AlexeyAB
2018-02-16 baf3fcb491ee1a5e083fbdfdf2c28aaf36488e92
src/softmax_layer.c
@@ -1,108 +1,100 @@
#include "softmax_layer.h"
#include "mini_blas.h"
#include "blas.h"
#include "cuda.h"
#include <float.h>
#include <math.h>
#include <stdlib.h>
#include <stdio.h>
#include <assert.h>
softmax_layer *make_softmax_layer(int batch, int inputs)
softmax_layer make_softmax_layer(int batch, int inputs, int groups)
{
    fprintf(stderr, "Softmax Layer: %d inputs\n", inputs);
    softmax_layer *layer = calloc(1, sizeof(softmax_layer));
    layer->batch = batch;
    layer->inputs = inputs;
    layer->output = calloc(inputs*batch, sizeof(float));
    layer->delta = calloc(inputs*batch, sizeof(float));
    layer->jacobian = calloc(inputs*inputs*batch, sizeof(float));
    assert(inputs%groups == 0);
    fprintf(stderr, "softmax                                        %4d\n",  inputs);
    softmax_layer l = {0};
    l.type = SOFTMAX;
    l.batch = batch;
    l.groups = groups;
    l.inputs = inputs;
    l.outputs = inputs;
    l.output = calloc(inputs*batch, sizeof(float));
    l.delta = calloc(inputs*batch, sizeof(float));
    l.forward = forward_softmax_layer;
    l.backward = backward_softmax_layer;
    #ifdef GPU
    layer->output_cl = cl_make_array(layer->output, inputs*batch);
    layer->delta_cl = cl_make_array(layer->delta, inputs*batch);
    l.forward_gpu = forward_softmax_layer_gpu;
    l.backward_gpu = backward_softmax_layer_gpu;
    l.output_gpu = cuda_make_array(l.output, inputs*batch);
    l.delta_gpu = cuda_make_array(l.delta, inputs*batch);
    #endif
    return layer;
    return l;
}
void forward_softmax_layer(const softmax_layer layer, float *input)
void softmax_tree(float *input, int batch, int inputs, float temp, tree *hierarchy, float *output)
{
    int i,b;
    for(b = 0; b < layer.batch; ++b){
        float sum = 0;
        float largest = -FLT_MAX;
        for(i = 0; i < layer.inputs; ++i){
            if(input[i+b*layer.inputs] > largest) largest = input[i+b*layer.inputs];
        }
        for(i = 0; i < layer.inputs; ++i){
            sum += exp(input[i+b*layer.inputs]-largest);
        }
        if(sum) sum = largest+log(sum);
        else sum = largest-100;
        for(i = 0; i < layer.inputs; ++i){
            layer.output[i+b*layer.inputs] = exp(input[i+b*layer.inputs]-sum);
    int b;
    for(b = 0; b < batch; ++b){
        int i;
        int count = 0;
        for(i = 0; i < hierarchy->groups; ++i){
            int group_size = hierarchy->group_size[i];
            softmax(input+b*inputs + count, group_size, temp, output+b*inputs + count, 1);
            count += group_size;
        }
    }
}
void backward_softmax_layer(const softmax_layer layer, float *delta)
void forward_softmax_layer(const softmax_layer l, network_state state)
{
    int b;
    int inputs = l.inputs / l.groups;
    int batch = l.batch * l.groups;
    if(l.softmax_tree){
        softmax_tree(state.input, batch, inputs, l.temperature, l.softmax_tree, l.output);
    } else {
        for(b = 0; b < batch; ++b){
            softmax(state.input+b*inputs, inputs, l.temperature, l.output+b*inputs, 1);
        }
    }
}
void backward_softmax_layer(const softmax_layer l, network_state state)
{
    int i;
    for(i = 0; i < layer.inputs*layer.batch; ++i){
        delta[i] = layer.delta[i];
    for(i = 0; i < l.inputs*l.batch; ++i){
        state.delta[i] += l.delta[i];
    }
}
#ifdef GPU
cl_kernel get_softmax_forward_kernel()
void pull_softmax_layer_output(const softmax_layer layer)
{
    static int init = 0;
    static cl_kernel kernel;
    if(!init){
        kernel = get_kernel("src/softmax_layer.cl", "forward", 0);
        init = 1;
    cuda_pull_array(layer.output_gpu, layer.output, layer.inputs*layer.batch);
}
void forward_softmax_layer_gpu(const softmax_layer l, network_state state)
{
    int inputs = l.inputs / l.groups;
    int batch = l.batch * l.groups;
    if(l.softmax_tree){
        int i;
        int count = 0;
        for (i = 0; i < l.softmax_tree->groups; ++i) {
            int group_size = l.softmax_tree->group_size[i];
            softmax_gpu(state.input+count, group_size, inputs, batch, l.temperature, l.output_gpu + count);
            count += group_size;
        }
    } else {
        softmax_gpu(state.input, inputs, inputs, batch, l.temperature, l.output_gpu);
    }
    return kernel;
}
void forward_softmax_layer_gpu(const softmax_layer layer, cl_mem input)
void backward_softmax_layer_gpu(const softmax_layer layer, network_state state)
{
    cl_setup();
    cl_kernel kernel = get_softmax_forward_kernel();
    cl_command_queue queue = cl.queue;
    cl_uint i = 0;
    cl.error = clSetKernelArg(kernel, i++, sizeof(layer.inputs), (void*) &layer.inputs);
    cl.error = clSetKernelArg(kernel, i++, sizeof(input), (void*) &input);
    cl.error = clSetKernelArg(kernel, i++, sizeof(layer.output_cl), (void*) &layer.output_cl);
    check_error(cl);
    const size_t global_size[] = {layer.batch};
    clEnqueueNDRangeKernel(queue, kernel, 1, 0, global_size, 0, 0, 0, 0);
    check_error(cl);
    axpy_ongpu(layer.batch*layer.inputs, 1, layer.delta_gpu, 1, state.delta, 1);
}
void backward_softmax_layer_gpu(const softmax_layer layer, cl_mem delta)
{
    copy_ongpu(layer.batch*layer.inputs, layer.delta_cl, 1, delta, 1);
}
#endif
/* This is if you want softmax w/o log-loss classification. You probably don't.
   int i,j,b;
   for(b = 0; b < layer.batch; ++b){
   for(i = 0; i < layer.inputs; ++i){
   for(j = 0; j < layer.inputs; ++j){
   int d = (i==j);
   layer.jacobian[b*layer.inputs*layer.inputs + i*layer.inputs + j] =
   layer.output[b*layer.inputs + i] * (d - layer.output[b*layer.inputs + j]);
   }
   }
   }
   for(b = 0; b < layer.batch; ++b){
   int M = layer.inputs;
   int N = 1;
   int K = layer.inputs;
   float *A = layer.jacobian + b*layer.inputs*layer.inputs;
   float *B = layer.delta + b*layer.inputs;
   float *C = delta + b*layer.inputs;
   gemm(0,0,M,N,K,1,A,K,B,N,0,C,N);
   }
 */