PaddleClas/test_tipc/docs/test_inference_cpp.md

# Linux GPU/CPU C++ 推理功能测试

Linux GPU/CPU C++ 推理功能测试的主程序为`test_inference_cpp.sh`，可以测试基于C++预测引擎的推理功能。

## 1. 测试结论汇总

- 推理相关：

|    算法名称     |                   模型名称                   | device_CPU | device_GPU |
| :-------------: | :------------------------------------------: | :--------: | :--------: |
|   MobileNetV3   |            MobileNetV3_large_x1_0            |    支持    |    支持    |
|   MobileNetV3   |          MobileNetV3_large_x1_0_KL           |    支持    |    支持    |
|   MobileNetV3   |         MobileNetV3_large_x1_0_PACT          |    支持    |    支持    |
|    PP-ShiTu     |  PPShiTu_general_rec、PPShiTu_mainbody_det   |    支持    |    支持    |
|    PP-ShiTu     |      GeneralRecognition_PPLCNet_x2_5_KL      |    支持    |    支持    |
|    PP-ShiTu     |     GeneralRecognition_PPLCNet_x2_5_PACT     |    支持    |    支持    |
|     PPHGNet     |                PPHGNet_small                 |    支持    |    支持    |
|     PPHGNet     |               PPHGNet_small_KL               |    支持    |    支持    |
|     PPHGNet     |              PPHGNet_small_PACT              |    支持    |    支持    |
|     PPHGNet     |                 PPHGNet_tiny                 |    支持    |    支持    |
|     PPLCNet     |                PPLCNet_x0_25                 |    支持    |    支持    |
|     PPLCNet     |                PPLCNet_x0_35                 |    支持    |    支持    |
|     PPLCNet     |                 PPLCNet_x0_5                 |    支持    |    支持    |
|     PPLCNet     |                PPLCNet_x0_75                 |    支持    |    支持    |
|     PPLCNet     |                 PPLCNet_x1_0                 |    支持    |    支持    |
|     PPLCNet     |               PPLCNet_x1_0_KL                |    支持    |    支持    |
|     PPLCNet     |              PPLCNet_x1_0_PACT               |    支持    |    支持    |
|     PPLCNet     |                 PPLCNet_x1_5                 |    支持    |    支持    |
|     PPLCNet     |                 PPLCNet_x2_0                 |    支持    |    支持    |
|     PPLCNet     |                 PPLCNet_x2_5                 |    支持    |    支持    |
|    PPLCNetV2    |                PPLCNetV2_base                |    支持    |    支持    |
|    PPLCNetV2    |              PPLCNetV2_base_KL               |    支持    |    支持    |
|     ResNet      |                   ResNet50                   |    支持    |    支持    |
|     ResNet      |                 ResNet50_vd                  |    支持    |    支持    |
|     ResNet      |                ResNet50_vd_KL                |    支持    |    支持    |
|     ResNet      |               ResNet50_vd_PACT               |    支持    |    支持    |
| SwinTransformer |   SwinTransformer_tiny_patch4_window7_224    |    支持    |    支持    |
| SwinTransformer |  SwinTransformer_tiny_patch4_window7_224_KL  |    支持    |    支持    |
| SwinTransformer | SwinTransformer_tiny_patch4_window7_224_PACT |    支持    |    支持    |

## 2. 测试流程(以**ResNet50**为例)


<details>
<summary><b>准备数据、准备推理模型、编译opencv、编译（下载）Paddle Inference、编译C++预测Demo（已写入prepare.sh自动执行，点击以展开详细内容或者折叠）
</b></summary>

### 2.1 准备数据和推理模型

#### 2.1.1 准备数据

默认使用`./deploy/images/ILSVRC2012_val_00000010.jpeg`作为测试输入图片。

#### 2.1.2 准备推理模型

* 如果已经训练好了模型，可以参考[模型导出](../../docs/zh_CN/inference_deployment/export_model.md)，导出`inference model`，并将导出路径设置为`./deploy/models/ResNet50_infer`，
导出完毕后文件结构如下

```shell
./deploy/models/ResNet50_infer/
├── inference.pdmodel
├── inference.pdiparams
└── inference.pdiparams.info
```

### 2.2 准备环境

#### 2.2.1 运行准备

配置合适的编译和执行环境，其中包括编译器，cuda等一些基础库，建议安装docker环境，[参考链接](https://www.paddlepaddle.org.cn/install/quick?docurl=/documentation/docs/zh/install/docker/linux-docker.html)。

#### 2.2.2 编译opencv库

* 首先需要从opencv官网上下载Linux环境下的源码，以3.4.7版本为例，下载及解压缩命令如下：

```
cd deploy/cpp
wget https://github.com/opencv/opencv/archive/3.4.7.tar.gz
tar -xvf 3.4.7.tar.gz
```

* 编译opencv，首先设置opencv源码路径(`root_path`)以及安装路径(`install_path`)，`root_path`为下载的opencv源码路径，`install_path`为opencv的安装路径。在本例中，源码路径即为当前目录下的`opencv-3.4.7/`。

```shell
cd ./opencv-3.4.7
export root_path=$PWD
export install_path=${root_path}/opencv3
```

* 然后在opencv源码路径下，按照下面的命令进行编译。

```shell
rm -rf build
mkdir build
cd build

cmake .. \
    -DCMAKE_INSTALL_PREFIX=${install_path} \
    -DCMAKE_BUILD_TYPE=Release \
    -DBUILD_SHARED_LIBS=OFF \
    -DWITH_IPP=OFF \
    -DBUILD_IPP_IW=OFF \
    -DWITH_LAPACK=OFF \
    -DWITH_EIGEN=OFF \
    -DCMAKE_INSTALL_LIBDIR=lib64 \
    -DWITH_ZLIB=ON \
    -DBUILD_ZLIB=ON \
    -DWITH_JPEG=ON \
    -DBUILD_JPEG=ON \
    -DWITH_PNG=ON \
    -DBUILD_PNG=ON \
    -DWITH_TIFF=ON \
    -DBUILD_TIFF=ON

make -j
make install
```

* `make install`完成之后，会在该文件夹下生成opencv头文件和库文件，用于后面的代码编译。

以opencv3.4.7版本为例，最终在安装路径下的文件结构如下所示。**注意**：不同的opencv版本，下述的文件结构可能不同。

```shell
opencv3/
├── bin     :可执行文件
├── include :头文件
├── lib64   :库文件
└── share   :部分第三方库
```

#### 2.2.3 下载或者编译Paddle预测库

* 有2种方式获取Paddle预测库，下面进行详细介绍。

##### 预测库源码编译
* 如果希望获取最新预测库特性，可以从Paddle github上克隆最新代码，源码编译预测库。
* 可以参考[Paddle预测库官网](https://www.paddlepaddle.org.cn/documentation/docs/zh/develop/guides/05_inference_deployment/inference/build_and_install_lib_cn.html#id16)的说明，从github上获取Paddle代码，然后进行编译，生成最新的预测库。使用git获取代码方法如下。

```shell
git clone https://github.com/PaddlePaddle/Paddle.git
```

* 进入Paddle目录后，使用如下命令编译。

```shell
rm -rf build
mkdir build
cd build

cmake  .. \
    -DWITH_CONTRIB=OFF \
    -DWITH_MKL=ON \
    -DWITH_MKLDNN=ON  \
    -DWITH_TESTING=OFF \
    -DCMAKE_BUILD_TYPE=Release \
    -DWITH_INFERENCE_API_TEST=OFF \
    -DON_INFER=ON \
    -DWITH_PYTHON=ON
make -j
make inference_lib_dist
```

更多编译参数选项可以参考Paddle C++预测库官网：[https://www.paddlepaddle.org.cn/documentation/docs/zh/develop/guides/05_inference_deployment/inference/build_and_install_lib_cn.html#id16](https://www.paddlepaddle.org.cn/documentation/docs/zh/develop/guides/05_inference_deployment/inference/build_and_install_lib_cn.html#id16)。


* 编译完成之后，可以在`build/paddle_inference_install_dir/`文件下看到生成了以下文件及文件夹。

```
build/paddle_inference_install_dir/
├── CMakeCache.txt
├── paddle
├── third_party
└── version.txt
```

其中`paddle`就是之后进行C++预测时所需的Paddle库，`version.txt`中包含当前预测库的版本信息。

##### 直接下载安装

* [Paddle预测库官网](https://paddleinference.paddlepaddle.org.cn/user_guides/download_lib.html)上提供了不同cuda版本的Linux预测库，可以在官网查看并选择合适的预测库版本。

  以`manylinux_cuda10.1_cudnn7.6_avx_mkl_trt6_gcc8.2`版本为例，使用下述命令下载并解压：


```shell
wget https://paddle-inference-lib.bj.bcebos.com/2.2.2/cxx_c/Linux/GPU/x86-64_gcc8.2_avx_mkl_cuda10.1_cudnn7.6.5_trt6.0.1.5/paddle_inference.tgz

tar -xvf paddle_inference.tgz
```

最终会在当前的文件夹中生成`paddle_inference/`的子文件夹,文件内容和上述的paddle_inference_install_dir一样。


#### 2.2.4 编译C++预测Demo

* 编译命令如下，其中Paddle C++预测库、opencv等其他依赖库的地址需要换成自己机器上的实际地址。


```shell
# 在deploy/cpp下执行以下命令
bash tools/build.sh
```

具体地，`tools/build.sh`中内容如下。

```shell
OPENCV_DIR=your_opencv_dir
LIB_DIR=your_paddle_inference_dir
CUDA_LIB_DIR=your_cuda_lib_dir
CUDNN_LIB_DIR=your_cudnn_lib_dir
TENSORRT_DIR=your_tensorrt_lib_dir

BUILD_DIR=build
rm -rf ${BUILD_DIR}
mkdir ${BUILD_DIR}
cd ${BUILD_DIR}
cmake .. \
    -DPADDLE_LIB=${LIB_DIR} \
    -DWITH_MKL=ON \
    -DDEMO_NAME=clas_system \
    -DWITH_GPU=OFF \
    -DWITH_STATIC_LIB=OFF \
    -DWITH_TENSORRT=OFF \
    -DTENSORRT_DIR=${TENSORRT_DIR} \
    -DOPENCV_DIR=${OPENCV_DIR} \
    -DCUDNN_LIB=${CUDNN_LIB_DIR} \
    -DCUDA_LIB=${CUDA_LIB_DIR} \

make -j
```

上述命令中，

* `OPENCV_DIR`为opencv编译安装的地址（本例中需修改为`opencv-3.4.7/opencv3`文件夹的路径）；

* `LIB_DIR`为下载的Paddle预测库（`paddle_inference`文件夹），或编译生成的Paddle预测库（`build/paddle_inference_install_dir`文件夹）的路径；

* `CUDA_LIB_DIR`为cuda库文件地址，在docker中一般为`/usr/local/cuda/lib64`；

* `CUDNN_LIB_DIR`为cudnn库文件地址，在docker中一般为`/usr/lib64`。

* `TENSORRT_DIR`是tensorrt库文件地址，在dokcer中一般为`/usr/local/TensorRT-7.2.3.4/`，TensorRT需要结合GPU使用。

在执行上述命令，编译完成之后，会在当前路径下生成`build`文件夹，其中生成一个名为`clas_system`的可执行文件。
</details>

* 可执行以下命令，自动完成上述准备环境中的所需内容
```shell
bash test_tipc/prepare.sh test_tipc/config/ResNet/ResNet50_linux_gpu_normal_normal_infer_cpp_linux_gpu_cpu.txt cpp_infer
```
### 2.3 功能测试


测试方法如下所示，希望测试不同的模型文件，只需更换为自己的参数配置文件，即可完成对应模型的测试。

```shell
bash test_tipc/test_inference_cpp.sh ${your_params_file} cpp_infer
```

以`ResNet50`的`Linux GPU/CPU C++推理测试`为例，命令如下所示。

```shell
bash test_tipc/test_inference_cpp.sh test_tipc/config/ResNet/ResNet50_linux_gpu_normal_normal_infer_cpp_linux_gpu_cpu.txt cpp_infer
```

输出结果如下，表示命令运行成功。

```shell
Run successfully with command - ResNet50 - ./deploy/cpp/build/clas_system -c inference_cls.yaml > ./test_tipc/output/ResNet50/cpp_infer/cpp_infer_gpu_usetrt_False_precision_fp32_batchsize_1.log 2>&1!
Run successfully with command - ResNet50 - ./deploy/cpp/build/clas_system -c inference_cls.yaml > ./test_tipc/output/ResNet50/cpp_infer/cpp_infer_cpu_usemkldnn_False_threads_1_precision_fp32_batchsize_1.log 2>&1!
```

最终log中会打印出结果，如下所示
```log
You are using Paddle compiled with TensorRT, but TensorRT dynamic library is not found. Ignore this if TensorRT is not needed.
=======Paddle Class inference config======
Global:
  infer_imgs: ./deploy/images/ILSVRC2012_val_00000010.jpeg
  inference_model_dir: ./deploy/models/ResNet50_infer
  batch_size: 1
  use_gpu: True
  enable_mkldnn: True
  cpu_num_threads: 10
  enable_benchmark: True
  use_fp16: False
  ir_optim: True
  use_tensorrt: False
  gpu_mem: 8000
  enable_profile: False
PreProcess:
  transform_ops:
    - ResizeImage:
        resize_short: 256
    - CropImage:
        size: 224
    - NormalizeImage:
        scale: 0.00392157
        mean: [0.485, 0.456, 0.406]
        std: [0.229, 0.224, 0.225]
        order: ""
        channel_num: 3
    - ToCHWImage: ~
PostProcess:
  main_indicator: Topk
  Topk:
    topk: 5
    class_id_map_file: ./ppcls/utils/imagenet1k_label_list.txt
  SavePreLabel:
    save_dir: ./pre_label/
=======End of Paddle Class inference config======
img_file_list length: 1
Current image path: ./deploy/images/ILSVRC2012_val_00000010.jpeg
Current total inferen time cost: 5449.39 ms.
    Top1: class_id: 153, score: 0.4144, label: Maltese dog, Maltese terrier, Maltese
    Top2: class_id: 332, score: 0.3909, label: Angora, Angora rabbit
    Top3: class_id: 229, score: 0.0514, label: Old English sheepdog, bobtail
    Top4: class_id: 204, score: 0.0430, label: Lhasa, Lhasa apso
    Top5: class_id: 265, score: 0.0420, label: toy poodle

```
详细log位于`./test_tipc/output/ResNet50/cpp_infer/cpp_infer_gpu_usetrt_False_precision_fp32_batchsize_1.log`和`./test_tipc/output/ResNet50/cpp_infer_cpu_usemkldnn_False_threads_1_precision_fp32_batchsize_1.log`中。

如果运行失败，也会在终端中输出运行失败的日志信息以及对应的运行命令。可以基于该命令，分析运行失败的原因。