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limitations under the License. */

#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 53 54 55 56 57 58 59 60 61 62 63
  VarDesc *Proto() { return &desc_; }

  void SetShape(const vector<int64_t> &dims) {
    VectorToRepeated(dims, desc_.mutable_lod_tensor()->mutable_dims());
  }

  void SetDataType(int type_id) {
    desc_.mutable_lod_tensor()->set_data_type(const_cast<DataType>(type_id));
  }

  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(); }

Y
Fix bug  
Yu Yang 已提交
89 90 91 92 93 94 95 96 97 98 99
  VarDescBind *NewVar(const std::string &name) {
    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
100 101
  OpDescBind *AppendOp() {
    need_update_ = true;
Y
Fix bug  
Yu Yang 已提交
102 103
    ops_.emplace_back(new OpDescBind());
    return ops_.back().get();
Y
Yu Yang 已提交
104 105 106 107 108 109 110 111
  }

  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
112
        op_field.AddAllocated(op_desc->Proto());
Y
Yu Yang 已提交
113
      }
Y
Fix bug  
Yu Yang 已提交
114
      need_update_ = false;
Y
Yu Yang 已提交
115 116 117 118 119 120 121 122
    }
  }

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

Y
Fix bug  
Yu Yang 已提交
123 124
  std::deque<std::unique_ptr<OpDescBind>> ops_;
  std::unordered_map<std::string, std::unique_ptr<VarDescBind>> vars_;
Y
Yu Yang 已提交
125 126 127 128 129 130 131 132 133 134 135 136 137 138 139 140 141 142 143 144
};

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
145 146
  ProgramDescBind(const ProgramDescBind &o) = delete;
  ProgramDescBind &operator=(const ProgramDescBind &o) = delete;
Y
Yu Yang 已提交
147

Y
Yu Yang 已提交
148
  BlockDescBind *AppendBlock(const BlockDescBind &parent) {
Y
Yu Yang 已提交
149
    auto *b = prog_->add_blocks();
Y
Yu Yang 已提交
150
    b->set_parent_idx(parent.id());
Y
Yu Yang 已提交
151
    b->set_idx(prog_->blocks_size() - 1);
Y
Fix bug  
Yu Yang 已提交
152 153
    blocks_.emplace_back(new BlockDescBind(this, b));
    return blocks_.back().get();
Y
Yu Yang 已提交
154 155
  }

Y
Fix bug  
Yu Yang 已提交
156
  BlockDescBind *Root() { return blocks_.front().get(); }
Y
Yu Yang 已提交
157

Y
Fix bug  
Yu Yang 已提交
158
  BlockDescBind *Block(size_t idx) { return blocks_[idx].get(); }
Y
Yu Yang 已提交
159 160 161 162 163 164 165

  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
166
      block->Sync();
Y
Yu Yang 已提交
167 168 169 170 171 172 173
    }
    return prog_;
  }

private:
  explicit ProgramDescBind(ProgramDesc *prog) : prog_(prog) {
    for (auto &block : *prog->mutable_blocks()) {
Y
Fix bug  
Yu Yang 已提交
174
      blocks_.emplace_back(new BlockDescBind(this, &block));
Y
Yu Yang 已提交
175 176 177 178 179 180
    }
  }

  // Not owned
  ProgramDesc *prog_;

Y
Fix bug  
Yu Yang 已提交
181
  std::vector<std::unique_ptr<BlockDescBind>> blocks_;
Y
Yu Yang 已提交
182 183
};

Y
Fix bug  
Yu Yang 已提交
184 185 186 187 188 189 190
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
191
void BindProgramDesc(py::module &m) {
Y
Yu Yang 已提交
192
  py::class_<ProgramDescBind>(m, "ProgramDesc", "")
193
      .def_static("instance",
Y
Yu Yang 已提交
194 195 196
                  []() -> ProgramDescBind * {
                    return &ProgramDescBind::Instance(&GetProgramDesc());
                  },
197 198
                  py::return_value_policy::reference)
      .def_static("__create_program_desc__",
Y
Yu Yang 已提交
199
                  []() -> ProgramDescBind * {
200 201 202 203 204
                    // 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
205 206 207
                    return &ProgramDescBind::Instance(prog_desc);
                  },
                  py::return_value_policy::reference)
208
      .def("append_block",
Y
Yu Yang 已提交
209
           &ProgramDescBind::AppendBlock,
210 211
           py::return_value_policy::reference)
      .def("root_block",
Y
Yu Yang 已提交
212
           &ProgramDescBind::Root,
213
           py::return_value_policy::reference)
Y
Yu Yang 已提交
214 215 216
      .def("block", &ProgramDescBind::Block, py::return_value_policy::reference)
      .def("__str__", &ProgramDescBind::DebugString)
      .def("num_blocks", &ProgramDescBind::Size);
217 218
}

F
fengjiayi 已提交
219
void BindBlockDesc(py::module &m) {
Y
Yu Yang 已提交
220 221 222
  py::class_<BlockDescBind>(m, "BlockDesc", "")
      .def_property_readonly("id", &BlockDescBind::id)
      .def_property_readonly("parent", &BlockDescBind::Parent)
223
      .def("append_op",
Y
Yu Yang 已提交
224
           &BlockDescBind::AppendOp,
225 226 227 228 229 230
           py::return_value_policy::reference)
      .def("new_var",
           [](BlockDesc &self) { return self.add_vars(); },
           py::return_value_policy::reference);
}

F
fengjiayi 已提交
231
void BindVarDsec(py::module &m) {
F
fengjiayi 已提交
232 233 234 235 236
  py::class_<VarDesc>(m, "VarDesc", "")
      .def(py::init<>())
      .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