p95768021
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InfiniTensor
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Update doc 0627 (#89) 

* update doc of mlu

* delete README_CN.md. because the file has been split into INSTALL_GUIDE_CN.md and USER_GUIDE_CN.md at 2023.06.23

* remove the build Dependencies of test-cpp, avoid twice build

* fix code

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Co-authored-by: wanghailu <wanghailu@qiyuanlab.com>
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Hardy 2023-07-06 16:57:10 +08:00 committed by GitHub
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commit ab74b6a321
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GPG Key ID: 4AEE18F83AFDEB23
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13
INSTALL_GUIDE_CN.md
View File

@ -36,7 +36,16 @@
> > [CUDA Toolkit 安装](https://developer.nvidia.com/cuda-toolkit)， > > [CUDA Toolkit 安装](https://developer.nvidia.com/cuda-toolkit)，
> > [Cudnn 安装](https://developer.nvidia.com/rdp/cudnn-download)， > > [Cudnn 安装](https://developer.nvidia.com/rdp/cudnn-download)，
> > [Cublas 安装](https://developer.nvidia.com/cublas)， > > [Cublas 安装](https://developer.nvidia.com/cublas)，
> > 安装完成后请进行相应的环境变量配置，将可执行文件目录与库目录添加到操作系统识别的路径中， > > 安装完成后请进行相应的环境变量配置，将可执行文件目录与库目录添加到操作系统识别的路径中，例如
> > ```bash
> > # 将如下内容写入到你的 bashrc 文件并 source 该文件
> > export CUDA_HOME="/PATH/TO/YOUR/CUDA_HOME"
> > export CUDNN_HOME="/PATH/TO/YOUR/CUDNN_HOME"
> > export PATH="${CUDA_HOME}/bin:${PATH}"
> > export LD_LIBRARY_PATH="${CUDA_HOME}/lib64:${LD_LIBRARY_PATH}"
> > # 如您不方便将上述环境变量配置到 bashrc 文件中进行长期使用，你也可以在我们提供的 env.sh 文件中进行正确配置并激活，作为临时使用
> > source env.sh
> > ```
我们强烈建议您规范安装，统一到一个目录下，以免不必要的麻烦。 我们强烈建议您规范安装，统一到一个目录下，以免不必要的麻烦。
> 如您的第三方加速卡为寒武纪 MLU，请参考寒武纪官方文档进行： > 如您的第三方加速卡为寒武纪 MLU，请参考寒武纪官方文档进行：
@ -49,6 +58,8 @@
> > export NEUWARE_HOME="/usr/local/neuware" > > export NEUWARE_HOME="/usr/local/neuware"
> > export PATH="${NEUWARE_HOME}/bin:${PATH}" > > export PATH="${NEUWARE_HOME}/bin:${PATH}"
> > export LD_LIBRARY_PATH="${NEUWARE_HOME}/lib64:${LD_LIBRARY_PATH}" > > export LD_LIBRARY_PATH="${NEUWARE_HOME}/lib64:${LD_LIBRARY_PATH}"
> > # 如您不方便将上述环境变量配置到 bashrc 文件中进行长期使用，你也可以在我们提供的 env.sh 文件中进行正确配置并激活，作为临时使用
> > source env.sh
> > ``` > > ```
> > 我们强烈建议您规范安装，统一到一个目录下，以免不必要的麻烦。另外请注意，由于 MLU 上层软件建设适配程度有限，如您在其覆盖的机器，操作系统之外运行，需要在安装驱动之后使用上层软件的 Docker。 > > 我们强烈建议您规范安装，统一到一个目录下，以免不必要的麻烦。另外请注意，由于 MLU 上层软件建设适配程度有限，如您在其覆盖的机器，操作系统之外运行，需要在安装驱动之后使用上层软件的 Docker。

2
Makefile
View File

@ -28,7 +28,7 @@ install-python: build
cp build/$(TYPE)/backend*.so pyinfinitensor/src/pyinfinitensor cp build/$(TYPE)/backend*.so pyinfinitensor/src/pyinfinitensor
pip install pyinfinitensor/ pip install pyinfinitensor/
test-cpp: build test-cpp:
@echo @echo
cd build/$(TYPE) && make test cd build/$(TYPE) && make test

259
README_CN.md
View File

@ -1,259 +0,0 @@
# 使用指南
## 目录
- [环境准备](#环境准备)
- [编译本项目](#编译本项目)
- [使用方法](#使用方法)
- [python-前端应用指南](#python-前端应用指南)
- [导入-onnx-模型](#导入-onnx-模型)
- [导出-onnx-模型](#导出-onnx-模型)
- [执行推理](#执行推理)
- [样例代码](#样例代码)
- [技术支持](#技术支持)
- [测试](#测试)
## 环境准备
推荐使用 X86-64 机器以及 Ubuntu-22.04，本文以此环境为例。
1. 确认 GCC 版本为 11.3 及以上的稳定版本，如若您的机器 GCC 版本不满足此条件，请自行编译安装，下述方式二选一：
> [GCC 官方文档](https://gcc.gnu.org/onlinedocs/gcc-11.3.0/gcc/)
> [网友安装分享](https://zhuanlan.zhihu.com/p/509695395)
2. 确认 CMake 版本为 3.17 及以上的稳定版本， 如若您的机器 CMake 版本不满足此条件，请自行编译安装，下述方式二选一：
> [CMake 官方文档](https://cmake.org/install/)
> [网友安装分享](https://zhuanlan.zhihu.com/p/110793004)
3. 第三方加速卡软件资源安装，目前本项目已经适配了如下的第三方加速卡：
> 如您的第三方加速卡为英伟达 GPU，请参考英伟达官方文档进行[驱动安装](https://www.nvidia.cn/geforce/drivers/)，[CUDA Toolkit 安装](https://developer.nvidia.com/cuda-toolkit)，[Cudnn 安装](https://developer.nvidia.com/rdp/cudnn-download)，[Cublas 安装](https://developer.nvidia.com/cublas)，我们强烈建议您规范安装，统一到一个目录下，以免不必要的麻烦。
> 如您的第三方加速卡为寒武纪 MLU，请参考寒武纪官方文档进行[驱动安装](https://www.cambricon.com/docs/sdk_1.11.0/driver_5.10.6/user_guide_5.10.6/index.html)，[CNToolkit 安装](https://www.cambricon.com/docs/sdk_1.11.0/cntoolkit_3.4.1/cntoolkit_install_3.4.1/index.html)，[CNNL 安装](https://www.cambricon.com/docs/sdk_1.11.0/cambricon_cnnl_1.16.1/user_guide/index.html)，我们强烈建议您规范安装，统一到一个目录下，以免不必要的麻烦。另外请注意，由于 MLU 上层软件建设适配程度有限，如您在其覆盖的机器，操作系统之外运行，需要在安装驱动之后使用上层软件的 Docker。
4. 确认您安装了 make，build-essential， python-is-python3， python-dev-is-python3， python3-pip， libdw-dev，如您的机器没有上述基础依赖，请自行按需安装。
> 在使用 apt-get 工具情况下，您可以这样子执行。
```bash
sudo apt-get install make cmake build-essential python-is-python3 python-dev-is-python3 python3-pip libdw-dev
```
> 其他工具请自行上网搜寻
5. 更新pip并切换到清华源
```bash
python -m pip install -i https://pypi.tuna.tsinghua.edu.cn/simple --upgrade pip
pip config set global.index-url https://pypi.tuna.tsinghua.edu.cn/simple
```
## 编译本项目
推荐使用 X86-64 机器以及 Ubuntu-22.04，本文以此环境为例。
1. 编译并安装 python 库
> 第一次执行会同时安装 python 依赖库，耗时略长，请耐心等待
仅编译 CPU 部分，不编译第三方计算卡：
```bash
make install-python
```
编译 CPU 部分，同时编译英伟达 GPU 部分：
```bash
make install-python CUDA=ON
```
编译 CPU 部分，同时编译寒武纪 MLU 部分：
```bash
make install-python BANG=ON
```
## 使用方法
项目管理功能已写到 [Makefile](Makefile)，支持下列功能：
- 编译项目：`make`/`make build`
- 清理生成文件：`make clean`
- 安装 python 库：`make install-python`
- 测试 c++ 后端：`make test-cpp`
- 测试 python 前端：`make test-onnx`
并使用下列环境变量传递选项参数：
- `TYPE`：编译模式（`debug`/`release`），默认值为 `release`
- `CUDA`：是否编译 CUDA 后端，默认为 `OFF`，`ON` 打开
- `BANG`：是否编译寒武纪后端，默认为 `OFF`，`ON` 打开
- `BACKTRACE`：是否启用栈回溯，默认为 `ON`，`OFF` 关闭，建议调试时打开
- `TEST`：是否编译 `googletest`，默认为 `ON`，`OFF` 关闭，只有 `test-cpp` 时必要
## python 前端应用指南
`make install-python` 会将项目的 python 前端以 `pyinfinitensor` 为名字安装到系统目录，可以直接 `import pyinfinitensor` 来使用。现阶段，项目的主要用法是从 onnx 导入模型进行优化，然后可以再导出优化后的模型到 onnx，也可以直接运行推理。
### 导入 onnx 模型
支持的模型：
- [x] [ResNet18-v2](https://github.com/onnx/models/blob/main/vision/classification/resnet/model/resnet18-v2-7.onnx)
- [x] [DenseNet-121-12](https://github.com/onnx/models/blob/main/vision/classification/densenet-121/model/densenet-12.onnx)
- [x] [Inception-2](https://github.com/onnx/models/blob/main/vision/classification/inception_and_googlenet/inception_v2/model/inception-v2-9.onnx)
- [x] [EfficientNet-Lite4](https://github.com/onnx/models/blob/main/vision/classification/efficientnet-lite4/model/efficientnet-lite4-11.onnx)
```python
import onnx
from pyinfinitensor.onnx import OnnxStub
from pyinfinitensor import backend
stub = OnnxStub(onnx.load("model_file"), backend.cpu_runtime())
```
[`onnx.load`](https://onnx.ai/onnx/api/serialization.html#load-a-model) 是 onnx 提供的加载函数，将 onnx 文件读取为保存在内存中的 onnx 模型。
`OnnxStub` 是 onnx 模型在项目中的表示，通过构造这个对象，将 onnx 模型导入到项目中。其构造器的第一个参数是 onnx 模型文件；第二个参数是模型运行的后端运行时，可以是 `backend.cpu_runtime()`、`backend.cuda_runtime()` 或 `backend.bang_runtime()`。
构造出的 stub 对象可以用于操作项目中的模型和运行时。
### 优化
TODO
### 导出 onnx 模型
优化后的模型可以导出成 onnx 文件提供给其他运行时。
```python
with open("optimized.onnx", "wb") as f:
f.write(stub.to_onnx("optimized").SerializeToString())
```
`stub.to_onnx(<name>)` 将模型转换为 onnx 模型对象，`<name>` 将填写到 onnx 模型的 `name` 字段。序列化到文件的代码见[官方示例](https://onnx.ai/onnx/intro/python.html#model-serialization)。
要可视化检查导出的模型文件，可以利用 [onnx 提供的功能](https://onnx.ai/onnx/api/shape_inference.html#infer-shapes)将所有的张量的形状推理出来再导出：
```python
from onnx.shape_inference import infer_shapes
with open("optimized.onnx", "wb") as f:
f.write(infer_shapes(stub.to_onnx("optimized")).SerializeToString())
```
然后用 [Netron](https://netron.app/) 绘制计算图。
### 执行推理
也可以使用项目的运行时执行推理。
第一步是将数据传入计算图。`OnnxStub.inputs` 是一个 `Dict[str, Tensor]`，保存着模型的所有输入的名字和对象。可以用 [`items()`](https://docs.python.org/zh-cn/3/library/stdtypes.html#dict.items) 来遍历。
这个代码片段显示了如何打印出模型所有输入张量的名字、形状和对象指针：
```python
for name, tensor in stub.inputs.items():
print(name, tensor.shape(), tensor)
```
对于 [resnet18-v2-7.onnx](https://github.com/onnx/models/blob/main/vision/classification/resnet/model/resnet18-v2-7.onnx)，会打印出：
```plaintext
data [1, 3, 224, 224] <backend.Tensor object at 0x7efeb828e3b0>
```
当然，地址是随机的。这个输出表明需要输入一个名为 “data”，形为 1×3×224×224 的数据。通常来说，这表示一张 224×224 的 rgb 图片。而这个模型是一个 1000 分类的图像分类模型。
为了方便，这里我们向模型传入一个随机的数据。
```python
import numpy
stub.init()
for name, tensor in stub.inputs.items():
print(name, tensor.shape(), tensor)
input = numpy.random.random(tensor.shape()).astype(numpy.float32)
tensor.copyin_float(input.flatten().tolist())
```
`stub.init()` 为所有张量分配空间。空间是预分配的，所以不支持动态 size 的模型。
`tensor.copyin_float(<data>)` 向张量传入数据。其参数必须是一个 `List[float]`，即压平的数据。类似的函数还有 `copyin_int32(<data>)` 和 `copyin_int64(<data>)`
然后，调用 `stub.run()` 执行推理：
```python
stub.run()
```
最后，将结果拷贝出来，传入类似：
```python
stub.init()
for name, tensor in stub.outputs.items():
print(name, tensor.shape(), tensor)
print(tensor.copyout_float())
```
### 样例代码
您可以参照[./example/Resnet/resnet.py](./example/ResNet/resnet.py)的样例代码进行了解，并尝试运行。在这个文件中，我们使用了 Pytorch 构建了 resnet 网络。您可以查阅该脚本使用方式：
```python
python resnet.py -h
```
在样例代码中，我们对定义的网络进行了序列化操作，并存储为模型文件。之后加载该模型文件，并转换为本项目的模型进行优化操作，再进行推理。您可以关注一下代码中 242 行之后的代码。请注意，您可以按照您的需求来进行操作，通常来说，您所需要撰写的代码就是加载模型，转换为本项目的模型进行优化，推理运行。
## 技术支持
如若您遇到了本项目的问题，请联系我们的技术支持团队
## 测试
除了单元测试 `make test-cpp` 和 `make test-onnx` 之外，还可以用其他方式来测试单个模型导入导出和优化的正确性。
这个脚本利用 onnxruntime 来测试导出的模型是否与导入的模型等价：
```python
import onnx
import numpy
import sys
from onnx import ModelProto, ValueInfoProto
from pyinfinitensor.onnx import OnnxStub
from pyinfinitensor import backend
from onnxruntime import InferenceSession
def infer(model: ModelProto, input) -> dict:
collection = set()
for node in model.graph.node:
for output in node.output:
collection.add(output)
model.graph.output.extend([ValueInfoProto(name=x) for x in collection])
session = InferenceSession(model.SerializeToString())
i = session.get_inputs()[0].name
return dict(
zip(
[x.name for x in session.get_outputs()],
[x.flatten() for x in session.run(None, {i: input})],
)
)
model0 = onnx.load(sys.argv[1])
model1 = OnnxStub(model0, backend.cpu_runtime()).to_onnx("new")
input_shape = [x.dim_value for x in model1.graph.input[0].type.tensor_type.shape.dim]
input = numpy.random.random(input_shape).astype(numpy.float32)
output0 = infer(model0, input)[model0.graph.output[0].name]
output1 = infer(model1, input)[model1.graph.output[0].name]
print("error =", sum((output1 - output0) ** 2) / len(output0))
```
要运行脚本，先安装 onnxruntime：
```bash
pip install onnxruntime
```
打印出的 `error = ...` 是两个模型输出张量的均方误差。对于不同的模型，这个误差最小为 0，最大不超过 1e-9。

4
env.sh
View File

@ -1,6 +1,8 @@
# 配置英伟达 CUDA 的 HOME 路径，请注意安装 CUDA Toolkit, CUDNN 并将路径配置到下述环境变量。 # 配置英伟达 CUDA 的 HOME 路径，请注意安装 CUDA Toolkit, CUDNN 并将路径配置到下述环境变量。
export CUDA_HOME=/PATH/TO/YOUR/CUDA/HOME export CUDA_HOME=/PATH/TO/YOUR/CUDA/HOME
export CUDNN_HOME=/PATH/TO/YOUR/CUDNN/HOME export CUDNN_HOME=/PATH/TO/YOUR/CUDNN/HOME
export PATH="${CUDA_HOME}/bin:${PATH}"
export LD_LIBRARY_PATH="${CUDA_HOME}/lib64:${LD_LIBRARY_PATH}"
# 配置寒武纪 BANG 的 HOME 路径，请注意 /usr/local/neuware 是寒武纪软件栈建议的，同时也是默认的安装路径。 # 配置寒武纪 BANG 的 HOME 路径，请注意 /usr/local/neuware 是寒武纪软件栈建议的，同时也是默认的安装路径。
# 如若用户有其他的路径安装方式，请自行配置正确的路径。 # 如若用户有其他的路径安装方式，请自行配置正确的路径。
@ -20,6 +22,8 @@ export CUDNN_HOME=/PATH/TO/YOUR/CUDNN/HOME
# ├── share # ├── share
# └── version.txt # └── version.txt
export NEUWARE_HOME=/usr/local/neuware export NEUWARE_HOME=/usr/local/neuware
export PATH="${NEUWARE_HOME}/bin:${PATH}"
export LD_LIBRARY_PATH="${NEUWARE_HOME}/lib64:${LD_LIBRARY_PATH}"
# 配置昆仑芯 XPU 的 HOME 路径，请注意 /usr/local/xpu 是昆仑芯软件栈提供的软件包路径。 # 配置昆仑芯 XPU 的 HOME 路径，请注意 /usr/local/xpu 是昆仑芯软件栈提供的软件包路径。
# 如若用户有其他的路径安装方式，请自行配置正确的路径。 # 如若用户有其他的路径安装方式，请自行配置正确的路径。