折腾 NPU·第1章 —— 搭建 Level Zero 开发环境
在上一章 折腾 NPU·第0章 —— Intel NPU 概述与 Level-Zero 中，我们了解了 NPU 的概念以及 NPU 技术栈。本章将介绍如何在 VS Code 中搭建 Level-Zero 开发环境，以便我们在后续章节中编写 NPU 程序。
编译/构建工具准备
在 Windows 系统中，我们需要安装 VS Build Tools 和 CMake 作为编译和构建工具。CMake 可以通过 winget 安装：
winget install Kitware.CMake
VS Build Tools 则可以从 这里 下载，其包含了 MSVC 编译器 MSBuild 构建工具，类似于 Linux 中的 GCC 和 GNU Make。在安装时，我们需要勾选以下组件：
- MSVC v143 - VS 2022 C++ x64/x86 build tools
- Windows 11 SDK
- C++ (v143) Universal Windows Platform tools
- C++ CMake tools for Windows
- MSVC v143 - VS 2022 C++ x64/x86 Spectre-mitigated libs
由于 Level Zero 编译使用了 /Qspectre 选项，列表中的最后一个组件是必选的，否则会有编译错误。如果不慎遗漏了某些组件，后续也可以通过重新运行 VS Installer 进行添加。
VS Code 准备
为了方便开发，我们需要在 VS Code 中安装以下插件：
- CMake Tools (
ms-vscode.cmake-tools) - C/C++ (
ms-vscode.cpptools)
初始化项目
构建工具准备完成后，我们需要创建一个新的 CMake 项目 OneAPIDemo。该项目包含两个简单的文件：
int main() {
return 0;
}
cmake_minimum_required(VERSION 3.10)
project(OneAPIDemo)
set(CMAKE_CXX_STANDARD 17)
add_executable(OneAPIDemo src/main.cpp)
随后，在 VS Code 中执行 CMake: Select a Kit，选择 Visual Studio Build Tools 2022 Release - x86_amd64，并按 Ctrl + F5 尝试运行。如果到此一切正常，我们的项目就已经准备好了。
当然，我们也可以不依赖 VS Code 的 GUI 操作，而是通过命令行来构建项目。具体说来，我们可以在项目根目录下执行：
cmake --build build -G "Visual Studio 17 2022"
cmake --build build --config Debug
以上两条命令分别对应于 Select a Kit 和 Ctrl + F5 的两个步骤。在构建完成后，我们同样可以在 build/Debug 目录下找到生成的可执行文件 OneAPIDemo.exe。在调试时，VSCode 的快捷方式更加方便，但在 CI/CD 等场景下，命令行构建则更加适用，因此我们有必要了解其背后具体执行的命令。
准备 Level Zero 依赖
这里我们采用 Git Submodule 的方式引入 Level Zero 依赖。在项目根目录下执行：
git init
git submodule add https://github.com/oneapi-src/level-zero
git submodule add https://github.com/intel/level-zero-npu-extensions
这样一来，整个项目变成了自包含的形式，即项目自带所有的依赖库，其他人也因此可以快速构建项目，而不必担心依赖库的安装问题。下载完依赖后，我们需要在 CMakeLists.txt 中添加以下内容：
cmake_minimum_required(VERSION 3.10)
project(OneAPIDemo)
set(CMAKE_CXX_STANDARD 17)
add_subdirectory(./level-zero EXCLUDE_FROM_ALL)
add_executable(OneAPIDemo src/main.cpp)
target_include_directories(OneAPIDemo PUBLIC ./level-zero/include)
target_include_directories(OneAPIDemo PUBLIC ./level-zero-npu-extensions)
target_link_libraries(OneAPIDemo ze_loader)
cmake_minimum_required(VERSION 3.10)
project(OneAPIDemo)
set(CMAKE_CXX_STANDARD 17)
add_executable(OneAPIDemo src/main.cpp)
cmake_minimum_required(VERSION 3.10)
project(OneAPIDemo)
set(CMAKE_CXX_STANDARD 17)
add_subdirectory(./level-zero EXCLUDE_FROM_ALL)
add_executable(OneAPIDemo src/main.cpp)
target_include_directories(OneAPIDemo PUBLIC ./level-zero/include)
target_include_directories(OneAPIDemo PUBLIC ./level-zero-npu-extensions)
target_link_libraries(OneAPIDemo ze_loader)
测试程序
为测试 Level Zero 是否能正常工作，我们修改 src/main.cpp：
#include <iostream>
#include <ze_api.h>
// 一个辅助检测返回值的宏
#define CHECK(result) \
do { \
auto _result = result; \
if (_result != ZE_RESULT_SUCCESS) { \
std::cerr << "failed at " << __FILE__ << ":" << __LINE__ \
<< "Code: " << _result << std::endl; \
exit(1); \
} \
} while (0)
int main() {
CHECK(zeInit(ZE_INIT_FLAG_VPU_ONLY | ZE_INIT_FLAG_GPU_ONLY));
uint32_t driverCount = 0;
CHECK(zeDriverGet(&driverCount, nullptr));
std::cout << "Driver count: " << driverCount << std::endl;
return 0;
}
如果看到输出 Driver count: 2，则说明 Level Zero 调用成功了！在这个程序中，我们调用了 zeInit 和 zeDriverGet 两个函数。前者用于初始化 Level Zero，后者用于获取当前系统中的驱动数量。由于 Thinkbook 14p 2024 同时搭载了 GPU 和 NPU，Level Zero 能检测到的驱动数为 2。
总结
这一章介绍了如何在 VS Code 中搭建 Level-Zero 开发环境，并通过一个简单的程序测试了 Level Zero 的调用。在下一章中，我们将继续介绍 Level Zero 的设计架构和 API，进一步观察 NPU 的功能使用。
