[资料分享] TensorRT 2 初探秘

Jacktang 2018-6-11 22:27 楼主

一、TensorRT基本概念
TensorRT（GIE）是一个C++库，适用于Jetson TX1和Pascal架构显卡，支持fp16特性，也就是半精度运算。由于采取“精度换速度”的策略，在精度无明显下降的前提下，其对inference的加速明显，往往有1倍以上的性能提升。

二、TensorRT编程流程
使用TensorRT主要有连个步骤：
      构建阶段：构建一个网络定义（network），执行优化，并生产推理引擎（inference engine）
      执行阶段：引擎运行推理任务（只需要输入/输出buffers），主要是通过 IExecutionContext::execute和 IExecutionContext::enqueue同步或异步执行推理
目前支持的层(据说更新到TensorRT 2.1将支持自定义层，好消息哦)：
      Convolution: 2D
      Activation: ReLu, tanh and sigmoid
      Pooling: max and average
      ElementWise: sum, product or max of two tensors
      LRN: cross-channel only
      Fully-connected: with or without bias
      SoftMax: cross-channel only
      Deconvolution
1.主要两个头文件、两个库：
头文件目录：/usr/include/x86_64-linux-gnu/
      NvCaffeParser.h  NvInfer.h
库目录：/usr/lib/x86_64-linux-gnu
      libnvcaffe_parser.so libnvinfer.so
demo目录：/usr/src/gie_samples
doc目录：/usr/share/doc/gie
2.软件主要流程(代码只列出主要部分)：
由于会用到cuda需要包含cuda_runtime_api.h
以sampleMNIST为例：
首先从main()开始：
      caffe model转gie model，创建序列化engine；
      读入需要处理的图像；
      用caffe parser解析均值文件(.binaryproto)，与需要处理图像相减；
      反序列化gieModelStream到engine，创建引擎执行的环境（context ）
      执行推理doInference(*context, data, prob, 1);//参数：环境，输入，输出，batch大小

关键步骤1：Caffe model转成GIE model以便提供给cuda engine进行inference：
      void caffeToGIEModel(const std::string& deployFile, const std::string& modelFile, const std::vector& output, unsigned int maxBatchSize, std::ostream& gieModelStream)
      //创建builder
      IBuilder* builder = createInferBuilder(gLogger);
      //解析caffe model到network，然后输出
      INetworkDefinition* network = builder->createNetwork();
      ICaffeParser* parser = createCaffeParser();
      const IBlobNameToTensor* blobNameToTensor = parser->parse(deployFile,modelFile, *network,DataType::kFLOAT);
      //指定哪个tensors是输出
      for(auto& s : outputs) //outputs是传入的string引用。包含需要输出的blob名字
         network->markOutput(*blobNameToTensor->find(s.c_str()));
      //创建engine（需要给builder传入最大batchsize和workspacesize）,最后把network传入builder
      ICudaEngine* engine = builder->buildCudaEngine(*network)
      //最后销毁不需要的network，paser
      *->destory() ;
      //序列化engine，最后销毁engine、builder
      engine->serialize(gieModelStream);
   关键步骤2：对得到的Model的流反序列化到Cuda引擎，并创建用于执行推理的上下文环境context
      gieModelStream.seekg(0, gieModelStream.beg);
      IRuntime* runtime = createInferRuntime(gLogger);
      ICudaEngine* engine = runtime->deserializeCudaEngine(gieModelStream);
      IExecutionContext* context = engine->createExecutionContext();
   关键步骤3：推理void doInference(IExecutionContext& context, float* input, float* output, int batchSize)
      //从上下文环境获取引擎
      const ICudaEngine& engine = context.getEngine()；
      //获得绑定索引数量，只有输出/输出，这值返回2
      assert(engine.getNbBindings() == 2)
      //通过输入输出tensors返回输入输出索引
         int inputIndex = engine.getBindingIndex(INPUT_BLOB_NAME),
            outputIndex = engine.getBindingIdex(OUTPUT_BLOB_NAME);
      //创建GPU buffers和stream。过程与malloc类似
      CHECK(cudaMalloc(&buffer[inputIndex], batchSize * INPUT_H * INPUT_W * sizeof(float)));
      CHECK(cudaMalloc(&buffer[inputIndex], batchSize * OUTPUT_H * OUTPUT_W * sizeof(float)));
         //创建流进程
         cudaStream_t stream;
         CHECK(cudaStreamCreate(&stream));
         //***DMA方式将input传入GPU，异步执行batch数据的运算，最后DMA回传output到CPU***
         CHECK(cudaMemcpyAsync(buffers[inputIndex]), input, batchSize*INPUT_H*INPUT_W*sizeof(float),cudaMemcpyHostToDevice, stream);
         context.enqueue(batchSize, buffers, stream, nullptr);
         CHECK(cudaMemcpyAsync(output, buffers[outputIndex], batchSize*OUTPUT_SIZE*sizeof(float), cudaMemcpyDeviceToHost, stream));
         cudaStreamSynchronize(stream);//同步
         //最后释放stream和buffers
         cudaStreamDestroy(stream);
         CHECK(cudaFree(buffers[inputIndex]));
         CHECK(cudaFree(buffers[outputIndex]));