CANN ops-nn L1损失算子

aclnnL1Loss

【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：计算输入self和目标target中每个元素之间的平均绝对误差（Mean Absolute Error，简称MAE）。reduction指定要应用到输出的缩减，支持 'none'、'mean'、'sum'。'none' 表示不应用缩减，'mean' 表示输出的总和将除以输出中的元素数，'sum' 表示输出将被求和。

• 计算公式：

  当reduction为none时

  $$ \ell(x, y) = L = {l_1,\dots,l_N}^\top, \quad l_n = \left| x_n - y_n \right|, $$

  其中$x$是self，$y$是target，$N$是batch的大小。如果reduction不是'none', 那么

  $$ \ell(x, y) = \begin{cases} \operatorname{mean}(L), & \text{if reduction} = \text{'mean';}\ \operatorname{sum}(L), & \text{if reduction} = \text{'sum'.} \end{cases} $$

函数原型

每个算子分为两段式接口，必须先调用“aclnnL1LossGetWorkspaceSize”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“aclnnL1Loss”接口执行计算。

aclnnStatus aclnnL1LossGetWorkspaceSize( const aclTensor* self, const aclTensor* target, int64_t reduction, aclTensor* out, uint64_t* workspaceSize, aclOpExecutor** executor)

aclnnStatus aclnnL1Loss( void *workspace, uint64_t workspaceSize, aclOpExecutor *executor, aclrtStream stream)

aclnnL1LossGetWorkspaceSize

• 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	公式中的输入self。	shape需要与target满足broadcast关系。 数据类型与self、target的数据类型满足数据类型推导规则（参见互转换关系）。	FLOAT、FLOAT16、BFLOAT16、INT64	ND	1-8	√
  target（aclTensor*）	输入	真实的标签	shape需要与gradOutput、target满足broadcast关系。 数据类型与self满足数据类型推导规则（参见互转换关系）。	FLOAT、FLOAT16、BFLOAT16、INT64	ND	1-8	√
  reduction（int64_t）	输入	指定要应用到输出的缩减。	支持0('none')|1('mean')|2('sum')。 'none'表示不应用缩减 'mean'表示输出的总和将除以输出中的元素数 'sum'表示输出将被求和	INT64	-	-	√
  out（aclTensor*）	输出	指定要应用到输出的缩减。	数据类型需要是self与target推导之后可转换的数据类型（参见互转换关系）。 当reduction的值为0时，out的shape与self和targetbroadcast后的shape一致；当reduction的值不为0时，out的shape支持0维。	FLOAT、FLOAT16、BFLOAT16、INT64	-	1-8	√
  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。

  第一段接口完成入参校验，出现以下场景时报错：

  返回值	错误码	描述
  ACLNN_ERR_PARAM_NULLPTR	161001	传入的self、target或out是空指针时。
  ACLNN_ERR_PARAM_INVALID	161002	self和target的数据类型不满足数据类型推导规则，或者推导后的dtype不在支持的范围之内。
  		self和target进行数据类型推导后的类型无法cast为out的数据类型。
  		self或target的维度大于8。
  		self和target的shape不满足broadcast规则。
  		reduction值不在0~2范围之内。
  		当reduction的值为0时，self和target做broadcast后的shape与out的shape不一致。
  		当reduction的值不为0时，out的维度大于0。
  		当reduction为none、self不是浮点数时，那target也不能是浮点数。
  		当reduction为mean时，self和target至少有一个是浮点数。

aclnnL1Loss

• 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aclnnL1LossGetWorkspaceSize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：
  • aclnnL1Loss默认确定性实现。
• LpLoss中p为计算loss的参数，只支持p=1，aclnn接口名称为aclnnL1Loss。

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_l1_loss.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 shapeSize = 1; for (auto i : shape) { shapeSize *= i; } return shapeSize; } 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_RET(ret == ACL_SUCCESS, 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, 2}; std::vector<int64_t> targetShape = {2, 2}; std::vector<int64_t> outShape = {}; void* selfDeviceAddr = nullptr; void* targetDeviceAddr = nullptr; void* outDeviceAddr = nullptr; aclTensor* self = nullptr; aclTensor* target = nullptr; aclTensor* out = nullptr; std::vector<float> selfHostData = {0, 1, 2, 3}; std::vector<float> targetHostData = {1, 1, 1, 1}; std::vector<float> outHostData = {0}; // 创建self aclTensor ret = CreateAclTensor(selfHostData, selfShape, &selfDeviceAddr, aclDataType::ACL_FLOAT, &self); CHECK_RET(ret == ACL_SUCCESS, return ret); // 创建target aclTensor ret = CreateAclTensor(targetHostData, targetShape, &targetDeviceAddr, aclDataType::ACL_FLOAT, &target); 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); // 创建reduction int64_t reduction = 1; // 3. 调用CANN算子库API，需要修改为具体的Api名称 uint64_t workspaceSize = 0; aclOpExecutor* executor; // 调用aclnnL1Loss第一段接口 ret = aclnnL1LossGetWorkspaceSize(self, target, reduction, out, &workspaceSize, &executor); CHECK_RET(ret == ACL_SUCCESS, LOG_PRINT("aclnnL1LossGetWorkspaceSize 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aclnnL1Loss第二段接口 ret = aclnnL1Loss(workspaceAddr, workspaceSize, executor, stream); CHECK_RET(ret == ACL_SUCCESS, LOG_PRINT("aclnnL1Loss 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(resultData[0]), 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(target); 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(targetDeviceAddr); aclrtFree(outDeviceAddr); if (workspaceSize > 0) { aclrtFree(workspaceAddr); } aclrtDestroyStream(stream); aclrtResetDevice(deviceId); aclFinalize(); return 0; }

【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