hc
2023-12-09 b22da3d8526a935aa31e086e63f60ff3246cb61c
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
338
339
340
341
342
343
344
345
346
347
348
349
350
351
352
353
354
355
356
357
358
359
360
361
362
363
364
365
366
367
368
369
370
371
372
373
374
375
376
377
378
379
380
381
382
383
384
385
386
387
388
389
390
391
392
393
394
395
396
397
398
399
400
401
402
403
404
405
406
407
408
409
410
411
412
413
414
415
416
417
418
419
420
421
422
423
424
425
426
427
428
429
430
431
432
433
434
435
436
437
438
439
440
441
442
443
444
445
446
447
448
449
450
451
452
453
454
455
456
457
458
459
460
461
462
463
464
465
466
467
468
469
470
471
472
473
474
475
476
477
478
479
480
481
482
483
484
485
486
487
488
489
490
491
492
493
494
495
496
497
498
499
// Copyright (c) 2021 by Rockchip Electronics Co., Ltd. All Rights Reserved.
//
// Licensed under the Apache License, Version 2.0 (the "License");
// you may not use this file except in compliance with the License.
// You may obtain a copy of the License at
//
//     http://www.apache.org/licenses/LICENSE-2.0
//
// Unless required by applicable law or agreed to in writing, software
// distributed under the License is distributed on an "AS IS" BASIS,
// WITHOUT WARRANTIES OR CONDITIONS OF ANY KIND, either express or implied.
// See the License for the specific language governing permissions and
// limitations under the License.
 
/*-------------------------------------------
                Includes
-------------------------------------------*/
#include "rknn_api.h"
 
#include <float.h>
#include <stdio.h>
#include <stdlib.h>
#include <string.h>
#include <sys/time.h>
#include <vector>
 
#define STB_IMAGE_IMPLEMENTATION
#include "stb/stb_image.h"
#define STB_IMAGE_RESIZE_IMPLEMENTATION
#include <stb/stb_image_resize.h>
 
#include "postprocess.h"
 
#define PERF_WITH_POST 1
 
/*-------------------------------------------
                  Functions
-------------------------------------------*/
static inline int64_t getCurrentTimeUs()
{
  struct timeval tv;
  gettimeofday(&tv, NULL);
  return tv.tv_sec * 1000000 + tv.tv_usec;
}
 
static void dump_tensor_attr(rknn_tensor_attr *attr)
{
  char dims[128] = {0};
  for (int i = 0; i < attr->n_dims; ++i)
  {
    int idx = strlen(dims);
    sprintf(&dims[idx], "%d%s", attr->dims[i], (i == attr->n_dims - 1) ? "" : ", ");
  }
  printf("  index=%d, name=%s, n_dims=%d, dims=[%s], n_elems=%d, size=%d, fmt=%s, type=%s, qnt_type=%s, "
         "zp=%d, scale=%f\n",
         attr->index, attr->name, attr->n_dims, dims, attr->n_elems, attr->size, get_format_string(attr->fmt),
         get_type_string(attr->type), get_qnt_type_string(attr->qnt_type), attr->zp, attr->scale);
}
 
static void *load_file(const char *file_path, size_t *file_size)
{
  FILE *fp = fopen(file_path, "r");
  if (fp == NULL)
  {
    printf("failed to open file: %s\n", file_path);
    return NULL;
  }
 
  fseek(fp, 0, SEEK_END);
  size_t size = (size_t)ftell(fp);
  fseek(fp, 0, SEEK_SET);
 
  void *file_data = malloc(size);
  if (file_data == NULL)
  {
    fclose(fp);
    printf("failed allocate file size: %zu\n", size);
    return NULL;
  }
 
  if (fread(file_data, 1, size, fp) != size)
  {
    fclose(fp);
    free(file_data);
    printf("failed to read file data!\n");
    return NULL;
  }
 
  fclose(fp);
 
  *file_size = size;
 
  return file_data;
}
 
static unsigned char *load_image(const char *image_path, rknn_tensor_attr *input_attr, int *img_height, int *img_width)
{
  int req_height = 0;
  int req_width = 0;
  int req_channel = 0;
 
  switch (input_attr->fmt)
  {
  case RKNN_TENSOR_NHWC:
    req_height = input_attr->dims[1];
    req_width = input_attr->dims[2];
    req_channel = input_attr->dims[3];
    break;
  case RKNN_TENSOR_NCHW:
    req_height = input_attr->dims[2];
    req_width = input_attr->dims[3];
    req_channel = input_attr->dims[1];
    break;
  default:
    printf("meet unsupported layout\n");
    return NULL;
  }
 
  int channel = 0;
 
  unsigned char *image_data = stbi_load(image_path, img_width, img_height, &channel, req_channel);
  if (image_data == NULL)
  {
    printf("load image failed!\n");
    return NULL;
  }
 
  if (*img_width != req_width || *img_height != req_height)
  {
    unsigned char *image_resized = (unsigned char *)STBI_MALLOC(req_width * req_height * req_channel);
    if (!image_resized)
    {
      printf("malloc image failed!\n");
      STBI_FREE(image_data);
      return NULL;
    }
    if (stbir_resize_uint8(image_data, *img_width, *img_height, 0, image_resized, req_width, req_height, 0, channel) != 1)
    {
      printf("resize image failed!\n");
      STBI_FREE(image_data);
      return NULL;
    }
    STBI_FREE(image_data);
    image_data = image_resized;
  }
 
  return image_data;
}
 
// 量化模型的npu输出结果为int8数据类型,后处理要按照int8数据类型处理
// 如下提供了int8排布的NC1HWC2转换成int8的nchw转换代码
int NC1HWC2_int8_to_NCHW_int8(const int8_t *src, int8_t *dst, int *dims, int channel, int h, int w)
{
  int batch = dims[0];
  int C1 = dims[1];
  int C2 = dims[4];
  int hw_src = dims[2] * dims[3];
  int hw_dst = h * w;
  for (int i = 0; i < batch; i++)
  {
    src = src + i * C1 * hw_src * C2;
    dst = dst + i * channel * hw_dst;
    for (int c = 0; c < channel; ++c)
    {
      int plane = c / C2;
      const int8_t *src_c = plane * hw_src * C2 + src;
      int offset = c % C2;
      for (int cur_h = 0; cur_h < h; ++cur_h)
        for (int cur_w = 0; cur_w < w; ++cur_w)
        {
          int cur_hw = cur_h * w + cur_w;
          dst[c * hw_dst + cur_h * w + cur_w] = src_c[C2 * cur_hw + offset];
        }
    }
  }
 
  return 0;
}
 
// 量化模型的npu输出结果为int8数据类型,后处理要按照int8数据类型处理
// 如下提供了int8排布的NC1HWC2转换成float的nchw转换代码
int NC1HWC2_int8_to_NCHW_float(const int8_t *src, float *dst, int *dims, int channel, int h, int w, int zp, float scale)
{
  int batch = dims[0];
  int C1 = dims[1];
  int C2 = dims[4];
  int hw_src = dims[2] * dims[3];
  int hw_dst = h * w;
  for (int i = 0; i < batch; i++)
  {
    src = src + i * C1 * hw_src * C2;
    dst = dst + i * channel * hw_dst;
    for (int c = 0; c < channel; ++c)
    {
      int plane = c / C2;
      const int8_t *src_c = plane * hw_src * C2 + src;
      int offset = c % C2;
      for (int cur_h = 0; cur_h < h; ++cur_h)
        for (int cur_w = 0; cur_w < w; ++cur_w)
        {
          int cur_hw = cur_h * w + cur_w;
          dst[c * hw_dst + cur_h * w + cur_w] = (src_c[C2 * cur_hw + offset] - zp) * scale; // int8-->float
        }
    }
  }
 
  return 0;
}
 
/*-------------------------------------------
                  Main Functions
-------------------------------------------*/
int main(int argc, char *argv[])
{
  if (argc < 3)
  {
    printf("Usage:%s model_path input_path [loop_count]\n", argv[0]);
    return -1;
  }
 
  char *model_path = argv[1];
  char *input_path = argv[2];
 
  int loop_count = 1;
  if (argc > 3)
  {
    loop_count = atoi(argv[3]);
  }
 
  const float nms_threshold = NMS_THRESH;
  const float box_conf_threshold = BOX_THRESH;
 
  int img_width = 0;
  int img_height = 0;
 
  rknn_context ctx = 0;
 
  // Load RKNN Model
#if 1
  // Init rknn from model path
  int ret = rknn_init(&ctx, model_path, 0, 0, NULL);
#else
  // Init rknn from model data
  size_t model_size;
  void *model_data = load_file(model_path, &model_size);
  if (model_data == NULL)
  {
    return -1;
  }
  int ret = rknn_init(&ctx, model_data, model_size, 0, NULL);
  free(model_data);
#endif
  if (ret < 0)
  {
    printf("rknn_init fail! ret=%d\n", ret);
    return -1;
  }
 
  // Get sdk and driver version
  rknn_sdk_version sdk_ver;
  ret = rknn_query(ctx, RKNN_QUERY_SDK_VERSION, &sdk_ver, sizeof(sdk_ver));
  if (ret != RKNN_SUCC)
  {
    printf("rknn_query fail! ret=%d\n", ret);
    return -1;
  }
  printf("rknn_api/rknnrt version: %s, driver version: %s\n", sdk_ver.api_version, sdk_ver.drv_version);
 
  // Get Model Input Output Info
  rknn_input_output_num io_num;
  ret = rknn_query(ctx, RKNN_QUERY_IN_OUT_NUM, &io_num, sizeof(io_num));
  if (ret != RKNN_SUCC)
  {
    printf("rknn_query fail! ret=%d\n", ret);
    return -1;
  }
  printf("model input num: %d, output num: %d\n", io_num.n_input, io_num.n_output);
 
  printf("input tensors:\n");
  rknn_tensor_attr input_attrs[io_num.n_input];
  memset(input_attrs, 0, io_num.n_input * sizeof(rknn_tensor_attr));
  for (uint32_t i = 0; i < io_num.n_input; i++)
  {
    input_attrs[i].index = i;
    // query info
    ret = rknn_query(ctx, RKNN_QUERY_INPUT_ATTR, &(input_attrs[i]), sizeof(rknn_tensor_attr));
    if (ret < 0)
    {
      printf("rknn_init error! ret=%d\n", ret);
      return -1;
    }
    dump_tensor_attr(&input_attrs[i]);
  }
 
  printf("output tensors:\n");
  rknn_tensor_attr output_attrs[io_num.n_output];
  memset(output_attrs, 0, io_num.n_output * sizeof(rknn_tensor_attr));
  for (uint32_t i = 0; i < io_num.n_output; i++)
  {
    output_attrs[i].index = i;
    // query info
    ret = rknn_query(ctx, RKNN_QUERY_NATIVE_OUTPUT_ATTR, &(output_attrs[i]), sizeof(rknn_tensor_attr));
    if (ret != RKNN_SUCC)
    {
      printf("rknn_query fail! ret=%d\n", ret);
      return -1;
    }
    dump_tensor_attr(&output_attrs[i]);
  }
 
  // Get custom string
  rknn_custom_string custom_string;
  ret = rknn_query(ctx, RKNN_QUERY_CUSTOM_STRING, &custom_string, sizeof(custom_string));
  if (ret != RKNN_SUCC)
  {
    printf("rknn_query fail! ret=%d\n", ret);
    return -1;
  }
  printf("custom string: %s\n", custom_string.string);
 
  unsigned char *input_data = NULL;
  rknn_tensor_type input_type = RKNN_TENSOR_UINT8;
  rknn_tensor_format input_layout = RKNN_TENSOR_NHWC;
 
  // Load image
  input_data = load_image(input_path, &input_attrs[0], &img_height, &img_width);
 
  if (!input_data)
  {
    return -1;
  }
 
  // Create input tensor memory
  rknn_tensor_mem *input_mems[1];
  // default input type is int8 (normalize and quantize need compute in outside)
  // if set uint8, will fuse normalize and quantize to npu
  input_attrs[0].type = input_type;
  // default fmt is NHWC, npu only support NHWC in zero copy mode
  input_attrs[0].fmt = input_layout;
 
  input_mems[0] = rknn_create_mem(ctx, input_attrs[0].size_with_stride);
 
  // Copy input data to input tensor memory
  int width = input_attrs[0].dims[2];
  int stride = input_attrs[0].w_stride;
 
  if (width == stride)
  {
    memcpy(input_mems[0]->virt_addr, input_data, width * input_attrs[0].dims[1] * input_attrs[0].dims[3]);
  }
  else
  {
    int height = input_attrs[0].dims[1];
    int channel = input_attrs[0].dims[3];
    // copy from src to dst with stride
    uint8_t *src_ptr = input_data;
    uint8_t *dst_ptr = (uint8_t *)input_mems[0]->virt_addr;
    // width-channel elements
    int src_wc_elems = width * channel;
    int dst_wc_elems = stride * channel;
    for (int h = 0; h < height; ++h)
    {
      memcpy(dst_ptr, src_ptr, src_wc_elems);
      src_ptr += src_wc_elems;
      dst_ptr += dst_wc_elems;
    }
  }
 
  // Create output tensor memory
  rknn_tensor_mem *output_mems[io_num.n_output];
  for (uint32_t i = 0; i < io_num.n_output; ++i)
  {
    output_mems[i] = rknn_create_mem(ctx, output_attrs[i].size_with_stride);
  }
 
  // Set input tensor memory
  ret = rknn_set_io_mem(ctx, input_mems[0], &input_attrs[0]);
  if (ret < 0)
  {
    printf("rknn_set_io_mem fail! ret=%d\n", ret);
    return -1;
  }
 
  // Set output tensor memory
  for (uint32_t i = 0; i < io_num.n_output; ++i)
  {
    // set output memory and attribute
    ret = rknn_set_io_mem(ctx, output_mems[i], &output_attrs[i]);
    if (ret < 0)
    {
      printf("rknn_set_io_mem fail! ret=%d\n", ret);
      return -1;
    }
  }
 
  // Run
  printf("Begin perf ...\n");
  for (int i = 0; i < loop_count; ++i)
  {
    int64_t start_us = getCurrentTimeUs();
    ret = rknn_run(ctx, NULL);
    int64_t elapse_us = getCurrentTimeUs() - start_us;
    if (ret < 0)
    {
      printf("rknn run error %d\n", ret);
      return -1;
    }
    printf("%4d: Elapse Time = %.2fms, FPS = %.2f\n", i, elapse_us / 1000.f, 1000.f * 1000.f / elapse_us);
  }
 
  printf("output origin tensors:\n");
  rknn_tensor_attr orig_output_attrs[io_num.n_output];
  memset(orig_output_attrs, 0, io_num.n_output * sizeof(rknn_tensor_attr));
  for (uint32_t i = 0; i < io_num.n_output; i++)
  {
    orig_output_attrs[i].index = i;
    // query info
    ret = rknn_query(ctx, RKNN_QUERY_OUTPUT_ATTR, &(orig_output_attrs[i]), sizeof(rknn_tensor_attr));
    if (ret != RKNN_SUCC)
    {
      printf("rknn_query fail! ret=%d\n", ret);
      return -1;
    }
    dump_tensor_attr(&orig_output_attrs[i]);
  }
 
  int8_t *output_mems_nchw[io_num.n_output];
  for (uint32_t i = 0; i < io_num.n_output; ++i)
  {
    int size = orig_output_attrs[i].size_with_stride;
    output_mems_nchw[i] = (int8_t *)malloc(size);
  }
 
  for (uint32_t i = 0; i < io_num.n_output; i++)
  {
    int channel = orig_output_attrs[i].dims[1];
    int h = orig_output_attrs[i].n_dims > 2 ? orig_output_attrs[i].dims[2] : 1;
    int w = orig_output_attrs[i].n_dims > 3 ? orig_output_attrs[i].dims[3] : 1;
    int hw = h * w;
    NC1HWC2_int8_to_NCHW_int8((int8_t *)output_mems[i]->virt_addr, (int8_t *)output_mems_nchw[i], (int *)output_attrs[i].dims,
                              channel, h, w);
  }
 
  int model_width = 0;
  int model_height = 0;
  if (input_attrs[0].fmt == RKNN_TENSOR_NCHW)
  {
    printf("model is NCHW input fmt\n");
    model_width = input_attrs[0].dims[2];
    model_height = input_attrs[0].dims[3];
  }
  else
  {
    printf("model is NHWC input fmt\n");
    model_width = input_attrs[0].dims[1];
    model_height = input_attrs[0].dims[2];
  }
  // post process
  float scale_w = (float)model_width / img_width;
  float scale_h = (float)model_height / img_height;
 
  detect_result_group_t detect_result_group;
  std::vector<float> out_scales;
  std::vector<int32_t> out_zps;
  for (int i = 0; i < io_num.n_output; ++i)
  {
    out_scales.push_back(output_attrs[i].scale);
    out_zps.push_back(output_attrs[i].zp);
  }
 
  post_process((int8_t *)output_mems_nchw[0], (int8_t *)output_mems_nchw[1], (int8_t *)output_mems_nchw[2], 640, 640,
               box_conf_threshold, nms_threshold, scale_w, scale_h, out_zps, out_scales, &detect_result_group);
 
  char text[256];
  for (int i = 0; i < detect_result_group.count; i++)
  {
    detect_result_t *det_result = &(detect_result_group.results[i]);
    sprintf(text, "%s %.1f%%", det_result->name, det_result->prop * 100);
    printf("%s @ (%d %d %d %d) %f\n",
           det_result->name,
           det_result->box.left, det_result->box.top, det_result->box.right, det_result->box.bottom,
           det_result->prop);
  }
 
  // Destroy rknn memory
  rknn_destroy_mem(ctx, input_mems[0]);
  for (uint32_t i = 0; i < io_num.n_output; ++i)
  {
    rknn_destroy_mem(ctx, output_mems[i]);
    free(output_mems_nchw[i]);
  }
 
  // destroy
  rknn_destroy(ctx);
 
  free(input_data);
 
  return 0;
}