MSB() LSB() popcount()在numba

Question

我有一个使用numba的程序，需要使用MSB() LSB() POPCOUNT()等等--我似乎找不到与numba相关的任何引用，如何获得这些内置函数，比如python的bit_length()与numba一起工作？

Unknown attribute 'bit_length' of type int64

File "v.py", line 116:
def msb(x):
    return int(int(x).bit_length()) - 1
    ^

Answer 1

Numba还没有提供popcount函数。虽然这个函数可以实现，但它显然不对用户友好(它需要深入研究Numba的工作方式和处理LLVM的方式)，也不是可移植的(依赖于目标体系结构)。有关更多信息，请阅读文献资料关于本质和这个职位。如果您真的想走这条路，那么请注意，虽然可以在Numba中实现一个新的内部函数以满足您的需要，但popcount似乎还不支持LLVM-Lite JIT包装层和AFAIK，唯一的解决方案是直接从Lite调用内联程序集，这既不简单也不可移植(它甚至不适用于所有x86-64 CPU).

bit_length是int对象的一种方法，它只对可变大小的整数有意义，但Numba不使用这种类型(如Numpy)，因为与本地固定大小的数字相比，它们的开销非常大。

Numpy将函数，该函数可能稍后由Numba实现，但情况还不是这样。这无疑是未来读者的最佳解决方案。

希望有一种方法可以使用钻头缠绕式黑客获得相对较快的代码，尽管它生成代码的速度肯定不会像大多数x86-64最近处理器上可用的popcnt指令那样快。例如，可以使用Numba中的以下代码实现对无符号32位整数的波普计数：

import numba as nb

# The signature is critical for the function to be correct
@nb.njit('int_(uint32)')
def popcount(v):
    v = v - ((v >> 1) & 0x55555555)
    v = (v & 0x33333333) + ((v >> 2) & 0x33333333)
    c = np.uint32((v + (v >> 4) & 0xF0F0F0F) * 0x1010101) >> 24
    return c

# Returns 17
popcount(0b00110101_00011110_00111010_11101001)

在我的机器上，这是非常快的，特别是如果上面的函数被放入一个循环中，由于JIT可以使用AVX-2 SIMD指令，所以它可以被自动矢量化:它在我的机器上需要大约4周期/int，在AVX-2中需要1.5周期/int。

同样的情况适用于MSB和LSB。请注意，具有较少位的整数的位旋转黑客应该会产生更快的生成代码(特别是由于SIMD和需要更少的指令)。