PyLayer

class paddle.autograd. PyLayer [源代码]

Paddle 通过创建 PyLayer 子类的方式实现 Python 端自定义算子，这个子类必须遵守以下规则：

  1. 子类必须包含静态的 forward 和 backward 函数，它们的第一个参数必须是 PyLayerContext，如果 backward 的某个返回值在 forward 中对应的 Tensor 是需要梯度，这个返回值必须为 Tensor 。

  2. backward 除了第一个参数以外，其他参数都是 forward 函数的输出 Tensor 的梯度，因此，backward 输入的 Tensor 的数量必须等于 forward 输出 Tensor 的数量。如果你需在 backward 中使用 forward 的输入 Tensor，你可以将这些 Tensor 输入到 PyLayerContext 的 save_for_backward 方法，之后在 backward 中使用这些 Tensor 。

  3. backward 的输出可以是 Tensor 或者 list/tuple(Tensor)，这些 Tensor 是 forward 输出 Tensor 的梯度。因此，backward 的输出 Tensor 的个数等于 forward 输入 Tensor 的个数。

构建完自定义算子后，通过 apply 运行算子。

代码示例

import paddle
from paddle.autograd import PyLayer

# Inherit from PyLayer
class cus_tanh(PyLayer):
    @staticmethod
    def forward(ctx, x, func1, func2=paddle.square):
        # ctx is a context object that store some objects for backward.
        ctx.func = func2
        y = func1(x)
        # Pass tensors to backward.
        ctx.save_for_backward(y)
        return y

    @staticmethod
    # forward has only one output, so there is only one gradient in the input of backward.
    def backward(ctx, dy):
        # Get the tensors passed by forward.
        y, = ctx.saved_tensor()
        grad = dy * (1 - ctx.func(y))
        # forward has only one input, so only one gradient tensor is returned.
        return grad


data = paddle.randn([2, 3], dtype="float64")
data.stop_gradient = False
z = cus_tanh.apply(data, func1=paddle.tanh)
z.mean().backward()

print(data.grad)

方法

forward(ctx, *args, **kwargs)

forward 函数必须被子类重写，它的第一个参数是 PyLayerContext 的对象，其他输入参数的类型和数量任意。

参数

  • *args (tuple) - 自定义算子的输入

  • **kwargs (dict) - 自定义算子的输入

返回

Tensor 或至少包含一个 Tensor 的 list/tuple

代码示例

import paddle
from paddle.autograd import PyLayer

class cus_tanh(PyLayer):
    @staticmethod
    def forward(ctx, x):
        y = paddle.tanh(x)
        # Pass tensors to backward.
        ctx.save_for_backward(y)
        return y

    @staticmethod
    def backward(ctx, dy):
        # Get the tensors passed by forward.
        y, = ctx.saved_tensor()
        grad = dy * (1 - paddle.square(y))
        return grad

backward(ctx, *args, **kwargs)

backward 函数的作用是计算梯度，它必须被子类重写，其第一个参数为 PyLayerContext 的对象，其他输入参数为 forward 输出 Tensor 的梯度。它的输出 Tensor 为 forward 输入 Tensor 的梯度。

参数

  • *args (tuple) - forward 输出 Tensor 的梯度。

  • **kwargs (dict) - forward 输出 Tensor 的梯度。

返回

forward 输入 Tensor 的梯度。

代码示例

import paddle
from paddle.autograd import PyLayer

class cus_tanh(PyLayer):
    @staticmethod
    def forward(ctx, x):
        y = paddle.tanh(x)
        # Pass tensors to backward.
        ctx.save_for_backward(y)
        return y

    @staticmethod
    def backward(ctx, dy):
        # Get the tensors passed by forward.
        y, = ctx.saved_tensor()
        grad = dy * (1 - paddle.square(y))
        return grad

apply(cls, *args, **kwargs)

构建完自定义算子后，通过 apply 运行算子。

参数

  • *args (tuple) - 自定义算子的输入

  • **kwargs (dict) - 自定义算子的输入

返回

Tensor 或至少包含一个 Tensor 的 list/tuple

代码示例

import paddle
from paddle.autograd import PyLayer

class cus_tanh(PyLayer):
    @staticmethod
    def forward(ctx, x, func1, func2=paddle.square):
        ctx.func = func2
        y = func1(x)
        # Pass tensors to backward.
        ctx.save_for_backward(y)
        return y

    @staticmethod
    def backward(ctx, dy):
        # Get the tensors passed by forward.
        y, = ctx.saved_tensor()
        grad = dy * (1 - ctx.func(y))
        return grad


data = paddle.randn([2, 3], dtype="float64")
data.stop_gradient = False
# run custom Layer.
z = cus_tanh.apply(data, func1=paddle.tanh)