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#include "paddle/pybind/protobuf.h"
Y
Yu Yang 已提交
16
#include <deque>
17 18

namespace paddle {
19
namespace pybind {
20

Y
Yu Yang 已提交
21 22
using namespace paddle::framework;  // NOLINT

Y
Yu Yang 已提交
23 24 25 26 27 28 29 30 31 32 33 34 35 36 37 38 39 40 41
template <typename T>
inline std::vector<T> RepeatedToVector(
    const google::protobuf::RepeatedField<T> &repeated_field) {
  std::vector<T> ret;
  ret.reserve(repeated_field.size());
  std::copy(
      repeated_field.begin(), repeated_field.end(), std::back_inserter(ret));
  return ret;
}

template <typename T, typename RepeatedField>
inline void VectorToRepeated(const std::vector<T> &vec,
                             RepeatedField *repeated_field) {
  repeated_field->Reserve(vec.size());
  for (auto &elem : vec) {
    *repeated_field->Add() = elem;
  }
}

Y
Yu Yang 已提交
42 43 44
class ProgramDescBind;
class OpDescBind;
class BlockDescBind;
Y
Fix bug  
Yu Yang 已提交
45
class VarDescBind;
Y
Yu Yang 已提交
46

Y
Fix bug  
Yu Yang 已提交
47
class VarDescBind {
Y
Yu Yang 已提交
48
public:
F
fengjiayi 已提交
49
  explicit VarDescBind(const std::string &name) { desc_.set_name(name); }
Y
Fix bug  
Yu Yang 已提交
50

F
fengjiayi 已提交
51 52
  VarDesc *Proto() { return &desc_; }

F
fengjiayi 已提交
53
  void SetShape(const std::vector<int64_t> &dims) {
F
fengjiayi 已提交
54 55 56 57
    VectorToRepeated(dims, desc_.mutable_lod_tensor()->mutable_dims());
  }

  void SetDataType(int type_id) {
F
fengjiayi 已提交
58
    desc_.mutable_lod_tensor()->set_data_type(static_cast<DataType>(type_id));
F
fengjiayi 已提交
59 60 61 62 63
  }

  std::vector<int64_t> Shape() {
    return RepeatedToVector(desc_.lod_tensor().dims());
  }
Y
Fix bug  
Yu Yang 已提交
64 65

private:
F
fengjiayi 已提交
66
  VarDesc desc_;
Y
Fix bug  
Yu Yang 已提交
67
};
Y
Yu Yang 已提交
68

Y
Fix bug  
Yu Yang 已提交
69 70 71
class OpDescBind {
public:
  OpDesc *Proto() { return &op_desc_; }
Y
Yu Yang 已提交
72 73 74 75 76 77 78 79 80 81

private:
  OpDesc op_desc_;
};

class BlockDescBind {
public:
  BlockDescBind(ProgramDescBind *prog, BlockDesc *desc)
      : prog_(prog), desc_(desc), need_update_(false) {}

Y
Fix bug  
Yu Yang 已提交
82 83 84
  BlockDescBind(const BlockDescBind &o) = delete;
  BlockDescBind &operator=(const BlockDescBind &o) = delete;

Y
Yu Yang 已提交
85
  int32_t id() const { return desc_->idx(); }
Y
Yu Yang 已提交
86 87 88

  int32_t Parent() const { return desc_->parent_idx(); }

F
fengjiayi 已提交
89 90
  VarDescBind *NewVar(py::bytes name_bytes) {
    std::string name = name_bytes;
Y
Fix bug  
Yu Yang 已提交
91 92 93 94 95 96 97 98 99 100
    need_update_ = true;
    auto it = vars_.find(name);
    PADDLE_ENFORCE(it == vars_.end(), "Duplicated variable %s", name);
    auto var = new VarDescBind(name);
    vars_[name].reset(var);
    return var;
  }

  BlockDescBind *ParentBlock() const;

Y
Yu Yang 已提交
101 102
  OpDescBind *AppendOp() {
    need_update_ = true;
Y
Fix bug  
Yu Yang 已提交
103 104
    ops_.emplace_back(new OpDescBind());
    return ops_.back().get();
Y
Yu Yang 已提交
105 106 107 108 109 110 111 112
  }

  void Sync() {
    if (need_update_) {
      auto &op_field = *this->desc_->mutable_ops();
      op_field.Clear();
      op_field.Reserve(static_cast<int>(ops_.size()));
      for (auto &op_desc : ops_) {
Y
Fix bug  
Yu Yang 已提交
113
        op_field.AddAllocated(op_desc->Proto());
Y
Yu Yang 已提交
114
      }
Y
Fix bug  
Yu Yang 已提交
115
      need_update_ = false;
Y
Yu Yang 已提交
116 117 118 119 120 121 122 123
    }
  }

private:
  ProgramDescBind *prog_;  // not_own
  BlockDesc *desc_;        // not_own
  bool need_update_;

Y
Fix bug  
Yu Yang 已提交
124 125
  std::deque<std::unique_ptr<OpDescBind>> ops_;
  std::unordered_map<std::string, std::unique_ptr<VarDescBind>> vars_;
Y
Yu Yang 已提交
126 127 128 129 130 131 132 133 134 135 136 137 138 139 140 141 142 143 144 145
};

using ProgDescMap =
    std::unordered_map<ProgramDesc *, std::unique_ptr<ProgramDescBind>>;
static ProgDescMap *g_bind_map = nullptr;

class ProgramDescBind {
public:
  static ProgramDescBind &Instance(ProgramDesc *prog) {
    if (g_bind_map == nullptr) {
      g_bind_map = new ProgDescMap();
    }
    auto &map = *g_bind_map;
    auto &ptr = map[prog];

    if (ptr == nullptr) {
      ptr.reset(new ProgramDescBind(prog));
    }
    return *ptr;
  }
Y
Fix bug  
Yu Yang 已提交
146 147
  ProgramDescBind(const ProgramDescBind &o) = delete;
  ProgramDescBind &operator=(const ProgramDescBind &o) = delete;
Y
Yu Yang 已提交
148

Y
Yu Yang 已提交
149
  BlockDescBind *AppendBlock(const BlockDescBind &parent) {
Y
Yu Yang 已提交
150
    auto *b = prog_->add_blocks();
Y
Yu Yang 已提交
151
    b->set_parent_idx(parent.id());
Y
Yu Yang 已提交
152
    b->set_idx(prog_->blocks_size() - 1);
Y
Fix bug  
Yu Yang 已提交
153 154
    blocks_.emplace_back(new BlockDescBind(this, b));
    return blocks_.back().get();
Y
Yu Yang 已提交
155 156
  }

Y
Fix bug  
Yu Yang 已提交
157
  BlockDescBind *Root() { return blocks_.front().get(); }
Y
Yu Yang 已提交
158

Y
Fix bug  
Yu Yang 已提交
159
  BlockDescBind *Block(size_t idx) { return blocks_[idx].get(); }
Y
Yu Yang 已提交
160 161 162 163 164 165 166

  std::string DebugString() { return Proto()->DebugString(); }

  size_t Size() const { return blocks_.size(); }

  ProgramDesc *Proto() {
    for (auto &block : blocks_) {
Y
Fix bug  
Yu Yang 已提交
167
      block->Sync();
Y
Yu Yang 已提交
168 169 170 171 172 173 174
    }
    return prog_;
  }

private:
  explicit ProgramDescBind(ProgramDesc *prog) : prog_(prog) {
    for (auto &block : *prog->mutable_blocks()) {
Y
Fix bug  
Yu Yang 已提交
175
      blocks_.emplace_back(new BlockDescBind(this, &block));
Y
Yu Yang 已提交
176 177 178 179 180 181
    }
  }

  // Not owned
  ProgramDesc *prog_;

Y
Fix bug  
Yu Yang 已提交
182
  std::vector<std::unique_ptr<BlockDescBind>> blocks_;
Y
Yu Yang 已提交
183 184
};

Y
Fix bug  
Yu Yang 已提交
185 186 187 188 189 190 191
BlockDescBind *BlockDescBind::ParentBlock() const {
  if (this->desc_->parent_idx() == -1) {
    return nullptr;
  }
  return prog_->Block(static_cast<size_t>(this->desc_->parent_idx()));
}

F
fengjiayi 已提交
192
void BindProgramDesc(py::module &m) {
Y
Yu Yang 已提交
193
  py::class_<ProgramDescBind>(m, "ProgramDesc", "")
194
      .def_static("instance",
Y
Yu Yang 已提交
195 196 197
                  []() -> ProgramDescBind * {
                    return &ProgramDescBind::Instance(&GetProgramDesc());
                  },
198 199
                  py::return_value_policy::reference)
      .def_static("__create_program_desc__",
Y
Yu Yang 已提交
200
                  []() -> ProgramDescBind * {
201 202 203 204 205
                    // Only used for unit-test
                    auto *prog_desc = new ProgramDesc;
                    auto *block = prog_desc->mutable_blocks()->Add();
                    block->set_idx(0);
                    block->set_parent_idx(-1);
Y
Yu Yang 已提交
206 207 208
                    return &ProgramDescBind::Instance(prog_desc);
                  },
                  py::return_value_policy::reference)
209
      .def("append_block",
Y
Yu Yang 已提交
210
           &ProgramDescBind::AppendBlock,
211 212
           py::return_value_policy::reference)
      .def("root_block",
Y
Yu Yang 已提交
213
           &ProgramDescBind::Root,
214
           py::return_value_policy::reference)
Y
Yu Yang 已提交
215 216 217
      .def("block", &ProgramDescBind::Block, py::return_value_policy::reference)
      .def("__str__", &ProgramDescBind::DebugString)
      .def("num_blocks", &ProgramDescBind::Size);
218 219
}

F
fengjiayi 已提交
220
void BindBlockDesc(py::module &m) {
Y
Yu Yang 已提交
221 222 223
  py::class_<BlockDescBind>(m, "BlockDesc", "")
      .def_property_readonly("id", &BlockDescBind::id)
      .def_property_readonly("parent", &BlockDescBind::Parent)
224
      .def("append_op",
Y
Yu Yang 已提交
225
           &BlockDescBind::AppendOp,
226 227
           py::return_value_policy::reference)
      .def("new_var",
F
fengjiayi 已提交
228
           &BlockDescBind::NewVar,
229 230 231
           py::return_value_policy::reference);
}

F
fengjiayi 已提交
232
void BindVarDsec(py::module &m) {
F
fengjiayi 已提交
233 234 235 236
  py::class_<VarDescBind>(m, "VarDesc", "")
      .def("set_shape", &VarDescBind::SetShape)
      .def("set_data_type", &VarDescBind::SetDataType)
      .def("shape", &VarDescBind::Shape);
237 238
}

F
fengjiayi 已提交
239
void BindOpDesc(py::module &m) {
Y
Yu Yang 已提交
240 241 242 243 244 245 246 247 248 249 250 251 252 253 254 255 256 257 258 259 260 261 262 263 264 265 266 267 268 269 270 271 272 273 274 275 276 277 278 279 280 281 282 283 284 285
  //  auto op_desc_set_var = [](OpDesc::Var *var,
  //                            const std::string &parameter,
  //                            const std::vector<std::string> &arguments) {
  //    var->set_parameter(parameter);
  //    VectorToRepeated(arguments, var->mutable_arguments());
  //  };
  //
  //  auto op_desc_set_attr = [](OpDesc &desc, const std::string &name) {
  //    auto attr = desc.add_attrs();
  //    attr->set_name(name);
  //    return attr;
  //  };
  py::class_<OpDescBind>(m, "OpDesc", "");

  //      .def("type", [](OpDesc &op) { return op.type(); })
  //      .def("set_input",
  //           [op_desc_set_var](OpDesc &self,
  //                             const std::string &parameter,
  //                             const std::vector<std::string> &arguments) {
  //             auto ipt = self.add_inputs();
  //             op_desc_set_var(ipt, parameter, arguments);
  //           })
  //      .def("input_names",
  //           [](OpDesc &self) {
  //             std::vector<std::string> ret_val;
  //             ret_val.reserve(static_cast<size_t>(self.inputs().size()));
  //             std::transform(
  //                 self.inputs().begin(),
  //                 self.inputs().end(),
  //                 std::back_inserter(ret_val),
  //                 [](const OpDesc::Var &var) { return var.parameter(); });
  //             return ret_val;
  //           })
  //      .def("__str__", [](OpDesc &self) { return self.DebugString(); })
  //      .def("set_output",
  //           [op_desc_set_var](OpDesc &self,
  //                             const std::string &parameter,
  //                             const std::vector<std::string> &arguments) {
  //             auto opt = self.add_outputs();
  //             op_desc_set_var(opt, parameter, arguments);
  //           })
  //      .def("set_attr",
  //           [op_desc_set_attr](OpDesc &self, const std::string &name, int i)
  //           {
  //             op_desc_set_attr(self, name)->set_i(i);
  //           });
286
}
287
}  // namespace pybind
288
}  // namespace paddle