hc
2024-03-22 a0752693d998599af469473b8dc239ef973a012f
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
// 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 "rk_mpi_mmz.h"
#include "rknn_api.h"
 
#include <float.h>
#include <stdio.h>
#include <stdlib.h>
#include <string.h>
#include <sys/time.h>
 
#define STB_IMAGE_IMPLEMENTATION
#include "stb/stb_image.h"
#define STB_IMAGE_RESIZE_IMPLEMENTATION
#include <stb/stb_image_resize.h>
 
/*-------------------------------------------
                  Functions
-------------------------------------------*/
static inline int64_t getCurrentTimeUs()
{
  struct timeval tv;
  gettimeofday(&tv, NULL);
  return tv.tv_sec * 1000000 + tv.tv_usec;
}
 
static int rknn_GetTopN(float* pfProb, float* pfMaxProb, uint32_t* pMaxClass, uint32_t outputCount, uint32_t topNum)
{
  uint32_t i, j;
  uint32_t top_count = outputCount > topNum ? topNum : outputCount;
 
  for (i = 0; i < topNum; ++i) {
    pfMaxProb[i] = -FLT_MAX;
    pMaxClass[i] = -1;
  }
 
  for (j = 0; j < top_count; j++) {
    for (i = 0; i < outputCount; i++) {
      if ((i == *(pMaxClass + 0)) || (i == *(pMaxClass + 1)) || (i == *(pMaxClass + 2)) || (i == *(pMaxClass + 3)) ||
          (i == *(pMaxClass + 4))) {
        continue;
      }
 
      if (pfProb[i] > *(pfMaxProb + j)) {
        *(pfMaxProb + j) = pfProb[i];
        *(pMaxClass + j) = i;
      }
    }
  }
 
  return 1;
}
 
static void dump_tensor_attr(rknn_tensor_attr* attr)
{
  printf("  index=%d, name=%s, n_dims=%d, dims=[%d, %d, %d, %d], n_elems=%d, size=%d, fmt=%s, type=%s, qnt_type=%s, "
         "zp=%d, scale=%f\n",
         attr->index, attr->name, attr->n_dims, attr->dims[0], attr->dims[1], attr->dims[2], attr->dims[3],
         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 unsigned char* load_image(const char* image_path, rknn_tensor_attr* input_attr)
{
  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 height  = 0;
  int width   = 0;
  int channel = 0;
 
  unsigned char* image_data = stbi_load(image_path, &width, &height, &channel, req_channel);
  if (image_data == NULL) {
    printf("load image failed!\n");
    return NULL;
  }
 
  if (width != req_width || 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, width, 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;
}
 
/*-------------------------------------------
                  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]);
  }
 
  rknn_context ctx = 0;
 
  // Load RKNN Model
  int ret = rknn_init(&ctx, model_path, 0, RKNN_FLAG_MEM_ALLOC_OUTSIDE, NULL);
  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 weight and internal mem size
  rknn_mem_size mem_size;
  ret = rknn_query(ctx, RKNN_QUERY_MEM_SIZE, &mem_size, sizeof(mem_size));
  if (ret != RKNN_SUCC) {
    printf("rknn_query fail! ret=%d\n", ret);
    return -1;
  }
  printf("total weight size: %d, total internal size: %d\n", mem_size.total_weight_size, mem_size.total_internal_size);
 
  // 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_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]);
 
  if (!input_data) {
    return -1;
  }
 
  int mb_flags = RK_MMZ_ALLOC_TYPE_CMA | RK_MMZ_ALLOC_UNCACHEABLE;
 
  // Allocate weight memory in outside
  MB_BLK           weight_mb;
  rknn_tensor_mem* weight_mem;
  ret = RK_MPI_MMZ_Alloc(&weight_mb, mem_size.total_weight_size, mb_flags);
  if (ret < 0) {
    printf("RK_MPI_MMZ_Alloc failed, ret: %d\n", ret);
    return ret;
  }
  void* weight_virt = RK_MPI_MMZ_Handle2VirAddr(weight_mb);
  if (weight_virt == NULL) {
    printf("RK_MPI_MMZ_Handle2VirAddr failed!\n");
    return -1;
  }
  int weight_fd = RK_MPI_MMZ_Handle2Fd(weight_mb);
  if (weight_fd < 0) {
    printf("RK_MPI_MMZ_Handle2Fd failed!\n");
    return -1;
  }
  weight_mem = rknn_create_mem_from_fd(ctx, weight_fd, weight_virt, mem_size.total_weight_size, 0);
  ret        = rknn_set_weight_mem(ctx, weight_mem);
  if (ret < 0) {
    printf("rknn_set_weight_mem fail! ret=%d\n", ret);
    return -1;
  }
  printf("weight mb info: virt = %p, fd = %d, size: %d\n", weight_virt, weight_fd, mem_size.total_weight_size);
 
  // Allocate internal memory in outside
  MB_BLK           internal_mb;
  rknn_tensor_mem* internal_mem;
  ret = RK_MPI_MMZ_Alloc(&internal_mb, mem_size.total_internal_size, mb_flags);
  if (ret < 0) {
    printf("RK_MPI_MMZ_Alloc failed, ret: %d\n", ret);
    return ret;
  }
  void* internal_virt = RK_MPI_MMZ_Handle2VirAddr(internal_mb);
  if (internal_virt == NULL) {
    printf("RK_MPI_MMZ_Handle2VirAddr failed!\n");
    return -1;
  }
  int internal_fd = RK_MPI_MMZ_Handle2Fd(internal_mb);
  if (internal_fd < 0) {
    printf("RK_MPI_MMZ_Handle2Fd failed!\n");
    return -1;
  }
  internal_mem = rknn_create_mem_from_fd(ctx, internal_fd, internal_virt, mem_size.total_internal_size, 0);
  ret          = rknn_set_internal_mem(ctx, internal_mem);
  if (ret < 0) {
    printf("rknn_set_internal_mem fail! ret=%d\n", ret);
    return -1;
  }
  printf("internal mb info: virt = %p, fd = %d, size: %d\n", internal_virt, internal_fd, mem_size.total_internal_size);
 
  // Allocate input memory in outside
  MB_BLK input_mb;
  int    input_size = input_attrs[0].size_with_stride;
  ret               = RK_MPI_MMZ_Alloc(&input_mb, input_size, mb_flags);
  if (ret < 0) {
    printf("RK_MPI_MMZ_Alloc failed, ret: %d\n", ret);
    return ret;
  }
  void* input_virt = RK_MPI_MMZ_Handle2VirAddr(input_mb);
  if (input_virt == NULL) {
    printf("RK_MPI_MMZ_Handle2VirAddr failed!\n");
    return -1;
  }
  int input_fd = RK_MPI_MMZ_Handle2Fd(input_mb);
  if (input_fd < 0) {
    printf("RK_MPI_MMZ_Handle2Fd failed!\n");
    return -1;
  }
  printf("input mb info: virt = %p, fd = %d, size: %d\n", input_virt, input_fd, input_size);
 
  // Allocate outputs memory in outside
  MB_BLK output_mbs[io_num.n_output];
  void*  output_virts[io_num.n_output];
  int    output_fds[io_num.n_output];
  for (uint32_t i = 0; i < io_num.n_output; ++i) {
    // default output type is depend on model, this require float32 to compute top5
    output_attrs[i].type = RKNN_TENSOR_FLOAT32;
    int output_size      = output_attrs[i].n_elems * sizeof(float);
    output_attrs[i].size = output_size;
    ret                  = RK_MPI_MMZ_Alloc(&output_mbs[i], output_size, mb_flags);
    if (ret < 0) {
      printf("RK_MPI_MMZ_Alloc failed, ret: %d\n", ret);
      return ret;
    }
    output_virts[i] = RK_MPI_MMZ_Handle2VirAddr(output_mbs[i]);
    if (output_virts[i] == NULL) {
      printf("RK_MPI_MMZ_Handle2VirAddr failed!\n");
      return -1;
    }
    output_fds[i] = RK_MPI_MMZ_Handle2Fd(output_mbs[i]);
    if (output_fds[i] < 0) {
      printf("RK_MPI_MMZ_Handle2Fd failed!\n");
      return -1;
    }
    printf("output%d mb info: virt = %p, fd = %d, size = %d\n", i, output_virts[i], output_fds[i], output_size);
  }
 
  // 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_from_fd(ctx, input_fd, input_virt, input_attrs[0].size_with_stride, 0);
 
  // 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_from_fd(ctx, output_fds[i], output_virts[i], output_attrs[i].size, 0);
  }
 
  // 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);
  }
 
  // Get top 5
  uint32_t topNum = 5;
  for (uint32_t i = 0; i < io_num.n_output; i++) {
    uint32_t MaxClass[topNum];
    float    fMaxProb[topNum];
    float*   buffer    = (float*)output_mems[i]->virt_addr;
    uint32_t sz        = output_attrs[i].n_elems;
    int      top_count = sz > topNum ? topNum : sz;
 
    rknn_GetTopN(buffer, fMaxProb, MaxClass, sz, topNum);
 
    printf("---- Top%d ----\n", top_count);
    for (int j = 0; j < top_count; j++) {
      printf("%8.6f - %d\n", fMaxProb[j], MaxClass[j]);
    }
  }
 
  // free mb blk memory
  RK_MPI_MMZ_Free(weight_mb);
  RK_MPI_MMZ_Free(internal_mb);
  RK_MPI_MMZ_Free(input_mb);
  for (uint32_t i = 0; i < io_num.n_output; ++i) {
    RK_MPI_MMZ_Free(output_mbs[i]);
  }
 
  // 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]);
  }
 
  // destroy
  rknn_destroy(ctx);
 
  free(input_data);
 
  return 0;
}