如何派生已经从Halide：：生成器派生的类？

Question

我想在Halide/C++中创建一个基于Halide：：生成器的基本继承结构，以避免重复的代码。

其思想是拥有一个拥有纯虚拟函数的抽象基类生成器类。此外，每个派生类都应该有一个特定的输入参数，在基类中不可用。

在普通的C++中，这是非常简单的，但是由于Halide是一个在链接和编译之前“生成代码”的DSL，所以事情可能会变得有点混乱。

我当前的Halide实现都在一个文件中：

my_generators.cpp

#include "Halide.h"
#include <stdio.h>

using namespace Halide;

class Base : public Halide::Generator<Base> {
public:
    Input<Buffer<float>> input{"input", 2};

    Output<Buffer<float>> output{"brighter", 2};

    Var x, y;

    virtual Func process(Func input) = 0;

    virtual void generate() {
        output = process(input);
        output.vectorize(x, 16).parallel(y);
    }
};

class DerivedGain : public Base {
    public:
    Input<float> gain{"gain"};

    Func process (Func input) override{
        Func result("result");
        result(x,y) = input(x,y) * gain;
        return result;
    }
};

class DerivedOffset : public Base{
    public:
    Input<float> offset{"offset"};

    Func process (Func input) override{
        Func result("result");
        result(x,y) = input(x,y) + offset;
        return result;
    }
};

HALIDE_REGISTER_GENERATOR(DerivedGain, derived_gain)
HALIDE_REGISTER_GENERATOR(DerivedOffset, derived_offset)

为了编译它，我使用了以下CMakeLists文件：

cmake_minimum_required(VERSION 3.16)
project(HalideExample)

set(CMAKE_CXX_STANDARD 17)
set(CMAKE_CXX_STANDARD_REQUIRED YES)
set(CMAKE_CXX_EXTENSIONS NO)

find_package(Halide REQUIRED)

add_executable(my_generators my_generators.cpp)

target_include_directories(my_generators PUBLIC ${HALIDE_ROOT}/include)
target_link_libraries(my_generators PRIVATE Halide::Generator)

add_halide_library(derived_gain FROM my_generators)
add_halide_library(derived_offset FROM my_generators)

我一直在使用预先构建的版本Halide-13.0.1-x86-64-linux 这里。

但是在编译过程中，它会启动一个错误，表明class Base正在实例化(我不需要这样做)：

In file included from <path_to_project>/my_generators.cpp:2:
<path_to_halide>/include/Halide.h: In instantiation of ‘static std::unique_ptr<_Tp> Halide::Generator<T>::create(const Halide::GeneratorContext&) [with T = Base]’:
<path_to_halide>/include/Halide.h:26640:14:   required from ‘static std::unique_ptr<_Tp> Halide::Generator<T>::create(const Halide::GeneratorContext&, const string&, const string&) [with T = Base; std::string = std::__cxx11::basic_string<char>]’
<path_to_project>/my_generators.cpp:53:1:   required from here
<path_to_halide>/include/Halide.h:26631:37: error: invalid new-expression of abstract class type ‘Base’
26631 |         auto g = std::unique_ptr<T>(new T());
      |                                     ^~~~~~~
<path_to_project>/my_generators.cpp:7:7: note:   because the following virtual functions are pure within ‘Base’:
    7 | class Base : public Halide::Generator<Base> {
      |       ^~~~
<path_to_project>/my_generators.cpp:15:18: note:    ‘virtual Halide::NamesInterface::Func Base::process(Halide::NamesInterface::Func)’
   15 |     virtual Func process(Func input) = 0;

如果不是使用virtual函数，而是在基类中实现它，如下所示：

class Base : public Halide::Generator<Base> {
public:
    Input<Buffer<float>> input{"input", 2};

    Output<Buffer<float>> output{"brighter", 2};

    Var x, y;

    // Func process(Func input);
    Func process (Func input){
        Func result("result");
        result(x,y) = input(x,y);
        return result;
    }

    virtual void generate() {
        output = process(input);
        output.vectorize(x, 16).parallel(y);
    }
};

然后所有文件都编译，但是带有生成代码的对象和头文件有错误的函数签名(由于缺少增益/偏移参数而值得注意)：

derived_gain.h：

int derived_gain(struct halide_buffer_t *_input_buffer, struct halide_buffer_t *_result_buffer);

derived_offset.h：

int derived_offset(struct halide_buffer_t *_input_buffer, struct halide_buffer_t *_result_buffer);

因此，我想知道我在类别定义中引入了哪一个错误，以及如何解决这个错误。

Answer 1

可以将基类转换为模板：

template<class T>
class Base : public Halide::Generator<T> {

然后再导出Input和Output的名字.(我没有足够的C++专家来理解为什么这是必要的)：

  // In class Base:
  template <typename T2>
  using Input = typename Halide::Generator<T>::template Input<T2>;

  template <typename T2>
  using Output = typename Halide::Generator<T>::template Output<T2>;

那么剩下的修改就是：

class DerivedGain : public Base<DerivedGain> { ... };
class DerivedOffset : public Base<DerivedOffset> { ... };

这似乎对我有用。

而且，您可能不需要在CMakeLists.txt中使用这一行(我不需要)：

target_include_directories(my_generators PUBLIC ${HALIDE_ROOT}/include)

我们的包没有设置HALIDE_ROOT，而且链接到Halide::Generator已经正确地设置了包含路径。