CANN/ops-nn HardSwish算子API

aclnnHardswish&aclnnInplaceHardswish

【免费下载链接】ops-nn本项目是CANN提供的神经网络类计算算子库，实现网络在NPU上加速计算。项目地址: https://gitcode.com/cann/ops-nn

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产品支持情况

功能说明

• 接口功能：激活函数，返回与输入tensor shape相同的输出tensor，输入的value小于-3时取0，大于3时取该value，其余时刻取value加3的和乘上value再除以6。

• 计算公式：

  $$ Hardswish(x)=\begin{cases} x, & x\gt3 \ 0, & x\le -3 \ \frac{x · (x + 3)}{6}, & otherwise

  \end{cases} $$

函数原型

• aclnnHardswish和aclnnInplaceHardswish实现相同的功能，使用区别如下，请根据自身实际场景选择合适的算子。

  • aclnnHardswish：需新建一个输出张量对象存储计算结果。
  • aclnnInplaceHardswish：无需新建输出张量对象，直接在输入张量的内存中存储计算结果。

• 每个算子分为两段式接口，必须先调用“aclnnHardswishGetWorkspaceSize”或者“aclnnInplaceHardswishGetWorkspaceSize”接口获取计算所需workspace大小以及包含了算子计算流程的执行器，再调用“aclnnHardswish”或者"aclnnInplaceHardswish"接口执行计算。

aclnnStatus aclnnHardswishGetWorkspaceSize( const aclTensor* self, const aclTensor* out, uint64_t* workspaceSize, aclOpExecutor** executor)

aclnnStatus aclnnHardswish( void* workspace, uint64_t workspaceSize, aclOpExecutor* executor, const aclrtStream stream)

aclnnStatus aclnnInplaceHardswishGetWorkspaceSize( const aclTensor* self, uint64_t* workspaceSize, aclOpExecutor** executor)

aclnnStatus aclnnInplaceHardswish( void* workspace, uint64_t workspaceSize, aclOpExecutor* executor, const aclrtStream stream)

aclnnHardswishGetWorkspaceSize

• 参数说明：

  参数名	输入/输出	描述	使用说明	数据类型	数据格式	维度(shape)	非连续Tensor
  self（aclTensor*）	输入	表示激活函数的输入张量，公式中的输入x。	支持空Tensor。 self的数据类型需要是可转换为out的数据类型（参见互转换关系）。	BFLOAT16、FLOAT16、FLOAT32	ND	0-8	√
  out（aclTensor*）	输出	表示激活函数的输出张量，公式中的输出Hardswish。	out的数据类型需要是可转换为self的数据类型（参见互转换关系）。	BFLOAT16、FLOAT16、FLOAT32	ND	0-8	√
  workspaceSize（uint64_t*）	输出	返回需要在Device侧申请的workspace大小。	-	-	-	-	-
  executor（aclOpExecutor**）	输出	返回op执行器，包含了算子计算流程。	-	-	-	-	-

  • Atlas 训练系列产品 ：数据类型支持FLOAT16、FLOAT32。

• 返回值：

  aclnnStatus：返回状态码，具体参见aclnn返回码。

  第一段接口会完成入参校验，出现以下场景时报错：

  返回码	错误码	描述
  ACLNN_ERR_PARAM_NULLPTR	161001	传入的self或out是空指针。
  ACLNN_ERR_PARAM_INVALID	161002	self、out的数据类型和数据格式不在支持的范围之内。
  		self的shape与输出out的shape不一致。
  		self与out的数据类型不满足互转换规则。

aclnnHardswish

• 参数说明：

  参数名	输入/输出	描述
  workspace	输入	在Device侧申请的workspace内存地址。
  workspaceSize	输入	在Device侧申请的workspace大小，由第一段接口aclnnHardswishGetWorkspaceSize获取。
  executor	输入	op执行器，包含了算子计算流程。
  stream	输入	指定执行任务的Stream。

• 返回值：

  aclnnStatus：返回状态码，具体参见aclnn返回码。

aclnnInplaceHardswishGetWorkspaceSize

• 参数说明：

  参数名	输入/输出	描述	使用说明	数据类型	数据格式	维度(shape)	非连续Tensor
  self（aclTensor*）	输入	表示激活函数的输入/输出张量，公式中的x和输出结果。	支持空Tensor。	BFLOAT16、FLOAT16、FLOAT32	ND	0-8	√
  workspaceSize（uint64_t*）	输出	返回需要在Device侧申请的workspace大小。	-	-	-	-	-
  executor（aclOpExecutor**）	输出	返回op执行器，包含了算子计算流程。	-	-	-	-	-

• 返回值：

  aclnnStatus：返回状态码，具体参见aclnn返回码。

  第一段接口会完成入参校验，出现以下场景时报错：

  返回码	错误码	描述
  ACLNN_ERR_PARAM_NULLPTR	161001	传入的self是空指针。
  ACLNN_ERR_PARAM_INVALID	161002	self的数据类型和数据格式不在支持的范围之内。

aclnnInplaceHardswish

• 参数说明：

  参数名	输入/输出	描述
  workspace	输入	在Device侧申请的workspace内存地址。
  workspaceSize	输入	在Device侧申请的workspace大小，由第一段接口aclnnInplaceHardswishGetWorkspaceSize获取。
  executor	输入	op执行器，包含了算子计算流程。
  stream	输入	指定执行任务的Stream。

• 返回值：

  aclnnStatus：返回状态码，具体参见aclnn返回码。

约束说明

• 确定性计算：
  • aclnnHardswish&aclnnInplaceHardswish默认确定性实现。

调用示例

示例代码如下，仅供参考，具体编译和执行过程请参考编译与运行样例。

#include <iostream> #include <vector> #include "acl/acl.h" #include "aclnnop/aclnn_hardswish.h" #define CHECK_RET(cond, return_expr) \ do { \ if (!(cond)) { \ return_expr; \ } \ } while (0) #define LOG_PRINT(message, ...) \ do { \ printf(message, ##__VA_ARGS__); \ } while (0) int64_t GetShapeSize(const std::vector<int64_t>& shape) { int64_t shape_size = 1; for (auto i : shape) { shape_size *= i; } return shape_size; } int Init(int32_t deviceId, aclrtStream* stream) { // 固定写法，资源初始化 auto ret = aclInit(nullptr); CHECK_RET(ret == ACL_SUCCESS, LOG_PRINT("aclInit failed. ERROR: %d\n", ret); return ret); ret = aclrtSetDevice(deviceId); CHECK_RET(ret == ACL_SUCCESS, LOG_PRINT("aclrtSetDevice failed. ERROR: %d\n", ret); return ret); ret = aclrtCreateStream(stream); CHECK_RET(ret == ACL_SUCCESS, LOG_PRINT("aclrtCreateStream failed. ERROR: %d\n", ret); return ret); return 0; } template <typename T> int CreateAclTensor(const std::vector<T>& hostData, const std::vector<int64_t>& shape, void** deviceAddr, aclDataType dataType, aclTensor** tensor) { auto size = GetShapeSize(shape) * sizeof(T); // 调用aclrtMalloc申请device侧内存 auto ret = aclrtMalloc(deviceAddr, size, ACL_MEM_MALLOC_HUGE_FIRST); CHECK_RET(ret == ACL_SUCCESS, LOG_PRINT("aclrtMalloc failed. ERROR: %d\n", ret); return ret); // 调用aclrtMemcpy将host侧数据拷贝到device侧内存上 ret = aclrtMemcpy(*deviceAddr, size, hostData.data(), size, ACL_MEMCPY_HOST_TO_DEVICE); CHECK_RET(ret == ACL_SUCCESS, LOG_PRINT("aclrtMemcpy failed. ERROR: %d\n", ret); return ret); // 计算连续tensor的strides std::vector<int64_t> strides(shape.size(), 1); for (int64_t i = shape.size() - 2; i >= 0; i--) { strides[i] = shape[i + 1] * strides[i + 1]; } // 调用aclCreateTensor接口创建aclTensor *tensor = aclCreateTensor(shape.data(), shape.size(), dataType, strides.data(), 0, aclFormat::ACL_FORMAT_ND, shape.data(), shape.size(), *deviceAddr); return 0; } int main() { // 1. （固定写法）device/stream初始化, 参考acl API手册 // 根据自己的实际device填写deviceId int32_t deviceId = 0; aclrtStream stream; auto ret = Init(deviceId, &stream); // check根据自己的需要处理 CHECK_RET(ret == 0, LOG_PRINT("Init acl failed. ERROR: %d\n", ret); return ret); // 2. 构造输入与输出，需要根据API的接口自定义构造 std::vector<int64_t> selfShape = {4, 2}; std::vector<int64_t> outShape = {4, 2}; void* selfDeviceAddr = nullptr; void* outDeviceAddr = nullptr; aclTensor* self = nullptr; aclTensor* out = nullptr; std::vector<float> selfHostData = {-4, -3, -2, 0, 1, 2, 4, 5}; std::vector<float> outHostData = {0, 0, 0, 0, 0, 0, 0, 0}; // 创建self aclTensor ret = CreateAclTensor(selfHostData, selfShape, &selfDeviceAddr, aclDataType::ACL_FLOAT, &self); CHECK_RET(ret == ACL_SUCCESS, return ret); // 创建out aclTensor ret = CreateAclTensor(outHostData, outShape, &outDeviceAddr, aclDataType::ACL_FLOAT, &out); CHECK_RET(ret == ACL_SUCCESS, return ret); // aclnnHardswish接口调用示例 // 3. 调用CANN算子库API // 调用aclnnHardswish第一段接口 uint64_t workspaceSize = 0; aclOpExecutor* executor; ret = aclnnHardswishGetWorkspaceSize(self, out, &workspaceSize, &executor); CHECK_RET(ret == ACL_SUCCESS, LOG_PRINT("aclnnHardswishGetWorkspaceSize failed. ERROR: %d\n", ret); return ret); // 根据第一段接口计算出的workspaceSize申请device内存 void* workspaceAddr = nullptr; if (workspaceSize > 0) { ret = aclrtMalloc(&workspaceAddr, workspaceSize, ACL_MEM_MALLOC_HUGE_FIRST); CHECK_RET(ret == ACL_SUCCESS, LOG_PRINT("allocate workspace failed. ERROR: %d\n", ret); return ret;); } // 调用aclnnHardswish第二段接口 ret = aclnnHardswish(workspaceAddr, workspaceSize, executor, stream); CHECK_RET(ret == ACL_SUCCESS, LOG_PRINT("aclnnHardswish failed. ERROR: %d\n", ret); return ret); // 4. （固定写法）同步等待任务执行结束 ret = aclrtSynchronizeStream(stream); CHECK_RET(ret == ACL_SUCCESS, LOG_PRINT("aclrtSynchronizeStream failed. ERROR: %d\n", ret); return ret); // 5. 获取输出的值，将device侧内存上的结果拷贝至host侧，需要根据具体API的接口定义修改 auto size = GetShapeSize(outShape); std::vector<float> resultData(size, 0); ret = aclrtMemcpy(resultData.data(), resultData.size() * sizeof(resultData[0]), outDeviceAddr, size * sizeof(float), ACL_MEMCPY_DEVICE_TO_HOST); CHECK_RET(ret == ACL_SUCCESS, LOG_PRINT("copy result from device to host failed. ERROR: %d\n", ret); return ret); for (int64_t i = 0; i < size; i++) { LOG_PRINT("result[%ld] is: %f\n", i, resultData[i]); } // aclnnInplaceHardswish接口调用示例 // 3. 调用CANN算子库API LOG_PRINT("\ntest aclnnInplaceHardswish\n"); // 调用aclnnInplaceHardswish第一段接口 uint64_t inplaceWorkspaceSize = 0; aclOpExecutor* inplaceExecutor; ret = aclnnInplaceHardswishGetWorkspaceSize(self, &inplaceWorkspaceSize, &inplaceExecutor); CHECK_RET(ret == ACL_SUCCESS, LOG_PRINT("aclnnInplaceHardswishGetWorkspaceSize failed. ERROR: %d\n", ret); return ret); // 根据第一段接口计算出的workspaceSize申请device内存 void* inplaceWorkspaceAddr = nullptr; if (inplaceWorkspaceSize > 0) { ret = aclrtMalloc(&inplaceWorkspaceAddr, inplaceWorkspaceSize, ACL_MEM_MALLOC_HUGE_FIRST); CHECK_RET(ret == ACL_SUCCESS, LOG_PRINT("allocate workspace failed. ERROR: %d\n", ret); return ret;); } // 调用aclnnInplaceHardswish第二段接口 ret = aclnnInplaceHardswish(inplaceWorkspaceAddr, inplaceWorkspaceSize, inplaceExecutor, stream); CHECK_RET(ret == ACL_SUCCESS, LOG_PRINT("aclnnInplaceHardswish failed. ERROR: %d\n", ret); return ret); // 4. （固定写法）同步等待任务执行结束 ret = aclrtSynchronizeStream(stream); CHECK_RET(ret == ACL_SUCCESS, LOG_PRINT("aclrtSynchronizeStream failed. ERROR: %d\n", ret); return ret); // 5. 获取输出的值，将device侧内存上的结果拷贝至host侧，需要根据具体API的接口定义修改 size = GetShapeSize(outShape); ret = aclrtMemcpy(resultData.data(), resultData.size() * sizeof(resultData[0]), selfDeviceAddr, size * sizeof(float), ACL_MEMCPY_DEVICE_TO_HOST); CHECK_RET(ret == ACL_SUCCESS, LOG_PRINT("copy result from device to host failed. ERROR: %d\n", ret); return ret); for (int64_t i = 0; i < size; i++) { LOG_PRINT("result[%ld] is: %f\n", i, resultData[i]); } // 6. 释放aclTensor和aclScalar，需要根据具体API的接口定义修改 aclDestroyTensor(self); aclDestroyTensor(out); // 7. 释放device资源，需要根据具体API的接口定义修改 aclrtFree(selfDeviceAddr); aclrtFree(outDeviceAddr); if (workspaceSize > 0) { aclrtFree(workspaceAddr); } if (inplaceWorkspaceSize > 0) { aclrtFree(inplaceWorkspaceAddr); } aclrtDestroyStream(stream); aclrtResetDevice(deviceId); aclFinalize(); return 0; }

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