[C++知识库]Halide示例学习一

示例学习

基本变量和概念

// 使用Halide，我们只需要包含Halide.h这个头文件就可以了
#include "Halide.h"
#include <stdio.h>

int main(int argc, char **argv) {
    // Halide::Func代表了一个计算图，代表了每一个像素值需要进行的计算操作
    Halide::Func gradient;
    // Halide::Var代表了一个变量名，需要跟Func配合使用才有意义
    Halide::Var x, y;
    // Halide::Expr代表一个表达式，可由变量的数学表达式组合成
    Halide::Expr e = x + y;
    // 现在使用左值等式接口，再计算图上添加表达式
    gradient(x, y) = e;
    // 上述写法等同如下
    //
    //   gradient(x, y) = x + y;
    //
    // 上述只是在定义计算图，没有进行实际的运算
    // 以下的语句在实际运行计算图，同事得到结果保存在output中
    Halide::Buffer<int32_t> output = gradient.realize({800, 600});
    // 以下是检查代码
    for (int j = 0; j < output.height(); j++) {
        for (int i = 0; i < output.width(); i++) {
            if (output(i, j) != i + j) {
                printf("Something went wrong!\n"
                       "Pixel %d, %d was supposed to be %d, but instead it's %d\n",
                       i, j, i + j, output(i, j));
                return -1;
            }
        }
    }
    printf("Success!\n");
    return 0;
}

# 运行结果如下所示：
Success!

操控图片操作

#include "Halide.h"
// 为了能够加载png图片而引入的库
#include "halide_image_io.h"
using namespace Halide::Tools;

int main(int argc, char **argv) {

    // 该程序主要是进行图像的过曝操作，提高亮度
    // 加载图像
    Halide::Buffer<uint8_t> input = load_image("../../images/rgb.png");

    Halide::Func brighter;
    Halide::Var x, y, c; // 多维度的图像
    // 第一个表达式
    Halide::Expr value = input(x, y, c);
    // char--->fp32
    value = Halide::cast<float>(value);
    // 乘以1.5进行提高亮度
    value = value * 1.5f;
    // 然后截断在255以内
    value = Halide::min(value, 255.0f);
    // 最后fp32--->char
    value = Halide::cast<uint8_t>(value);
    // 最后组成计算图
    brighter(x, y, c) = value;
    // 以上操作也跟下面的语句同样的效果
    //
    // brighter(x, y, c) = Halide::cast<uint8_t>(min(input(x, y, c) * 1.5f, 255));
    //
    // 下述命令进行计算图的计算
    Halide::Buffer<uint8_t> output =
        brighter.realize({input.width(), input.height(), input.channels()});
    // 最后进行output的操作
    save_image(output, "../../result/lesson_02_brighter.png");
    printf("Success!\n");
    return 0;
}

输入图片如下所示：

输出图片如下所示：

debug操作1

#include "Halide.h"
#include <stdio.h>
using namespace Halide;

int main(int argc, char **argv) {

    // 为了能够进行更清晰的说明，这里使用string赋值给函数和变量
    Func gradient("gradient");
    Var x("x"), y("y");
    gradient(x, y) = x + y;
    Buffer<int> output = gradient.realize({8, 8});
    // 把计算图的编译过程使用了html来进行展示
    gradient.compile_to_lowered_stmt("../../result/gradient.html", {}, HTML);
    printf("Success!\n");
    return 0;
}

module name=gradient, target=x86-64-linux-avx-avx2-avx512-avx512_skylake-f16c-fma-sse41 {
func gradient(gradient) {
// 判断不是空buffer
assert((reinterpret(gradient.buffer) != (uint64)0), halide_error_buffer_argument_is_null("gradient"))
// 获取主机buffer
let gradient = _halide_buffer_get_host(gradient.buffer)
// 获取buffer类型
let gradient.type = _halide_buffer_get_type(gradient.buffer)
// 获取设备buffer
let gradient.device_dirty = _halide_buffer_get_device_dirty(gradient.buffer)
// 获取buffer维度
let gradient.dimensions = _halide_buffer_get_dimensions(gradient.buffer)
// 获取buffer第0维度的起点
let gradient.min.0 = _halide_buffer_get_min(gradient.buffer, 0)
// 获取buffer第0维度的终点
let gradient.extent.0 = _halide_buffer_get_extent(gradient.buffer, 0)
// 获取buffer第0维度的步长
let gradient.stride.0 = _halide_buffer_get_stride(gradient.buffer, 0)

let gradient.min.1 = _halide_buffer_get_min(gradient.buffer, 1)

let gradient.extent.1 = _halide_buffer_get_extent(gradient.buffer, 1)

let gradient.stride.1 = _halide_buffer_get_stride(gradient.buffer, 1)
// 查看是否在边界
if (_halide_buffer_is_bounds_query(gradient.buffer)) {
_halide_buffer_init(gradient.buffer, _halide_buffer_get_shape(gradient.buffer), reinterpret((uint64)0), (uint64)0, reinterpret((uint64)0), 0, 32, 2, make_struct(gradient.min.0, gradient.extent.0, 1, 0, gradient.min.1, gradient.extent.1, gradient.extent.0, 0), (uint64)0)
}
if (!_halide_buffer_is_bounds_query(gradient.buffer)) {
assert((gradient.type == (uint32)73728), halide_error_bad_type("Output buffer gradient", gradient.type, (uint32)73728))
assert((gradient.dimensions == 2), halide_error_bad_dimensions("Output buffer gradient", gradient.dimensions, 2))
assert((0 <= gradient.extent.0), halide_error_buffer_extents_negative("Output buffer gradient", 0, gradient.extent.0))
assert((0 <= gradient.extent.1), halide_error_buffer_extents_negative("Output buffer gradient", 1, gradient.extent.1))
assert((gradient.stride.0 == 1), halide_error_constraint_violated("gradient.stride.0", gradient.stride.0, "1", 1))
let gradient.total_extent.1 = (int64(gradient.extent.1) * int64(gradient.extent.0))

assert((uint64(gradient.extent.0) <= (uint64)2147483647), halide_error_buffer_allocation_too_large("gradient", uint64(gradient.extent.0), (uint64)2147483647))
assert((abs((int64(gradient.extent.1) * int64(gradient.stride.1))) <= (uint64)2147483647), halide_error_buffer_allocation_too_large("gradient", abs((int64(gradient.extent.1) * int64(gradient.stride.1))), (uint64)2147483647))
assert((gradient.total_extent.1 <= (int64)2147483647), halide_error_buffer_extents_too_large("gradient", gradient.total_extent.1, (int64)2147483647))
assert(!gradient.device_dirty, halide_error_device_dirty_with_no_device_support("Output buffer gradient"))
assert((gradient != reinterpret((uint64)0)), halide_error_host_is_null("Output buffer gradient"))
produce gradient {
    // greadient(x,y)=x+y的计算图的代码构成如下所示
    let t7 = (0 - (gradient.min.1 * gradient.stride.1))

    let t6 = (gradient.min.0 + gradient.min.1)

    for (gradient.s0.y.rebased, 0, gradient.extent.1) {
        let t9 = (((gradient.min.1 + gradient.s0.y.rebased) * gradient.stride.1) + t7)

        let t8 = (gradient.s0.y.rebased + t6)

        for (gradient.s0.x.rebased, 0, gradient.extent.0) {
        gradient[(gradient.s0.x.rebased + t9)] = (gradient.s0.x.rebased + t8)
        }
    }
    //假设是C++代码，那么可以描述如下所示
    /*
    int x_len = 100;
    int y_len = 44;
    int gradient[x_len*y_len] = {};
    int t7 = 0 - 0 * 1;
    int t6 = 0 + 0;
    for(int y_rebased = 0; y_rebased < y_len; y_rebased++){
        int t9 = (0+y_rebased)*1 + t7;//y_rebased
        int t8 = (y_rebased + t6);//y_rebased
        for(int x_rebased = 0; x_rebased < x_len; x_rebased++){
            gradient[x_rebased + t9] = x_rebased + t8;//gradient[x_rebased+y_rebased] = x_rebased+y_rebased
        }
    }
    */
}
}
}
}

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