aclnnVarMean

支持的产品型号

• Atlas 训练系列产品。
• Atlas A2训练系列产品/Atlas 800I A2推理产品。

接口原型

每个算子分为两段式接口，必须先调用“aclnnVarMeanGetWorkspaceSize”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“aclnnVarMean”接口执行计算。

• aclnnStatus aclnnVarMeanGetWorkspaceSize(const aclTensor* self, const aclIntArray* dim, int64_t correction, bool keepdim, aclTensor* varOut, aclTensor* meanOut, uint64_t* workspaceSize, aclOpExecutor** executor)
• aclnnStatus aclnnVarMean(void* workspace, uint64_t workspaceSize, aclOpExecutor* executor, aclrtStream stream)

功能描述

• 算子功能：返回输入Tensor指定维度的值求得的均值及方差。
• 计算公式：假设 dim 为 $i$，则对该维度进行计算。$N$为该维度的 shape。取 $self_{i}$，求出该维度上的平均值 $\bar{self_{i}}$。 方差计算公式如下：$$varOut = \frac{1}{N - correction}\sum_{j=0}^{N-1}(self_{ij}-\bar{self_{i}})^2$$ 当keepdim = true时，reduce后保留该维度，且输出 shape 中该维度值为1；当 keepdim = false时，不保留该维度。 当dim为nullptr或[]时，视为计算所有维度。

aclnnVarMeanGetWorkspaceSize

• 参数说明：

  • self（aclTensor*, 计算输入）：公式中的输入self，shape支持0到8维，数据类型支持FLOAT、FLOAT16，self与meanOut的数据类型满足数据类型推导规则（参见互推导关系），self与out的数据类型满足数据类型推导规则（参见互推导关系），支持非连续的Tensor，数据格式支持ND。
  • dim（aclIntArray*，入参）：表示需要用于计算方差的维度，支持数据类型为INT64，其中的数据范围为[-self.dim(), self.dim()-1]，且其中的数据不能相同。当dim为nullptr或[]时，视为计算所有维度。
  • correction（int64_t，入参）：公式中的输入correction，修正值，数据类型为int64_t。
  • keepdim（bool，入参）：reduce轴的维度是否保留。数据类型为bool。
  • meanOut（aclTensor*, 计算输出）：均值的计算结果，数据类型支持FLOAT、FLOAT16，self与meanOut的数据类型满足数据类型推导规则（参见互推导关系），支持非连续的Tensor，数据格式支持ND。
  • varOut（aclTensor*, 计算输出）：公式中的输入varOut，方差的计算结果，数据类型支持FLOAT、FLOAT16，self与out的数据类型满足数据类型推导规则（参见互推导关系），支持非连续的Tensor，数据格式支持ND。
  • workspaceSize（uint64_t*, 出参）：返回需要在Device侧申请的workspace大小。
  • executor（aclOpExecutor**, 出参）：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。

  返回161001（ACLNN_ERR_PARAM_NULLPTR）：1. 传入的self、meanOut、out是空指针。
  返回161002（ACLNN_ERR_PARAM_INVALID）：1. self、meanOut、out的数据类型不在支持的范围之内。
                                        2. self的shape超过8维。
                                        3. dim的数值不合法（dim中的数据指向同一个维度、dim超出self的维度范围）。
                                        4. self与meanOut、varOut的shape不满足计算公式中的推导规则。

aclnnVarMean

• 参数说明：

  • workspace（void*, 入参）：在Device侧申请的workspace内存地址。
  • workspaceSize（uint64_t, 入参）：在Device侧申请的workspace大小，由第一段接口aclnnVarMeanGetWorkspaceSize获取。
  • executor（aclOpExecutor*, 入参）：op执行器，包含了算子计算流程。
  • stream（aclrtStream, 入参）：指定执行任务的AscendCL Stream流。

• 返回值：

  aclnnStatus：返回状态码，具体参见aclnn返回码。

调用示例

#include <iostream>
#include <vector>
#include "acl/acl.h"
#include "aclnnop/aclnn_var_mean.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，AscendCL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AscendCL对外接口列表
  // 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 = {2,4};
  std::vector<int64_t> outShape = {2,1};
  void* selfDeviceAddr = nullptr;
  void* dimDeviceAddr = nullptr;
  void* meanDeviceAddr = nullptr;
  void* varDeviceAddr = nullptr;
  aclTensor* self = nullptr;
  aclIntArray* dim = nullptr;
  aclTensor* var = nullptr;
  aclTensor* mean = nullptr;
  std::vector<float> selfHostData = {0.0, 1.1, 2, 3, 4, 5, 6, 7};
  std::vector<int64_t> dimData = {1};
  int64_t correction = 1;
  bool keepdim = true;
  std::vector<float> varHostData = {0.0, 0};
  std::vector<float> meanHostData = {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dim aclIntArray
  dim = aclCreateIntArray(dimData.data(), dimData.size());
  CHECK_RET(dim != nullptr, return ret);
  // 创建out aclTensor
  ret = CreateAclTensor(varHostData, outShape, &varDeviceAddr, aclDataType::ACL_FLOAT, &var);
  ret = CreateAclTensor(meanHostData, outShape, &meanDeviceAddr, aclDataType::ACL_FLOAT, &mean);
  CHECK_RET(ret == ACL_SUCCESS, return ret);

  // 3. 调用CANN算子库API，需要修改为具体的API
  uint64_t workspaceSize = 0;
  aclOpExecutor* executor;
  // 调用aclnnVarMean第一段接口
  ret = aclnnVarMeanGetWorkspaceSize(self, dim, correction, keepdim, var, mean, &workspaceSize, &executor);
  CHECK_RET(ret == ACL_SUCCESS, LOG_PRINT("aclnnVarMeanGetWorkspaceSize 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aclnnVarMean第二段接口
  ret = aclnnVarMean(workspaceAddr, workspaceSize, executor, stream);
  CHECK_RET(ret == ACL_SUCCESS, LOG_PRINT("aclnnVarMean 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> meanData(size, 0);
  ret = aclrtMemcpy(meanData.data(), meanData.size() * sizeof(meanData[0]), meanDeviceAddr, 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("meanResult[%ld] is: %f\n", i, meanData[i]);
  }
  std::vector<float> varData(size, 0);
  ret = aclrtMemcpy(varData.data(), varData.size() * sizeof(varData[0]), varDeviceAddr, 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("varResult[%ld] is: %f\n", i, varData[i]);
  }

  // 6. 释放aclTensor和aclScalar，需要根据具体API的接口定义修改
  aclDestroyTensor(self);
  aclDestroyIntArray(dim);
  aclDestroyTensor(mean);
  aclDestroyTensor(var);

  // 7. 释放device资源，需要根据具体API的接口定义修改
  aclrtFree(selfDeviceAddr);
  aclrtFree(dimDeviceAddr);
  aclrtFree(varDeviceAddr);
  aclrtFree(meanDeviceAddr);
  if (workspaceSize > 0) {
    aclrtFree(workspaceAddr);
  }
  aclrtDestroyStream(stream);
  aclrtResetDevice(deviceId);
  aclFinalize();
  return 0;
}