loop_tool 开源项目教程
项目介绍
loop_tool 是一个轻量级的线性代数代码生成和优化工具包。它旨在高效地编译基于密集循环的计算,适用于线性代数、神经网络和媒体处理等领域。loop_tool 由两个核心思想构成:
- 懒惰的符号前端:扩展了典型的急切接口(如 Numpy 或早期 PyTorch),支持符号形状推导和透明即时编译。
- 简单的函数式中间表示(IR):通过局部节点级别的注释进行优化,并降低到各种后端(目前支持 C 和 WASM)。
项目快速启动
安装
C++
git clone https://github.com/facebookresearch/loop_tool
git mkdir build
cd build
cmake -DCMAKE_BUILD_TYPE=Release ..
make -j$(nproc)
Python
pip install loop_tool
JavaScript
curl -O -L https://github.com/facebookresearch/loop_tool/raw/main/javascript/lt.mjs.gz
gunzip lt.mjs.gz
使用示例
C++
#include <loop_tool/loop_tool.h>
namespace lt = loop_tool;
auto mm = [](lt::Tensor A, lt::Tensor B) {
lt::Symbol M, N, K;
auto C = A.as(M, K) * B.as(K, N);
return C.sum(K);
};
lt::Tensor A(128, 128);
lt::Tensor B(128, 128);
std::fill(A.data<float>(), A.data<float>() + 128 * 128, 1.0f);
std::fill(B.data<float>(), B.data<float>() + 128 * 128, 1.0f);
auto C = mm(A, B);
std::cout << C.data<float>()[0] << std::endl;
Python
import loop_tool as lt
import numpy as np
def mm(a, b):
m, n, k = lt.symbols("m n k")
return (a.to(m, k) * b.to(k, n)).sum(k)
A_np = np.ones((128, 128))
B_np = np.ones((128, 128))
A = lt.Tensor(A_np)
B = lt.Tensor(B_np)
C = mm(A, B)
print(C.numpy()[0])
JavaScript
import * as lt from './lt.mjs';
function mm(A, B) {
const [m, n, k] = lt.symbols("m n k");
return A.to(m, k).mul(B.to(k, n)).sum(k);
}
const A = lt.tensor(128, 128);
const B = lt.tensor(128, 128);
A.set(new Float32Array(128 * 128).fill(1));
B.set(new Float32Array(128 * 128).fill(1));
const C = mm(A, B);
console.log(await C.data()[0]);
应用案例和最佳实践
案例1:矩阵乘法优化
loop_tool 可以显著优化矩阵乘法的性能。通过使用符号前端和即时编译,可以在不牺牲易用性的情况下获得高性能。
案例2:神经网络计算
在神经网络计算中,loop_tool 可以用于优化卷积和全连接层的计算。通过将这些操作表示为密集循环,loop_tool 可以自动进行优化和编译。
典型生态项目
PyTorch
loop_tool 可以与 PyTorch 结合使用,通过提供一个高效的即时编译后端来加速 PyTorch 模型的推理和训练。
TensorFlow
与 TensorFlow 结合使用时,loop_tool 可以作为一个高效的
创作声明:本文部分内容由AI辅助生成(AIGC),仅供参考