”。

5. 現在返回到“DriveNet的屬性”窗口并修改“文件夾”字段，使其僅包含“$ {ConfigName}”。

6. 切換到“符號”選項卡，單擊“添加”按鈕，然后在“要定義的CMake緩存條目”字段中鍵入CMAKE_BUILD_TYPE作為“變量名稱”，STRING作為“類型”，并釋放為“值”。

7. 點擊“確定”，然后點擊“應用”確認。

如果您有點困惑，請使用圖5作為參考。這會為主機創建一個發布類型配置。稍后，您將為目標創建一個調試類型配置。

圖5.主機的CMake選項卡的配置。

在左側的“工具鏈編輯器”選項卡中，選擇“Cmake Builder（GNU Make）”作為“當前構建器”（如圖6所示），以便在構建項目時使用cmake4eclipse插件在Nsight內。

圖6.工具鏈編輯器配置。

最后，進入“C / C ++常規>預處理器包含路徑，宏等”，找到“Providers”選項卡，選擇“CMAKE_EXPORT_COMPILE_COMMANDS Parser”行并通過點擊“上移”將其移動到列表頂部。 ，如圖7所示。包含路徑的預處理器現在將自動從CMake配置文件中導出。

圖7.預處理器包含路徑配置選項卡

點擊“應用”，然后點擊“確定”確認。編輯CMakeLists.txt文件以僅構建DriveNet示例：替換該行

設置（SAMPLES框架;...

有：

設置（SAMPLES框架;dnn;drivenet）

您現在已準備好構建該項目。點擊“Build”，使用“Project> Build Project”命令。

DriveNet示例源文件可在“src> drivenet> drivenet> main.cpp”中找到?！?/span>sample_drivenet可執行文件位于”build-host> src> drivenet> drivenet> sample_drivenet“中。右鍵單擊它并選擇“作為>本地C / C ++應用程序運行”以在主機上啟動它。

目標環境配置

現在是為應用程序最終駐留的DRIVE PX 2目標設備添加第二個環境的時候了。目標配置與您剛剛設置的主機類似，但需要更多設置。我們來看看這個過程：

1. 再次在左列中選擇“DriveNet”項目，右鍵單擊并打開“屬性”窗口。

2. 從“Build”標簽中選擇“CMake”，然后點擊“Manage Configurations ...”。

3. 創建一個稱為“build-target”的新配置，并選擇“Debug：CUDA Toolkit 9.0”作為“Default configuration”。

4. 由于我將演示如何在此示例上運行Nsight Eclipse調試器，因此我為此配置指定了“調試：CUDA Toolkit 9.0”。如果您對調試不感興趣，請選擇“發布：CUDA Toolkit 9.0”。

5. 復制與圖6中顯示的主機配置相關的步驟，但是這次在“符號”選項卡中添加更多條目：

   1. “變量名稱”：CMAKE_BUILD_TYPE，“類型”：“STRING”，“值”：調試

   2. “變量名稱”：CMAKE_TOOLCHAIN_FILE，“類型”：“FILEPATH”，“值”：/usr/local/driveworks/samples-nsight/cmake/Toolchain-V4L.cmake

   3. “變量名稱”：VIBRANTE_PDK，“類型”：“路徑”，“值”：

確保在主機的“DriveSDK”文件夾中將“”替換為“drive-t186ref-linux”的路徑。檢查圖8以確保您正確完成了該步驟。

圖8.目標的CMake標簽配置。

重復與“主機配置”相同的“工具鏈編輯器”（來自圖7）和“預處理器包含路徑，宏等”（如圖8），選擇“build-target [Active]”。點擊每個標簽的“應用”，然后點擊“確定”繼續。

您現在可以按照與構建主機版本相同的步驟交叉編譯該項目。首先通過“Project> Build Configurations> Set Active”選擇“build-target”，然后使用“Project> Build Project”命令單擊“Build”來構建項目。您將在“build-target> src> drivenet> drivenet”中找到可執行文件。

從Nsight Eclipse運行DRIVE PX上的示例

假設DRIVE PX駐留在本地網絡上，您可以將Nsight Eclipse配置為在Drive PX上遠程執行DriveNet示例。首先在DRIVE PX的終端窗口中輸入ifconfig，找到您的“<目標IP地址>”。

配置Nsight Eclipse可在每次啟動時自動將更新的交叉編譯版本的樣本傳輸到DRIVE PX。通過創建一個新文件夾并將其所有權設置給nvidiaDRIVE PX上的用戶來完成。

$sshnvidia@$cd/usr/local/driveworks$sudomkdirbin-nsight$sudochown-Rnvidia：nvidiabin-nsight$exit

回到Eclipse中，點擊“運行>運行配置”頂部菜單。在“C / C ++遠程應用程序”下面添加一個新配置，并將sample_drivenet_remote鍵入為“Name”。在“遠程連接”旁邊，選擇“管理”，并將<目標IP地址>作為“主機名稱”，nvidia作為“用戶名稱”，nvidia @ <目標IP地址>作為“標簽”，如圖9所示。然后點擊“完成”。

圖9.指定到您的DRIVE PX的網絡連接。

在“遠程工具包”旁邊，單擊“管理”，然后在下一部分中單擊“檢測”以識別工具包路徑：/usr/local/cuda-9.0/bin應找到。如果不是，則需要在目標上手動選擇CUDA工具包路徑。

要完成配置，請選中“上載本地可執行文件”并鍵入可執行文件的完整遠程路徑：它應該是/ usr / local / driveworks / bin-nsight / sample_drivenet。這樣，在運行之前，Nsight Eclipse會自動將更新后的DriveNet樣本發送到目標。

在“本地”選項卡中，確保選擇“DriveNet”項目，并選擇sample_drivenet使用“搜索項目...”按鈕運行的C / C ++應用程序。在“環境”選項卡中，單擊“新建”，然后鍵入DISPLAY作為“名稱”，并將0作為“值”?；蛘?，如果要運行示例，可以將CUDA_VISIBLE_DEVICES作為“名稱”添加，將1作為“值”在iGPU上而不是DRIVE PX上的dGPU上2.單擊“運行”以在目標上啟動應用程序。

在DRIVE PX上運行的調試樣例2

您現在已經為DRIVE PX 2指定了遠程目標系統配置。這使配置可用于在“運行>調試配置”菜單中調試樣本。在繼續之前，花一些時間看看這個窗口中提供的許多調試功能。

默認情況下，Nsight自動從遠程目標下載調試過程的共享庫。然而，這大大增加了調試執行時間。您應該直接將Nsight Eclipse指向主機系統中已有的目標庫。切換到“調試器>共享庫”選項卡，并取消選中“從遠程目標下載共享庫”。然后點擊“添加...：”添加以下路徑

• 在/ usr /本地/ driveworks /目標/ aarch64 Linux的/ lib目錄

• 在/ usr /本地/ CUDA /目標/ aarch64 Linux的/ lib目錄

• /驅動-t186ref-LINUX / targetfs / usr / lib中

• /驅動-t186ref-LINUX / targetfs / LIB / aarch64-Linux的GNU

• /驅動-t186ref-LINUX / targetfs / usr / lib中/ aarch64-Linux的GNU

將替換為主機上Drive Drive的路徑，然后從該窗口啟動調試器。這將Nsight切換到調試器的角度，并在代碼中的第一條CPU指令處中斷。在右上窗格中找到CUDA視圖（多維數據集圖標），然后選擇“中斷應用程序內核啟動”。這會導致調試器在GPU上啟動的任何CUDA內核上自動中斷。

您現在可以恢復應用程序，該應用程序一直運行到CUDA內核中第一個斷點為止。從那里，您可以瀏覽左上窗格中的CPU和GPU調用堆棧，如圖11所示。在右上窗格中，您還可以檢查變量，寄存器和GPU內核執行配置（CUDA線程塊的數量和每個塊的線程數）。最后，反匯編視圖可以很容易地看到在執行代碼時如何更新寄存器值。

在GPU上的特定位內核代碼中設置一個斷點，通過雙擊代碼中相應的行號來消除它。（但請記住，單步執行一個線程會導致同一個warp中的其他線程也步進。）

當你完成調試時，點擊紅色的停止按鈕退出應用程序。

圖10.使用Nsight Eclipse Edition的遠程CUDA調試

在DRIVE PX 2上進行性能分析

現在您已經對樣本進行了調試，您可以在Nsight上運行DRIVE PX 2時對應用程序進行配置。初始遠程目標系統配置再次可用于遠程配置。但是，請記住在“Make Target”配置中將CMake構建類型更改為Release。

如果未指定-DCMAKE_BUILD_TYPE變量，則“Release”將是默認設置，如圖4所示。單擊“Run> Profile configurations”開始分析并選擇“C / C ++ Remote Application”列表下的正確元素。請記住在右側的“Profiler”選項卡中指定一個執行超時 - 例如60秒 - 這會在指定時間后自動殺死應用程序。

之后，點擊“配置文件”。Nsight剖析器透視圖應自動打開。等待Nsight運行應用程序以創建執行時間線，包括在GPU上執行的所有CUDA運行時和內核調用，如圖12所示。完成后，“屬性”選項卡將顯示您從此時間線中選擇的任何事件的詳細信息。這些事件也可以在下面的窗格的“詳細信息”選項卡中以文本形式查看。

圖12.使用Nsight分析器可以以直觀的方式深入分析CUDA內核。

檢查時間線視圖下方的分析選項卡以進一步分析性能。這使您可以通過在代碼上運行更高級的分析會話來輕松識別瓶頸