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synced 2025-12-22 14:24:22 +00:00
WIP Migrate Activation to Tensor
This commit is contained in:
@@ -13,9 +13,10 @@ public:
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virtual void* allocate(size_t bytes) = 0;
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virtual void deallocate(void* ptr) = 0;
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||||
virtual void copyToDevice(void* devicePtr, const void* hostPtr, size_t bytes) = 0;
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virtual void copyToHost(void* hostPtr, const void* devicePtr, size_t bytes) = 0;
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// Layer operations
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virtual void relu(CUDANet::Backend::Tensor &tensor) = 0;
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virtual void sigmoid(CUDANet::Backend::Tensor &tensor) = 0;
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virtual void softmax(CUDANet::Backend::Tensor &tensor, CUDANet::Backend::Tensor &temp_max, CUDANet::Backend::Tensor &temp_sum) = 0;
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||||
};
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||||
} // namespace CUDANet::Backend
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||||
23
include/backend/cuda_backend.cuh
Normal file
23
include/backend/cuda_backend.cuh
Normal file
@@ -0,0 +1,23 @@
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||||
#pragma once
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||||
#include "backend/backend.hpp"
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#include "backend/tensor.hpp"
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namespace CUDANet::Backend {
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class CUDABackend : public IBackend {
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public:
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// Memory management
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||||
void* allocate(size_t bytes) override;
|
||||
void deallocate(void* ptr) override;
|
||||
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||||
// Layer operations
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||||
void relu(CUDANet::Backend::Tensor &tensor) override;
|
||||
void sigmoid(CUDANet::Backend::Tensor &tensor) override;
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||||
void softmax(CUDANet::Backend::Tensor &tensor, CUDANet::Backend::Tensor &temp_max, CUDANet::Backend::Tensor &temp_sum) override;
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private:
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||||
static constexpr int BLOCK_SIZE = 256;
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||||
};
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} // namespace CUDANet::Backend
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@@ -18,6 +18,8 @@ typedef std::vector<size_t> Shape;
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class Tensor
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||||
{
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public:
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Tensor() = default;
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||||
Tensor(Shape shape, DType dtype, IBackend* backend);
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||||
~Tensor();
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@@ -27,6 +29,10 @@ public:
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||||
void toDevice(const void* hostPtr);
|
||||
void toHost(void* hostPtr);
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||||
size_t size() const;
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size_t numel() const;
|
||||
void* data() const;
|
||||
|
||||
private:
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||||
Shape shape;
|
||||
DType dtype;
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||||
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||||
@@ -1,5 +1,7 @@
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||||
#ifndef CUDANET_ACTIVATION_H
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||||
#define CUDANET_ACTIVATION_H
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#pragma once
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||||
#include "backend/tensor.hpp"
|
||||
#include "backend/backend.hpp"
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||||
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||||
namespace CUDANet::Layers {
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||||
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||||
@@ -41,29 +43,16 @@ class Activation {
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||||
*
|
||||
* @param d_input Pointer to the input vector on the device
|
||||
*/
|
||||
void activate(float* d_input);
|
||||
void activate(CUDANet::Backend::Tensor input);
|
||||
|
||||
|
||||
private:
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||||
CUDANet::Backend::IBackend* backend;
|
||||
ActivationType activationType;
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||||
int length;
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||||
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||||
void activateCPU(float* input);
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||||
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#ifdef USE_CUDA
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int gridSize;
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float* d_softmax_sum;
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float* d_max;
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||||
void activateCUDA(float* d_input);
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||||
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||||
void initCUDA();
|
||||
void delCUDA();
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||||
#endif
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||||
CUDANet::Backend::Tensor softmax_sum;
|
||||
CUDANet::Backend::Tensor tensor_max;
|
||||
};
|
||||
|
||||
|
||||
} // namespace CUDANet::Layers
|
||||
|
||||
#endif // CUDANET_ACTIVATION_H
|
||||
69
src/backends/cuda/cuda_backend.cu
Normal file
69
src/backends/cuda/cuda_backend.cu
Normal file
@@ -0,0 +1,69 @@
|
||||
#include "backend/cuda_backend.cuh"
|
||||
#include "utils/cuda_helper.cuh"
|
||||
#include "kernels/activation_functions.cuh"
|
||||
#include "kernels/matmul.cuh"
|
||||
#include "utils/vector.cuh"
|
||||
|
||||
using namespace CUDANet::Backend;
|
||||
|
||||
void *CUDABackend::allocate(size_t bytes) {
|
||||
void* devicePtr = nullptr;
|
||||
CUDA_CHECK(cudaMalloc(&devicePtr, bytes));
|
||||
return devicePtr;
|
||||
}
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||||
|
||||
void CUDABackend::deallocate(void* ptr) {
|
||||
CUDA_CHECK(cudaFree(ptr));
|
||||
}
|
||||
|
||||
// void CUDABackend::copyToDevice(void* devicePtr, const void* hostPtr, size_t bytes) {
|
||||
// CUDA_CHECK(cudaMemcpy(devicePtr, hostPtr, bytes, cudaMemcpyHostToDevice));
|
||||
// CUDA_CHECK(cudaDeviceSynchronize());
|
||||
// }
|
||||
|
||||
// void CUDABackend::copyToHost(void* hostPtr, const void* devicePtr, size_t bytes) {
|
||||
// CUDA_CHECK(cudaMemcpy(hostPtr, devicePtr, bytes, cudaMemcpyDeviceToHost));
|
||||
// CUDA_CHECK(cudaDeviceSynchronize());
|
||||
// }
|
||||
|
||||
void CUDABackend::relu(Tensor &tensor) {
|
||||
int gridSize = (tensor.numel() + BLOCK_SIZE - 1) / BLOCK_SIZE;
|
||||
Kernels::relu<<<gridSize, BLOCK_SIZE>>>((float*)tensor.data(), (float*)tensor.data(), tensor.numel());
|
||||
CUDA_CHECK(cudaGetLastError());
|
||||
CUDA_CHECK(cudaDeviceSynchronize());
|
||||
}
|
||||
|
||||
void CUDABackend::sigmoid(Tensor &tensor) {
|
||||
int gridSize = (tensor.numel() + BLOCK_SIZE - 1) / BLOCK_SIZE;
|
||||
Kernels::sigmoid<<<gridSize, BLOCK_SIZE>>>((float*)tensor.data(), (float*)tensor.data(), tensor.numel());
|
||||
CUDA_CHECK(cudaGetLastError());
|
||||
CUDA_CHECK(cudaDeviceSynchronize());
|
||||
}
|
||||
|
||||
void CUDABackend::softmax(Tensor &tensor, Tensor &temp_max, Tensor &temp_sum) {
|
||||
int gridSize = (tensor.numel() + BLOCK_SIZE - 1) / BLOCK_SIZE;
|
||||
|
||||
// Find max value
|
||||
Utils::max(tensor, temp_max, tensor.numel());
|
||||
|
||||
// Subtract max value to improve numerical stability
|
||||
Kernels::vec_scalar_sub<<<gridSize, BLOCK_SIZE>>>(
|
||||
(float*)tensor.data(), (float*)tensor.data(), (float*)temp_max.data(), tensor.numel()
|
||||
);
|
||||
CUDA_CHECK(cudaGetLastError());
|
||||
|
||||
// Compute exponentials
|
||||
Kernels::vec_exp<<<gridSize, BLOCK_SIZE>>>(
|
||||
(float*)tensor.data(), (float*)tensor.data(), tensor.numel()
|
||||
);
|
||||
CUDA_CHECK(cudaGetLastError());
|
||||
|
||||
// Find sum
|
||||
Utils::sum(tensor, temp_sum, tensor.numel());
|
||||
|
||||
Kernels::vec_scalar_div<<<gridSize, BLOCK_SIZE>>>(
|
||||
(float*)tensor.data(), (float*)tensor.data(), (float*)temp_sum.data(), tensor.numel()
|
||||
);
|
||||
CUDA_CHECK(cudaGetLastError());
|
||||
CUDA_CHECK(cudaDeviceSynchronize());
|
||||
}
|
||||
@@ -1,3 +1,5 @@
|
||||
#include <stdexcept>
|
||||
|
||||
#include "backend/tensor.hpp"
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||||
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||||
using namespace CUDANet::Backend;
|
||||
@@ -9,3 +11,29 @@ Tensor::~Tensor() {
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||||
deallocate();
|
||||
}
|
||||
|
||||
size_t Tensor::numel() const {
|
||||
size_t totalElements = 1;
|
||||
for (const auto& dim : shape) {
|
||||
totalElements *= dim;
|
||||
}
|
||||
return totalElements;
|
||||
}
|
||||
|
||||
size_t Tensor::size() const {
|
||||
size_t totalSize = numel();
|
||||
|
||||
size_t typeSize = 0;
|
||||
switch (dtype) {
|
||||
case DType::FLOAT32:
|
||||
typeSize = 4;
|
||||
break;
|
||||
default:
|
||||
throw std::runtime_error("Unsupported data type");
|
||||
}
|
||||
|
||||
return totalSize * typeSize;
|
||||
}
|
||||
|
||||
void* Tensor::data() const {
|
||||
return devicePtr;
|
||||
}
|
||||
@@ -2,30 +2,33 @@
|
||||
#include <vector>
|
||||
|
||||
#include "activation.hpp"
|
||||
#include "backend/tensor.hpp"
|
||||
|
||||
using namespace CUDANet::Layers;
|
||||
|
||||
Activation::Activation(ActivationType activation, const int length)
|
||||
: activationType(activation), length(length) {
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#ifdef USE_CUDA
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||||
initCUDA();
|
||||
#endif
|
||||
|
||||
|
||||
if (activationType == SOFTMAX) {
|
||||
softmax_sum = CUDANet::Backend::Tensor({static_cast<size_t>(length)}, CUDANet::Backend::DType::FLOAT32, nullptr);
|
||||
tensor_max = CUDANet::Backend::Tensor({static_cast<size_t>(length)}, CUDANet::Backend::DType::FLOAT32, nullptr);
|
||||
}
|
||||
}
|
||||
|
||||
Activation::~Activation() {
|
||||
#ifdef USE_CUDA
|
||||
delCUDA();
|
||||
#endif
|
||||
void Activation::activate(CUDANet::Backend::Tensor input) {
|
||||
switch (activationType)
|
||||
{
|
||||
case ActivationType::SIGMOID:
|
||||
backend->sigmoid(input);
|
||||
break;
|
||||
case ActivationType::RELU:
|
||||
/* code */
|
||||
break;
|
||||
case ActivationType::SOFTMAX:
|
||||
/* code */
|
||||
break;
|
||||
default:
|
||||
break;
|
||||
}
|
||||
|
||||
void Activation::activateCPU(float* input) {
|
||||
throw std::logic_error("Not implemented");
|
||||
}
|
||||
|
||||
void Activation::activate(float* input) {
|
||||
#ifdef USE_CUDA
|
||||
activateCUDA(input);
|
||||
#else
|
||||
activateCPU(input);
|
||||
#endif
|
||||
}
|
||||
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