Steve Li
2024-11-15 8cd0d4aab71939e56539ff6c1027b37ad4324433
1
2
3
4
5
6
7
8
9
10
11
12
13
14
15
16
17
18
19
20
21
22
23
24
25
26
27
28
29
30
31
32
33
34
35
36
37
38
39
40
41
42
43
44
45
46
47
48
49
50
51
52
53
54
55
56
57
58
59
60
61
62
63
64
65
66
67
68
69
70
71
72
73
74
75
76
77
78
79
80
81
82
83
84
85
86
87
88
89
90
91
92
93
94
95
96
97
98
99
100
101
102
103
104
105
106
107
108
109
110
111
112
113
114
115
116
117
118
119
120
121
122
123
124
125
126
127
128
129
130
131
132
133
134
135
136
137
138
139
140
141
142
143
144
145
146
147
148
149
150
151
152
153
154
155
156
157
158
159
160
161
162
163
164
165
166
167
168
169
170
171
172
173
174
175
176
177
178
179
180
181
182
183
184
185
186
187
188
189
190
191
192
193
194
195
196
197
198
199
200
201
202
import os
import torch
import functools
 
 
def export(
    model, data_in=None, quantize: bool = False, opset_version: int = 14, type="onnx", **kwargs
):
    model_scripts = model.export(**kwargs)
    export_dir = kwargs.get("output_dir", os.path.dirname(kwargs.get("init_param")))
    os.makedirs(export_dir, exist_ok=True)
 
    if not isinstance(model_scripts, (list, tuple)):
        model_scripts = (model_scripts,)
    for m in model_scripts:
        m.eval()
        if type == "onnx":
            _onnx(
                m,
                data_in=data_in,
                quantize=quantize,
                opset_version=opset_version,
                export_dir=export_dir,
                **kwargs,
            )
        elif type == "torchscript":
            device = "cuda" if torch.cuda.is_available() else "cpu"
            print("Exporting torchscripts on device {}".format(device))
            _torchscripts(m, path=export_dir, device=device)
        elif type == "bladedisc":
            assert (
                torch.cuda.is_available()
            ), "Currently bladedisc optimization for FunASR only supports GPU"
            # bladedisc only optimizes encoder/decoder modules
            if hasattr(m, "encoder") and hasattr(m, "decoder"):
                _bladedisc_opt_for_encdec(m, path=export_dir, enable_fp16=True)
            else:
                _torchscripts(m, path=export_dir, device="cuda")
        print("output dir: {}".format(export_dir))
 
    return export_dir
 
 
def _onnx(
    model,
    data_in=None,
    quantize: bool = False,
    opset_version: int = 14,
    export_dir: str = None,
    **kwargs,
):
 
    dummy_input = model.export_dummy_inputs()
 
    verbose = kwargs.get("verbose", False)
 
    if isinstance(model.export_name, str):
        export_name = model.export_name + ".onnx"
    else:
        export_name = model.export_name()
    model_path = os.path.join(export_dir, export_name)
    torch.onnx.export(
        model,
        dummy_input,
        model_path,
        verbose=verbose,
        opset_version=opset_version,
        input_names=model.export_input_names(),
        output_names=model.export_output_names(),
        dynamic_axes=model.export_dynamic_axes(),
    )
 
    if quantize:
        from onnxruntime.quantization import QuantType, quantize_dynamic
        import onnx
 
        quant_model_path = model_path.replace(".onnx", "_quant.onnx")
        onnx_model = onnx.load(model_path)
        nodes = [n.name for n in onnx_model.graph.node]
        nodes_to_exclude = [
            m for m in nodes if "output" in m or "bias_encoder" in m or "bias_decoder" in m
        ]
        print("Quantizing model from {} to {}".format(model_path, quant_model_path))
        quantize_dynamic(
            model_input=model_path,
            model_output=quant_model_path,
            op_types_to_quantize=["MatMul"],
            per_channel=True,
            reduce_range=False,
            weight_type=QuantType.QUInt8,
            nodes_to_exclude=nodes_to_exclude,
        )
 
 
def _torchscripts(model, path, device="cuda"):
    dummy_input = model.export_dummy_inputs()
    
    if device == "cuda":
        model = model.cuda()
        if isinstance(dummy_input, torch.Tensor):
            dummy_input = dummy_input.cuda()
        else:
            dummy_input = tuple([i.cuda() for i in dummy_input])
    
    model_script = torch.jit.trace(model, dummy_input)
    if isinstance(model.export_name, str):
        model_script.save(os.path.join(path, f"{model.export_name}".replace("onnx", "torchscript")))
    else:
        model_script.save(os.path.join(path, f"{model.export_name()}".replace("onnx", "torchscript")))
 
 
def _bladedisc_opt(model, model_inputs, enable_fp16=True):
    model = model.eval()
    try:
        import torch_blade
    except Exception as e:
        print(
            f"Warning, if you are exporting bladedisc, please install it and try it again: pip install -U torch_blade\n"
        )
    torch_config = torch_blade.config.Config()
    torch_config.enable_fp16 = enable_fp16
    with torch.no_grad(), torch_config:
        opt_model = torch_blade.optimize(
            model,
            allow_tracing=True,
            model_inputs=model_inputs,
        )
    return opt_model
 
 
def _rescale_input_hook(m, x, scale):
    if len(x) > 1:
        return (x[0] / scale, *x[1:])
    else:
        return (x[0] / scale,)
 
 
def _rescale_output_hook(m, x, y, scale):
    if isinstance(y, tuple):
        return (y[0] / scale, *y[1:])
    else:
        return y / scale
 
 
def _rescale_encoder_model(model, input_data):
    # Calculate absmax
    absmax = torch.tensor(0).cuda()
 
    def stat_input_hook(m, x, y):
        val = x[0] if isinstance(x, tuple) else x
        absmax.copy_(torch.max(absmax, val.detach().abs().max()))
 
    encoders = model.encoder.model.encoders
    hooks = [m.register_forward_hook(stat_input_hook) for m in encoders]
    model = model.cuda()
    model(*input_data)
    for h in hooks:
        h.remove()
 
    # Rescale encoder modules
    fp16_scale = int(2 * absmax // 65536)
    print(f"rescale encoder modules with factor={fp16_scale}")
    model.encoder.model.encoders0.register_forward_pre_hook(
        functools.partial(_rescale_input_hook, scale=fp16_scale),
    )
    for name, m in model.encoder.model.named_modules():
        if name.endswith("self_attn"):
            m.register_forward_hook(functools.partial(_rescale_output_hook, scale=fp16_scale))
        if name.endswith("feed_forward.w_2"):
            state_dict = {k: v / fp16_scale for k, v in m.state_dict().items()}
            m.load_state_dict(state_dict)
 
 
def _bladedisc_opt_for_encdec(model, path, enable_fp16):
    # Get input data
    # TODO: better to use real data
    input_data = model.export_dummy_inputs()
    if isinstance(input_data, torch.Tensor):
        input_data = input_data.cuda()
    else:
        input_data = tuple([i.cuda() for i in input_data])
 
    # Get input data for decoder module
    decoder_inputs = list()
 
    def get_input_hook(m, x):
        decoder_inputs.extend(list(x))
 
    hook = model.decoder.register_forward_pre_hook(get_input_hook)
    model = model.cuda()
    model(*input_data)
    hook.remove()
 
    # Prevent FP16 overflow
    if enable_fp16:
        _rescale_encoder_model(model, input_data)
 
    # Export and optimize encoder/decoder modules
    model.encoder = _bladedisc_opt(model.encoder, input_data[:2])
    model.decoder = _bladedisc_opt(model.decoder, tuple(decoder_inputs))
    model_script = torch.jit.trace(model, input_data)
    model_script.save(os.path.join(path, f"{model.export_name}_blade.torchscript"))