Optimized on CPU: gemm_bin, im2col, activation, transpose

AlexeyAB

2018-08-08 d6162af210d9d5648d33bf0fda40f773ac200df5

 src/maxpool_layer.c

@@ -1,95 +1,128 @@
#include "maxpool_layer.h"
#include "cuda.h"
#include <stdio.h>

image get_maxpool_image(maxpool_layer layer)
image get_maxpool_image(maxpool_layer l)
{
    int h = (layer.h-1)/layer.stride + 1;
    int w = (layer.w-1)/layer.stride + 1;
    int c = layer.c;
    return float_to_image(h,w,c,layer.output);
    int h = l.out_h;
    int w = l.out_w;
    int c = l.c;
    return float_to_image(w,h,c,l.output);
}

image get_maxpool_delta(maxpool_layer layer)
image get_maxpool_delta(maxpool_layer l)
{
    int h = (layer.h-1)/layer.stride + 1;
    int w = (layer.w-1)/layer.stride + 1;
    int c = layer.c;
    return float_to_image(h,w,c,layer.delta);
    int h = l.out_h;
    int w = l.out_w;
    int c = l.c;
    return float_to_image(w,h,c,l.delta);
}

maxpool_layer *make_maxpool_layer(int batch, int h, int w, int c, int size, int stride)
maxpool_layer make_maxpool_layer(int batch, int h, int w, int c, int size, int stride, int padding)
{
    fprintf(stderr, "Maxpool Layer: %d x %d x %d image, %d size, %d stride\n", h,w,c,size,stride);
    maxpool_layer *layer = calloc(1, sizeof(maxpool_layer));
    layer->batch = batch;
    layer->h = h;
    layer->w = w;
    layer->c = c;
    layer->size = size;
    layer->stride = stride;
    layer->max_indexes = calloc(((h-1)/stride+1) * ((w-1)/stride+1) * c*batch, sizeof(int));
    layer->output = calloc(((h-1)/stride+1) * ((w-1)/stride+1) * c*batch, sizeof(float));
    layer->delta = calloc(((h-1)/stride+1) * ((w-1)/stride+1) * c*batch, sizeof(float));
    return layer;
    maxpool_layer l = {0};
    l.type = MAXPOOL;
    l.batch = batch;
    l.h = h;
    l.w = w;
    l.c = c;
    l.pad = padding;
    l.out_w = (w + padding - size) / stride + 1;
    l.out_h = (h + padding - size) / stride + 1;
    l.out_c = c;
    l.outputs = l.out_h * l.out_w * l.out_c;
    l.inputs = h*w*c;
    l.size = size;
    l.stride = stride;
    int output_size = l.out_h * l.out_w * l.out_c * batch;
    l.indexes = calloc(output_size, sizeof(int));
    l.output =  calloc(output_size, sizeof(float));
    l.delta =   calloc(output_size, sizeof(float));
    l.forward = forward_maxpool_layer;
    l.backward = backward_maxpool_layer;
    #ifdef GPU
    l.forward_gpu = forward_maxpool_layer_gpu;
    l.backward_gpu = backward_maxpool_layer_gpu;
    l.indexes_gpu = cuda_make_int_array(output_size);
    l.output_gpu  = cuda_make_array(l.output, output_size);
    l.delta_gpu   = cuda_make_array(l.delta, output_size);
    #endif
   l.bflops = (l.size*l.size*l.c * l.out_h*l.out_w) / 1000000000.;
    fprintf(stderr, "max          %d x %d / %d  %4d x%4d x%4d   ->  %4d x%4d x%4d %5.3f BF\n", size, size, stride, w, h, c, l.out_w, l.out_h, l.out_c, l.bflops);
    return l;
}

void resize_maxpool_layer(maxpool_layer *layer, int h, int w, int c)
void resize_maxpool_layer(maxpool_layer *l, int w, int h)
{
    layer->h = h;
    layer->w = w;
    layer->c = c;
    layer->output = realloc(layer->output, ((h-1)/layer->stride+1) * ((w-1)/layer->stride+1) * c * layer->batch* sizeof(float));
    layer->delta = realloc(layer->delta, ((h-1)/layer->stride+1) * ((w-1)/layer->stride+1) * c * layer->batch*sizeof(float));
    l->h = h;
    l->w = w;
    l->inputs = h*w*l->c;

    l->out_w = (w + l->pad - l->size) / l->stride + 1;
    l->out_h = (h + l->pad - l->size) / l->stride + 1;
    l->outputs = l->out_w * l->out_h * l->c;
    int output_size = l->outputs * l->batch;

    l->indexes = realloc(l->indexes, output_size * sizeof(int));
    l->output = realloc(l->output, output_size * sizeof(float));
    l->delta = realloc(l->delta, output_size * sizeof(float));

    #ifdef GPU
    cuda_free((float *)l->indexes_gpu);
    cuda_free(l->output_gpu);
    cuda_free(l->delta_gpu);
    l->indexes_gpu = cuda_make_int_array(output_size);
    l->output_gpu  = cuda_make_array(l->output, output_size);
    l->delta_gpu   = cuda_make_array(l->delta,  output_size);
    #endif
}

void forward_maxpool_layer(const maxpool_layer layer, float *input)
void forward_maxpool_layer(const maxpool_layer l, network_state state)
{
    int b;
    for(b = 0; b < layer.batch; ++b){
        int h = (layer.h-1)/layer.stride + 1;
        int w = (layer.w-1)/layer.stride + 1;
        int c = layer.c;
    int b,i,j,k,m,n;
    int w_offset = -l.pad / 2;
    int h_offset = -l.pad / 2;

        int i,j,k,l,m;
        for(k = 0; k < layer.c; ++k){
            for(i = 0; i < layer.h; i += layer.stride){
                for(j = 0; j < layer.w; j += layer.stride){
                    int out_index = j/layer.stride + w*(i/layer.stride + h*(k + c*b));
                    layer.output[out_index] = -FLT_MAX;
                    int lower = (-layer.size-1)/2 + 1;
                    int upper = layer.size/2 + 1;
    int h = l.out_h;
    int w = l.out_w;
    int c = l.c;

                    int lh = (i+lower < 0)       ? 0 : i+lower;
                    int uh = (i+upper > layer.h) ? layer.h : i+upper;

                    int lw = (j+lower < 0)       ? 0 : j+lower;
                    int uw = (j+upper > layer.w) ? layer.w : j+upper;
                    for(l = lh; l < uh; ++l){
                        for(m = lw; m < uw; ++m){
                            //printf("%d %d\n", l, m);
                            int index = m + layer.w*(l + layer.h*(k + b*layer.c));
                            if(input[index] > layer.output[out_index]){
                                layer.output[out_index] = input[index];
                                layer.max_indexes[out_index] = index;
                            }
    for(b = 0; b < l.batch; ++b){
        for(k = 0; k < c; ++k){
            for(i = 0; i < h; ++i){
                for(j = 0; j < w; ++j){
                    int out_index = j + w*(i + h*(k + c*b));
                    float max = -FLT_MAX;
                    int max_i = -1;
                    for(n = 0; n < l.size; ++n){
                        for(m = 0; m < l.size; ++m){
                            int cur_h = h_offset + i*l.stride + n;
                            int cur_w = w_offset + j*l.stride + m;
                            int index = cur_w + l.w*(cur_h + l.h*(k + b*l.c));
                            int valid = (cur_h >= 0 && cur_h < l.h &&
                                         cur_w >= 0 && cur_w < l.w);
                            float val = (valid != 0) ? state.input[index] : -FLT_MAX;
                            max_i = (val > max) ? index : max_i;
                            max   = (val > max) ? val   : max;
                        }
                    }
                    l.output[out_index] = max;
                    l.indexes[out_index] = max_i;
                }
            }
        }
    }
}

void backward_maxpool_layer(const maxpool_layer layer, float *input, float *delta)
void backward_maxpool_layer(const maxpool_layer l, network_state state)
{
    int i;
    int h = (layer.h-1)/layer.stride + 1;
    int w = (layer.w-1)/layer.stride + 1;
    int c = layer.c;
    memset(delta, 0, layer.batch*layer.h*layer.w*layer.c*sizeof(float));
    for(i = 0; i < h*w*c*layer.batch; ++i){
        int index = layer.max_indexes[i];
        delta[index] += layer.delta[i];
    int h = l.out_h;
    int w = l.out_w;
    int c = l.c;
    for(i = 0; i < h*w*c*l.batch; ++i){
        int index = l.indexes[i];
        state.delta[index] += l.delta[i];
    }
}