[moco/tf] Adding BiasAdd (#3815)
author윤현식/On-Device Lab(SR)/Principal Engineer/삼성전자 <hyunsik.yoon@samsung.com>
Tue, 18 Jun 2019 02:23:31 +0000 (11:23 +0900)
committer박종현/On-Device Lab(SR)/Staff Engineer/삼성전자 <jh1302.park@samsung.com>
Tue, 18 Jun 2019 02:23:31 +0000 (11:23 +0900)
[moco/tf] Adding BiasAdd

This comits adds BiasAdd for moco/tf.

Signed-off-by: Hyun Sik Yoon <hyunsik.yoon@samsung.com>
Signed-off-by: Pavel Iliutchenko p.iliutchenk@samsung.com
contrib/moco/lib/frontend/tf/src/Op/BiasAdd.cpp [new file with mode: 0644]
contrib/moco/lib/frontend/tf/src/Op/BiasAdd.test.cpp [new file with mode: 0644]
contrib/moco/lib/frontend/tf/src/Transforms/FixPaddingTransform.cpp
contrib/moco/lib/frontend/tf/src/Transforms/FixShapeTransform.cpp
contrib/moco/lib/frontend/tf/src/Transforms/MocoNodes.lst

diff --git a/contrib/moco/lib/frontend/tf/src/Op/BiasAdd.cpp b/contrib/moco/lib/frontend/tf/src/Op/BiasAdd.cpp
new file mode 100644 (file)
index 0000000..ffc4284
--- /dev/null
@@ -0,0 +1,165 @@
+/*
+ * Copyright (c) 2019 Samsung Electronics Co., Ltd. All Rights Reserved
+ *
+ * Licensed under the Apache License, Version 2.0 (the "License");
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+ *    http://www.apache.org/licenses/LICENSE-2.0
+ *
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+ * 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.
+ */
+
+#include "Convert.h"
+#include "GraphBuilder.h"
+#include "GraphBuilderContext.h"
+
+#include <moco/tf/Names.h>
+
+#include <loco.h>
+#include <loco/IR/PermutingCodec.h>
+#include <stdex/Memory.h>
+
+#include <tensorflow/core/framework/graph.pb.h>
+
+#include <cassert>
+#include <stdexcept>
+
+namespace
+{
+using namespace moco::tf;
+
+class ValueInputUpdate final : public GraphUpdate
+{
+public:
+  ValueInputUpdate(loco::BiasAdd<loco::Domain::Tensor> *bias_add, const TensorName &&input_name)
+      : _bias_add(bias_add), _input_name(input_name)
+  {
+  }
+
+  void input(const SymbolTable *) const override;
+
+private:
+  loco::BiasAdd<loco::Domain::Tensor> *_bias_add;
+  const TensorName _input_name;
+};
+
+void ValueInputUpdate::input(const SymbolTable *node_table) const
+{
+  loco::Node *input_node = node_table->node(_input_name);
+  _bias_add->value(input_node);
+}
+
+class BiasInputUpdate final : public GraphUpdate
+{
+public:
+  BiasInputUpdate(loco::BiasEncode *bias_enc, const TensorName &&input_name)
+      : _bias_enc(bias_enc), _input_name(input_name)
+  {
+  }
+
+  void input(const SymbolTable *) const override;
+
+private:
+  loco::BiasEncode *_bias_enc;
+  const TensorName _input_name;
+};
+
+void BiasInputUpdate::input(const SymbolTable *node_table) const
+{
+  loco::Node *input_node = node_table->node(_input_name);
+  _bias_enc->input(input_node);
+}
+
+} // namespace
+
+namespace moco
+{
+namespace tf
+{
+
+/**
+ * @brief GraphBuilder for BiasAdd node
+ */
+class BiasAddGraphBuilder final : public GraphBuilder
+{
+public:
+  bool validate(const tensorflow::NodeDef &) const override;
+  void build(const tensorflow::NodeDef &, GraphBuilderContext *) const override;
+};
+
+bool BiasAddGraphBuilder::validate(const tensorflow::NodeDef &node) const
+{
+  assert(node.input_size() == 2);
+
+  // note: even though "data_format" is not entered when a model is written,
+  //       TF seems to generate "data_format" field into a pb file
+  if (!has_attrs(node, {"T", "data_format"}))
+    return false;
+
+  // TODO add type check
+  // type of input and bias should be same (except using quantization)
+
+  // Note In case of TF.nn.bias_add,
+  // "value may have any number of dimensions." ...
+  // but "data_format: A string. 'NHWC' and 'NCHW' are supported."
+  // Not sure if value should be 4-D tensor. Let's skip this check for now.
+
+  return true;
+}
+
+void BiasAddGraphBuilder::build(const tensorflow::NodeDef &node, GraphBuilderContext *context) const
+{
+  assert(context != nullptr);
+
+  loco::Graph *graph = context->graph();
+  SymbolTable *tensor_names = context->tensor_names();
+  UpdateQueue *updates = context->updates();
+
+  // tensorflow data_format: one of NHWC or NCHW.
+  auto data_layout = get_data_layout(node, "data_format");
+
+  // creating loco nodes
+  auto bias_enc = graph->nodes()->create<loco::BiasEncode>();
+
+  auto bias_add = graph->nodes()->create<loco::BiasAdd<loco::Domain::Tensor>>();
+  {
+    if (data_layout == DataLayout::NHWC)
+    {
+      bias_add->axis(3);
+    }
+    else if (data_layout == DataLayout::NCHW)
+    {
+      bias_add->axis(1); // Channel
+      // Note: the following descrition of TF 1.13 at
+      // https://www.tensorflow.org/api_docs/python/tf/nn/bias_add seems wrong:
+      // "bias: A 1-D Tensor with size matching the last dimension of value."
+      // because providing the size of W (last dimension) to bias throws an error with Tensorflow
+    }
+  }
+
+  // link nodes
+  bias_add->bias(bias_enc);
+
+  // To set the input node of encode_node with biasAdd_name
+  TensorName output_name(node.name(), 0);
+  tensor_names->enroll(output_name, bias_add);
+
+  // Record ifm inputs to featureEncode_node
+  auto value_update = stdex::make_unique<ValueInputUpdate>(bias_add, TensorName(node.input(0)));
+  auto bias_update = stdex::make_unique<BiasInputUpdate>(bias_enc, TensorName(node.input(1)));
+
+  updates->enroll(std::move(value_update));
+  updates->enroll(std::move(bias_update));
+}
+
+} // namespace tf
+} // namespace moco
+
+#include "GraphBuilderRegistry.h"
+
+REGISTER_OP_BUILDER(BiasAdd, BiasAddGraphBuilder)
diff --git a/contrib/moco/lib/frontend/tf/src/Op/BiasAdd.test.cpp b/contrib/moco/lib/frontend/tf/src/Op/BiasAdd.test.cpp
new file mode 100644 (file)
index 0000000..2550f48
--- /dev/null
@@ -0,0 +1,231 @@
+/*
+ * Copyright (c) 2019 Samsung 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.
+ */
+
+#include "TestHelper.h"
+
+#include <moco/tf/Frontend.h>
+
+#include <loco.h>
+
+#include <gtest/gtest.h>
+
+#include <cstring>
+
+using namespace moco::tf::test;
+
+namespace
+{
+
+// clang-format off
+const char *bias_add_01_pbtxtdata = STRING_CONTENT(
+
+node {
+  name: "val"
+  op: "Const"
+  attr {
+    key: "dtype"
+    value { type: DT_FLOAT }
+  }
+  attr {
+    key: "value"
+    value {
+      tensor {
+        dtype: DT_FLOAT
+        tensor_shape {
+          dim { size: 1 }
+          dim { size: 5 }
+          dim { size: 5 }
+          dim { size: 3 }
+        }
+        float_val: 2.1
+      }
+    }
+  }
+}
+node {
+  name: "bias"
+  op: "Const"
+  attr {
+    key: "dtype"
+    value { type: DT_FLOAT }
+  }
+  attr {
+    key: "value"
+    value {
+      tensor {
+        dtype: DT_FLOAT
+        tensor_shape {
+          dim { size: 3 }
+        }
+        float_val: 1.1
+      }
+    }
+  }
+}
+node {
+  name: "out"
+  op: "BiasAdd"
+  input: "val"
+  input: "bias"
+  attr {
+    key: "T"
+    value { type: DT_FLOAT }
+  }
+  attr {
+    key: "data_format"
+    value { s: "NHWC" }
+  }
+}
+
+);
+// clang-format on
+
+} // namespace
+
+TEST(TensorFlowFrontend, bias_add_01)
+{
+  moco::tf::Frontend frontend;
+  moco::tf::ModelSignature signature;
+  signature.add_output(moco::tf::TensorName("out", 0));
+
+  imemstream mempb(bias_add_01_pbtxtdata, std::strlen(bias_add_01_pbtxtdata));
+  std::unique_ptr<loco::Graph> graph =
+      frontend.load(signature, &mempb, moco::tf::Frontend::FileType::Text);
+
+  // test 1.
+  // loco node : 1. ConstGen ------------------+-- 4. BiasAdd<Domain::Tensor> -- 5. Push
+  //             2. ConstGen - 3. BiasEncode -/
+  loco::Graph::NodeContext *loco_nodes = graph->nodes();
+
+  loco::Graph::InputContext *loco_inputs = graph->inputs();
+  ASSERT_EQ(loco_inputs->size(), 0);
+  ASSERT_EQ(loco_nodes->size(), 5);
+
+  int idx = 0;
+
+  loco::ConstGen *value = dynamic_cast<loco::ConstGen *>(loco_nodes->at(idx++));
+  loco::ConstGen *bias = dynamic_cast<loco::ConstGen *>(loco_nodes->at(idx++));
+  loco::BiasEncode *enc = dynamic_cast<loco::BiasEncode *>(loco_nodes->at(idx++));
+  loco::BiasAdd<loco::Domain::Tensor> *bias_add =
+      dynamic_cast<loco::BiasAdd<loco::Domain::Tensor> *>(loco_nodes->at(idx++));
+  loco::Push *push = dynamic_cast<loco::Push *>(loco_nodes->at(idx++));
+
+  ASSERT_NE(value, nullptr);
+  ASSERT_NE(bias, nullptr);
+  ASSERT_NE(enc, nullptr);
+  ASSERT_NE(bias_add, nullptr);
+  ASSERT_NE(push, nullptr);
+
+  // check their connection is all OK
+  ASSERT_TRUE(enc->input() == bias);
+  ASSERT_TRUE(bias_add->bias() == enc);
+  ASSERT_TRUE(bias_add->value() == value);
+  ASSERT_TRUE(push->from() == bias_add);
+
+  // test 2.
+  // attrs inside BiasAdd
+
+  // axis
+  ASSERT_EQ(bias_add->axis(), 3); // NHWC
+}
+
+namespace
+{
+
+// clang-format off
+const char *bias_add_NCHW_pbtxtdata = STRING_CONTENT(
+
+node {
+  name: "val"
+  op: "Const"
+  attr {
+    key: "dtype"
+    value { type: DT_FLOAT }
+  }
+  attr {
+    key: "value"
+    value {
+      tensor {
+        dtype: DT_FLOAT
+        tensor_shape {
+          dim { size: 1 }
+          dim { size: 3 }
+          dim { size: 299 }
+          dim { size: 299 }
+        }
+        float_val: 2.1
+      }
+    }
+  }
+}
+node {
+  name: "bias"
+  op: "Const"
+  attr {
+    key: "dtype"
+    value { type: DT_FLOAT }
+  }
+  attr {
+    key: "value"
+    value {
+      tensor {
+        dtype: DT_FLOAT
+        tensor_shape {
+          dim { size: 3 }
+        }
+        float_val: 1.1
+      }
+    }
+  }
+}
+node {
+  name: "out"
+  op: "BiasAdd"
+  input: "val"
+  input: "bias"
+  attr {
+    key: "T"
+    value { type: DT_FLOAT }
+  }
+  attr {
+    key: "data_format"
+    value { s: "NCHW" }
+  }
+}
+
+);
+// clang-format on
+
+} // namespace
+
+TEST(TensorFlowFrontend, bias_add_NCHW_axis)
+{
+  moco::tf::Frontend frontend;
+  moco::tf::ModelSignature signature;
+  signature.add_output(moco::tf::TensorName("out", 0));
+
+  imemstream mempb(bias_add_NCHW_pbtxtdata, std::strlen(bias_add_NCHW_pbtxtdata));
+  std::unique_ptr<loco::Graph> graph =
+      frontend.load(signature, &mempb, moco::tf::Frontend::FileType::Text);
+
+  // testing axis value of biasAdd
+  loco::Graph::NodeContext *loco_nodes = graph->nodes();
+  loco::BiasAdd<loco::Domain::Tensor> *bias_add =
+      dynamic_cast<loco::BiasAdd<loco::Domain::Tensor> *>(loco_nodes->at(3));
+  ASSERT_NE(bias_add, nullptr);
+
+  ASSERT_EQ(bias_add->axis(), 1); // NCHW
+}
index b030e31..5055670 100644 (file)
@@ -97,6 +97,18 @@ bool fix_padding(loco::AvgPool2D *node)
   return true;
 }
 
+bool fix_padding(loco::BiasAdd<loco::Domain::Tensor> *node)
+{
+  // Nothing to do with padding
+  return false;
+}
+
+bool fix_padding(loco::BiasEncode *node)
+{
+  // Nothing to do with padding
+  return false;
+}
+
 bool fix_padding(loco::ConstGen *node)
 {
   // Nothing to do with padding
index 93e1559..d551fe4 100644 (file)
@@ -150,6 +150,19 @@ bool fix_shape(loco::AvgPool2D *node)
   return true;
 }
 
+bool fix_shape(loco::BiasAdd<loco::Domain::Tensor> *node)
+{
+  // Output shape is same as the input
+  auto input = node->value();         // BiasAdd accepts n dimension tensor
+  return copy_shapedata(input, node); // after adding Bias, output shape is same with input
+}
+
+bool fix_shape(loco::BiasEncode *node)
+{
+  auto input = node->input();
+  return copy_shapedata(input, node);
+}
+
 bool fix_shape(loco::ConstGen *node)
 {
   auto shapedata = node->annot<ShapeInferenceData>();
index 3dd849e..536b771 100644 (file)
@@ -5,6 +5,8 @@
 // MOCONODE(Name) : alphabetic order please
 
 MOCONODE(AvgPool2D)
+MOCONODE(BiasAdd<loco::Domain::Tensor>)
+MOCONODE(BiasEncode)
 MOCONODE(ConstGen)
 MOCONODE(Conv2D)
 MOCONODE(FeatureDecode)