Seri işlem yürütmeler ve hızlı mesaj sıraları

Nöral Ağlar HAL 1.2, toplu yürütme kavramını kullanıma sunar. Seri çekim yürütme işlemleri, aynı hazırlanan modelin yürütülmesi sırasında gerçekleşen (ör. bir kamera görüntüsü karelerinde çalışan veya ardışık ses kullanabilirsiniz. Seri işlem nesnesi, bir dizi seri işlem yürütmeyi kontrol etmek ve yürütmeler arasında kaynakları koruyarak yürütme işlemlerinin daha düşük olmasını sağlar yardımcı olabilir. Seri çekim nesneleri üç optimizasyona olanak tanır:

  1. Patlama nesnesi, bir yürütme dizisinden önce oluşturulur ve dizi sona erdiğinde serbest bırakılır. Bu nedenle, patlama nesnesinin ömrü, sürücüye ne kadar süre boyunca yüksek performanslı durumda kalması gerektiğini belirtir.
  2. Seri işlem nesnesi, yürütmeler arasında kaynakları koruyabilir. Örneğin, bir sürücü ilk yürütmede bir bellek nesnesini eşleyebilir ve sonraki yürütmelerde yeniden kullanmak için eşlemeyi patlama nesnesinde önbelleğe alabilir. Önbelleğe alınmış tüm kaynaklar, patlama nesnesi yok edildiğinde veya NNAPI çalışma zamanı, patlama nesnesine kaynağın artık gerekli olmadığını bildirdiğinde serbest bırakılabilir.
  3. Seri çekim bir nesne, hızlı ileti sıraları (FMQ'lar) kullanarak uygulama ve sürücü işlemleri arasında iletişim kurun. Bu FMQ HIDL'yi atlayıp verileri doğrudan ortak bellekte atomik dairesel bir FIFO yoluyla başka bir işlem. İlgili içeriği oluşturmak için kullanılan tüketici süreci bir öğeyi kuyruğa çıkaracağını ve veya FMQ'nun etkinliğini bekleyerek FIFO'daki element sayısını yoklama. işareti koyun. Bu etkinlik işareti, hızlı bir kullanıcı alanı mutex'idir (futex).

FMQ, müşteri memnuniyeti açısından ömür boyu garanti sürecin süreçlerin tamamlanıp tamamlanmadığını belirlemek için yerleşik bir mekanizmaya sahip değildir. ve FMQ'nun diğer ucu beklendiği gibi çalışıyor. Sonuç olarak, FMQ için üretici sonlandırılırsa tüketici, hiçbir zaman gelmeyecek verileri beklemeye devam edebilir. Bir Bu sorunun çözümü, sürücünün FMQ'ları seri çekimin ne zaman sona erdiğini algılamak için daha yüksek düzeyde seri işlem nesnesi.

Seri işlem yürütmeler aynı bağımsız değişkenler üzerinde çalışır ve aynı diğer yürütme yollarıyla aynı olduğu için temel FMQ'lar aynı verileri NNAPI hizmet sürücülerinden yararlanır. Ancak FMQ'ler yalnızca eski veri türlerini aktarabilir. Karmaşık verilerin aktarımı, doğrudan FMQ'lerde iç içe yerleştirilmiş arabelleklerin (vektor türleri) serileştirilmesi ve seri dışı bırakılması ve bellek havuzu tutamaçlarını isteğe bağlı olarak aktarmak için HIDL geri çağırma nesnelerinin kullanılmasıyla gerçekleştirilir. Yapımcı isteği veya sonuç mesajlarını tüketiciye göndermelidir. sıra engelleniyorsa MessageQueue::writeBlocking kullanarak veya sıra sizi engellemiyorsa MessageQueue::write kullanarak

Patlama arayüzleri

Nöral Ağlar HAL'i için burst arayüzleri hardware/interfaces/neuralnetworks/1.2/ bölümünde bulunur ve aşağıda açıklanmıştır. NDK'daki seri arayüzler hakkında daha fazla bilgi için katmanı için frameworks/ml/nn/runtime/include/NeuralNetworks.h.

türler.hal

types.hal FMQ üzerinden gönderilen veri türünü tanımlar.

  • FmqRequestDatum: Request yürütmenin serileştirilmiş temsilinin tek bir öğesi nesne ve hızlı mesaj üzerinden gönderilen MeasureTiming değeri sıra.
  • FmqResultDatum: Döndürülen değerlerin serileştirilmiş temsilinin tek bir öğesi (ErrorStatus, OutputShapes ve Timing) hızlı ileti kuyruğuna geri döndürülür.

IBurstContext.hal

IBurstContext.hal Nöral Ağlar hizmetinde bulunan HIDL arayüz nesnesini tanımlar.

  • IBurstContext: Bir artışın kaynaklarını yönetmek için kullanılan bağlam nesnesi.

IBurstCallback.hal

IBurstCallback.hal Nöral Ağlar tarafından oluşturulan bir geri çağırma için HIDL arayüz nesnesini tanımlar ve hidl_memory değerini almak için Nöral Ağlar hizmeti tarafından kullanılır nesne tanımlayıcılarını kullanır.

  • IBurstCallback: Bir hizmet tarafından bellek nesnelerini almak için kullanılan geri çağırma nesnesi.

IPreparedModel.hal

IPreparedModel.hal, HAL 1.2'de hazırlanmış bir modelden IBurstContext nesnesi oluşturma yöntemiyle genişletilmiştir.

  • configureExecutionBurst: Hazırlanmış bir model üzerinde hızlı bir şekilde art arda birden fazla çıkarım yürütmek için kullanılan bir burst nesnesi yapılandırır.

Sürücüler için toplu yürütme desteği

Bir HIDL NNAPI hizmetinde seri çekim nesneleri desteklemenin en basit yolu ::android::nn::ExecutionBurstServer::create seri çekim yardımcı programı bulundu ExecutionBurstServer.h ve libneuralnetworks_common ve libneuralnetworks_util olarak paketlenir olması gerekir. Bu fabrika işlevinde iki aşırı yükleme var:

  • Bir aşırı yükleme, bir IPreparedModel nesnesine işaretçiyi kabul ediyor. Bu yardımcı program işlevi, executeSynchronously yöntemini IPreparedModel nesnesini ifade eder.
  • Bir aşırı yükleme, özelleştirilebilir IBurstExecutorWithCache nesnesi kabul ediyor Bu erişim, izin verilen kaynakları (ör. hidl_memory eşlemeleri) önbelleğe almak için birçok yürütmede kalıcı olur.

Her aşırı yükleme, kendi özel dinleyici iş parçacığını içeren ve yöneten bir IBurstContext nesnesi (patlama nesnesini temsil eder) döndürür. Bu mesaj dizisi requestChannel FMQ'dan istek alır, çıkarımı yapar, ardından sonuçları resultChannel FMQ aracılığıyla döndürür. Bu mesaj dizisi ve IBurstContext nesnesinde bulunan diğer tüm kaynaklar, burst'ın müşterisi IBurstContext referansını kaybettiğinde otomatik olarak serbest bırakılır.

Alternatif olarak, IPreparedModel::configureExecutionBurst'a iletilen requestChannel ve resultChannel FMQ'leri üzerinden mesaj gönderip almayı anlayan kendi IBurstContext uygulamanızı oluşturabilirsiniz.

Seri çekim yardımcı program işlevleri şurada bulunur: ExecutionBurstServer.h.

/**
 * Create automated context to manage FMQ-based executions.
 *
 * This function is intended to be used by a service to automatically:
 * 1) Receive data from a provided FMQ
 * 2) Execute a model with the given information
 * 3) Send the result to the created FMQ
 *
 * @param callback Callback used to retrieve memories corresponding to
 *     unrecognized slots.
 * @param requestChannel Input FMQ channel through which the client passes the
 *     request to the service.
 * @param resultChannel Output FMQ channel from which the client can retrieve
 *     the result of the execution.
 * @param executorWithCache Object which maintains a local cache of the
 *     memory pools and executes using the cached memory pools.
 * @result IBurstContext Handle to the burst context.
 */
static sp<ExecutionBurstServer> create(
        const sp<IBurstCallback>& callback, const FmqRequestDescriptor& requestChannel,
        const FmqResultDescriptor& resultChannel,
        std::shared_ptr<IBurstExecutorWithCache> executorWithCache);

/**
 * Create automated context to manage FMQ-based executions.
 *
 * This function is intended to be used by a service to automatically:
 * 1) Receive data from a provided FMQ
 * 2) Execute a model with the given information
 * 3) Send the result to the created FMQ
 *
 * @param callback Callback used to retrieve memories corresponding to
 *     unrecognized slots.
 * @param requestChannel Input FMQ channel through which the client passes the
 *     request to the service.
 * @param resultChannel Output FMQ channel from which the client can retrieve
 *     the result of the execution.
 * @param preparedModel PreparedModel that the burst object was created from.
 *     IPreparedModel::executeSynchronously will be used to perform the
 *     execution.
 * @result IBurstContext Handle to the burst context.
 */
  static sp<ExecutionBurstServer> create(const sp<IBurstCallback>& callback,
                                         const FmqRequestDescriptor& requestChannel,
                                         const FmqResultDescriptor& resultChannel,
                                         IPreparedModel* preparedModel);

Aşağıda, frameworks/ml/nn/driver/sample/SampleDriver.cpp adresindeki Neural Networks örnek sürücüsünde bulunan bir burst arayüzünün referans uygulaması verilmiştir.

Return<void> SamplePreparedModel::configureExecutionBurst(
        const sp<V1_2::IBurstCallback>& callback,
        const MQDescriptorSync<V1_2::FmqRequestDatum>& requestChannel,
        const MQDescriptorSync<V1_2::FmqResultDatum>& resultChannel,
        configureExecutionBurst_cb cb) {
    NNTRACE_FULL(NNTRACE_LAYER_DRIVER, NNTRACE_PHASE_EXECUTION,
                 "SampleDriver::configureExecutionBurst");
    // Alternatively, the burst could be configured via:
    // const sp<V1_2::IBurstContext> burst =
    //         ExecutionBurstServer::create(callback, requestChannel,
    //                                      resultChannel, this);
    //
    // However, this alternative representation does not include a memory map
    // caching optimization, and adds overhead.
    const std::shared_ptr<BurstExecutorWithCache> executorWithCache =
            std::make_shared<BurstExecutorWithCache>(mModel, mDriver, mPoolInfos);
    const sp<V1_2::IBurstContext> burst = ExecutionBurstServer::create(
            callback, requestChannel, resultChannel, executorWithCache);
    if (burst == nullptr) {
        cb(ErrorStatus::GENERAL_FAILURE, {});
    } else {
        cb(ErrorStatus::NONE, burst);
    }
    return Void();
}