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507
open Base
open Ocannl
module Tn = Arrayjit.Tnode
module IDX = Train.IDX
module CDSL = Train.CDSL
module TDSL = Operation.TDSL
module NTDSL = Operation.NTDSL
module Utils = Arrayjit.Utils
module Rand = Arrayjit.Rand.Lib
module type Backend = Arrayjit.Backend_intf.Backend
let plot_unop ~f =
Tensor.unsafe_reinitialize ();
Rand.init 0;
let module Backend = (val Arrayjit.Backends.fresh_backend ()) in
let stream = Backend.(new_stream @@ get_device ~ordinal:0) in
let ctx = Backend.make_context stream in
let open Operation.At in
CDSL.virtualize_settings.enable_device_only <- false;
let size = 100 in
let xs = Array.init size ~f:Float.(fun i -> (of_int i / 10.) - 5.) in
let x_flat =
Tensor.term ~grad_spec:Require_grad ~label:[ "x_flat" ]
~init_op:(Constant_fill { values = xs; strict = true })
()
in
let step_sym, bindings = IDX.get_static_symbol ~static_range:size IDX.empty in
let%op x = x_flat @| step_sym in
let%op fx = f x in
Train.set_hosted x.value;
Train.set_hosted (Option.value_exn ~here:[%here] x.Tensor.diff).grad;
let update = Train.grad_update fx in
let fx_routine = Train.to_routine (module Backend) ctx bindings update.fwd_bprop in
let step_ref = IDX.find_exn fx_routine.bindings step_sym in
let ys, dys =
Array.unzip
@@ Array.mapi xs ~f:(fun i _ ->
step_ref := i;
Train.run fx_routine;
(fx.@[0], x.@%[0]))
in
(* It is fine to loop around the data: it's "next epoch". We redo the work though. *)
PrintBox_utils.plot ~x_label:"x" ~y_label:"f(x)"
[
Scatterplot { points = Array.zip_exn xs dys; content = PrintBox.line "*" };
Scatterplot { points = Array.zip_exn xs ys; content = PrintBox.line "#" };
Line_plot { points = Array.create ~len:20 0.; content = PrintBox.line "-" };
]
let%expect_test "relu" =
let%op f x = relu x in
let plot_box = plot_unop ~f in
PrintBox_text.output Stdio.stdout plot_box;
[%expect
{|
┌─────┬────────────────────────────────────────────────────────────────────────────────────────────────────┐
│ 4.90│ #│
│ │ # │
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│ │ ## │
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│f │ # │
│( │ # │
│x │ ## │
│) │ # │
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│ │ * * ** * ** * **** **** **** *** **** **** **** **│
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│ │ ## │
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│ │ # │
│ 0.00│* * ** * ***** *** **** ***** **** **** * **** **** - - - - - - - - - │
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│ │-5.00 4.90│
│ │ x │
└─────┴────────────────────────────────────────────────────────────────────────────────────────────────────┘
|}]
let%expect_test "sat01" =
let%op f x = sat01 x in
let plot_box = plot_unop ~f in
PrintBox_text.output Stdio.stdout plot_box;
[%expect
{|
┌─────┬────────────────────────────────────────────────────────────────────────────────────────────────────┐
│ 1.00│ * **** **** * ** * *# # #### #### #### ### #### #### #### ##│
│ │ │
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│ 0.00│* * ** * ***** *** **** ***** **** **** * #### #### - * * **** **** **** *** **** **** **** **│
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│ │-5.00 4.90│
│ │ x │
└─────┴────────────────────────────────────────────────────────────────────────────────────────────────────┘
|}]
let%expect_test "exp(x)" =
let%op f x = exp x in
let plot_box = plot_unop ~f in
PrintBox_text.output Stdio.stdout plot_box;
[%expect {|
┌────────┬────────────────────────────────────────────────────────────────────────────────────────────────────┐
│ 1.34e+2│ *│
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│f │ * │
│( │ │
│x │ * │
│) │ │
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│ │ * * │
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│ │ ** │
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│ │ *** │
│ │ *** │
│ │ * **** * │
│ 0.00 │* * ** * ***** *** **** ***** **** **** * **** **** * ** * ** * - - - - - - - │
├────────┼────────────────────────────────────────────────────────────────────────────────────────────────────┤
│ │-5.00 4.90│
│ │ x │
└────────┴────────────────────────────────────────────────────────────────────────────────────────────────────┘
|}]
let%expect_test "log(x)" =
let%op f x = log x in
let plot_box = plot_unop ~f in
PrintBox_text.output Stdio.stdout plot_box;
[%expect {|
┌─────┬────────────────────────────────────────────────────────────────────────────────────────────────────┐
│ 1.58│ │
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│x │ │
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│ -inf│* * ** * ***** *** **** ***** **** **** * **** **** * ** * ** * **** **** **** *** **** **** **** **│
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│ │-5.00 4.90│
│ │ x │
└─────┴────────────────────────────────────────────────────────────────────────────────────────────────────┘
|}]
let%expect_test "log2(x)" =
let%op f x = log2 x in
let plot_box = plot_unop ~f in
PrintBox_text.output Stdio.stdout plot_box;
[%expect {|
┌─────┬────────────────────────────────────────────────────────────────────────────────────────────────────┐
│ 2.29│ │
│ │ │
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│ -inf│* * ** * ***** *** **** ***** **** **** * **** **** * ** * ** * **** **** **** *** **** **** **** **│
├─────┼────────────────────────────────────────────────────────────────────────────────────────────────────┤
│ │-5.00 4.90│
│ │ x │
└─────┴────────────────────────────────────────────────────────────────────────────────────────────────────┘
|}]
let%expect_test "sin(x)" =
let%op f x = sin x in
let plot_box = plot_unop ~f in
PrintBox_text.output Stdio.stdout plot_box;
[%expect.unreachable]
[@@expect.uncaught_exn {|
(* CR expect_test_collector: This test expectation appears to contain a backtrace.
This is strongly discouraged as backtraces are fragile.
Please change this test to not include a backtrace. *)
"Assert_failure arrayjit/lib/c_syntax.ml:47:4"
Raised at Arrayjit__C_syntax.C_syntax.pp_array_offset in file "arrayjit/lib/c_syntax.ml", line 47, characters 4-39
Called from Stdlib__Format.output_acc in file "format.ml", line 1393, characters 32-48
Called from Stdlib__Format.output_acc in file "format.ml", line 1383, characters 4-20
Called from Stdlib__Format.output_acc in file "format.ml", line 1396, characters 32-48
Called from Stdlib__Format.output_acc in file "format.ml", line 1395, characters 32-48
Called from Stdlib__Format.output_acc in file "format.ml", line 1383, characters 4-20
Called from Stdlib__Format.output_acc in file "format.ml", line 1383, characters 4-20
Called from Stdlib__Format.kfprintf.(fun) in file "format.ml", line 1444, characters 16-34
Called from Arrayjit__C_syntax.C_syntax.compile_main.pp_ll in file "arrayjit/lib/c_syntax.ml", line 136, characters 12-96
Called from Stdlib__List.iter in file "list.ml", line 112, characters 12-15
Called from Stdlib__Format.output_acc in file "format.ml", line 1383, characters 4-20
Called from Stdlib__Format.kfprintf.(fun) in file "format.ml", line 1444, characters 16-34
Called from Stdlib__List.iter in file "list.ml", line 112, characters 12-15
Called from Stdlib__Format.output_acc in file "format.ml", line 1383, characters 4-20
Called from Stdlib__Format.kfprintf.(fun) in file "format.ml", line 1444, characters 16-34
Called from Stdlib__List.iter in file "list.ml", line 112, characters 12-15
Called from Stdlib__Format.output_acc in file "format.ml", line 1383, characters 4-20
Called from Stdlib__Format.kfprintf.(fun) in file "format.ml", line 1444, characters 16-34
Called from Arrayjit__C_syntax.C_syntax.compile_proc in file "arrayjit/lib/c_syntax.ml", line 374, characters 4-38
Re-raised at Arrayjit__C_syntax.C_syntax.compile_proc in file "arrayjit/lib/c_syntax.ml", lines 278-376, characters 31-10
Called from Arrayjit__Cc_backend.compile in file "arrayjit/lib/cc_backend.ml", line 118, characters 15-71
Called from Arrayjit__Backends.Add_device.compile in file "arrayjit/lib/backends.ml", line 246, characters 15-45
Called from Arrayjit__Backends.Raise_backend.compile in file "arrayjit/lib/backends.ml", line 350, characters 29-59
Re-raised at Arrayjit__Backends.Raise_backend.compile in file "arrayjit/lib/backends.ml", line 350, characters 4-59
Re-raised at Arrayjit__Backends.Raise_backend.compile in file "arrayjit/lib/backends.ml", lines 346-354, characters 26-99
Called from Ocannl__Train.to_routine in file "lib/train.ml", line 370, characters 26-61
Called from Tutorials__Primitive_ops.plot_unop in file "test/primitive_ops.ml", line 34, characters 19-82
Called from Tutorials__Primitive_ops.(fun) in file "test/primitive_ops.ml", line 314, characters 17-29
Called from Ppx_expect_runtime__Test_block.Configured.dump_backtrace in file "runtime/test_block.ml", line 142, characters 10-28
|}]
let%expect_test "cos(x)" =
let%op f x = cos x in
let plot_box = plot_unop ~f in
PrintBox_text.output Stdio.stdout plot_box;
[%expect {|
┌─────────┬────────────────────────────────────────────────────────────────────────────────────────────────────┐
│ 1.00 │ # │
│ │ ** *** #### # *** **│
│ │ ** * # # * │
│ │ * * # # * │
│ │ * * # # * │
│ │ * * # # * │
│ │ * # │
│ │ * * * │
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│ │# * │
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│ │# * #│
│ │ * # # * │
│f │ # * # │
│( │ * # # * │
│x │- # - - - - - - - - - * - - - - - - - - -# │
│) │ * # # * │
│ │ # * # │
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│ │ # # * # # │
│ │ * * │
│ │ # # * # # │
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│ │ # # * # * # │
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│ │ # * # # * # │
│ │ # # * # # │
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│ │ #* # * # * # │
│ │ # # * # # │
│ │ * # * * # │
│ │ * # * * # │
│ │ * ## # * * # # │
│ │ * # # * ** # # │
│ -9.99e-1│* * ** ## ### * **** ### ## │
├─────────┼────────────────────────────────────────────────────────────────────────────────────────────────────┤
│ │-5.00 4.90│
│ │ x │
└─────────┴────────────────────────────────────────────────────────────────────────────────────────────────────┘
|}]
let%expect_test "neg(x)" =
let%op f x = neg x in
let plot_box = plot_unop ~f in
PrintBox_text.output Stdio.stdout plot_box;
[%expect {|
┌──────┬────────────────────────────────────────────────────────────────────────────────────────────────────┐
│ 5.00 │# │
│ │# # │
│ │ # ## │
│ │ # # │
│ │ # ## │
│ │ ## │
│ │ ## # │
│ │ ## │
│ │ # ## │
│ │ ## │
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│ │ ## │
│ │ ## # │
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│ │ ### │
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│f │ ## │
│( │ # ## │
│x │- - - - - - - - - - ## - - - - - - - - - │
│) │ # # │
│ │ ## │
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│ │ # # │
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│ │ # # │
│ │ ### │
│ │ # # │
│ │ ### │
│ -4.90│ # ##│
├──────┼────────────────────────────────────────────────────────────────────────────────────────────────────┤
│ │-5.00 4.90│
│ │ x │
└──────┴────────────────────────────────────────────────────────────────────────────────────────────────────┘
|}]
let%expect_test "fma(x, 2, 1)" =
let%op f x = fma x !.2. !.1. in
let plot_box = plot_unop ~f in
PrintBox_text.output Stdio.stdout plot_box;
[%expect {|
┌────────┬────────────────────────────────────────────────────────────────────────────────────────────────────┐
│ 1.08e+1│ #│
│ │ # # │
│ │ ### │
│ │ # # │
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│ │ ## │
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│f │* * ** * ***** *** **** ***** **** **** * **** **** * ** * ** * **** **** **** *** **** **** **** **│
│( │ # # │
│x │ ## │
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