1.[深入分析CUTLASS系列] 0x02 cutlass 源码分析(一) --- block swizzle 和 tile iterator (附tvm等价code)
2.C++ä¸è¿ä»£å¨çå å
3.Java 集合(3)-- Iterable接口源码级别详解
4.PyTorch - DataLoader 源码解析(一)
5.Iterator与Iterable剖析
[深入分析CUTLASS系列] 0x02 cutlass 源码分析(一) --- block swizzle 和 tile iterator (附tvm等价code)
深入探讨CUTLASS系列之block swizzle和tile iterator
本文聚焦于block swizzle和tile iterator在CUTLASS中的编程作用。
block swizzle通过一定的源码源码步长进行换行操作,其核心逻辑为取余操作。分析关注的编程关键文件包括cutlass/gemm/threadblock/threadblock_swizzle.h和cutlass/gemm/kernel/gemm.h。在GPU中,源码源码block的分析大金刚源码发射顺序为x->y->z,通过位运算实现取余操作,编程相比直接取余,源码源码位运算在开销上更小。分析
block swizzle的编程逻辑分析展示了其在计算过程中的作用,以一个 x x的源码源码矩阵乘法为例,不进行block swizzle时,分析线程块按照n和m轴发射,编程导致在读取右矩阵的源码源码global位置时存在差异,从而影响访存量。分析进行block swizzle后,单个tile的访存量变小,减少cache miss,提高性能。
tvm等价代码示例展示了block swizzle的实现方式,简洁明了。
tile iterator解决的问题在于提供左右矩阵的load/store方法。以conv2d的iterator为例,分析了如何在focus于某一分块时确定每个线程需要被load的位置。重点关注的去毛刺verilog源码文件包括cutlass/conv/threadblock/conv2d_fprop_activation_tile_access_iterator_analytic.h、cutlass/conv/threadblock/conv2d_fprop_activation_tile_access_iterator_optimized.h和cutlass/conv/threadblock/conv2d_tile_iterator.h。分析了shared memory的load过程,以及在不同iterator中的优化方法。
tile iterator的逻辑分析详细介绍了shared memory的load过程,包括warp的划分、最大访存指令的限制和kStride参数。进一步讨论了analytic和optimized iterator的实现差异,以及如何通过位运算减少scalar操作,提高性能。
本文总结了block swizzle和tile iterator在CUTLASS中的作用和优化方法,提供了深入理解的途径。希望对相关领域感兴趣的研究者和开发者有所启发。
C++ä¸è¿ä»£å¨çå å
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Java 集合(3)-- Iterable接口源码级别详解
Iterable接口是Java集合框架中的顶级接口,通过实现此接口,集合对象能够提供迭代遍历每一个元素的能力。Iterable接口于JDK1.5版本推出,最初包含iterator()方法,规定了遍历集合内元素的标准。实现Iterable接口后,我们能够使用增强的for循环进行迭代。
Iterable接口内部定义了默认方法,如iterator()、forEach()、spliterator(),文库下载搭建源码这些方法扩展了迭代和并行遍历的灵活性和效率。iterator()方法用于获取迭代器,而forEach()方法允许将操作作为参数传递,实现对每个元素的处理。spliterator()方法则是为了支持并行遍历数据元素而设计,返回的是专门用于并行遍历的迭代器。
在Java 8中,forEach()方法的参数类型是java.util.function.Consumer,即消费行为接口,可以自定义动作处理元素。默认情况下,如果未自定义动作,迭代顺序与元素顺序保持一致。尝试分割迭代器(trySplit())可以在多线程环境中实现更高效的并行计算,虽然实际分割不总是完全平均,但能有效提升性能。
Iterable接口的实现确保了快速失败机制,即在遍历过程中删除或添加元素会抛出异常,以确保数据一致性。这种方法虽然限制了某些操作,但维护了集合数据的稳定性和可靠性。
总结而言,Iterable接口作为集合顶级接口,定义了迭代遍历的易支付动漫源码基本规范,通过实现此接口,集合类获得了迭代遍历的能力。它支持的默认方法如iterator()、forEach()和spliterator(),使得Java集合框架在迭代和并行处理方面更加灵活和高效。
PyTorch - DataLoader 源码解析(一)
本文为作者基于个人经验进行的初步解析,由于能力有限,可能存在遗漏或错误,敬请各位批评指正。
本文并未全面解析 DataLoader 的全部源码,仅对 DataLoader 与 Sampler 之间的联系进行了分析。以下内容均基于单线程迭代器代码展开,多线程情况将在后续文章中阐述。
以一个简单的数据集遍历代码为例,在循环中,数据是如何从 loader 中被取出的?通过断点调试,我们发现循环时,代码进入了 torch.utils.data.DataLoader 类的 __iter__() 方法,具体内容如下:
可以看到,该函数返回了一个迭代器,主要由 self._get_iterator() 和 self._iterator._reset(self) 提供。接下来,我们进入 self._get_iterator() 方法查看迭代器的产生过程。
在此方法中,最轻巧网站源码根据 self.num_workers 的数量返回了不同的迭代器,主要区别在于多线程处理方式不同,但这两种迭代器都是继承自 _BaseDataLoaderIter 类。这里我们先看单线程下的例子,进入 _SingleProcessDataLoaderIter(self)。
构造函数并不复杂,在父类的构造器中执行了大量初始化属性,然后在自己的构造器中获得了一个 self._dataset_fetcher。此时继续单步前进断点,发现程序进入到了父类的 __next__() 方法中。
在分析代码之前,我们先整理一下目前得到的信息:
下面是 __next__() 方法的内容:
可以看到最后返回的是变量 data,而 data 是由 self._next_data() 生成的,进入这个方法,我们发现这个方法由子类负责实现。
在这个方法中,我们可以看到数据从 self._dataset_fecther.fetch() 中得到,需要依赖参数 index,而这个 index 由 self._next_index() 提供。进入这个方法可以发现它是由父类实现的。
而前面的 index 实际上是由这个 self._sampler_iter 迭代器提供的。查找 self._sampler_iter 的定义,我们发现其在构造函数中。
仔细观察,我们可以在倒数第 4 行发现 self._sampler_iter = iter(self._index_sampler),这个迭代器就是这里的 self._index_sampler 提供的,而 self._index_sampler 来自 loader._index_sampler。这个 loader 就是最外层的 DataLoader。因此我们回到 DataLoader 类中查看这个 _index_sampler 是如何得到的。
我们可以发现 _index_sampler 是一个由 @property 装饰得到的属性,会根据 self._auto_collation 来返回 self.batch_sampler 或者 self.sampler。再次整理已知信息,我们可以得到:
因此,只要知道 batch_sampler 和 sampler 如何返回 index,就能了解整个流程。
首先发现这两个属性来自 DataLoader 的构造函数,因此下面先分析构造函数。
由于构造函数代码量较大,因此这里只关注与 Sampler 相关的部分,代码如下:
在这里我们只关注以下部分:
代码首先检查了参数的合法性,然后进行了一轮初始化属性,接着判断了 dataset 的类型,处理完特殊情况。接下来,函数对参数冲突进行了判断,共判断了 3 种参数冲突:
检查完参数冲突后,函数开始创建 sampler 和 batch_sampler,如下图所示:
注意,仅当未指定 sampler 时才会创建 sampler;同理,仅在未指定 batch_sampler 且存在 batch_size 时才会创建 batch_sampler。
在 DataLoader 的构造函数中,如果不指定参数 batch_sampler,则默认创建 BatchSampler 对象。该对象需要一个 Sampler 对象作为参数参与构造。这也是在构造函数中,batch_sampler 与 sampler 冲突的原因之一。因为传入一个 batch_sampler 时,说明 sampler 已经作为参数完成了 batch_sampler 的构造,若再将 sampler 传入 DataLoader 是多余的。
以第一节中的简单代码为例,此时并未指定 Sampler 和 batch_sampler,也未指定 batch_size,默认为 1,因此在 DataLoader 构造时,创建了一个 SequencialSampler,并传入了 BatchSampler 进行构建。继续第一节中的断点,可以发现:
具体使用 sampler 还是 batch_sampler 来生成 index,取决于 _auto_collation,而从上面的代码发现,只要存在 self.batch_sampler 就永远使用 batch_sampler 来生成。batch_sampler 与 sampler 冲突的原因之二:若不设置冲突,那么使用者试图同时指定 batch_sampler 与 sampler 后,尤其是在使用者继承了新的 Sampler 子类后, sampler 在获取数据的时候完全没有被使用,这对开发者来说是一个困惑的现象,容易引起不易察觉的 BUG。
继续断点发现程序进入了 BatchSampler 的 __iter__() 方法,代码如下:
从代码中可以发现,程序不停地从 self.sampler 中获取 idx 加入列表,直到填满一个 batch 的量,并将这一整个 batch 的 index 返回到迭代器的 _next_data()。
此处由 self._dataset_fetcher.fetch(index) 来获取真正的数据,进入函数后看到:
这里依然根据 self.auto_collation(来自 DataLoader._auto_collation)进行分别处理,但是总体逻辑都是通过 self.dataset[] 来调用 Dataset 对象的 __getitem__() 方法。
此处的 Dataset 是来自 torchvision 的 DatasetFolder 对象,这里读取文件路径中的后,经过转换变为 Tensor 对象,与标签 target 一起返回。参数中的 index 是由迭代器的 self._dataset_fetcher.fetch() 传入。
整个获取数据的流程可以用以下流程图简略表示:
注意:
另附:
对于一条循环语句,在执行过程中发生了以下事件:
Iterator与Iterable剖析
Iterable(java.lang):可迭代的;可重复的;因此实现了这个接口的集合对象支持迭代,是可迭代(able)的。
Iterator(java.util):iterator就是迭代者(tor),我们一般叫迭代器,它就是提供迭代机制的对象,具体如何迭代,都是Iterator接口规范的。
Iterable:一个集合对象要表明自己支持迭代,能有使用for each语句的特权,就必须实现Iterable接口,且必须实现其中的iterator()方法,生成一个迭代器。
注意!!!实现了java.lang.Iterable接口的东西可以用for-each去遍历,但是能用for-each去遍历的不一定实现了该接口,比如数组就是。
这个迭代器是用接口定义的 iterator方法提供的。也就是iterator方法需要返回一个Iterator对象。
Iterable源码:由源码图可以看出,Iterable有三个方法,分别是1 Iterator iterator();2 default void forEach(Consumer action){ }; JDK 1.8后新增的默认方法;3 default Spliterator spliterator(){ }; JDK 1.8后新增的默认方法。
Iterator:被称之为顺序遍历迭代器,jdk中默认对集合框架中数据结构做了实现。Iterator在实际应用中有一个比较好的点就是,可以一边遍历一边删除元素。
Iterator源码:由源码图Iterator接口中定义了四个方法,分别是1 boolean hasNext():如果被迭代遍历的集合还没有被遍历完,返回True;2 Object next():返回集合里面的下一个元素;3 remove():删除集合里面上一次next()方法返回的元素;4 void forEachRemaining(Consumer action):JDK 1.8后新增默认方法 使用Lambda表达式来遍历集合元素。
forEachRemaining()与forEach()方法之间的区别?通过源码,我们可以看出他们之间的区别与联系。相同点:都可以遍历集合;都是接口的默认方法;都是1.8版本引入的。区别:forEachRemaining()方法内部是通过使用迭代器Iterator的所有元素,forEach()方法内部使用的是增强for循环。
iterator示例:迭代出来的元素都是原来集合元素的拷贝,Java集合中保存的元素实质是对象的引用(可以理解为C中的指针),而非对象本身。迭代出的元素也就都是引用的拷贝,结果还是引用。
如果集合中保存的元素是可变类型的,我们就可以通过迭代出的元素修改原集合中的对象。而对于不可变类型,如String、基本元素的包装类型Integer都是则不会反应到原集合中。而for each遍历元素的本质就是通过迭代器遍历元素,所以for each循环能否改变元素的值基本类型数组,不可改变;引用类型数组(除String类型),可以改变。