编译含Protobuf map字段的CUDA文件时出现返回类型不兼容错误

问题背景 #

我正在编译一个使用CUDA、gRPC和Protobuf的项目。该项目最初基于gRPC 1.20和Protobuf 3.7构建，现在尝试升级到最新版本的gRPC（包括1.55、1.56.x及master分支），但编译时遇到错误，问题出在Protobuf消息中的map<string,string>字段。

最小复现示例（MRE） #

foo.proto #

syntax = "proto3";
package Foo;

message Bar {
    map<string,string> baz = 1;
}

message Result {}

service FooService {
    rpc FooFunc (Bar) returns (Result) {}
}

main.cu #

#include "cpp/foo.pb.h"

int main() {
    return 0;
}

编译步骤与错误 #

1. 编译Protobuf文件（使用完整路径确保版本一致）：

/usr/local/bin/protoc --grpc_out=cpp --cpp_out=cpp --plugin=protoc-gen-grpc=/usr/local/bin/grpc_cpp_plugin foo.proto

2. 以常规C++文件编译main.cu，编译成功：

nvcc -x cpp main.cu -I/usr/local/include -L/usr/local/lib -lprotoc -lcuda -lprotobuf -lgrpc++ -lgrpc -std=c++17

3. 以CUDA C++文件编译main.cu，出现以下错误：

/usr/local/include/google/protobuf/map_field.h(708): error: return type is not identical to nor covariant with return type "google::protobuf::internal::UntypedMapBase *" of overridden virtual function "google::protobuf::internal::MapFieldBaseForParse::MutableMap"

/usr/local/include/google/protobuf/map_field.h(626): error: return type is not identical to nor covariant with return type "google::protobuf::internal::UntypedMapBase *" of overridden virtual function "google::protobuf::internal::MapFieldBaseForParse::MutableMap"
          detected during instantiation of class "google::protobuf::internal::MapField<Derived, Key, T, kKeyFieldType_, kValueFieldType_> [with Derived=Foo::Bar_BazEntry_DoNotUse, Key=std::string, T=std::string, kKeyFieldType_=google::protobuf::internal::WireFormatLite::TYPE_STRING, kValueFieldType_=google::protobuf::internal::WireFormatLite::TYPE_STRING]" 
cpp/foo.pb.h(272): here

2 errors detected in the compilation of "main.cu".

已尝试的解决方案 #

• 测试多个gRPC版本：1.55、1.56.x及master分支，均出现相同错误
• 更换Protobuf/gRPC的安装路径：/usr/local、$HOME/.local、$HOME/.grpc，问题依旧
• 运行nvcc main.cu --keep查看预编译文件，仅生成main.cpp4.ii，未生成main.cpp1.ii，推测错误来自CUDA代码的C++预处理器阶段

临时解决办法 #

使用旧版本的gRPC（v1.50和v1.54均可）可以成功编译项目，推测gRPC 1.54之后的版本改动导致NVCC在CUDA编译模式下报错。

内容的提问来源于stack exchange，提问作者ysan