Linux下Vision Mamba环境配置+多CUDA版本切换

上篇文章大致讲了下Vision Mamba的相关知识，网上关于Vision Mamba的配置博客太多，笔者主要用来整合下。
笔者在Win10和Linux下分别尝试配置相关环境。
Win10下配置$失败$，最后出现的问题如下：
https://blog.csdn.net/weixin_46135891/article/details/137141378
有解决方法还请留言。

配置Linux下的Vision Mamba还是比较方便的，

前言

笔者在linux下选用CUDA$11.8$版本，也比较推荐读者使用此版本，方便后续环境配置。

CUDA,cudnn下载以及安装

CUDA

CUDA官网：https://developer.nvidia.com/cuda-11-8-0-download-archive?
笔者Linux版本是Ubuntu20.20的，固下载如下文件：cuda_11.8.0_520.61.05_linux.run

Cudnn官网：https://developer.nvidia.com/rdp/cudnn-archive
选择适配CUDA11.8的版本即可， 笔者选用cudnn 8.9.7 (for CUDA 11.x)
选择 --Local Installer for Linux x86_64 (Tar) 下载离线包

首先安装CUDA，采用离线安装方式，

sudo sh  cuda_11.8.0_520.61.05_linux.run
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首先accpet，
然后具体配置的时，去掉Deiver，只保留 CUDA 相关。
如下图类似，（下图取自网络，不是笔者的CUDA11.8的实时截图）

然后正常安装即可，一般安装在了 /usr/local/CUDA-11.8

配置CUDA环境

export LD_LIBRARY_PATH=$LD_LIBRARY_PATH:/usr/local/cuda/lib64
export PATH=/usr/local/cuda/bin:$PATH
export CUDA_HOME=/usr/local/cuda
export LIBRARY_PATH=/usr/local/cuda/lib64
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如果/usr/local/中没有自动生成CUDA文件， 手动生成CUDA软连接

sudo ln -s /usr/local/cuda-11.8 /usr/local/cuda
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cudnn

解压缩
tar -xvf cudnn-XX-linux-x64-vXXX.XXX.XX.tgz ## 这是最开始下载的cudnn文件

再将 刚刚解压的 cuDNN里面的对应文件拷贝至CUDA指定路径：

sudo cp include/cudnn*.h /usr/local/cuda-11.8/include
sudo cp lib/libcudnn* /usr/local/cuda-11.8/lib64
sudo chmod a+r /usr/local/cuda-11.8/include/cudnn*.h /usr/local/cuda-11.8/lib64/libcudnn*
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一切弄完后，重启电脑。

多CUDA环境切换

如果读者只有一个cudaXX.X版本的文件夹可以不用看此处，此节涉及多cuda环境切换。

在/usr/local 路径下，分别执行

nvcc -V
stat cuda
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如果指向同一个cuda版本，那么该版本就是正在使用的版本，而且没意外的话，应该都是cuda-11.8
输出类似如下：（下图取自网络，不是笔者的CUDA11.8的实时截图）

如果要切换另一个cuda版本：

sudo rm -rf /usr/local/cuda     ##这一步是去除软连接
sudo ln -s  /usr/local/cuda-XX.X  /usr/local/cuda   ##指定XX.X 为想要使用的版本
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然后重新执行

nvcc -V
stat cuda
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发现输出的cuda版本同时发生了变化，此时就更换成功了

比如 将cuda11.8 设置为想要的版本：

sudo rm -rf /usr/local/cuda     
sudo ln -s  /usr/local/cuda-11.8  /usr/local/cuda
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Vision Mamba环境配置

重启后，电脑就有了CUDA-11.8，下面我们来具体配置Vision Mamba的环境。
笔者推荐Anaconda创建虚拟环境

#anaconda 创建py310虚拟环境
conda create -n your_name python=3.10.13 -y
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安装对应的torch包

#安装虚拟环境其它包（笔者是 cuda11.8，安装pytorch如下）
pip install torch==2.1.1 torchvision==0.16.1 torchaudio==2.1.1 --index-url https://download.pytorch.org/whl/cu118
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去github上下载 vision mamba源码包
https://github.com/hustvl/Vim
下载.zip文件然后手动解压缩
或

git clone https://github.com/hustvl/Vim.git
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接下来先安装两个比较有问题的包，这两个装好后基本就没什么问题了。

mamba-1.1.1

方法1
下载 mamba-1.1.1的源码包 ：https://github.com/state-spaces/mamba/archive/refs/tags/v1.1.1.zip
解压缩 mamba-1.1.1.zip
虚拟环境 进入到这个文件夹 执行

pip install .
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方法2
如果方法1不行，来执行方法2
手动下载轮子：https://github.com/state-spaces/mamba/releases/download/v1.1.1/mamba_ssm-1.1.1+cu118torch2.1cxx11abiFALSE-cp310-cp310-linux_x86_64.whl
注：此轮子只对应cuda11.8的版本，所以笔者在文章开头推荐读者使用cuda11.8的环境。

然后安装轮子

# 虚拟环境下安装
pip install /下载路径/mamba_ssm-1.1.1+cu118torch2.1cxx11abiFALSE-cp310-cp310-linux_x86_64.whl
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方法2的安装一般没什么问题，如果报超时问题，可以梯子或重复执行上面这个安装命令

安装好后需要执行下面这个步骤，否则后续运行会报错：

（ “TypeError: Mamba.init() got an unexpected keyword argument ‘bimamba_type’.”）
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读者把vision mamba源码里面的mamba-ssm替换到虚拟环境里面的mamba-ssm
具体的

sudo cp -r "其他路径/Vim-main/mamba-1p1p1/mamba_ssm" "Annotation路径/envs/mamba的虚拟环境/lib/python3.10/site-packages/" 
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casual-conv1d-1.1.3

方法1
下载casual-conv1d-1.1.3的源码包 ： https://github.com/Dao-AILab/causal-conv1d/archive/refs/tags/v1.1.3.zip
解压缩 casual-conv1d-1.1.3.zip
虚拟环境 进入到这个文件夹 执行

pip install .
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方法2
手动下载轮子：
https://github.com/Dao-AILab/causal-conv1d/releases/download/v1.1.3/causal_conv1d-1.1.3+cu118torch2.1cxx11abiFALSE-cp310-cp310-linux_x86_64.whl
注：此轮子只对应cuda11.8的版本，所以笔者在文章开头推荐读者使用cuda11.8的环境。

然后安装轮子

# 虚拟环境下安装
pip install /下载路径/causal_conv1d-1.1.3+cu118torch2.1cxx11abiFALSE-cp310-cp310-linux_x86_64.whl
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方法2的安装一般没什么问题，如果报超时问题，可以梯子或重复执行上面这个安装命令

其他组件

如果上面两个组件都安装上了，那么以及成功99%了

#虚拟环境下
pip install timm mlflow -i https://pypi.tuna.tsinghua.edu.cn/simple
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可能有遗漏的组件，后续执行代码的时候，缺少什么安装同样的方式添加

测试代码

在 VIM-main/vim/models_mamba.py的末尾添加如下代码

if __name__ == '__main__':
    # cuda or cpu
    device = torch.device("cuda" if torch.cuda.is_available() else "cpu")
    print(device)

    # 实例化模型得到分类结果
    inputs = torch.randn(1, 3, 224, 224).to(device)
    model = vim_small_patch16_stride8_224_bimambav2_final_pool_mean_abs_pos_embed_with_midclstok_div2(
        pretrained=False).to(device)
    print(model)
    outputs = model(inputs)
    print(outputs.shape)

    # 实例化mamba模块，输入输出特征维度不变 B C H W
    x = torch.rand(10, 16, 64, 128).to(device)
    B, C, H, W = x.shape
    print("输入特征维度：", x.shape)
    x = x.view(B, C, H * W).permute(0, 2, 1)
    print("维度变换：", x.shape)
    mamba = create_block(d_model=C).to(device)
    # mamba模型代码中返回的是一个元组：hidden_states, residual
    hidden_states, residual = mamba(x)
    x = hidden_states.permute(0, 2, 1).view(B, C, H, W)
    print("输出特征维度：", x.shape)
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执行（run） VIM-main/vim/models_mamba.py

如果没有问题会输出 模型架构和一些结果：

torch.Size([1, 1000])
输入特征维度： torch.Size([10, 16, 64, 128])
维度变换： torch.Size([10, 8192, 16])
输出特征维度： torch.Size([10, 16, 64, 128])
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如果输出以上结果，那么恭喜你，vision mamba环境配置好了

vision mamba的简单运行

希望读者能够大概看下vision mamba 的readme 来看看如何进行训练的。
也应当看看main.py的参数配置，来进行选择如何自定义一些配置信息
如下是笔者cifar-python100的训练参数：

(虚拟环境下，在Vim-main/vim/路径下  terminal终端执行代码)
CUDA_VISIBLE_DEVICES=0  python main.py  \
--model vim_small_patch16_224_bimambav2_final_pool_mean_abs_pos_embed_with_midclstok_div2 --batch-size 2 \
--drop-path 0.05 --weight-decay 0.05 --lr 1e-3 --num_workers 1 \
--data-set CIFAR \
--data-path /home/cr7/python/code/mamba_classify_test/cifer_dataset/ \
--output_dir /home/cr7/python/code/mamba_classify_test/mamba_outputs/cifar_result \
--no_amp
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当然读者也可以直接配置train.py，在pycharm里面点击train.py执行，修改main.py的参数来进行想要的训练了。

以下是必须配置，否则执行的时候缺少配置报错，在main.py的对应配置地方进行修改

--batch-size , default=64  ##按照自己gpu显存来设置 太大会爆显存
--epochs, default=300  ## 训练批次
--model, default="vim_small_patch16_224_bimambav2_final_pool_mean_abs_pos_embed_with_midclstok_div2"   ## 在 models_mamba.py的结尾有4个可以选择
--data-path , default=" /home/cr7/python/code/mamba_classify_test/cifer_dataset/"   ##下载的分类数据集路径 
--data-set, default="CIFAR"  ##分类数据集名字
--num_workers ,default =4 ##根据电脑性能 调整
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注：以下是 pycharm 运行 main.py必要做的事情，否则会报错
在main.py中的
def main(args):
添加一行 args.gpu=0 ##设置gpu的index
这里由于笔者只有一个gpu ， 所以使用gpu序号0 做为训练gpu

不添加的话，后续运行main.py会报错：

AttributeError: 'Namespace' object has no attribute 'gpu'
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输出大致如下。

(mamba_py310) cr7@cr7:~/python/code/mamba_classify_test/Vim/vim$ CUDA_VISIBLE_DEVICES=0  python main.py  \
> --model vim_small_patch16_224_bimambav2_final_pool_mean_abs_pos_embed_with_midclstok_div2 --batch-size 2 \
> --drop-path 0.05 --weight-decay 0.05 --lr 1e-3 --num_workers 1 \
> --data-set CIFAR \
> --data-path /home/cr7/python/code/mamba_classify_test/cifer_dataset/ \
> --output_dir /home/cr7/python/code/mamba_classify_test/mamba_outputs/cifar_result \
> --no_amp
Not using distributed mode
Namespace(batch_size=2, epochs=300, bce_loss=False, unscale_lr=False, model='vim_small_patch16_224_bimambav2_final_pool_mean_abs_pos_embed_with_midclstok_div2', input_size=224, drop=0.0, drop_path=0.05, model_ema=True, model_ema_decay=0.99996, model_ema_force_cpu=False, opt='adamw', opt_eps=1e-08, opt_betas=None, clip_grad=None, momentum=0.9, weight_decay=0.05, sched='cosine', lr=0.001, lr_noise=None, lr_noise_pct=0.67, lr_noise_std=1.0, warmup_lr=1e-06, min_lr=1e-05, decay_epochs=30, warmup_epochs=5, cooldown_epochs=10, patience_epochs=10, decay_rate=0.1, color_jitter=0.3, aa='rand-m9-mstd0.5-inc1', smoothing=0.1, train_interpolation='bicubic', repeated_aug=True, train_mode=True, ThreeAugment=False, src=False, reprob=0.25, remode='pixel', recount=1, resplit=False, mixup=0.8, cutmix=1.0, cutmix_minmax=None, mixup_prob=1.0, mixup_switch_prob=0.5, mixup_mode='batch', teacher_model='regnety_160', teacher_path='', distillation_type='none', distillation_alpha=0.5, distillation_tau=1.0, cosub=False, finetune='', attn_only=False, data_path='/home/cr7/python/code/mamba_classify_test/cifer_dataset/', data_set='CIFAR', inat_category='name', output_dir='/home/cr7/python/code/mamba_classify_test/mamba_outputs/cifar_result', device='cuda', seed=0, resume='', start_epoch=0, eval=False, eval_crop_ratio=0.875, dist_eval=False, num_workers=1, pin_mem=True, distributed=False, world_size=1, dist_url='env://', if_amp=False, if_continue_inf=False, if_nan2num=False, if_random_cls_token_position=False, if_random_token_rank=False, local_rank=0)
Creating model: vim_small_patch16_224_bimambav2_final_pool_mean_abs_pos_embed_with_midclstok_div2
number of params: 25450084
Start training for 300 epochs
Epoch: [0]  [    0/25000]  eta: 22:46:27  lr: 0.000001  loss: 4.2079 (4.2079)  time: 3.2795  data: 0.0525  max mem: 707
Epoch: [0]  [   10/25000]  eta: 2:23:41  lr: 0.000001  loss: 4.6698 (4.6594)  time: 0.3450  data: 0.0049  max mem: 765
Epoch: [0]  [   20/25000]  eta: 1:25:18  lr: 0.000001  loss: 4.7118 (4.7024)  time: 0.0512  data: 0.0001  max mem: 765
Epoch: [0]  [   30/25000]  eta: 1:04:32  lr: 0.000001  loss: 4.7599 (4.6847)  time: 0.0506  data: 0.0001  max mem: 765
Epoch: [0]  [   40/25000]  eta: 0:54:04  lr: 0.000001  loss: 4.7495 (4.6971)  time: 0.0513  data: 0.0001  max mem: 765
Epoch: [0]  [   50/25000]  eta: 0:47:35  lr: 0.000001  loss: 4.6873 (4.6862)  time: 0.0515  data: 0.0001  max mem: 765
Epoch: [0]  [   60/25000]  eta: 0:43:12  lr: 0.000001  loss: 4.6870 (4.6894)  time: 0.0506  data: 0.0001  max mem: 765
Epoch: [0]  [   70/25000]  eta: 0:40:04  lr: 0.000001  loss: 4.6236 (4.6846)  time: 0.0506  data: 0.0001  max mem: 765
Epoch: [0]  [   80/25000]  eta: 0:37:45  lr: 0.000001  loss: 4.5900 (4.6900)  time: 0.0512  data: 0.0001  max mem: 765
Epoch: [0]  [   90/25000]  eta: 0:36:03  lr: 0.000001  loss: 4.6688 (4.6900)  time: 0.0528  data: 0.0001  max mem: 765
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参考博客

linux 下 多CUDA版本切换： https://blog.csdn.net/weixin_43408382/article/details/128358138
linux 下 vision mamba环境配置：https://blog.csdn.net/qq_52811934/article/details/136818016
linux 下 vision mamba配置的可能问题：https://blog.csdn.net/weixin_43408382/article/details/128358138

（笔者不建议参考下文博客中的cuda版本切换的方法）
linux 下 cuda11.8的安装https://blog.csdn.net/w946612410/article/details/131786512