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深入Python胶水语言的本质:从CPython到各类扩展机制

C中的表示 * 所有Python对象在C中都是PyObject指针 */static PyObject* add_numbers(PyObject* self, PyObject* args) {...查找函数指针# 2. 设置参数# 3. 调用函数# 4. 检查错误result = lib.add(1, 2)动态查找开销:ctypes需要在运行时动态查找符号,这比编译时链接慢。...3. pybind11:现代C++的最佳选择pybind11通过模板元编程实现了优雅的接口。...PyTorch的pybind11实现PyTorch大量使用pybind11来暴露C++接口:// torch/csrc/Module.cppPYBIND11_MODULE(torch....理解这些机制不仅有助于我们更好地使用Python,也能帮助我们在需要时正确选择和实现C扩展。在实际工作中,要根据具体需求选择合适的方案,在性能和开发效率之间找到平衡点。

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深度解决添加复杂数据增强导致训练模型耗时长的痛点

C++ And CUDA Extensions For Python/ PyTorch C++ 与 Python 或 PyTorch 的交互,业界主流做法是采用 pybind11,关于Pybind11...从上面代码可以看出,Python 中的 np.array 数组与 pybind11 的 py::array_t 相互对应,也即 Python 接口函数中,传入的 np.array 数组,在 C++ 对应的函数中用...可以看到,我们在获取 tensor 的数据指针时候(data_ptr()),PyTorch 官方示例代码和 MMDtection/MMCV 中的一些相关代码都推荐先做这个操作。...这是因为,不管是在 Python 还是在 C++ 代码中,使用 permute()、transpose()、view() 等方法操作返回一个新的 tensor 时,其与旧的 tensor 是共享数据存储...中使用C++/CUDA|以PointNet中的ball query 为例 [10]: OpenMMLab:PyTorch 源码解读之 cpp_extension:揭秘 C++/CUDA 算子实现和调用全流程

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    给Python算法插上性能的翅膀——pybind11落地实践

    在一些对性能要求高的场景下,还是需要使用C/C++来解决。但是如果要求算法同学全部使用C++来开发线上推理服务,成本又非常高,导致开发效率和资源浪费。...本文主要介绍pybind11在腾讯广告多媒体AI Python算法的加速实践,以及过程中的一些经验总结。 2....Pybind11 通过 C++ 编译时的自省来推断类型信息,来最大程度地减少传统拓展 Python 模块时繁杂的样板代码, 且实现了常见数据类型,如 STL 数据结构、智能指针、类、函数重载、实例方法等到...、string类型传递 由于在Python3中 string类型默认为UTF-8编码,如果从C++端传输string类型的protobuf数据到Python,则会出现 “UnicodeDecodeError...端时,由于目前pybind11暂不支持自动转换cv::Mat数据结构,因此需要手动处理C++ cv::Mat和Python端numpy之间的绑定。

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    AscendC从入门到精通系列(四)使用Pybind调用AscendC算子

    对于自定义算子工程,需要使用PyTorch Ascend Adapter中的OP-Plugin算子插件对功能进行扩展,让torch可以直接调用自定义算子包中的算子,详细内容可以参考PyTorch框架;对于...Pybind是一个用于将C++代码与Python解释器集成的库,实现原理是通过将C++代码编译成动态链接库(DLL)或共享对象(SO)文件,使用Pybind提供的API将算子核函数与Python解释器进行绑定...在Python解释器中使用绑定的C++函数、类和变量,从而实现Python与C++代码的交互。...定义Pybind模块将C++函数封装成Python函数。PYBIND11_MODULE是Pybind11库中的一个宏,用于定义一个Python模块。...调用脚本在Python调用脚本中,使用torch接口生成随机输入数据并分配内存,通过导入封装的自定义模块add_custom,调用自定义模块add_custom中的run_add_custom函数,从而在

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    PyTorch 2.2 中文官方教程(十二)

    一旦您用 C++和 ATen 编写了操作,您可以使用 pybind11 以非常简单的方式将您的 C++函数或类绑定到 Python 中。...虽然我们建议只有在您的想法无法(足够高效地)表达为简单的 Python 函数时才使用此选项,但我们提供了一个非常友好和简单的接口来使用ATen,PyTorch 的高性能 C++张量库来定义自定义的 C+...然而,这个 OpenCV 矩阵将在函数结束时超出范围并被释放。如果我们原样返回output张量,那么在函数外部使用时它将指向无效的内存。...该 API 与pybind11非常相似,如果您熟悉该系统,大部分概念都会转移到这里。 在 C++中实现和绑定类 在本教程中,我们将定义一个简单的 C++类,该类在成员变量中维护持久状态。...、加载和运行 TorchScript 代码 我们还可以在 C++进程中使用自定义注册的 C++类使用 libtorch。

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    Python & C++ - pybind11 实现解析

    借助 pybind11 和 Python C API, 我们可以方便的在 C++ 中创建 Python 脚本环境, 这里给出运行环境创建的一种方式: wchar_t libraryPath[] = L"..., 这样保证我们不容易使用错误的类型对 Python 中的对象进行操作, 具体每个类型的作用这里不一一展开描述了, 下面再具体介绍一下 pybind11 中控制 Python 对象生命周期的辅助设施...., 最终将 C++ 对象和 Python 对象关联到了一起. ---- 3.5.1 pybind11::detail::instance 在 Python 虚拟机中, 所有的 C++ UDT 对象,...常规 C++ 类对应的特化版本实现, 这个地方 pybind11 利用了 SFINAE 的正交特性, 也就是任何基于 SFINAE 支持的特化类型实现, 不能出现交集, 不能出现存在类型 A 和 B,...C++ 异常. ---- 5.2 C++ 中处理 Python 异常 这个其实就是我们一般需要在引擎中支持的脚本错误处理回调, 回调中一般会输出错误日志等信息, 通过 pybind11, 这个功能也能很好的完成

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    详解PyTorch编译并调用自定义CUDA算子的三种方式

    运行环境 NVIDIA Driver: 418.116.00 CUDA: 11.0 Python: 3.7.3 PyTorch: 1.7.0+cu110 CMake: 3.16.3 Ninja: 1.10.0...一是比较运行时间,上一篇教程详细讲过了;二是训练一个PyTorch模型,这个下一篇教程再来详细讲述。...编译cpp和cuda文件 JIT JIT就是just-in-time,也就是即时编译,或者说动态编译,就是说在python代码运行的时候再去编译cpp和cuda文件。...pybind11,因为我的pybind11没有使用conda安装,会出现一些编译问题,详见:https://github.com/pybind/pybind11/issues/1379#issuecomment...cmake 总结 至此三种编译cuda算子并python调用的方式基本都囊括了,下一篇教程将讲讲PyTorch如何将自定义cuda算子加入到计算图中,并实现前向和反向传播,最终训练模型。

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    PyTorch 1.5上线:加入稳定C++前端,高级自动梯度API

    「Channels last」储存布局解锁了使用高效卷积算法与硬件的能力。另外,它被设计为在众多运算中自动传播,使得用户能在不同储存布局间轻松切换。...自定义 C++类(实验型) 这次发布的版本中加入了 torch.CutomClassHolder 这一新的 API,能够将自定义的 C++类同时绑定到 TorchScript 和 Python 中。...该 API 的用法几乎与 pybind11 相同,它允许用户将自定义的 C++类与方法暴露给 TorchScript 类型的系统,这使得用户能够从 TorchScript 和 Python 中实例化并操纵任意...当前版本涉及大量针对分布式 RPC 框架的可靠性与鲁棒性的功能强化以及错误修复,并加入了如性能调试支持、在 RPC 中使用 TorchScript 功能等一系列新功能。...PyTorch 对 Python 的支持将仅限于 Python 3,特别是 Python 3.5、3.6、3.7 和 3.8(首先在 PyTorch 1.4.0 中启用)。

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    Swift 响应式编程:简化 KVO 观察与 UI 事件处理 | 开源日报 No.110

    [2] Stars: 14.0k License: NOASSERTION pybind11 是一个轻量级的头文件库,用于在 C++ 和 Python 之间实现无缝操作性,主要用于创建现有 C++ 代码的...其主要功能和关键特点包括: 熟悉的 API:具有类似 NumPy 的 Python API 和完整的 C++ API,并且还有高级封装包 mlx.nn 和 mlx.optimizers,API 设计遵循...PyTorch 规范以简化模型构建。...可组合函数转换:具备自动微分、自动向量化和计算图优化等可组合函数转换功能。 懒惰计算:采用延迟执行方式进行计算,只有在需要时才会实现数组操作。...动态图构建:使用动态方式构建运行时的计算图,在改变参数形状时不触发缓慢编译过程,并且便于调试与理解。 多设备支持:支持 CPU 和 GPU 运行操作。

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    Pytorch拓展进阶(二):Pytorch结合C++以及Cuda拓展

    Pytorch-v1.0即将出现,在官方的介绍中,有这么一段话: 大致意思就是,C语言底层的库和C++底层的库会因为结合caffe2而有所改变,但是接口应该变动不会太大,上面提到了replacing和.../ lltm-extension/ lltm.cpp setup.py 在setup.py中写这些信息,我们使用setuptools去编译我们的C++代码,CppExtension和...程序在CPU和GPU中运行,C++版的运行速度要大于直接使用pytorch编写层的速度。...注意,我们只编写了C++代码但是却可以在CPU中和GPU中跑,为什么,这就要归功于Aten的设计,Aten就是pytorch的C++版,使用Aten编写出来的tensor,只要在程序中.cuda(),就可以将...C++和cuda代码结合其实和C语言是类似的,需要我们使用C++来写接口函数和python相连,然后使用C++去调用cuda程序。

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    Pytorch源码编译简明指南

    torch文件夹也同样重要,其中主要包含了一些稍微高层些的操作函数,例如torch.ones等,有C++和Python端,也包括了Python核心代码和包装代码,如果我们使用python版Pytorch...在我们编译Pytorch源码的过程中会使用到这个文件夹中的代码。...关于libtorch的具体介绍和简单使用可以看这里:利用Pytorch的C++前端(libtorch)读取预训练权重并进行预测。...ninja ninja可以大大加快编译速度,而且在编译过程中提示的错误信息更加完整和详细,如果我们想使用ninja来编译,那么直接在当前的python环境中pip install ninja即可。...# 出现Ture说明cudnn正常 7401 # 这是我的版本号 caffe2 在安装caffe2的环境下运行python并导入caffe2.python,如果顺利加载则证明安装成功。

    2.9K40

    一文带你使用即时编译(JIT)提高 PyTorch 模型推理性能!

    在之前的分享中,我们介绍了 torch jit 是如何通过 trace 转换模型,使用 subgraph rewriter 优化计算图,以及如何使用 aliasDB 来避免别名造成的优化错误。...通过这些步骤,由 Python 描述的模型变成了更适合部署的计算图。这次分享我们将目标转向运行时,看看 PyTorch 如何使用生成的计算图进行推理。...torch jit 的名字就来源于此,PyTorch 使用 trace 或 script 之类的方法将模型转换成计算图,然后在运行时 "just in time" 的优化和执行推理过程。...从 Python 到 C++ 现在我们可以正式开始学习 torch jit 的运行时过程了。首先是要将 Python 的函数调用转换成 C++ 实现的推理实现。...这个函数会把 Python 传入的 Tensor 参数转换成 C++ 使用的 IValue 对象,并且推入数据栈中。

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    Python + Docker 还是 Rust + WebAssembly?这并不难选

    维护成本 假设我们想要“绑定” Python 和 C++ API,我们必须使用第三方库来自动化这个转换过程,例如 Pybind11。...图 2 中的示例代码展示了如何使用 Pybind11 “绑定” C++ 和 Python 程序。...虽然 Docker 容器被设计为在不同环境中一致运行,但在不同 CPU 架构之间移动时可能会存在差异。这可能会给确保不同部署环境中的一致性能和行为带来挑战。...它确保在编译时捕获数据竞争(并发系统中最常见和最具挑战性的错误之一)。这意味着开发者可以编写并发代码,而不必担心引入难以检测的运行时错误。 富有表现力的类型系统。...这意味着即使一个模块出现问题,也不会影响其他模块的正常运行。 占用空间更小。 使用 Rust 和 WebAssembly,开发者可以事半功倍。

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    PyTorch自定义CUDA算子教程与运行时间分析

    这里简单记录一下PyTorch自定义CUDA算子的方法,写了一个非常简单的example,再介绍一下正确的PyTorch中CUDA运行时间分析方法。...+版本的torch tensor,然后转换成C++指针数组,调用CUDA函数launch_add2来执行核函数。...然后编写torch cpp函数建立PyTorch和CUDA之间的联系,用pybind11封装。 最后用PyTorch的cpp扩展库进行编译和调用。...安装命令为: sudo apt install nsight-systems 然后在运行python代码时,在命令前面加上nsys profile就行了: nsys profile python3 main.py...时间大概在29us左右,和我们实际代码测出来的也是比较接近的: ? 其实我们实际想要知道的耗时并不包括api调用和线程同步的时间,但是这部分时间在python端不好去掉,所以就加上了。

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    详解libtorch error C1021: 无效的预处理器命令“warning”

    这个错误意味着在源代码中使用了无效的预处理器命令warning,通常是因为在编译时开启了特定的警告选项。本篇文章将详细介绍这个错误的原因以及如何解决它。错误原因分析这个错误通常与编译器的警告选项相关。...libtorch是PyTorch的C++前端库,它允许开发者在C++环境中使用PyTorch的功能和能力。libtorch提供了一个用于构建、训练和部署深度学习模型的高性能C++接口。...以下是libtorch的一些主要特点:高性能和低延迟:libtorch是基于C++编写的,代码在C++环境中执行,相比于Python运行时环境,能够获得更高的执行效率和更低的延迟。...无缝集成:libtorch提供了与PyTorch的无缝集成,开发者可以将在Python中使用PyTorch训练的模型转移到C++环境中,并继续进行模型推理、优化和部署。...这种无缝的集成使得在模型开发和部署过程中能够更加高效和方便地跨平台操作。模型导入和导出:libtorch可以加载以及保存在Python中用PyTorch训练的模型。

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    Python调用C++代码

    Python调用C++代码 今天在研究PyTorch中Tensor的一些操作的时候,发现其底层Tensor的操作都是用C++写的,并使用pybind11进行C++和Python的桥接。...所以,我就想着探索一下Python中如何调用C++代码?...可行方案 其实,方案还是挺多的: Python内置的ctypes接口(可以将C/C++代码编译为动态库,在Python中进行调用) CFFI(提供了一种在Python代码中混合C代码的途径) Cython...(C后端版本的Python实现,建立了Python类型和C语言之间的映射关系,提供了使用Python代码调用C函数库的能力) Boost.Python (提供手动导出C++代码接口的能力供Python...gcc -Wall -Wextra -O -ansi -pedantic -shared test.c -o test.so 在Python中调用 In [1]: from ctypes import

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    了解 Python 底层的解释器 CPython 和 Python 的对象模型

    C 扩展:开发者可以使用 C 或 C++ 编写扩展模块,直接与 Python 代码交互。这对于性能关键型任务非常有用。...(静态链接生成的是体积较大的独立可执行文件,而动态链接生成的可执行文件体积小,但运行时依赖外部的动态库文件) 目前市面上主流的 AI 计算框架,如 TensorFlow、PyTorch、华为 MindSpore...以及百度的 PaddlePaddle 等,都利用 pybind11 来实现 C++ 到 Python 端的接口封装。...【pybind11 — C++ 11 与 Python 之间的无缝操作性】 稳定且成熟:作为最早被开发和使用的 Python 实现,CPython 经过多年迭代,已经非常稳定和成熟。...类和实例 在面向对象编程中,类(Class)是创建对象的模板,而对象是根据类创建的实例(Instance)。Python 中使用 class 关键字定义类。

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