LLama3 rope的pre_compute_freqs_cis函数理解

参考:Meta最新模型LLaMA细节与代码详解

def precompute_freqs_cis(dim: int, end: int, theta: float = 10000.0):
    freqs = 1.0 / (theta ** (torch.arange(0, dim, 2)[: (dim // 2)].float() / dim))
    t = torch.arange(end, device=freqs.device)  # type: ignore
    freqs = torch.outer(t, freqs).float()  # type: ignore
    freqs_cis = torch.polar(torch.ones_like(freqs), freqs)  # complex64
    return freqs_cis

 结论: freqs_cis是最终得到的预相乘角度信息

理解过程:

为方便描述,设定Q/K的大小为[512, 64], 即长度为512, 每行64个元素

max_{len} = 512, dim = 64

第一行代码,得到 [1, ..., 0.0] 按一定比例分配的弧度角度,如下,dim缩写为d

# %% import torch import torch.nn as nn import math from typing import Optional, Tuple, Dict # %% [markdown] # 1. RoPE: 旋转位置编码(完全自实现) # %% def precompute_freqs_cis(hidden_size: int, max_seq_len: int, base: int = 10000, num_attention_heads: int = 8) -> torch.Tensor: """ 预计算复数形式的旋转位置编码 (RoPE) Args: hidden_size: 模型维度(如 512) max_seq_len: 最大序列长度(如 8192) base: 频率基数,默认 10000 Returns: freqs_cis: complex tensor of shape (max_seq_len, head_dim // 2) """ head_dim = hidden_size // num_attention_heads theta = torch.arange(0, head_dim, 2).float() / (-head_dim / math.log(base)) freqs = 1.0 / (torch.exp(theta)) # shape: (head_dim // 2,) t = torch.arange(max_seq_len, device=freqs.device) # positions freqs = torch.outer(t, freqs) # (seq_len, head_dim // 2) # 转为复数:cosθ + i*sinθ freqs_cis = torch.polar(torch.ones_like(freqs), freqs) return freqs_cis # shape: (max_seq_len, head_dim//2) def apply_rotary_pos_emb(q: torch.Tensor, k: torch.Tensor, freqs_cis: torch.Tensor) -> Tuple[torch.Tensor, torch.Tensor]: """ 将 RoPE 应用于 query 和 key 张量。 Args: q: (bsz, n_heads, seq_len, head_dim) k: (bsz, n_heads, seq_len, head_dim) freqs_cis: (seq_len, head_dim // 2) Returns: q_embed, k_embed """ bsz, n_heads, seq_len, head_dim = q.shape half_dim = head_dim // 2 # Reshape to (bsz, n_heads, seq_len, head_dim//2, 2) def reshape_for_complex(tensor: torch.Tensor) -> torch.Tensor: return tensor.view(bsz, n_heads, seq_len, half_dim, 2).float() q_ = reshape_for_complex(q) k_ = reshape_for_complex(k) cos = freqs_cis.real sin = freqs_cis.imag # 然后扩展维度以便广播 cos = cos.view(1, 1, seq_len, head_dim//2) # → (1,1,10,32,1) sin = sin.view(1, 1, seq_len, head_dim//2) # 复数乘法: (a + bi)(c + di) = (ac - bd) + (ad + bc)i # 这里使用实数模拟复数运算 q_out_real = q_[..., 0] * cos - q_[..., 1] * sin q_out_imag = q_[..., 0] * sin + q_[..., 1] * cos q_out = torch.stack([q_out_real, q_out_imag], dim=-1).flatten(-2) k_out_real = k_[..., 0] * cos - k_[..., 1] * sin k_out_imag = k_[..., 0] * sin + k_[..., 1] * cos k_out = torch.stack([k_out_real, k_out_imag], dim=-1).flatten(-2) return q_out.type_as(q), k_out.type_as(k) # %% [markdown] # 2. 自定义注意力层 # %% class YiziAttention(nn.Module): def __init__(self, hidden_size: int, num_heads: int): super().__init__() self.hidden_size = hidden_size self.num_heads = num_heads self.head_dim = hidden_size // num_heads self.scale = self.head_dim ** -0.5 self.q_proj = nn.Linear(hidden_size, hidden_size, bias=False) self.k_proj = nn.Linear(hidden_size, hidden_size, bias=False) self.v_proj = nn.Linear(hidden_size, hidden_size, bias=False) self.o_proj = nn.Linear(hidden_size, hidden_size, bias=False) def forward(self, x: torch.Tensor, freqs_cis: torch.Tensor) -> torch.Tensor: bsz, seq_len, _ = x.shape # 投影到 QKV query_states = self.q_proj(x).view(bsz, seq_len, self.num_heads, self.head_dim).transpose(1, 2) key_states = self.k_proj(x).view(bsz, seq_len, self.num_heads, self.head_dim).transpose(1, 2) value_states = self.v_proj(x).view(bsz, seq_len, self.num_heads, self.head_dim).transpose(1, 2) # 应用 RoPE query_states, key_states = apply_rotary_pos_emb(query_states, key_states, freqs_cis) # Scaled Dot-Product Attention attn_weights = torch.matmul(query_states, key_states.transpose(2, 3)) * self.scale attn_weights = torch.softmax(attn_weights, dim=-1) attn_output = torch.matmul(attn_weights, value_states) # 合并头 attn_output = attn_output.transpose(1, 2).contiguous().view(bsz, seq_len, self.hidden_size) return self.o_proj(attn_output) # %% [markdown] # 3. 前馈网络 + 残差连接 # %% class YiziBlock(nn.Module): def __init__(self, hidden_size: int, num_heads: int, intermediate_size: int): super().__init__() self.attn = YiziAttention(hidden_size, num_heads) self.norm1 = nn.LayerNorm(hidden_size) self.mlp = nn.Sequential( nn.Linear(hidden_size, intermediate_size), nn.GELU(), nn.Linear(intermediate_size, hidden_size) ) self.norm2 = nn.LayerNorm(hidden_size) def forward(self, x: torch.Tensor, freqs_cis: torch.Tensor) -> torch.Tensor: # 注意力残差连接 x = x + self.attn(self.norm1(x), freqs_cis) # MLP 残差连接 x = x + self.mlp(self.norm2(x)) return x # %% [markdown] # 4. 主模型:YiziLM # %% class YiziLMConfig: def __init__( self, vocab_size: int = 30000, hidden_size: int = 512, num_hidden_layers: int = 6, num_attention_heads: int = 8, max_position_embeddings: int = 8192, intermediate_size: int = 2048 ): self.vocab_size = vocab_size self.hidden_size = hidden_size self.num_hidden_layers = num_hidden_layers self.num_attention_heads = num_attention_heads self.max_position_embeddings = max_position_embeddings self.intermediate_size = intermediate_size class YiziLM(nn.Module): def __init__(self, config: YiziLMConfig): super().__init__() self.config = config # 词嵌入 self.embed_tokens = nn.Embedding(config.vocab_size, config.hidden_size) # 预计算所有位置的 RoPE 编码,并注册为 buffer(随模型保存) freqs_cis = precompute_freqs_cis( hidden_size=config.hidden_size, max_seq_len=config.max_position_embeddings, base=10000, num_attention_heads=config.num_attention_heads ) self.register_buffer("freqs_cis", freqs_cis) # Transformer 层堆叠 self.layers = nn.ModuleList([ YiziBlock( hidden_size=config.hidden_size, num_heads=config.num_attention_heads, intermediate_size=config.intermediate_size ) for _ in range(config.num_hidden_layers) ]) # 输出归一化与解码头 self.norm = nn.LayerNorm(config.hidden_size) self.lm_head = nn.Linear(config.hidden_size, config.vocab_size, bias=False) # 权重共享(可选):词嵌入与 lm_head 共享参数 self.lm_head.weight = self.embed_tokens.weight def forward(self, input_ids: torch.LongTensor, labels: Optional[torch.LongTensor] = None) -> Dict[str, torch.Tensor]: inputs_embeds = self.embed_tokens(input_ids) bsz, seq_len, _ = inputs_embeds.shape # 获取当前位置对应的 freqs_cis freqs_cis = self.freqs_cis[:seq_len] hidden_states = inputs_embeds for layer in self.layers: hidden_states = layer(hidden_states, freqs_cis) hidden_states = self.norm(hidden_states) logits = self.lm_head(hidden_states) output = {"logits": logits} if labels is not None: loss = nn.CrossEntropyLoss()(logits.view(-1, logits.size(-1)), labels.view(-1)) output["loss"] = loss return output @torch.no_grad() def generate( self, input_ids: torch.LongTensor, max_new_tokens: int = 128, temperature: float = 0.7, top_k: int = 50, eos_token_id: Optional[int] = None ) -> torch.LongTensor: """ 自回归生成文本 """ for _ in range(max_new_tokens): logits = self.forward(input_ids)["logits"] next_token_logits = logits[:, -1, :] / temperature # Top-k filtering if top_k > 0: v, _ = torch.topk(next_token_logits, top_k) pivot = v[:, [-1]] next_token_logits = torch.where(next_token_logits < pivot, torch.full_like(next_token_logits, -float(&#39;inf&#39;)), next_token_logits) probs = torch.softmax(next_token_logits, dim=-1) next_token = torch.multinomial(probs, num_samples=1) input_ids = torch.cat([input_ids, next_token], dim=1) if eos_token_id is not None and next_token.item() == eos_token_id: break return input_ids # %% # 创建配置 config = YiziLMConfig( vocab_size=30000, hidden_size=512, num_hidden_layers=6, num_attention_heads=8, max_position_embeddings=8192 ) # 构建模型 model = YiziLM(config) # 输入数据 input_ids = torch.randint(0, 30000, (2, 10)) # batch=2, seq_len=10 labels = input_ids.clone() # 训练模式 output = model(input_ids=input_ids, labels=labels) print("Loss:", output["loss"].item()) print("Logits shape:", output["logits"].shape) # 推理生成 prompt = torch.tensor([[100, 200, 300]]) # 初始 token generated = model.generate(prompt, max_new_tokens=20, eos_token_id=2) print("Generated:", generated[0].tolist()) # %% torch.save(model.state_dict(), "yizilm_70m.pth") 这是现在的代码
最新发布
12-01
<think>嗯,用户现在的问题是在VSCode中部署Llama3时缺少web_demo文件,想知道如何生成或添加这个文件。我需要先理清楚Llama3的部署流程,特别是涉及到web_demo的部分。根据之前的引用内容,用户可能参考了一些教程,比如使用InternStudio或者XTuner、LMDeploy来部署Web Demo。 首先,用户提到的web_demo.py文件可能是在某些教程中提供的,比如引用[1]中的运行命令提到了web_demo.py,而引用[2]和[3]提到了软链接模型和Web Demo部署的步骤。可能用户按照这些步骤操作时,在自己的项目目录里没有找到这个文件,导致无法继续。 接下来,我需要考虑可能的原因。用户可能没有正确克隆仓库或者下载相关脚本。例如,引用[3]提到需要下载模型或者使用软链接,但web_demo.py可能属于另一个仓库,比如XTuner或者LMDeploy的教程部分。用户可能只下载了模型,而没有获取到部署Web Demo所需的代码文件。 解决方法可能有几种:第一种是检查是否有遗漏的仓库需要克隆,比如XTuner或LMDeploy的示例代码;第二种是手动创建web_demo.py文件,根据教程中的代码示例,比如用户提供的快速排序示例中的Python代码,可能web_demo.py有类似的启动代码;第三种是检查环境配置是否正确,比如模型路径的软链接是否正确,这会影响web_demo是否能正确加载模型。 另外,用户可能混淆了不同的部署方式。比如,有些教程可能使用streamlit来启动Web界面,而web_demo.py可能是一个streamlit应用脚本。这时候需要确认是否安装了streamlit,并且脚本中的模型路径是否正确指向了用户的实际模型位置。 还需要考虑用户是否在正确的目录下运行命令,比如web_demo.py是否存在于当前工作目录中,或者是否需要从特定位置复制过来。如果用户通过软链接方式链接了模型,但脚本中的路径没有相应修改,也会导致问题。 总结可能的解决步骤:1. 确认是否克隆了包含web_demo.py的仓库;2. 如果没有,尝试从官方或教程提供的源码中获取该文件;3. 手动创建该文件,参考示例代码;4. 检查文件中的模型路径是否正确;5. 确保依赖库如streamlit已安装;6. 运行前设置正确的环境变量或激活虚拟环境。 同时,用户的问题可能涉及到路径错误,比如软链接的模型路径在脚本中是否正确引用。例如,引用[2]和[3]提到将模型软链接到~/model/目录下,但在web_demo.py中可能需要指定这个路径,如果脚本中的默认路径不同,用户需要修改代码中的模型路径。 最后,需要提醒用户在部署过程中注意权限问题,以及VSCode中终端的环境是否配置正确,比如Python环境是否激活,依赖是否安装等。可能还需要指导用户如何调试,例如查看错误信息,确认文件是否存在,路径是否正确等。</think>在 VSCode 中部署 Llama3 缺少 $web\_demo$ 文件时,可通过以下步骤解决: ### 解决方案 1. **确认模型路径** 使用软链接确保模型路径正确指向本地文件: ```bash ln -s /root/share/new_models/meta-llama/Meta-Llama-3-8B-Instruct ~/model/Meta-Llama-3-8B-Instruct ``` 该操作将共享模型映射到个人工作目录[^2][^3] 2. **手动创建 web_demo.py** 新建文件并添加以下 Streamlit 部署代码: ```python import streamlit as st from transformers import AutoTokenizer, AutoModelForCausalLM model_path = "~/model/Meta-Llama-3-8B-Instruct" tokenizer = AutoTokenizer.from_pretrained(model_path) model = AutoModelForCausalLM.from_pretrained(model_path) st.title("Llama 3 Chat Demo") user_input = st.text_input("请输入您的问题:") if user_input: inputs = tokenizer(user_input, return_tensors="pt") outputs = model.generate(**inputs, max_length=100) response = tokenizer.decode(outputs[0], skip_special_tokens=True) st.write(f"回答:{response}") ``` 3. **安装依赖库** 在 VSCode 终端执行: ```bash pip install streamlit transformers torch ``` 4. **运行 Web Demo** 执行启动命令: ```bash streamlit run web_demo.py ``` ### 验证流程 ```mermaid graph TD A[创建web_demo.py] --> B[设置模型软链接] B --> C[安装依赖库] C --> D[启动Streamlit服务] D --> E[浏览器访问localhost] ```
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