依赖控制

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如果函数的运行结果依赖或影响外部状态,我们认为该函数具有副作用,比如函数会改变外部全局变量、函数的结果依赖全局变量的值。如果算子会改变输入参数的值或者算子的输出依赖全局参数的值,我们认为这是带副作用的算子。

根据内存属性和IO状态,将副作用划分为内存副作用和IO副作用。当前内存副作用主要有Assign、优化器算子等等,IO副作用主要有Print算子。详细可以查看算子定义,内存副作用算子在定义中有side_effect_mem属性,IO副作用算子在定义中有side_effect_io属性。

Depend用于处理依赖项操作。在大多数情况下,如果操作符有IO副作用或内存副作用,则将根据用户的语义执行它们,不需要另外使用Depend算子来保证执行顺序。在某些情况下,如果两个运算符A和B没有顺序依赖关系,并且A必须在B之前执行,我们建议使用Depend指定它们的执行顺序。使用方法如下:

a = A(x)
b = B(y)

在插入Depend算子后,如下:

a = A(x)
y = Depend(y, a)
b = B(y)

值得说明的是,用于浮点数溢出状态检测的一组特殊算子它们存在隐含副作用,但又不属于IO副作用或内存副作用。此外,使用时还有严格的顺序要求,即:在使用NPUClearFloatStatus算子前需要保证NPUAllocFloatStatus已经执行,使用NPUGetFloatStatus算子前需要保证NPUClearFloatStatus已经执行。因为这些算子使用较少,目前的方案是保持它们的定义为无副作用形式,以Depend确保执行顺序。如下:

[1]:
import numpy as np
import mindspore as ms
import mindspore.nn as nn
from mindspore import ops, set_context, Tensor
from mindspore import dtype as mstype

set_context(mode=ms.GRAPH_MODE, device_target="Ascend")

class Net(nn.Cell):
    def __init__(self):
        super().__init__()
        self.alloc_status = ops.NPUAllocFloatStatus()
        self.get_status = ops.NPUGetFloatStatus()
        self.clear_status = ops.NPUClearFloatStatus()
        self.sub = ops.Sub()
        self.neg = ops.Neg()

    def construct(self, x):
        init = self.alloc_status()
        clear_status = self.clear_status(init)
        x = ops.depend(x, clear_status)
        res = self.sub(x, self.neg(x))
        init = ops.depend(init, res)
        get_status = self.get_status(init)
        res = ops.depend(res, get_status)
        return res

value = 5
data = np.full((2, 3), value, dtype=np.float16)
x = Tensor(data, dtype=mstype.float16)
net = Net()
res = net(x)
print(res)

运行以上脚本,可以得到:

[[10. 10. 10.]
 [10. 10. 10.]]