zhifu gao
2024-04-25 fc68b5ffe453235294a561737d8e84bb6c1689a4
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
203
204
205
206
207
208
209
210
211
212
213
214
215
216
217
218
219
220
221
222
223
224
225
226
227
228
229
230
231
232
233
234
235
236
237
238
239
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
286
287
288
289
290
291
292
293
294
295
296
297
298
299
300
301
302
303
304
305
306
307
308
309
310
311
312
313
314
315
316
317
318
319
320
321
322
323
324
325
326
327
328
329
330
331
332
333
334
335
336
337
import copy
from typing import Optional, Tuple, Union
 
import torch
import torch.nn as nn
import torch.nn.functional as F
from funasr.models.transformer.utils.nets_utils import make_pad_mask
from funasr.register import tables
import base64
import gzip
from dataclasses import dataclass
from typing import Dict, Iterable, Optional
 
import numpy as np
import torch
import torch.nn.functional as F
from torch import Tensor, nn
 
 
class LayerNorm(nn.LayerNorm):
    def forward(self, x: Tensor) -> Tensor:
        return super().forward(x.float()).type(x.dtype)
 
 
class Linear(nn.Linear):
    def forward(self, x: Tensor) -> Tensor:
        return F.linear(
            x,
            self.weight.to(x.dtype),
            None if self.bias is None else self.bias.to(x.dtype),
        )
 
 
def sense_voice_decode_forward(
    self,
    x: torch.Tensor,
    xa: torch.Tensor,
    kv_cache: Optional[dict] = None,
    **kwargs,
):
    """Forward decoder.
 
    Args:
            hs_pad: encoded memory, float32  (batch, maxlen_in, feat)
            hlens: (batch)
            ys_in_pad:
                    input token ids, int64 (batch, maxlen_out)
                    if input_layer == "embed"
                    input tensor (batch, maxlen_out, #mels) in the other cases
            ys_in_lens: (batch)
    Returns:
            (tuple): tuple containing:
 
            x: decoded token score before softmax (batch, maxlen_out, token)
                    if use_output_layer is True,
            olens: (batch, )
    """
    # import pdb;pdb.set_trace()
    use_padmask = self.use_padmask
    hlens = kwargs.get("hlens", None)
 
    ys_in_lens = kwargs.get("ys_in_lens", None)
 
    offset = next(iter(kv_cache.values())).shape[1] if kv_cache else 0
    tgt, memory = x, xa
    tgt[tgt == -1] = 0
    tgt = self.token_embedding(tgt) + self.positional_embedding[offset : offset + tgt.size(1)]
    # tgt = self.dropout(tgt)
 
    x = tgt.to(memory.dtype)
 
    if use_padmask and hlens is not None:
        memory_mask = (~make_pad_mask(hlens)[:, None, :]).to(memory.device)
    else:
        memory_mask = None
 
    for layer, block in enumerate(self.blocks):
        x = block(
            x,
            memory,
            mask=self.mask,
            memory_mask=memory_mask,
            is_pad_mask=False,
            is_pad_memory_mask=True,
        )
 
    x = self.ln(x)
    x = (x @ torch.transpose(self.token_embedding.weight.to(x.dtype), 0, 1)).float()
 
    return x
 
 
class MultiHeadAttention(nn.Module):
    def __init__(self, n_state: int, n_head: int):
        super().__init__()
        self.n_head = n_head
        self.query = Linear(n_state, n_state)
        self.key = Linear(n_state, n_state, bias=False)
        self.value = Linear(n_state, n_state)
        self.out = Linear(n_state, n_state)
 
    def forward(
        self,
        x: Tensor,
        xa: Optional[Tensor] = None,
        mask: Optional[Tensor] = None,
        kv_cache: Optional[dict] = None,
        **kwargs,
    ):
        is_pad_mask = kwargs.get("is_pad_mask", False)
 
        q = self.query(x)
 
        if kv_cache is None or xa is None or self.key not in kv_cache:
            # hooks, if installed (i.e. kv_cache is not None), will prepend the cached kv tensors;
            # otherwise, perform key/value projections for self- or cross-attention as usual.
            k = self.key(x if xa is None else xa)
            v = self.value(x if xa is None else xa)
        else:
            # for cross-attention, calculate keys and values once and reuse in subsequent calls.
            k = kv_cache[self.key]
            v = kv_cache[self.value]
 
        wv, qk = self.qkv_attention(q, k, v, mask, is_pad_mask=is_pad_mask)
        return self.out(wv), qk
 
    def qkv_attention(
        self,
        q: Tensor,
        k: Tensor,
        v: Tensor,
        mask: Optional[Tensor] = None,
        **kwargs,
    ):
        is_pad_mask = kwargs.get("is_pad_mask", False)
        n_batch, n_ctx, n_state = q.shape
        scale = (n_state // self.n_head) ** -0.25
        q = q.view(*q.shape[:2], self.n_head, -1).permute(0, 2, 1, 3) * scale
        k = k.view(*k.shape[:2], self.n_head, -1).permute(0, 2, 3, 1) * scale
        v = v.view(*v.shape[:2], self.n_head, -1).permute(0, 2, 1, 3)
 
        qk = q @ k
        if mask is not None:
            if not is_pad_mask:
                qk = qk + mask[:n_ctx, :n_ctx]
            else:
                mask = mask.unsqueeze(1).eq(0)  # (batch, 1, *, time2)
                min_value = float(np.finfo(torch.tensor(0, dtype=qk.dtype).numpy().dtype).min)
                qk = qk.masked_fill(mask, min_value)
 
        qk = qk.float()
 
        w = F.softmax(qk, dim=-1).to(q.dtype)
        if mask is not None and is_pad_mask:
            w = w.masked_fill(mask, 0.0)
        return (w @ v).permute(0, 2, 1, 3).flatten(start_dim=2), qk.detach()
 
 
from omegaconf import OmegaConf
 
 
class ResidualAttentionBlockRWKV(nn.Module):
    def __init__(
        self, n_state: int, n_head: int, cross_attention: bool = False, layer_id=0, **kwargs
    ):
        super().__init__()
 
        rwkv_cfg = kwargs.get("rwkv_cfg", {})
        args = OmegaConf.create(rwkv_cfg)
        if args.get("version", "v4") == "v4":
            from funasr.models.sense_voice.rwkv_v4 import RWKVLayer
            from funasr.models.sense_voice.rwkv_v4 import RWKV_TimeMix as RWKV_Tmix
        elif args.get("version", "v5") == "v5":
            from funasr.models.sense_voice.rwkv_v5 import RWKVLayer
            from funasr.models.sense_voice.rwkv_v5 import RWKV_Tmix_x052 as RWKV_Tmix
        else:
            from funasr.models.sense_voice.rwkv_v6 import RWKVLayer
            from funasr.models.sense_voice.rwkv_v6 import RWKV_Tmix_x060 as RWKV_Tmix
        # self.att = RWKVLayer(args=args, layer_id=layer_id)
        self.att = RWKV_Tmix(args, layer_id=layer_id)
 
        if args.get("init_rwkv", True):
            print("init_rwkv")
            nn.init.orthogonal_(self.att.receptance.weight, gain=1)
            nn.init.orthogonal_(self.att.key.weight, gain=0.1)
            nn.init.orthogonal_(self.att.value.weight, gain=1)
            nn.init.orthogonal_(self.att.gate.weight, gain=0.1)
            nn.init.zeros_(self.att.output.weight)
 
        self.ln0 = None
        if layer_id == 0 and not args.get("ln0", True):
            self.ln0 = LayerNorm(args.n_embd)
            if args.get("init_rwkv", True):
                print("init_rwkv")
                layer_id = 0
                scale = ((1 + layer_id) / args.get("n_layer")) ** 0.7
                nn.init.constant_(self.ln0.weight, scale)
 
        self.layer_id = layer_id
        self.args = args
 
        self.ln1 = None
        if not args.get("ln1", True):
            self.ln1 = LayerNorm(args.n_embd)
            # init
            if args.get("init_rwkv", True):
                print("init_rwkv")
                scale = ((1 + layer_id) / args.get("n_layer")) ** 0.7
                nn.init.constant_(self.ln1.weight, scale)
 
        if args.get("datatype", "bf16") == "bf16":
            self.att.to(torch.bfloat16)
            # if self.ln1 is not None:
            #     self.ln1.to(torch.bfloat16)
 
        self.cross_attn = MultiHeadAttention(n_state, n_head) if cross_attention else None
        self.cross_attn_ln = LayerNorm(n_state) if cross_attention else None
 
        n_mlp = n_state * 4
        self.mlp = nn.Sequential(Linear(n_state, n_mlp), nn.GELU(), Linear(n_mlp, n_state))
        self.mlp_ln = LayerNorm(n_state)
 
    def forward(
        self,
        x: Tensor,
        xa: Optional[Tensor] = None,
        mask: Optional[Tensor] = None,
        kv_cache: Optional[dict] = None,
        **kwargs,
    ):
        is_pad_mask = kwargs.get("is_pad_mask", False)
        is_pad_memory_mask = kwargs.get("is_pad_memory_mask", False)
 
        if self.layer_id == 0 and self.ln0 is not None:
            x = self.ln0(x)
 
        if self.args.get("datatype", "bf16") == "bf16":
            x = x.bfloat16()
        if self.ln1 is None:
            x = x + self.att(x, mask=mask, kv_cache=kv_cache, is_pad_mask=is_pad_mask)[0]
        else:
            x = x + self.att(self.ln1(x), mask=mask, kv_cache=kv_cache, is_pad_mask=is_pad_mask)[0]
        if self.args.get("datatype", "bf16") == "bf16":
            x = x.to(torch.float32)
 
        if self.cross_attn:
            x = (
                x
                + self.cross_attn(
                    self.cross_attn_ln(x), xa, kv_cache=kv_cache, is_pad_mask=is_pad_memory_mask
                )[0]
            )
        x = x + self.mlp(self.mlp_ln(x))
 
        return x
 
 
@tables.register("decoder_classes", "SenseVoiceDecoder")
class SenseVoiceDecoder(nn.Module):
    def __init__(self, n_vocab: int, n_ctx: int, n_state: int, n_head: int, n_layer: int, **kwargs):
        super().__init__()
 
        self.token_embedding = nn.Embedding(n_vocab, n_state)
        self.positional_embedding = nn.Parameter(torch.empty(n_ctx, n_state))
 
        self.blocks = nn.ModuleList(
            [
                ResidualAttentionBlockRWKV(
                    n_state, n_head, cross_attention=True, layer_id=i, **kwargs
                )
                for i in range(n_layer)
            ]
        )
        self.ln = LayerNorm(n_state)
 
        mask = torch.empty(n_ctx, n_ctx).fill_(-np.inf).triu_(1)
        self.register_buffer("mask", mask, persistent=False)
 
        self.use_padmask = kwargs.get("use_padmask", True)
 
    def forward(
        self,
        x: torch.Tensor,
        xa: torch.Tensor,
        kv_cache: Optional[dict] = None,
        **kwargs,
    ):
        """Forward decoder.
 
        Args:
                hs_pad: encoded memory, float32  (batch, maxlen_in, feat)
                hlens: (batch)
                ys_in_pad:
                        input token ids, int64 (batch, maxlen_out)
                        if input_layer == "embed"
                        input tensor (batch, maxlen_out, #mels) in the other cases
                ys_in_lens: (batch)
        Returns:
                (tuple): tuple containing:
 
                x: decoded token score before softmax (batch, maxlen_out, token)
                        if use_output_layer is True,
                olens: (batch, )
        """
        # import pdb;pdb.set_trace()
        use_padmask = self.use_padmask
        hlens = kwargs.get("hlens", None)
 
        ys_in_lens = kwargs.get("ys_in_lens", None)
 
        offset = next(iter(kv_cache.values())).shape[1] if kv_cache else 0
        tgt, memory = x, xa
        tgt[tgt == -1] = 0
        tgt = self.token_embedding(tgt) + self.positional_embedding[offset : offset + tgt.size(1)]
        # tgt = self.dropout(tgt)
 
        x = tgt.to(memory.dtype)
 
        if use_padmask and hlens is not None:
            memory_mask = (~make_pad_mask(hlens)[:, None, :]).to(memory.device)
        else:
            memory_mask = None
 
        for layer, block in enumerate(self.blocks):
            x = block(
                x,
                memory,
                mask=self.mask,
                memory_mask=memory_mask,
                is_pad_mask=False,
                is_pad_memory_mask=True,
            )
 
        x = self.ln(x)
        x = (x @ torch.transpose(self.token_embedding.weight.to(x.dtype), 0, 1)).float()
 
        return x