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change: Onnxruntime型を追加し、そこからdlopen/LoadLibrary*を行う #802

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merged 26 commits into from
Jul 4, 2024

Conversation

qryxip
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@qryxip qryxip commented Jun 25, 2024

内容

パブリックAPIにOnnxruntime型を追加し、そこからlibonnxruntimeのdlopen/LoadLibrary*をするようにします。

Onnxruntime

Synthesizerのコンストラクトはこのようになります。

ort = Onnxruntime.load_once()
ojt = OpenJtalk("./open_jtalk_dic_utf_8-1.11")
synth = Synthesizer(ort, ojt)

オプションとしてDLLの"filename"を指定することもできます。

ort = Onnxruntime.load_once(filename="./path/to/onnxruntime.dll")

あと、supported_deviceOnnxruntimeのメソッドになりました。

supported_devices = ort.supported_devices()

iOSのXCFramework

Rust APIとC APIだけ、dlopen/LoadLibrary*ではなくロード時動的リンクで動く形でビルドできるようにしています。

C APIだと、GHAでのパッケージング時に次のどちらかのコメントアウトをsedで外すようにします。

//#define VOICEVOX_ONNXRUNTIME_LIBLOADING
//#define VOICEVOX_ONNXRUNTIME_LINK_DYLIB

#if !(defined(VOICEVOX_ONNXRUNTIME_LIBLOADING) || defined(VOICEVOX_ONNXRUNTIME_LINK_DYLIB))
#error "either `VOICEVOX_ONNXRUNTIME_LIBLOADING` or `VOICEVOX_ONNXRUNTIME_LINK_DYLIB` must be enabled"
#endif

#if defined(VOICEVOX_ONNXRUNTIME_LIBLOADING) && defined(VOICEVOX_ONNXRUNTIME_LINK_DYLIB)
#error "`VOICEVOX_ONNXRUNTIME_LIBLOADING` or `VOICEVOX_ONNXRUNTIME_LINK_DYLIB` cannot be enabled at the same time"
#endif
  • VOICEVOX_ONNXRUNTIME_LIBLOADINGの場合、dlopen/LoadLibrary*でlibonnxruntimeをロードします。
  • VOICEVOX_ONNXRUNTIME_LINK_DYLIBの場合、libonnxruntimeをロード時動的リンクします。load_onceinit_onceとなり、filenameのオプションが消失します。

iOSのXCFrameworkのみVOICEVOX_ONNXRUNTIME_LINK_DYLIBで、他はVOICEVOX_ONNXRUNTIME_LIBLOADINGです。

libonnxruntimeとlibvoicevox_onnxruntime

Onnxruntime.LIB_NAME = "onnxruntime"としていますが、VOICEVOX/voicevox_project#24以降はこれを"voicevox_onnxruntime"にする方向で考えています。考えているのは大体次の通りです。

  1. libonnxruntimeも普通に読めるようにした上で、リポジトリ上のテストでは引き続きlibonnxruntimeを使う
  2. VOICEVOX_ONNXRUNTIME_LINK_DYLIBの場合リンク対象をlibonnxruntimeのままにする。変えたければpatchelfinstall_name_toolでバイナリを変更するという形 (実際、今のCOREのXCFrameworkをビルドするにあたってはinstall_name_toolが使われています)
  3. voicevox-ortはlibvoicevox_onnxruntimeのダウンロードを行わない。ユーザーはダウンローダーでlibvoicevox_onnxruntimeをダウンロードする

関連 Issue

Resolves #721.
Fixes #537.
Closes #445.

その他

Cargo.toml Show resolved Hide resolved
@qryxip
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qryxip commented Jun 25, 2024

まだドキュメントやテストが詰めきれていませんが、とりあえずこのパブリックAPIがUX的にどうなのかご意見を頂けたらなと思っています。

@qryxip
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qryxip commented Jun 27, 2024

onnxruntime-libloadingonnxruntime-link-dylibですが、実行時挙動はどうにもならないとして、APIの形だけでも一つにまとまらないかと考えてみました。macOSのXCFrameworkや、Swift API作成のことを考えるとAPIの形が分かれているのが気になった次第です。

以下のようにすれば、onnxruntime-link-dylibonnxruntime-libloadingから単にできることを減らしたものになるはずなので、ドキュメントをちゃんと書けばユーザーを驚かせずにすむのではないかと思いました。
(着想を得たのはPythonのctypesです。どういう理由で用意されているかはわかりませんが、Unix限定でctypes.CDLL(None)というのができます)

class Onnxruntime:
    LIB_VERSIONED_FILENAME: str

    # Python APIやJava APIにおいては`filename=None`は実際には許可しない
    def init_once(filename: str | None = LIB_VERSIONED_FILENAME) -> Self:
        ...
  • Windows, libloading, filename=Some("…"): LoadLibraryExW(_, filename, _)
  • Windows, libloading, filename=None: 「Windowsでは無理」というエラー
  • Windows, link-dylib, filename=Some("…"): GetModuleHandleExW(_, filename, _)を開き、そこからのOrtGetApiBase()の戻り値がロード時動的リンクされている方のものと一致しているか検査。違っていたらエラー。検査後はロード時動的リンクされているAPI達を使っていく
  • Windows, link-dylib, filename=None: 「Windowsでは無理」というエラー
  • Unix, libloading, filename=Some("…"): dlopen(filename, _)
  • Unix, libloading, filename=None: dlopen(NULL, _)
  • Unix, link-dylib, filename=Some("…"): 「dlopenは禁止されている」というエラー
  • Unix, link-dylib, filename=None: dlopenはせずにリンクされたONNX Runtimeの関数を利用する (dlopen(NULL, _)の方も似た挙動になるはず)

@Hiroshiba
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Hiroshiba commented Jun 27, 2024

@qryxip とりあえず最後のコメントへのコメントです!

ctypes.CDLLのような形、面白いですね。UXとしてありな気がしました!

Windows, link-dylib, filename=None: 「Windowsでは無理」というエラー

このときって「ロード時動的リンクされている方のもの」は使えない感じですかね?
たぶん今のコアがこの形(ビルド時リンク)だと思ってて、だとしたらできるんじゃないかなと思った次第です。
というのも、たぶんエンジンもこの形になるので、雑にNULLでいけるなら楽そうだな〜と。

他は僕の知識量からコメントできることはなさそうでした!!
UX的には結構便利そうに感じます。

追記:あ、この辺りはそもそもWindowsで2種類作るのかによりそう。
1種のがよければエンジン側が頑張って合わせるのが良さそう。


あ。仮称かもなのですが、libloadinglink-dylibの名称がややこしめなのがちょっと気になりました!
たぶんdylibは避けて、役目で分けちゃうのがわかりやすいかなと。
で、「iOSのdylibはこれ使うと良いよ」みたいな案内がある感じとか。

名称・・・この辺りのリンク方法?、なんて呼ぶんですかね。。。
libloadingは実行時の読み込みだから、dynamic-loadとか・・・?
link-dylibはビルド時のリンクだから、buildtime-linkとか・・・?
うーん。。。

2値だから1つにまとめてtrue/falseで制御するとかもありかも。
だとしたらlinkする(link-dylib)かしない(libloading)かだから、onnxruntime-linktruefalseとか・・・・・?

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@Hiroshiba Hiroshiba left a comment

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一通り全部眺めました!!良さそう!!!

サンプル見た感じとてもわかりやすいですね!!
特にPythonとかの。

C APIのサンプルは、たぶん一方のしかないからわかりやすいんだろなーと思いました。
ビルド時リンクか動的読み込みかにかかわらず、同じ関数を使えるようになれば、実際に使うときも混乱を減らせる気がします・・・!!

いや〜〜〜楽しみですね!!!!!

example/kotlin/README.md Show resolved Hide resolved
docs/usage.md Outdated Show resolved Hide resolved
@qryxip
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qryxip commented Jun 28, 2024

Windows, link-dylib, filename=None: 「Windowsでは無理」というエラー

このときって「ロード時動的リンクされている方のもの」は使えない感じですかね? たぶん今のコアがこの形(ビルド時リンク)だと思ってて、だとしたらできるんじゃないかなと思った次第です。

SymInitialize(W)を使ってよいのなら「externなONNX RuntimeのAPIに対する実体を持っているonnxruntime.dll」を見つけだすことができるのですが、ちょっとこれを使うのには抵抗を覚えました。

というのも、たぶんエンジンもこの形になるので、雑にNULLでいけるなら楽そうだな〜と。

追記:あ、この辺りはそもそもWindowsで2種類作るのかによりそう。 1種のがよければエンジン側が頑張って合わせるのが良さそう。

単に"onnxruntime.dll"とだけ指定すれば前もってctypes.CDLLで開いた方のonnxruntime.dllを開いてくれるので、compatible_engineだとそれでいいのではと思います。voicevox_onnxruntime.dllでも同様 (確かめました)。

あ。仮称かもなのですが、libloadinglink-dylibの名称がややこしめなのがちょっと気になりました! たぶんdylibは避けて、役目で分けちゃうのがわかりやすいかなと。 で、「iOSのdylibはこれ使うと良いよ」みたいな案内がある感じとか。

2値だから1つにまとめてtrue/falseで制御するとかもありかも。 だとしたらlinkする(link-dylib)かしない(libloading)かだから、onnxruntime-linktruefalseとか・・・・・?

RustのfeatureはAPIの拡張を行うもので「デフォルトの挙動」を変えるべきではないとされているので、それでやるとしたらonnxruntime-link | onnxruntime-no-linkの二択で両方選択したらコンパイルエラーという形ですね。
(といってもfeatureでデフォルトの挙動を変えるクレートは世に溢れていて、ortもその一つだったりするのですが…)

名称・・・この辺りのリンク方法?、なんて呼ぶんですかね。。。 libloadingは実行時の読み込みだから、dynamic-loadとか・・・? link-dylibはビルド時のリンクだから、buildtime-linkとか・・・? うーん。。。

「静的リンク」, 「ロード時動的リンク」, 「実行時動的リンク」の三つのどれかなのか混乱しないような名前ですかね…
(pykeio/ortはONNX Runtimeの静的リンクをやっているライブラリだったりするし)

@Hiroshiba
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SymInitialize(W)を使ってよいのなら「externなONNX RuntimeのAPIに対する実体を持っているonnxruntime.dll」を見つけだすことができるのですが、ちょっとこれを使うのには抵抗を覚えました。
単に"onnxruntime.dll"とだけ指定すれば前もってctypes.CDLLで開いた方のonnxruntime.dllを開いてくれるので、compatible_engineだとそれでいいのではと思います。voicevox_onnxruntime.dllでも同様 (確かめました)。

よくわかってないのですが、エンジン側はたしかに名前指定で良さそうに思いました!
よくよく考えれば今そんな感じになってました。ファイル名で検索して見つかったらそれ指定、みたいな感じだった記憶。

となると、掲げられた2^3パターンの挙動で良さそう感!!

RustのfeatureはAPIの拡張を行うもので「デフォルトの挙動」を変えるべきではないとされているので

おおーなるほどです。それはそうかも。
となると、片方をデフォルトにし、もう片方はプラスにするみたいなのもありかも?
今のmainブランチの実装(ビルド時にリンクする)をデフォルトとするならonnxruntime-no-linkだけ、ビルド時リンクしないのをデフォルトにするならonnxruntime-linkで良さそう。link-on-buildとかでも良いかもしれない。

「静的リンク」, 「ロード時動的リンク」, 「実行時動的リンク」の三つのどれかなのか混乱しないような名前ですかね…

link-on-buildlink-on-runtimeとかで良い気もしてきました。
まあ最悪注釈コメントかドキュメントがあれば別に良いかも。

@qryxip
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qryxip commented Jun 28, 2024

onnxruntime-loadonnxruntime-link-cdylibでどうでしょうか?
「ロード時動的リンク」(run-time dynamic linking)ってあまり言わない気がしますし、"link"で通じそうな気がします。
(といっても正確に区別するときにロード時動的リンクと言ったりはするのですが)

追記: 静的リンクをやる予定が一切無いならonnxruntime-linkでもいいかも?

@Hiroshiba
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onnxruntime-loadとonnxruntime-link-cdylibでどうでしょうか?
「ロード時動的リンク」(run-time dynamic linking)ってあまり言わない気がしますし、"link"で通じそうな気がします。

良さそう!!
onnxruntime-linkも良さそう。他にはonnxruntime-load-cdylibも良さそう!
どれもややこしさは解消されてると感じます!!

@qryxip qryxip marked this pull request as draft June 29, 2024 12:59
@qryxip
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qryxip commented Jun 29, 2024

b1dca9c (#802)
f0c720c (#802)
4af36e0 (#802)
249f8f3 (#802)
7b57268 (#802)
e8dc442 (#802)
フィーチャ名はload-onnxruntimelink-onnxruntimeにしてみました。

…ちょっと"load"と"link"で目が滑りそう。load-ortlink-ortにしたらましになるかも?
(実際今CIが落ちまくったのは、私が"load"と"link"を二箇所で間違えたためです)

@qryxip
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qryxip commented Jun 29, 2024

#802 (comment)
放送でも話したのですが、やはりどうあがいても二つは別々の挙動ですし、Swift APIも多分XCFramework経由でONNX Runtimeを読むことになりそう(i.e. "load"ではなく"link"で固定)なのでこのアイデアは取り止める方向にしようと思います。

@qryxip
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qryxip commented Jun 29, 2024

  • c18e335 (#802): build_and_deploysedをし損ねていたので直しました。
  • 1492995 (#802): ドキュメントの表記のずれとかを直しました。
  • e619d8b (#802): C APIにOnnxruntime::LIB_{,UN}VERSIONED_FILENAMEのgetterを追加しました。

@qryxip qryxip marked this pull request as ready for review July 1, 2024 19:34
@qryxip
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qryxip commented Jul 2, 2024

c545f89 (#802)
f60cd0e (#802)
このPRの主旨から若干外れますが、cargo test -p voicevox_core --features {load,link}-onnxruntime (非--workspace)がdoctestを含めて通るようにしました。
(このPRで織り込んだdoctest用の工夫が今後壊れるかもしれないため)
追記: CIはそのままにしました。非--workspaceビルドでのテストはそんなに重要じゃないので。

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@Hiroshiba Hiroshiba left a comment

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LGTM!!

ドキュメントはもしかしたらリリースまでに変更させていただくかもですが、とりあえずマージして進めるのは問題なさそう!!
楽しみですね!!

もしかしたらまだ何か残ってるかもなのでマージせず置いています。
問題なければマージしていただければ!!

.github/workflows/generate_document.yml Show resolved Hide resolved
@qryxip
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qryxip commented Jul 2, 2024

@Hiroshiba
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ちょんと把握できてないのですが、とりあえず問題なければ(mainにマージすればテストは通るとか、リリースを一度すれば通るとか)マージしても大丈夫かなと!

@qryxip
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qryxip commented Jul 3, 2024

問題はある(ダウンローダーで--device directmlを指定するとonnxruntime_providers_cuda.dllまで付いてくるし、リリースはできてもdownload_testは落ちる)のですが、onnxruntime-rsからortに切り替えた時点でこの問題は発生しており、このPRに起因はしていないと思います。

@qryxip
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qryxip commented Jul 3, 2024

#804

@Hiroshiba
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すいませんちょっとわかっておらず。。。 🙇
あ! ortに切り替える時点でdownload_testは落ちるはずだったんだけど、download_testの稼働条件にcargo.tomlの更新が含まれいなくてテストが回ってなく、このプルリクエストで初めてテストが回った、みたいな感じでしょうか?

ま~だとしたらこのプルリクエストはマージしちゃってもいいのかなと思いました!!
ただmainブランチのテストが落ちちゃうことにはなる?ので、気になるようでしたら先にそっちを修正でもいいかなと。

どちらでも!!別にいいならマージしていただければ!
(個人的にはどっちにしろ一長一短ですが、このプルリクエストは大きいのでとりあえずマージが進めやすいのかなと思いました。)

@qryxip
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qryxip commented Jul 3, 2024

mainブランチのテストが落ちちゃうことにはなる?ので

このリポジトリでdownload_testが最後に動いたのは5ヶ月前ですね。
https://github.com/VOICEVOX/voicevox_core/actions/workflows/download_test.yml

download_testの稼働条件にcargo.tomlの更新が含まれいなくてテストが回ってなく、このプルリクエストで初めてテストが回った、みたいな感じでしょうか?

こんな感じです…

# 新しいビルドができるまで、このworkflowが壊れて動かないことを許容する
# https://github.com/VOICEVOX/voicevox_core/issues/741#issuecomment-1935303742
#push:
# branches:
# - main
#pull_request:
# paths:
# - "Cargo.*"
# - "crates/downloader/**"
# - ".github/workflows/download_test.yml"

私が貼ったGHAのログは、qryxip/voicevox_coreで「バージョン999.999.999のリリース」を行うことによってdownload_testを作動させたものです。

@Hiroshiba
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Hiroshiba commented Jul 4, 2024

あーーーーーーなるほどです!!!
このPRのテストが落ちていたのが、download_test由来だと勘違いしてました!!!
そうか、テスト落ちるよねってことでそういえば停止してましたね。。。

追加コミットも見ました、コード的にはOKなのでマージしてOKならしていただければ!!
(完了のタイミングがわからない)

@qryxip qryxip merged commit 537d9b2 into VOICEVOX:main Jul 4, 2024
38 checks passed
@qryxip
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qryxip commented Jul 5, 2024

@takejohn 共有です!

  • Onnxruntimeが追加され、Synthesizerのコンストラクタに要求されるようになりました。
    • Python APIとJava APIでは、ラッパー言語側で「シングルトンインスタンス」を持つようにしています。
  • supported_devicesOnnxruntimeのメソッドになりました。
  • SynthesizerOnnxruntimeのgetterを持つようになります。
  • featureとしてload-onnxruntimelink-onnxruntimeが追加されました。ただしPythonとJavaではload-onnxruntimeで固定です。Node.jsもそうすることになると思います。

qryxip added a commit that referenced this pull request Oct 23, 2024
#802 により不要になったJavaの`onnxruntime{,_gpu}`パッケージを削除する。

またそれに伴い、`artifactId`をEPごとにリネームするのをやめる。

Refs: #802, #764, #858
qryxip added a commit to qryxip/voicevox_core that referenced this pull request Dec 19, 2024
qryxip added a commit that referenced this pull request Dec 20, 2024
#802 により不要となった、 #203#251 の設定を削除する。
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