1.tf.embedding_lookup(sparse)详解
2.从源码build Tensorflow2.6.5的源码记录
3.探索TensorFlow核心组件系列之Session的运行源码分析
4.TF-TRT使用环境搭建
5.TFlite 源码分析(一) 转换与量化
6.ROS 源码学习 ---TF

tf.embedding_lookup(sparse)详解

       嵌入查找是一种从矩阵中根据ID索引对应值的方法，适用于处理离散特征。编译

       假设embw1为一个行5列的源码矩阵，即表示一个拥有个类别的编译单值离散特征（例如商品ID）的初始化权重嵌入矩阵，嵌入大小为5。源码如果feature1是编译clr via c 源码一个序列多值稀疏特征，批量大小为4，源码序列特征长度为3，编译经过嵌入查找后，源码转换为(4,编译3,5)的张量。这种方法在DIN源码中有所应用。源码

       如果feature2是编译单值稀疏特征，批量大小为4，源码经过嵌入查找后，编译转换为(4,源码5)的张量。这表示是从emb_w1的特定行进行行索引。

       第二部分，嵌入查找稀疏主要参考博客，引入了从CSV文件中读取和解析数据的操作。需要注意在CSV解析时，确保每一行前有固定的索引值，否则可能会报错。假设CSV解析的index是固定的使用方法，若采用逐行解析的reader形式，则index是自带的。目前尚未实现使用reader形式解析的博客链接。

       总体而言，嵌入查找和嵌入查找稀疏在处理稀疏数据时，源码的位扩展提供了高效的方法来转换和处理特征，为模型训练提供了有力的支持。

从源码build Tensorflow2.6.5的记录

       .从源码编译Tensorflow2.6.5踩坑记录，笔者经过一天的努力，失败四次后终于成功。Tensorflow2.6.5是截至.时，能够从源码编译的最新版本。

       0 - 前期准备

       为了对Tensorflow进行大规模修改并完成科研工作，笔者有从源码编译Tensorflow的需求。平时更常用的做法是在conda环境中pip install tensorflow，有时为了环境隔离方便打包，会用docker先套住，再上conda + pip安装。

       1 - 资料汇总

       教程参考：

       另注：bazel的编译可以使用换源清华镜像（不是必要）。整体配置流程的根本依据还是官方的教程，但它的教程有些点和坑没有涉及到，所以多方材料了解。

       2 - 整体流程

       2.1 确定配置目标

       官网上给到了配置目标，和对应的版本匹配关系（这张表里缺少了对numpy的版本要求）。笔者最后（在docker中）配置成功的版本为tensorflow2.6.5 numpy1..5 Python3.7. GCC7.5.0 CUDA.3 Bazel3.7.2。

       2.2 开始配置

       为了打包方便和编译环境隔离，在docker中进行了以下配置：

       2. 安装TensorFlow pip软件包依赖项，其编译过程依赖于这些包。

       3. Git Tensorflow源代码包。

       4. 安装编译工具Bazel。

       官网的介绍：（1）您需要安装Bazel，才能构建TensorFlow。防伪溯源码厂您可以使用Bazelisk轻松安装Bazel，并且Bazelisk可以自动为TensorFlow下载合适的Bazel版本。为便于使用，请在PATH中将Bazelisk添加为bazel可执行文件。（2）如果没有Bazelisk，您可以手动安装Bazel。请务必安装受支持的Bazel版本，可以是tensorflow/configure.py中指定的介于_TF_MIN_BAZEL_VERSION和_TF_MAX_BAZEL_VERSION之间的任意版本。

       但笔者尝试最快的安装方式是，到Github - bazelbuild/build/releases上下载对应的版本，然后使用sh脚本手动安装。比如依据刚才的配置目标，笔者需要的是Bazel3.7.2，所以下载的文件为bazel-3.7.2-installer-linux-x_.sh。

       5. 配置编译build选项

       官网介绍：通过运行TensorFlow源代码树根目录下的./configure配置系统build。此脚本会提示您指定TensorFlow依赖项的位置，并要求指定其他构建配置选项（例如，编译器标记）。

       这一步就是选择y/N基本没啥问题，其他参考里都有贴实例。笔者需要GPU的支持，故在CUDA那一栏选择了y，其他部分如Rocm部分就是N（直接按enter也可以）。

       6.开始编译

       编译完成应输出

       7.检查TF是否能用

       3 - 踩坑记录

       3.1 cuda.0在编译时不支持sm_

       笔者最初选择的docker是cuda.0的，在bazel build --config=cuda //tensorflow/tools/pip_package:build_pip_package过程中出现了错误。所以之后选择了上面提到的cuda.3的docker。

       3.2 问题2: numpy、裸直播盒子源码TF、python版本匹配

       在配置过程中，发现numpy、TF、python版本需要匹配，否则会出现错误。

       4 - 启示

       从源码编译Tensorflow2.6.5的过程，虽然经历了多次失败，但最终还是成功。这个过程也让我对Tensorflow的编译流程有了更深入的了解，同时也提醒我在后续的工作中要注意版本匹配问题。

探索TensorFlow核心组件系列之Session的运行源码分析

       TensorFlow作为一个前后端分离的计算框架，旨在实现前端在任何设备、任何位置上使用API构建模型，而不受硬件资源限制。那么，TensorFlow是如何建立前后端的连接呢？在这一过程中，Session起着关键桥梁作用，它连接前后端通道，并通过session.run()触发计算，将前端的计算图转化为graphdef pb格式发送至后端。后端接收此格式，将计算图重建、剪枝、分裂，并分配到设备上，最终在多个Executor上执行计算。防止源码泄露软件

       Session管理着计算图、变量、队列、锁、设备和内存等多种资源，确保资源安全、高效地使用。在Session生命周期中，包含创建、运行、关闭和销毁四个阶段，确保模型运行的正确性和效率。

       在Session创建时，使用BaseSession初始化，通过调用TF_NewSessionRef创建实例。此过程涉及确定图实例、判断混合精度设置以及创建Session。在分布式框架中，Python通过swig自动生成的函数符号映射关系调用C++层实现。

       Session运行主要通过session.run()触发，该方法在BaseSession的run()中实现，涉及创建fetch处理器、获取最终fetches和targets，调用_do_run方法启动计算，并输出结果。在本地模式下，Session初始化会生成DirectSession对象。

       综上所述，Session在TensorFlow架构中扮演着核心角色，连接前后端，管理资源，并确保模型高效、安全地运行。

TF-TRT使用环境搭建

       TF-TRT，即TensorFlow与TensorRT的集成，是NVIDIA为加速深度学习推理应用而设计的工具。它简化了TensorFlow用户在GPU上利用TensorRT进行模型推理的流程。本文主要介绍如何在服务器上搭建TF-TRT的使用环境和编写相关代码。

       首先，NVIDIA推荐的TF-TRT环境配置基于TensorRT 5.0RC，需要确保NVIDIA驱动程序版本.0以上，CUDA .0以及TensorRT。安装过程建议在Anaconda的虚拟环境中进行，从Tensorflow GitHub上下载1.版本源码，并通过bazel build工具生成pip安装包。在编译时，由于GCC 5.0可能与新版本兼容性问题，需添加特定编译选项。

       对于服务器上直接安装，你需按照官方教程安装CUDA、CUDNN、NVIDIA Driver和TensorRT。在Tensorflow的configure文件中，根据你的硬件配置进行相应的调整。然后，通过pip安装生成的.whl文件，安装时需要注意选择nvcc编译器，cudnn 7.3以上版本，以及兼容性的GCC编译选项。

       另一种方式是利用Docker容器，Tensorflow .容器需要nvidia driver +版本，并需要获取Nvidia GPU cloud的API密钥。安装完成后，你可以通过Docker拉取tensorflow:.-py3镜像，验证TensorRT与Tensorflow的集成是否成功。

       无论是直接安装还是容器化，都需注意选择合适的驱动和软件版本，以确保TF-TRT的稳定运行。安装过程中，还可以根据实际需求在container中安装其他软件，以满足个性化需求。

TFlite 源码分析(一) 转换与量化

       TensorFlow Lite 是 Google 推出的用于设备端推断的开源深度学习框架，其主要目的是将 TensorFlow 模型部署到手机、嵌入式设备或物联网设备上。它由两部分构成：模型转换工具和模型推理引擎。

       TFLite 的核心组成部分是转换（Converter）和解析（interpreter）。转换主要负责将模型转换成 TFLite 模型，并完成优化和量化的过程。解析则专注于高效执行推理，在端侧设备上进行计算。

       转换部分，主要功能是通过 TFLiteConverter 接口实现。转换过程涉及确定输入数据类型，如是否为 float、int8 或 uint8。优化和转换过程主要通过 Toco 完成，包括导入模型、模型优化、转换以及输出模型。

       在导入模型时，`ImportTensorFlowGraphDef` 函数负责确定输入输出节点，并检查所有算子是否支持，同时内联图的节点进行转换。量化过程则涉及计算网络中单层计算的量化公式，通常针对 UINT8（范围为 0-）或 INT8（范围为 -~）。量化功能主要通过 `CheckIsReadyForQuantization`、`Quantize` 等函数实现，确保输入输出节点的最大最小值存在。

       输出模型时，根据指定的输出格式（如 TensorFlow 或 TFLite）进行。TFLite 输出主要分为数据保存和创建 TFLite 模型文件两部分。

       量化过程分为选择量化参数和计算量化参数两部分。选择量化参数包括为输入和权重选择合适的量化参数，这些参数在 `MakeInitialDequantizeOperator` 中计算。计算参数则使用 `ChooseQuantizationParamsForArrayAndQuantizedDataType` 函数，该函数基于模板类模板实现。

       TFLite 支持的量化操作包括 Post-training quantization 方法，实现相关功能的代码位于 `tools\optimize\quantize_model.cc`。

ROS 源码学习 ---TF

       TF作为ROS的核心库之一，其主要功能是维护和传播所有frame之间的变换关系。它通过两个核心函数来实现：broadcast用于发布坐标变换，listener则负责监听并构建坐标变换树，便于用户调用。

       初次接触时，我曾质疑为何每个节点都需要独立的listener来维护自己的tf树，是否可以共享全局变换信息以节省资源。在研究amcl包的源码时，我发现了TF的奇特用法，使用了tf2以及额外的tf_static主题，这让我深感困惑。

       为了解开这些疑问，我深入阅读了TF的源码和ROS官方的TF2 Wiki。了解到TF2被设计用来替换TF，其中引入了/tf_static来存储静态变换，以及Action Based Query，允许通过action进行查询，避免了多个listener的资源消耗。

       在ROS源码中，关键的包如geometry和geometry2提供了核心数据结构，如TransformStorage和TimeCache，它们负责存储和管理变换。BufferCore是整个架构的核心，它处理了tf数据的维护和查找，包括对/tf和/tf_static的订阅与处理。

       在Transformer类和TransformListener中，我们看到buffer的使用，它结合了listener的功能，并提供底层的buffer访问。这种设计使得amcl包中的listener可以暴露更底层的功能，如将数据直接注入到listener中。

       TF2的改进包括了更高效的存储和查询机制，以及/tf_static提供的静态变换服务。静态变换只保存最新的一个变换，且使用latched topics确保消息不会丢失，从而提供了“总是能查到变换”的特性。

       Action Based Query的引入，如buffer_server提供的action服务，使得分布式查询变得更为灵活，支持超时查找，展示了TF2在查询效率上的提升。

       总结来说，TF库的设计既体现了ROS框架的简洁，也展示了TF2带来的改进。虽然TF2在某些方面有所优化，但当前TF的实用性仍然很强，没有强制性地替换。通过理解TF的核心数据结构和框架，我们可以更好地利用这个工具。