1.LLVM后端探究-Intrinsic篇
2.V8 编译浅谈
3.TVM 自底向上(二):TIR 的源码概念和编译原理
4.LLVM IR 指南
5.OpenAI/Triton MLIR 第零章: 源码编译
6.AI编译器技术剖析(二)-传统编译器
LLVM后端探究-Intrinsic篇
LLVM后端中的Intrinsic机制
当使用标准C语言开发,但目标指令集包含如rd=rd*ra*rs这样的源码复杂操作时,LLVM的源码中间表示(Machine IR, MIR)可能无法直接映射。例如,源码若指令含义变为rd=rd*rd+ra*ra+rs*rs,源码直接转换会变得困难。源码记账 源码 php虽然多指令组合可实现,源码但在源代码层面,源码这种操作通常只需一行。源码此时,源码LLVM的源码Intrinsic机制就显得尤为重要。
Intrinsic在LLVM中扮演了底层操作的源码桥梁,它允许开发者在源代码级别直接表达复杂指令,源码然后在编译器后端处理。源码以ARM后端为例,源码我们可以通过定义新的Intrinsic函数来简化代码。首先,需要在BuiltinARM.def文件中新增函数定义,如__builtin_arm_mulll,指定参数和返回类型。接着,在IntrinsicsARM.td文件中定义其对应的指令选择。
要实际应用Intrinsic,C代码需要相应调整,比如使用__builtin_arm_mulll(a, b, c)代替复杂的指令组合。编译时,可以看到原来的多条IR指令被替换为一个Intrinsic形式的指令,汇编结果也显示出匹配的底层操作指令smlabb,通过参数-march=armv5te启用。
尽管本文以ARM后端为例,但Intrinsic的实现需要对目标后端有深入理解。对于新后端,可能需要更全面的优盘启动网站源码教程和库支持。本文仅展示了Intrinsic的基本使用,还有待进一步完善,特别是对于新指令的添加和Intrinsic框架的构建。
总的来说,Intrinsic是LLVM后端优化的一种工具,通过它,开发者可以在源代码层面更直观地表达复杂的底层操作,提升编译效率和代码可读性。希望本文对LLVM开发者有所启发,若有任何疑问或建议,欢迎交流。
V8 编译浅谈
V8 编译原理详解 本文旨在介绍 JavaScript 在 V8 编译器中的解析过程,帮助读者理解 JavaScript 如何在 V8 中高效运行。V8 作为 Chrome 浏览器和 Node.js 的核心引擎,采用了混合动态编译技术,通过编译器组件如Ignition和TurboFan来提升性能。编译器与解释器
首先,区分解释器和编译器:解释器如Perl直接执行源代码,而编译器如Java,先将源码转化为机器可执行的中间表示(IR),通过多轮迭代优化。编译器的关键组件包括IR,用于优化源码并生成高效目标代码。JIT编译与混合动态编译
早期,Web前端对启动速度有高要求,因此采用解释器。为提高运行时性能,V8 引入JIT编译技术,结合混合编译,实时优化代码。这种编译框架解决了JavaScript性能问题,让代码运行更快。个人实物商城源码V8 编译原理详解
1. Ignition解释器:将抽象语法树(AST)转化为字节码,并利用类型反馈优化热点代码,生成Feedback Vector,指示优化方向。 2. TurboFan优化编译器:利用JIT技术,根据运行时信息生成优化后的机器代码,通过反馈向量进行动态编译优化和去优化。运行时表现
通过D8调试工具,可以查看代码的编译和运行信息,如AST、字节码、优化和去优化过程。通过分析,加深对V8编译过程的理解。 通过实战操作,如生成AST、字节码和检查运行时反馈,可以直观地体验V8的编译与优化策略。 要深入探究,可以尝试使用D8工具和V8的Native API,如%DebugPrint,探索更多细节。TVM 自底向上(二):TIR 的概念和编译原理
在深入探讨TVM中的编译过程与中间表示(IR)时,特别是TIR(Tensor IR)的概念及其编译原理,本节将重点聚焦于如何将神经网络模型转化为硬件源代码,以帮助读者更深入地理解这一复杂过程,并找到学习TVM的乐趣。
TIR是TVM中最接近目标硬件的数据结构,无论前端模型(如pytorch、tensorflow或ONNX)经过了哪些转换,最终在被编译为目标后端代码前,都需要被转化为TIR。电商整套源码TVM的编译流程中,TIR起着核心作用,其位置如图所示。
在TIR的实现中,抽象语法树(AST)扮演着关键角色。AST是一种通用的数据结构,用于表示任何编程语言的语法结构。它由节点组成,每个节点代表一种语言元素,如变量、函数调用或控制结构。在TIR中,AST为编译为不同硬件(如C++、CUDA、LLVM IR等)的代码提供了一个通用的结构。
通过将AST转换为源代码(CodeGen过程),TIR能够解决神经网络推理计算中遇到的两个主要问题:首先,它能够表示深度学习算子(如卷积、池化、ReLU)和控制结构(如min、max、if-else),这些算子和控制结构都基于基本的数学运算。其次,TIR的通用性使得加速逻辑可以被抽象化并应用于各种硬件架构,从而实现跨平台的加速。
TVM中的关键概念包括:IRModule、PrimFunc和CodeGen。IRModule是TVM中最小的编译单元,用于封装待编译的TIR和其他中间表示。PrimFunc封装了完整的AST,作为IRModule的怎么偷软件源码API,对应生成.so库的函数入口。CodeGen负责将AST转换为目标硬件的源代码,本质上是一个树遍历迭代器。
TVMScript提供了一种简化TIR AST开发的方法,它利用Python AST(Python的语法树实现,如Cython使用),允许直接使用Python语法编写AST,从而简化了TIR的开发流程。TVMScript还支持双向转换,即可以从TIR AST生成TVMScript,也可以从TVMScript解析回TIR AST。
通过调用tvm.build函数,可以将IRModule编译为目标代码并运行,该过程根据所选的目标(如CPU、GPU或LLVM IR)选择适当的CodeGen。对于不同的目标,CodeGen过程涉及将TIR AST转换为目标硬件的源代码,然后使用相应的编译器生成可执行文件。例如,对于C++目标,CodeGen过程包括TIR到C++源代码的转换,而CUDA目标则涉及TIR到CUDA源代码的转换。
最后,本节概述了使用TVMScript编写TIR AST和调用适当CodeGen编译为源代码的完整流程,并强调了其他相关章节的内容。通过了解这些概念和原理,读者能够更深入地理解TVM编译过程的内在机制,从而为探索和应用TVM提供坚实的基础。
LLVM IR 指南
LLVM IR是一种通用的程序表示形式,编程语言编译器通过前端生成并经过一系列分析和转换(称为pass)生成优化后的IR。这种表示允许跨语言和硬件的隔离,便于优化,并支持在不同阶段进行优化,比如runtime时,IR会被保留并在发现可优化点时进行重新编译。
LLVM IR有三种形式:内存中的ir、硬盘上的bitcode文件(ir.bc)和供人阅读的文本形式(ir.ll)。在编译过程中,ir的内存格式用于全阶段优化,特别是在需要runtime优化时。
LLVM工具链包含了编译LLVM源码所需的工具,通常在编译目录的bin目录下。要生成IR的基本结构,可以使用clang命令。IR的基本结构由module、function、basicblock和instruction组成,每个模块可能包含多个函数,每个函数由多个基本块构成,体现了控制流的执行逻辑。
LLVM的Pass Manager执行分析和转换,包括analysis pass和transform pass。新旧Pass Manager在结构和命令行使用上有所不同。Pass的执行顺序通常从module开始,逐步深入到function、loop等层次,涉及到如别名分析、MemorySSA和Loop-Invariant-code-motion等优化策略。
例如,别名分析分析变量的load/store操作产生的别名,通过构建语句间的约束和迭代生成alias,提供函数间的内存依赖信息。MemorySSA则在此基础上,提供内存依赖查询,便于IR的分析和transform pass。
Link-time优化是LLVM的另一大优势,它允许在链接阶段对整个程序的IR进行优化,利用内存中的IR进行更深入的分析和改进。这比传统编译过程中的优化更为灵活和高效。
调试和命令行使用方面,LLVM提供了丰富的工具和技巧,帮助开发者在编译过程中进行调试和优化,比如MakeFile中的关键语句和调试技巧。
OpenAI/Triton MLIR 第零章: 源码编译
本文旨在深入探讨开源AI项目OpenAI Triton MLIR,着重介绍Triton作为编程语言与编译器在GPU加速计算领域的应用与优化。Triton为用户提供了一种全新的方式,通过将其后端接入LLVM IR,利用NVPTX生成GPU代码,进而提升计算效率。相较于传统CUDA编程,Triton无需依赖NVIDIA的nvcc编译器,直接生成可运行的机器代码,体现出其在深度学习与数据科学领域的高性能计算潜力。Triton不仅支持NVIDIA GPU,还计划扩展至AMD与Intel GPU,其设计基于MLIR框架,通过Dialect支持多样化后端。本文将从源码编译角度出发,逐步解析Triton的设计理念与优化策略,为研究编译技术和系统优化的工程师提供宝贵资源。
首先,需要访问Triton的官方网站,克隆其官方代码库,以便后续操作。构建过程涉及两个重要依赖:LLVM与pybind。LLVM作为Triton的核心后端,通过将高级Python代码逐步转换至LLVM IR,最终生成GPU可运行代码,体现了其在计算优化领域的优势。pybind组件则用于封装C++/CUDA或汇编代码,实现Python DSL与高性能组件的无缝集成。
接下来,将LLVM与pybind分别编译安装,通过手动配置指定路径,确保编译过程顺利进行。LLVM的安装对于基于Triton进行二次开发的工程师和研究人员至关重要,因为它为Triton提供了强大的计算基础。在特定的commit ID下编译Triton,确保与后续版本兼容。
在编译过程中,配置pybind同样至关重要,它允许用户通过Python API调用高性能组件,实现自动化生成高性能算子。完成编译后,生成的.so文件(libtriton.so)为后续Triton的Python接口提供了支持。
将libtriton.so移动至triton/python/triton/_C目录下,确保Python路径正确配置,实现无缝导入与调用。通过简单的import triton命令,即可开启Triton的开发之旅。验证Triton性能,可以选择tutorials目录下的示例代码,如-matrix-multiplication.py,通过运行该脚本,观察Triton在GPU上的性能表现。
Triton在NVGPU上的成熟映射路线,从抽象的Python DSL到贴近GPU层面的IR,最终生成高效机器代码,体现了其在高性能计算领域的优越性。Triton未来的发展蓝图将支持更多前端语言,对接不同硬件厂商的硬件,实现高效映射,满足多样化计算需求。
AI编译器技术剖析(二)-传统编译器
AI技术的广泛应用中,智能家居和自动驾驶都依赖于NLP和计算机视觉等AI模型,这些模型部署在云、专用设备和物联网设备中。在将AI模型从研发到实际应用的过程中,编译器的作用日益凸显,特别是在处理非标准算子的模型部署上。AI编译器的兴起预示着未来十年的快速发展。
AI编译器技术建立在传统编译器的基础之上。它首先在IR层面优化模型,然后通过lowering将高级IR转换为传统编译器理解的低级IR,最后依赖传统编译器生成机器码。要理解AI编译器,先要掌握传统编译器的基本原理,包括其预处理、编译和链接流程,以及前端、优化器和后端的分工。
传统编译器的核心是源代码到机器码的转换过程。它通常由预处理器、编译器(分前端、优化器和后端)和链接器组成。编译器负责将高级语言转换为机器代码,而解释器则在运行时进行转换。AOT和JIT编译的区别在于执行时间:AOT在编译前完成,JIT则在运行时动态优化。
主流编译器如GCC,其源代码庞大且复杂,包含语言相关的代码、通用代码和根据机器描述生成的代码。GCC的流程包括词法分析、语法分析、优化,以及目标代码生成。而LLVM提供了一种模块化的编译器框架,支持自定义前端和后端,比如Apple的Clang,它直接支持C++等语言并转化为LLVM IR。
编译器优化是提升性能的关键,包括常量传播、常量折叠、复写传播等。它们通过消除冗余计算和改进代码结构来提高执行效率。例如,通过公共子表达式消除,可以避免不必要的计算;通过函数调用优化,如尾递归优化,减少函数调用的开销。
总的来说,本文概述了传统编译器的基础,以及AI编译器如何在其基础上发展,展示了编译器的架构、优化策略和不同编译器工具的特性,为理解AI编译器技术提供了基础。