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c1075126
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9月 06, 2017
作者:
C
Cao Ying
提交者:
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9月 06, 2017
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Merge pull request #3873 from lcy-seso/update_doc
update the doc for how to write the operators.
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b59f3018
20be846c
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1 changed file
with
76 addition
and
81 deletion
+76
-81
doc/howto/dev/new_op_cn.md
doc/howto/dev/new_op_cn.md
+76
-81
未找到文件。
doc/howto/dev/new_op_cn.md
浏览文件 @
c1075126
...
@@ -23,15 +23,18 @@
...
@@ -23,15 +23,18 @@
-
`framework::OperatorWithKernel`
:继承自OperatorBase,Op有计算函数,称作有Kernel。
-
`framework::OperatorWithKernel`
:继承自OperatorBase,Op有计算函数,称作有Kernel。
-
`class OpProtoAndCheckerMaker`
:描述该Op的输入、输出、属性、注释,主要用于Python API接口生成
-
`class OpProtoAndCheckerMaker`
:描述该Op的输入、输出、属性、注释,主要用于Python API接口生成
依据是否包含kernel,将Op分为两种:包含Kernel的Op和不包含kernel的Op,前者Op的定义继承自
`OperatorBase`
,后者继承自
`OperatorWithKernel`
。本教程主要介绍带Kernel的Op如何写,简单总结Op需要包含的内容如下:
依据是否包含kernel,
可以
将Op分为两种:包含Kernel的Op和不包含kernel的Op,前者Op的定义继承自
`OperatorBase`
,后者继承自
`OperatorWithKernel`
。本教程主要介绍带Kernel的Op如何写,简单总结Op需要包含的内容如下:
内容 | 定义位置
内容 | 定义位置
-------------- | :----------------------
-------------- | :----------------------
OpProtoMake定义 |
`.cc`
文件,Backward Op不需要定义OpProtoMake
OpProtoMake定义 |
`.cc`
文件,Backward Op不需要定义OpProtoMake
Op定义 |
`.cc`
文件
Op定义 |
`.cc`
文件
Kernel实现 | CPU、GPU共享Kernel在
`.h`
文件,否则,CPU可以在
`.cc`
文件,GPU可在
`.cu`
文件。
Kernel实现 | CPU、GPU共享Kernel实现在
`.h`
文件中,否则,CPU 实现在
`.cc`
文件中,GPU 实现在
`.cu`
文件中。
注册Op | Op注册在
`.cc`
文件;Kernel注册CPU在
`.cc`
文件,GPU在
`.cu`
文件
注册Op | Op注册实现在
`.cc`
文件;Kernel注册CPU实现在
`.cc`
文件中,GPU实现在
`.cu`
文件中
实现新的op都添加至目录
[
paddle/operators
](
https://github.com/PaddlePaddle/Paddle/tree/develop/paddle/operators
)
下,文件命名以
`*_op.h`
(如有) 、
`*_op.cc`
、
`*_op.cu`
(如有)结尾。
下面以矩阵乘操作,即
[
MulOp
](
https://github.com/PaddlePaddle/Paddle/blob/develop/paddle/operators/mul_op.cc
)
为例来介绍如何写带Kernel的Operator。
下面以矩阵乘操作,即
[
MulOp
](
https://github.com/PaddlePaddle/Paddle/blob/develop/paddle/operators/mul_op.cc
)
为例来介绍如何写带Kernel的Operator。
...
@@ -44,7 +47,7 @@ Kernel实现 | CPU、GPU共享Kernel在`.h`文件,否则,CPU可以在`
...
@@ -44,7 +47,7 @@ Kernel实现 | CPU、GPU共享Kernel在`.h`文件,否则,CPU可以在`
矩阵乘的公式:$Out = X
*
Y$, 可见该计算由两个输入,一个输出组成。首先定义
`ProtoMaker`
来描述该Op的输入、输出及注释:
矩阵乘的公式:$Out = X
*
Y$, 可见该计算由两个输入,一个输出组成。首先定义
`ProtoMaker`
来描述该Op的输入、输出及注释:
```
```
cpp
class
MulOpMaker
:
public
framework
::
OpProtoAndCheckerMaker
{
class
MulOpMaker
:
public
framework
::
OpProtoAndCheckerMaker
{
public:
public:
MulOpMaker
(
framework
::
OpProto
*
proto
,
framework
::
OpAttrChecker
*
op_checker
)
MulOpMaker
(
framework
::
OpProto
*
proto
,
framework
::
OpAttrChecker
*
op_checker
)
...
@@ -60,19 +63,19 @@ The equation is: Out = X * Y
...
@@ -60,19 +63,19 @@ The equation is: Out = X * Y
};
};
```
```
[
`MulOpMaker`
](
https://github.com/PaddlePaddle/Paddle/blob/develop/paddle/operators/mul_op.cc#L43
)
继承自
`framework::OpProtoAndCheckerMaker`
,构造函数包括2个:
[
`MulOpMaker`
](
https://github.com/PaddlePaddle/Paddle/blob/develop/paddle/operators/mul_op.cc#L43
)
继承自
`framework::OpProtoAndCheckerMaker`
,构造函数包括2个
参数
:
-
`framework::OpProto`
: 前者存储Op的输入输出和参数属性,将用于Python API接口的生成。
-
`framework::OpProto`
: 前者存储Op的输入输出和参数属性,将用于Python API接口的生成。
-
`framework::OpAttrChecker`
:后者用于检查参数属性的合法性。
-
`framework::OpAttrChecker`
:后者用于检查参数属性的合法性。
构造函数里通过
`AddInput`
添加输入参数,通过
`AddOutput`
添加输出参数,通过
`AddComment`
添加该Op的注释,这些函数会将对应内容添加到
`OpProto`
中。
构造函数里通过
`AddInput`
添加输入参数,通过
`AddOutput`
添加输出参数,通过
`AddComment`
添加该Op的注释,这些函数会将对应内容添加到
`OpProto`
中。
在
`MulOp`
中添加两个输入
`X`
和
`Y`
,添加了一个输出
`Out`
,并解释了各自含义,
该命名尽可能的
规范。
在
`MulOp`
中添加两个输入
`X`
和
`Y`
,添加了一个输出
`Out`
,并解释了各自含义,
命名请遵守命名
规范。
再举个
[
`ScaleOp`
](
https://github.com/PaddlePaddle/Paddle/blob/develop/paddle/operators/scale_op.cc#L37
)
的例子:
再举个
[
`ScaleOp`
](
https://github.com/PaddlePaddle/Paddle/blob/develop/paddle/operators/scale_op.cc#L37
)
的例子:
```
```
cpp
template
<
typename
AttrType
>
template
<
typename
AttrType
>
class
ScaleOpMaker
:
public
framework
::
OpProtoAndCheckerMaker
{
class
ScaleOpMaker
:
public
framework
::
OpProtoAndCheckerMaker
{
public:
public:
...
@@ -88,7 +91,7 @@ The equation is: Out = scale*X
...
@@ -88,7 +91,7 @@ The equation is: Out = scale*X
};
};
```
```
在这个例子里,
两处不同:
这个例子有
两处不同:
-
`AddInput("X","...").NotInGradient()`
: 表示
`X`
这个输入不参与
`ScaleOp`
对应的梯度Op计算之中。
-
`AddInput("X","...").NotInGradient()`
: 表示
`X`
这个输入不参与
`ScaleOp`
对应的梯度Op计算之中。
-
`AddAttr<AttrType>("scale", "...").SetDefault(1.0);`
: 增加
`scale`
系数,作为参数属性,并且设置默认值为1.0。
-
`AddAttr<AttrType>("scale", "...").SetDefault(1.0);`
: 增加
`scale`
系数,作为参数属性,并且设置默认值为1.0。
...
@@ -97,7 +100,7 @@ The equation is: Out = scale*X
...
@@ -97,7 +100,7 @@ The equation is: Out = scale*X
### 2. 定义Operator类
### 2. 定义Operator类
```
c
++
```
c
pp
class
MulOp
:
public
framework
::
OperatorWithKernel
{
class
MulOp
:
public
framework
::
OperatorWithKernel
{
public:
public:
using
framework
::
OperatorWithKernel
::
OperatorWithKernel
;
using
framework
::
OperatorWithKernel
::
OperatorWithKernel
;
...
@@ -122,13 +125,13 @@ class MulOp : public framework::OperatorWithKernel {
...
@@ -122,13 +125,13 @@ class MulOp : public framework::OperatorWithKernel {
[
`MulOp`
](
https://github.com/PaddlePaddle/Paddle/blob/develop/paddle/operators/mul_op.cc#L22
)
继承自
`OperatorWithKernel`
。
`public`
成员:
[
`MulOp`
](
https://github.com/PaddlePaddle/Paddle/blob/develop/paddle/operators/mul_op.cc#L22
)
继承自
`OperatorWithKernel`
。
`public`
成员:
```
c
++
```
c
pp
using
framework
::
OperatorWithKernel
::
OperatorWithKernel
;
using
framework
::
OperatorWithKernel
::
OperatorWithKernel
;
```
```
这句表示使用基类
`OperatorWithKernel`
的构造函数,也可写成:
这句表示使用基类
`OperatorWithKernel`
的构造函数,也可写成:
```
c
++
```
c
pp
MulOp
(
const
std
::
string
&
type
,
const
framework
::
VariableNameMap
&
inputs
,
MulOp
(
const
std
::
string
&
type
,
const
framework
::
VariableNameMap
&
inputs
,
const
framework
::
VariableNameMap
&
outputs
,
const
framework
::
VariableNameMap
&
outputs
,
const
framework
::
AttributeMap
&
attrs
)
const
framework
::
AttributeMap
&
attrs
)
...
@@ -144,7 +147,7 @@ MulOp(const std::string &type, const framework::VariableNameMap &inputs,
...
@@ -144,7 +147,7 @@ MulOp(const std::string &type, const framework::VariableNameMap &inputs,
### 3. 定义OpKernel类
### 3. 定义OpKernel类
```
C++
```
cpp
template
<
typename
Place
,
typename
T
>
template
<
typename
Place
,
typename
T
>
class
MulKernel
:
public
framework
::
OpKernel
{
class
MulKernel
:
public
framework
::
OpKernel
{
public:
public:
...
@@ -178,7 +181,7 @@ class MulKernel : public framework::OpKernel {
...
@@ -178,7 +181,7 @@ class MulKernel : public framework::OpKernel {
在
`.cc`
文件中注册前向、反向Op类,注册CPU Kernel。
在
`.cc`
文件中注册前向、反向Op类,注册CPU Kernel。
```
c
++
```
c
pp
namespace
ops
=
paddle
::
operators
;
namespace
ops
=
paddle
::
operators
;
REGISTER_OP
(
mul
,
ops
::
MulOp
,
ops
::
MulOpMaker
,
mul_grad
,
ops
::
MulOpGrad
);
REGISTER_OP
(
mul
,
ops
::
MulOp
,
ops
::
MulOpMaker
,
mul_grad
,
ops
::
MulOpGrad
);
REGISTER_OP_CPU_KERNEL
(
mul
,
ops
::
MulKernel
<
paddle
::
platform
::
CPUPlace
,
float
>
);
REGISTER_OP_CPU_KERNEL
(
mul
,
ops
::
MulKernel
<
paddle
::
platform
::
CPUPlace
,
float
>
);
...
@@ -192,7 +195,7 @@ REGISTER_OP_CPU_KERNEL(mul_grad,
...
@@ -192,7 +195,7 @@ REGISTER_OP_CPU_KERNEL(mul_grad,
在
`.cu`
文件中注册GPU Kernel。请注意,如果GPU Kernel的实现是基于Eigen unsupported模块,那么在
`.cu`
的最前面请加上宏定义
`#define EIGEN_USE_GPU`
在
`.cu`
文件中注册GPU Kernel。请注意,如果GPU Kernel的实现是基于Eigen unsupported模块,那么在
`.cu`
的最前面请加上宏定义
`#define EIGEN_USE_GPU`
```
c
++
```
c
pp
// if use Eigen unsupported module before include head files
// if use Eigen unsupported module before include head files
#define EIGEN_USE_GPU
#define EIGEN_USE_GPU
...
@@ -204,17 +207,18 @@ REGISTER_OP_GPU_KERNEL(mul_grad,
...
@@ -204,17 +207,18 @@ REGISTER_OP_GPU_KERNEL(mul_grad,
### 5. 编译
### 5. 编译
在
[
paddle/operators/CMakeLists.txt
](
https://github.com/PaddlePaddle/Paddle/blob/develop/paddle/operators/CMakeLists.txt
)
文件中添加编译。
-
简单
**无特殊依赖**
的OP无需修改CMakeList.txt文件。
[
paddle/operators/CMakeLists.txt
](
https://github.com/PaddlePaddle/Paddle/blob/develop/paddle/operators/CMakeLists.txt
)
会自动将
`paddle/operators`
目录下新增的
`*_op.cc`
文件加入编译。
-
较为复杂、
**有额外依赖**
的operator仍需要修改
[
paddle/operators/CMakeLists.txt
](
https://github.com/PaddlePaddle/Paddle/blob/develop/paddle/operators/CMakeLists.txt
)
。如,
`mul_op`
依赖
`math_function`
,需要在
`CMakeLists.txt`
中添加如下内容:
```
```
op_library(mul_op SRCS mul_op.cc mul_op.cu DEPS math_function)
op_library(mul_op SRCS mul_op.cc mul_op.cu DEPS math_function) +
```
```
下面命令可以
编译:
-
运行下面命令可以进行
编译:
```
```
make mul_op
make mul_op
```
```
## 绑定Python
## 绑定Python
...
@@ -243,27 +247,17 @@ make mul_op
...
@@ -243,27 +247,17 @@ make mul_op
- 生成库
- 生成库
在
[
`paddle/pybind/CMakeLists.txt`
](
https://github.com/PaddlePaddle/Paddle/blob/develop/paddle/pybind/CMakeLists.txt
)
文件添加类到
`DEPS`
中,使得该Op可以链接到生成的lib库中。
无需修改 [`
paddle/pybind/CMakeLists.txt
`](https://github.com/PaddlePaddle/Paddle/blob/develop/paddle/pybind/CMakeLists.txt)文件,`
paddle/operators
` 目录下新增的 `
*
_op.cc
` 文件会自动被添加链接到生成的lib库中。
```
if(WITH_PYTHON)
cc_library(paddle_pybind SHARED
SRCS pybind.cc
DEPS pybind python backward
mul_op
minus_op)
endif(WITH_PYTHON)
```
## 实现单元测试
## 实现单元测试
单测包括对比前向Op不同设备(CPU、GPU)的实现、对比反向OP不同设备(CPU、GPU)的实现、反向Op的梯度测试。下面介绍介绍[`
MulOp
`的单测](https://github.com/PaddlePaddle/Paddle/blob/develop/python/paddle/v2/framework/tests/test_mul_op.py)。
单测包括对比前向Op不同设备(CPU、GPU)的实现、对比反向OP不同设备(CPU、GPU)的实现、反向Op的梯度测试。下面介绍介绍[`
MulOp
`的单测](https://github.com/PaddlePaddle/Paddle/blob/develop/python/paddle/v2/framework/tests/test_mul_op.py)。
### 前向Operator单
测
### 前向Operator单
元测试
前向Op单测继承自`
unittest.TestCase
`,并定义元类`
__metaclass__
= OpTestMeta
`,具体单测流程在`
OpTestMeta
`里完成。需在`
setUp
`函数定义输入输出和属性参数,以及Python对比的输出值。
前向Op单测继承自`
unittest.TestCase
`,并定义元类`
__metaclass__
= OpTestMeta
`,具体单测流程在`
OpTestMeta
`里完成。需在`
setUp
`函数定义输入输出和属性参数,以及Python对比的输出值。
```
```
python
import unittest
import unittest
import numpy as np
import numpy as np
from gradient_checker import GradientChecker, create_op
from gradient_checker import GradientChecker, create_op
...
@@ -287,11 +281,11 @@ class TestMulOp(unittest.TestCase):
...
@@ -287,11 +281,11 @@ class TestMulOp(unittest.TestCase):
- `
self.outputs
` : 定义输出,并得到Python结算结果。
- `
self.outputs
` : 定义输出,并得到Python结算结果。
### 反向Operator单
测
### 反向Operator单
元测试
反向Op单测继承自`
GradientChecker
`,而`
GradientChecker
`集成自`
unittest.TestCase
`,所以反向单测函数需要`
test_
`开头。
反向Op单测继承自`
GradientChecker
`,而`
GradientChecker
`集成自`
unittest.TestCase
`,所以反向单测函数需要`
test_
`开头。
```
```
cpp
class TestMulGradOp(GradientChecker):
class TestMulGradOp(GradientChecker):
def setUp(self):
def setUp(self):
self.op = create_op("mul")
self.op = create_op("mul")
...
@@ -337,21 +331,22 @@ class TestMulGradOp(GradientChecker):
...
@@ -337,21 +331,22 @@ class TestMulGradOp(GradientChecker):
- `
test_ignore_x
`和`
test_ignore_y
`分支测试只需要计算一个输入梯度的情况。
- `
test_ignore_x
`和`
test_ignore_y
`分支测试只需要计算一个输入梯度的情况。
### 编译和执行
### 编译和执行
单元测试
单测完成之后,在
[
`python/paddle/v2/framework/tests/CMakeLists.txt`
](
https://github.com/PaddlePaddle/Paddle/blob/develop/python/paddle/v2/framework/tests/CMakeLists.txt
)
里添加
编译
:
单测完成之后,在[`
python/paddle/v2/framework/tests/CMakeLists.txt
`](https://github.com/PaddlePaddle/Paddle/blob/develop/python/paddle/v2/framework/tests/CMakeLists.txt)里添加
以下内容将单测加入工程中
:
```
```
py_test(test_mul_op SRCS test_mul_op.py)
py_test(test_mul_op SRCS test_mul_op.py)
```
```
编译时需要打开
`WITH_TESTING`
, 即
`cmake paddle_dir -DWITH_TESTING=ON`
,编译成功之后执行单测命令为
:
请注意,**不同于Op的编译测试,运行单元测试测时需要编译整个工程**,并且编译时需要打开`
WITH_TESTING
`, 即`
cmake paddle_dir -DWITH_TESTING=ON
`。编译成功后,执行下面的命令来运行单测
:
```
```
bash
make test ARGS="-R test_mul_op -V"
make test ARGS="-R test_mul_op -V"
```
```
或者:
或者:
```
```
bash
ctest -R test_mul_op
ctest -R test_mul_op
``
`
``
`
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