mirror of
https://github.com/lordmathis/CUDANet.git
synced 2025-11-05 17:34:21 +00:00
Migrate conv2d layer
This commit is contained in:
@@ -14,7 +14,7 @@
|
|||||||
#include "avg_pooling.hpp"
|
#include "avg_pooling.hpp"
|
||||||
#include "batch_norm.cuh"
|
#include "batch_norm.cuh"
|
||||||
#include "concat.hpp"
|
#include "concat.hpp"
|
||||||
#include "conv2d.cuh"
|
#include "conv2d.hpp"
|
||||||
#include "dense.hpp"
|
#include "dense.hpp"
|
||||||
#include "input.hpp"
|
#include "input.hpp"
|
||||||
#include "layer.hpp"
|
#include "layer.hpp"
|
||||||
|
|||||||
@@ -4,7 +4,6 @@
|
|||||||
#include <vector>
|
#include <vector>
|
||||||
|
|
||||||
#include "activation.hpp"
|
#include "activation.hpp"
|
||||||
#include "convolution.cuh"
|
|
||||||
#include "layer.hpp"
|
#include "layer.hpp"
|
||||||
|
|
||||||
namespace CUDANet::Layers {
|
namespace CUDANet::Layers {
|
||||||
@@ -28,12 +27,12 @@ class Conv2d : public WeightedLayer, public TwoDLayer {
|
|||||||
* 'SOFTMAX' or 'NONE')
|
* 'SOFTMAX' or 'NONE')
|
||||||
*/
|
*/
|
||||||
Conv2d(
|
Conv2d(
|
||||||
shape2d inputSize,
|
shape2d inputSize,
|
||||||
int inputChannels,
|
int inputChannels,
|
||||||
shape2d kernelSize,
|
shape2d kernelSize,
|
||||||
shape2d stride,
|
shape2d stride,
|
||||||
int numFilters,
|
int numFilters,
|
||||||
shape2d paddingSize,
|
shape2d paddingSize,
|
||||||
ActivationType activationType
|
ActivationType activationType
|
||||||
);
|
);
|
||||||
|
|
||||||
@@ -107,7 +106,7 @@ class Conv2d : public WeightedLayer, public TwoDLayer {
|
|||||||
private:
|
private:
|
||||||
// Inputs
|
// Inputs
|
||||||
shape2d inputSize;
|
shape2d inputSize;
|
||||||
int inputChannels;
|
int inputChannels;
|
||||||
|
|
||||||
// Outputs
|
// Outputs
|
||||||
shape2d outputSize;
|
shape2d outputSize;
|
||||||
@@ -116,17 +115,31 @@ class Conv2d : public WeightedLayer, public TwoDLayer {
|
|||||||
shape2d kernelSize;
|
shape2d kernelSize;
|
||||||
shape2d stride;
|
shape2d stride;
|
||||||
shape2d paddingSize;
|
shape2d paddingSize;
|
||||||
int numFilters;
|
int numFilters;
|
||||||
|
|
||||||
// Kernels
|
// Kernels
|
||||||
std::vector<float> weights;
|
std::vector<float> weights;
|
||||||
std::vector<float> biases;
|
std::vector<float> biases;
|
||||||
|
|
||||||
// Cuda
|
float* forwardCPU(const float* input);
|
||||||
|
|
||||||
|
// Cuda
|
||||||
|
#ifdef USE_CUDA
|
||||||
float* d_output;
|
float* d_output;
|
||||||
float* d_weights;
|
float* d_weights;
|
||||||
float* d_biases;
|
float* d_biases;
|
||||||
|
|
||||||
|
float* forwardCUDA(const float* d_input);
|
||||||
|
void initCUDA();
|
||||||
|
void delCUDA();
|
||||||
|
|
||||||
|
/**
|
||||||
|
* @brief Copy weights and biases to the device
|
||||||
|
*
|
||||||
|
*/
|
||||||
|
void toCuda();
|
||||||
|
#endif
|
||||||
|
|
||||||
Activation* activation;
|
Activation* activation;
|
||||||
|
|
||||||
/**
|
/**
|
||||||
@@ -140,12 +153,6 @@ class Conv2d : public WeightedLayer, public TwoDLayer {
|
|||||||
*
|
*
|
||||||
*/
|
*/
|
||||||
void initializeBiases();
|
void initializeBiases();
|
||||||
|
|
||||||
/**
|
|
||||||
* @brief Copy weights and biases to the device
|
|
||||||
*
|
|
||||||
*/
|
|
||||||
void toCuda();
|
|
||||||
};
|
};
|
||||||
|
|
||||||
} // namespace CUDANet::Layers
|
} // namespace CUDANet::Layers
|
||||||
73
src/backends/cuda/layers/conv2d.cu
Normal file
73
src/backends/cuda/layers/conv2d.cu
Normal file
@@ -0,0 +1,73 @@
|
|||||||
|
#include <vector>
|
||||||
|
|
||||||
|
#include "activation.hpp"
|
||||||
|
#include "conv2d.hpp"
|
||||||
|
#include "convolution.cuh"
|
||||||
|
#include "cuda_helper.cuh"
|
||||||
|
#include "layer.hpp"
|
||||||
|
#include "matmul.cuh"
|
||||||
|
#include "vector.cuh"
|
||||||
|
|
||||||
|
using namespace CUDANet::Layers;
|
||||||
|
|
||||||
|
void Conv2d::initCUDA() {
|
||||||
|
d_output = nullptr;
|
||||||
|
CUDA_CHECK(cudaMalloc(
|
||||||
|
(void**)&d_output,
|
||||||
|
sizeof(float) * outputSize.first * outputSize.second * numFilters
|
||||||
|
));
|
||||||
|
|
||||||
|
d_weights = nullptr;
|
||||||
|
CUDA_CHECK(cudaMalloc(
|
||||||
|
(void**)&d_weights, sizeof(float) * kernelSize.first *
|
||||||
|
kernelSize.second * inputChannels * numFilters
|
||||||
|
));
|
||||||
|
|
||||||
|
d_biases = nullptr;
|
||||||
|
CUDA_CHECK(cudaMalloc((void**)&d_biases, sizeof(float) * numFilters));
|
||||||
|
}
|
||||||
|
|
||||||
|
void Conv2d::delCUDA() {
|
||||||
|
cudaFree(d_output);
|
||||||
|
cudaFree(d_weights);
|
||||||
|
cudaFree(d_biases);
|
||||||
|
}
|
||||||
|
|
||||||
|
void Conv2d::toCuda() {
|
||||||
|
CUDA_CHECK(cudaMemcpy(
|
||||||
|
d_weights, weights.data(),
|
||||||
|
sizeof(float) * kernelSize.first * kernelSize.second * inputChannels *
|
||||||
|
numFilters,
|
||||||
|
cudaMemcpyHostToDevice
|
||||||
|
));
|
||||||
|
|
||||||
|
CUDA_CHECK(cudaMemcpy(
|
||||||
|
d_biases, biases.data(), sizeof(float) * numFilters,
|
||||||
|
cudaMemcpyHostToDevice
|
||||||
|
));
|
||||||
|
}
|
||||||
|
|
||||||
|
float* Conv2d::forwardCUDA(const float* d_input) {
|
||||||
|
// Convolve
|
||||||
|
dim3 block(8, 8, 8);
|
||||||
|
dim3 grid(
|
||||||
|
(outputSize.first + block.x - 1) / block.x,
|
||||||
|
(outputSize.second + block.y - 1) / block.y,
|
||||||
|
(numFilters + block.z - 1) / block.z
|
||||||
|
);
|
||||||
|
|
||||||
|
CUDANet::Utils::clear(d_output, outputSize.first * outputSize.second * numFilters);
|
||||||
|
|
||||||
|
Kernels::convolution<<<grid, block>>>(
|
||||||
|
d_input, d_weights, d_biases, d_output, inputSize, inputChannels,
|
||||||
|
paddingSize, kernelSize, stride, numFilters, outputSize
|
||||||
|
);
|
||||||
|
CUDA_CHECK(cudaGetLastError());
|
||||||
|
|
||||||
|
// Apply activation
|
||||||
|
activation->activate(d_output);
|
||||||
|
|
||||||
|
CUDA_CHECK(cudaDeviceSynchronize());
|
||||||
|
|
||||||
|
return d_output;
|
||||||
|
}
|
||||||
111
src/layers/conv2d.cpp
Normal file
111
src/layers/conv2d.cpp
Normal file
@@ -0,0 +1,111 @@
|
|||||||
|
#include <stdexcept>
|
||||||
|
#include <vector>
|
||||||
|
|
||||||
|
#include "activation.hpp"
|
||||||
|
#include "conv2d.hpp"
|
||||||
|
#include "layer.hpp"
|
||||||
|
|
||||||
|
using namespace CUDANet::Layers;
|
||||||
|
|
||||||
|
Conv2d::Conv2d(
|
||||||
|
shape2d inputSize,
|
||||||
|
int inputChannels,
|
||||||
|
shape2d kernelSize,
|
||||||
|
shape2d stride,
|
||||||
|
int numFilters,
|
||||||
|
shape2d paddingSize,
|
||||||
|
ActivationType activationType
|
||||||
|
)
|
||||||
|
: inputSize(inputSize),
|
||||||
|
inputChannels(inputChannels),
|
||||||
|
kernelSize(kernelSize),
|
||||||
|
stride(stride),
|
||||||
|
numFilters(numFilters),
|
||||||
|
paddingSize(paddingSize) {
|
||||||
|
outputSize = {
|
||||||
|
(inputSize.first - kernelSize.first + 2 * paddingSize.first) /
|
||||||
|
stride.first +
|
||||||
|
1,
|
||||||
|
(inputSize.second - kernelSize.second + 2 * paddingSize.second) /
|
||||||
|
stride.second +
|
||||||
|
1
|
||||||
|
};
|
||||||
|
|
||||||
|
activation = new Activation(
|
||||||
|
activationType, outputSize.first * outputSize.second * numFilters
|
||||||
|
);
|
||||||
|
|
||||||
|
weights.resize(
|
||||||
|
kernelSize.first * kernelSize.second * inputChannels * numFilters
|
||||||
|
);
|
||||||
|
initializeWeights();
|
||||||
|
|
||||||
|
biases.resize(numFilters);
|
||||||
|
initializeBiases();
|
||||||
|
|
||||||
|
#ifdef USE_CUDA
|
||||||
|
initCUDA();
|
||||||
|
toCuda();
|
||||||
|
#endif
|
||||||
|
}
|
||||||
|
|
||||||
|
Conv2d::~Conv2d() {
|
||||||
|
#ifdef USE_CUDA
|
||||||
|
delCUDA();
|
||||||
|
#endif
|
||||||
|
delete activation;
|
||||||
|
}
|
||||||
|
|
||||||
|
void Conv2d::initializeWeights() {
|
||||||
|
std::fill(weights.begin(), weights.end(), 0.0f);
|
||||||
|
}
|
||||||
|
|
||||||
|
void Conv2d::initializeBiases() {
|
||||||
|
std::fill(biases.begin(), biases.end(), 0.0f);
|
||||||
|
}
|
||||||
|
|
||||||
|
void Conv2d::setWeights(const float* weights_input) {
|
||||||
|
std::copy(weights_input, weights_input + weights.size(), weights.begin());
|
||||||
|
#ifdef USE_CUDA
|
||||||
|
toCuda();
|
||||||
|
#endif
|
||||||
|
}
|
||||||
|
|
||||||
|
std::vector<float> Conv2d::getWeights() {
|
||||||
|
return weights;
|
||||||
|
}
|
||||||
|
|
||||||
|
void Conv2d::setBiases(const float* biases_input) {
|
||||||
|
std::copy(biases_input, biases_input + biases.size(), biases.begin());
|
||||||
|
#ifdef USE_CUDA
|
||||||
|
toCuda();
|
||||||
|
#endif
|
||||||
|
}
|
||||||
|
|
||||||
|
std::vector<float> Conv2d::getBiases() {
|
||||||
|
return biases;
|
||||||
|
}
|
||||||
|
|
||||||
|
float* Conv2d::forwardCPU(const float* input) {
|
||||||
|
throw std::logic_error("Not implemented");
|
||||||
|
}
|
||||||
|
|
||||||
|
float* Conv2d::forward(const float* input) {
|
||||||
|
#ifdef USE_CUDA
|
||||||
|
return forwardCUDA(input);
|
||||||
|
#else
|
||||||
|
return forwardCPU(input);
|
||||||
|
#endif
|
||||||
|
}
|
||||||
|
|
||||||
|
int Conv2d::getOutputSize() {
|
||||||
|
return outputSize.first * outputSize.second * numFilters;
|
||||||
|
}
|
||||||
|
|
||||||
|
int Conv2d::getInputSize() {
|
||||||
|
return inputSize.first * inputSize.second * inputChannels;
|
||||||
|
}
|
||||||
|
|
||||||
|
shape2d Conv2d::getOutputDims() {
|
||||||
|
return outputSize;
|
||||||
|
}
|
||||||
@@ -1,144 +0,0 @@
|
|||||||
#include <iostream>
|
|
||||||
#include <vector>
|
|
||||||
|
|
||||||
#include "activation.hpp"
|
|
||||||
#include "conv2d.cuh"
|
|
||||||
#include "convolution.cuh"
|
|
||||||
#include "cuda_helper.cuh"
|
|
||||||
#include "layer.hpp"
|
|
||||||
#include "matmul.cuh"
|
|
||||||
#include "vector.cuh"
|
|
||||||
|
|
||||||
using namespace CUDANet::Layers;
|
|
||||||
|
|
||||||
Conv2d::Conv2d(
|
|
||||||
shape2d inputSize,
|
|
||||||
int inputChannels,
|
|
||||||
shape2d kernelSize,
|
|
||||||
shape2d stride,
|
|
||||||
int numFilters,
|
|
||||||
shape2d paddingSize,
|
|
||||||
ActivationType activationType
|
|
||||||
)
|
|
||||||
: inputSize(inputSize),
|
|
||||||
inputChannels(inputChannels),
|
|
||||||
kernelSize(kernelSize),
|
|
||||||
stride(stride),
|
|
||||||
numFilters(numFilters),
|
|
||||||
paddingSize(paddingSize) {
|
|
||||||
|
|
||||||
outputSize = {
|
|
||||||
(inputSize.first - kernelSize.first + 2 * paddingSize.first) /
|
|
||||||
stride.first + 1,
|
|
||||||
(inputSize.second - kernelSize.second + 2 * paddingSize.second) /
|
|
||||||
stride.second + 1
|
|
||||||
};
|
|
||||||
|
|
||||||
activation =
|
|
||||||
new Activation(activationType, outputSize.first * outputSize.second * numFilters);
|
|
||||||
|
|
||||||
d_output = nullptr;
|
|
||||||
CUDA_CHECK(cudaMalloc(
|
|
||||||
(void**)&d_output, sizeof(float) * outputSize.first * outputSize.second * numFilters
|
|
||||||
));
|
|
||||||
|
|
||||||
weights.resize(kernelSize.first * kernelSize.second * inputChannels * numFilters);
|
|
||||||
initializeWeights();
|
|
||||||
|
|
||||||
d_weights = nullptr;
|
|
||||||
CUDA_CHECK(cudaMalloc(
|
|
||||||
(void**)&d_weights,
|
|
||||||
sizeof(float) * kernelSize.first * kernelSize.second * inputChannels * numFilters
|
|
||||||
));
|
|
||||||
|
|
||||||
biases.resize(numFilters);
|
|
||||||
initializeBiases();
|
|
||||||
|
|
||||||
d_biases = nullptr;
|
|
||||||
CUDA_CHECK(cudaMalloc((void**)&d_biases, sizeof(float) * numFilters));
|
|
||||||
|
|
||||||
toCuda();
|
|
||||||
}
|
|
||||||
|
|
||||||
Conv2d::~Conv2d() {
|
|
||||||
cudaFree(d_output);
|
|
||||||
cudaFree(d_weights);
|
|
||||||
cudaFree(d_biases);
|
|
||||||
delete activation;
|
|
||||||
}
|
|
||||||
|
|
||||||
void Conv2d::initializeWeights() {
|
|
||||||
std::fill(weights.begin(), weights.end(), 0.0f);
|
|
||||||
}
|
|
||||||
|
|
||||||
void Conv2d::initializeBiases() {
|
|
||||||
std::fill(biases.begin(), biases.end(), 0.0f);
|
|
||||||
}
|
|
||||||
|
|
||||||
void Conv2d::setWeights(const float* weights_input) {
|
|
||||||
std::copy(weights_input, weights_input + weights.size(), weights.begin());
|
|
||||||
toCuda();
|
|
||||||
}
|
|
||||||
|
|
||||||
std::vector<float> Conv2d::getWeights() {
|
|
||||||
return weights;
|
|
||||||
}
|
|
||||||
|
|
||||||
void Conv2d::setBiases(const float* biases_input) {
|
|
||||||
std::copy(biases_input, biases_input + biases.size(), biases.begin());
|
|
||||||
toCuda();
|
|
||||||
}
|
|
||||||
|
|
||||||
std::vector<float> Conv2d::getBiases() {
|
|
||||||
return biases;
|
|
||||||
}
|
|
||||||
|
|
||||||
void Conv2d::toCuda() {
|
|
||||||
CUDA_CHECK(cudaMemcpy(
|
|
||||||
d_weights, weights.data(),
|
|
||||||
sizeof(float) * kernelSize.first * kernelSize.second * inputChannels * numFilters,
|
|
||||||
cudaMemcpyHostToDevice
|
|
||||||
));
|
|
||||||
|
|
||||||
CUDA_CHECK(cudaMemcpy(
|
|
||||||
d_biases, biases.data(), sizeof(float) * numFilters,
|
|
||||||
cudaMemcpyHostToDevice
|
|
||||||
));
|
|
||||||
}
|
|
||||||
|
|
||||||
float* Conv2d::forward(const float* d_input) {
|
|
||||||
// Convolve
|
|
||||||
dim3 block(8, 8, 8);
|
|
||||||
dim3 grid(
|
|
||||||
(outputSize.first + block.x - 1) / block.x,
|
|
||||||
(outputSize.second + block.y - 1) / block.y,
|
|
||||||
(numFilters + block.z - 1) / block.z
|
|
||||||
);
|
|
||||||
|
|
||||||
CUDANet::Utils::clear(d_output, outputSize.first * outputSize.second * numFilters);
|
|
||||||
|
|
||||||
Kernels::convolution<<<grid, block>>>(
|
|
||||||
d_input, d_weights, d_biases, d_output, inputSize, inputChannels,
|
|
||||||
paddingSize, kernelSize, stride, numFilters, outputSize
|
|
||||||
);
|
|
||||||
CUDA_CHECK(cudaGetLastError());
|
|
||||||
|
|
||||||
// Apply activation
|
|
||||||
activation->activate(d_output);
|
|
||||||
|
|
||||||
CUDA_CHECK(cudaDeviceSynchronize());
|
|
||||||
|
|
||||||
return d_output;
|
|
||||||
}
|
|
||||||
|
|
||||||
int Conv2d::getOutputSize() {
|
|
||||||
return outputSize.first * outputSize.second * numFilters;
|
|
||||||
}
|
|
||||||
|
|
||||||
int Conv2d::getInputSize() {
|
|
||||||
return inputSize.first * inputSize.second * inputChannels;
|
|
||||||
}
|
|
||||||
|
|
||||||
shape2d Conv2d::getOutputDims() {
|
|
||||||
return outputSize;
|
|
||||||
}
|
|
||||||
@@ -3,7 +3,7 @@
|
|||||||
|
|
||||||
#include <iostream>
|
#include <iostream>
|
||||||
|
|
||||||
#include "conv2d.cuh"
|
#include "conv2d.hpp"
|
||||||
|
|
||||||
class Conv2dTest : public ::testing::Test {
|
class Conv2dTest : public ::testing::Test {
|
||||||
protected:
|
protected:
|
||||||
|
|||||||
@@ -1,6 +1,6 @@
|
|||||||
#include <gtest/gtest.h>
|
#include <gtest/gtest.h>
|
||||||
|
|
||||||
#include "conv2d.cuh"
|
#include "conv2d.hpp"
|
||||||
#include "dense.hpp"
|
#include "dense.hpp"
|
||||||
#include "max_pooling.hpp"
|
#include "max_pooling.hpp"
|
||||||
#include "model.hpp"
|
#include "model.hpp"
|
||||||
@@ -85,8 +85,6 @@ class ModelTest : public ::testing::Test {
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void commonTestTeardown(CUDANet::Model *model) {
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void commonTestTeardown(CUDANet::Model *model) {
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delete model;
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delete model;
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}
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}
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cudaError_t cudaStatus;
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};
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};
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TEST_F(ModelTest, TestModelPredict) {
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TEST_F(ModelTest, TestModelPredict) {
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