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README.md

@@ -11,6 +11,379 @@ language:
 - en
 ---
 
+# -*- coding: utf-8 -*-
+"""LoRA_template_unsloth_20241127.ipynb
+
+Automatically generated by Colab.
+
+Original file is located at
+    https://colab.research.google.com/drive/1dVcEdRFvOj7DO5Ch5fF372vbtfYeUlUT
+
+# 最終課題コンペ用 Fine-tuning テンプレート（unsloth）
+
+最終課題コンペにて Fine-tuning を行ないたい方に向けの Fine-tuning コードです。
+こちらは L4 を利用できない受講生の方向けにUnslothを用いたものとなっております。
+Google Colab の無料版で利用可能な T4 でも動作可能になっています。
+環境設定の難易度が高いので、慎重に取り組んでいただければと思います。
+
+
+### terminalでのconda環境構築（Omnicampusの環境などの場合）
+事前にterminalで環境構築の必要があります。Google Colabでは不要です。  
+```
+# conda環境の構築
+wget "https://github.com/conda-forge/miniforge/releases/latest/download/Miniforge3-$(uname)-$(uname -m).sh"  
+
+# このコマンドではいくつか質問があるので答えて下さい。おそらくインストール先のデフォルトは/root/miniforge3かと思います  
+bash Miniforge3-$(uname)-$(uname -m).sh  
+
+# 以下、インストール先が/root/miniforge3であることを前提とします  
+export PATH=/root/miniforge3/bin:$PATH  
+conda init  
+
+# ここで一度、terminalを立ち上げ直す必要があります。  
+# 以下のリンク先に従い環境を作ります。  
+# https://docs.unsloth.ai/get-started/installation/conda-install  
+conda create --name unsloth_env python=3.10 pytorch-cuda=12.1 pytorch cudatoolkit xformers -c pytorch -c nvidia -c xformers -y  
+conda activate unsloth_env  
+pip install "unsloth[colab-new] @ git+https://github.com/unslothai/unsloth.git"  
+pip install --no-deps "trl<0.9.0" peft accelerate bitsandbytes  
+
+# jupyter notebook用のセットアップ。  
+conda install -c conda-forge ipykernel  
+python -m ipykernel install --user --name=unsloth_env --display-name "Python (unsloth_env)"  
+```
+"""
+
+from google.colab import drive
+drive.mount('/content/drive')
+
+!pip install datasets
+
+# import os
+# import json
+# import pandas as pd
+
+# # ディレクトリパス
+# data_dir = "/content/drive/MyDrive/2024メタバース工学部LLM/03.教材（講義前後にUP予定）/05.最終課題/サンプルコード/Distribution20241221_all"
+
+# # ディレクトリ内のすべてのJSONファイルを取得
+# json_files = [os.path.join(data_dir, f) for f in os.listdir(data_dir) if f.endswith(".json")]
+
+# # JSONファイルを読み込み、縦に統合
+# all_data = []
+# for json_file in json_files:
+#     try:
+#         with open(json_file, 'r', encoding='utf-8') as f:
+#             data = json.load(f)  # JSONをロード
+#             if isinstance(data, list):  # JSONがリスト形式の場合
+#                 all_data.extend(data)  # リストを結合
+#             else:
+#                 all_data.append(data)  # オブジェクトの場合そのまま追加
+#     except json.JSONDecodeError as e:
+#         print(f"Error decoding JSON in file {json_file}: {e}")
+#     except Exception as e:
+#         print(f"Error reading file {json_file}: {e}")
+
+# # 統合されたデータをDataFrameに変換
+# if all_data:  # データが存在する場合のみ実行
+#     merged_data = pd.DataFrame(all_data)
+#     # 結果を保存（必要に応じて）
+#     output_path = os.path.join(data_dir, "merged_data.json")
+#     merged_data.to_json(output_path, orient="records", force_ascii=False, indent=4)
+#     print(f"統合されたデータは {output_path} に保存されました。")
+# else:
+#     print("統合するデータが見つかりませんでした。")
+
+# Google Colab の場合は上記の環境構築手順を行なわず、単にこのセルから実行していってください。
+!pip uninstall unsloth -y
+!pip install --upgrade --no-cache-dir "unsloth[colab-new] @ git+https://github.com/unslothai/unsloth.git"
+
+# Google Colab のデフォルトで入っているパッケージをアップグレード（Moriyasu さんありがとうございます）
+!pip install --upgrade torch
+!pip install --upgrade xformers
+
+# notebookでインタラクティブな表示を可能とする（ただし、うまく動かない場合あり）
+# Google Colabでは実行不要
+!pip install ipywidgets --upgrade
+
+# Install Flash Attention 2 for softcapping support
+import torch
+#if torch.cuda.get_device_capability()[0] >= 8:
+    #!pip install --no-deps packaging ninja einops "flash-attn>=2.6.3"
+
+"""## モデルのロード
+以下のコードでモデルを読み込みます。  
+受講生の方からご指摘頂いたのですが、unslothでgemma2を読み込むと、自動でunslothが作成した非公式モデルがダウンロードされるようです。  
+対処方法がわからない受講生はLLM-jp-3のみをご利用ください！  
+"""
+
+# Hugging Face Token を指定
+# 下記の URL から Hugging Face Token を取得できますので下記の HF_TOKEN に入れてください。
+# Write権限を付与してください。
+# https://huggingface.co/settings/tokens
+HF_TOKEN = ””””
+
+# あるいは Google Colab シークレットを使う場合、左のサイドバーより🔑マークをクリック
+# HF_TOKEN という名前で Value に Hugging Face Token を入れてください。
+# ノートブックからのアクセスのトグルをオンにし、下記の二行のコードのコメントアウトを外してください。
+
+# from google.colab import userdata
+# HF_TOKEN=userdata.get('HF_TOKEN')
+
+from google.colab import output
+output.enable_custom_widget_manager()
+
+# llm-jp/llm-jp-3-13bを4bit量子化のqLoRA設定でロード。
+
+from unsloth import FastLanguageModel
+import torch
+max_seq_length = 512 # unslothではRoPEをサポートしているのでコンテキスト長は自由に設定可能
+dtype = None # Noneにしておけば自動で設定
+load_in_4bit = True # 今回は13Bモデルを扱うためTrue
+
+model_id = "llm-jp/llm-jp-3-13b"
+new_model_id = "llm-jp-3-13b-it_all" #Fine-Tuningしたモデルにつけたい名前、it: Instruction Tuning
+# FastLanguageModel インスタンスを作成
+model, tokenizer = FastLanguageModel.from_pretrained(
+    model_name=model_id,
+    dtype=dtype,
+    load_in_4bit=load_in_4bit,
+    trust_remote_code=True,
+)
+
+# SFT用のモデルを用意
+model = FastLanguageModel.get_peft_model(
+    model,
+    r = 32,
+    target_modules = ["q_proj", "k_proj", "v_proj", "o_proj",
+                      "gate_proj", "up_proj", "down_proj",],
+    lora_alpha = 32,
+    lora_dropout = 0.05,
+    bias = "none",
+    use_gradient_checkpointing = "unsloth",
+    random_state = 3407,
+    use_rslora = False,
+    loftq_config = None,
+    max_seq_length = max_seq_length,
+)
+
+# 学習に用いるデータセットの指定
+# 今回はLLM-jp の公開している Ichikara Instruction を使います。データにアクセスするためには申請が必要ですので、使いたい方のみ申請をしてください。
+# Ichikara Instruciton を Hugging Face Hub にて公開することはお控えください。
+# また、CC-BY-NC-SAですのでモデルはライセンスを継承する前提でお使いください。
+
+# 下記のリンクから申請を終えた先に Google Drive があり、Distribution20241221_all というフォルダごとダウンロードしてください。
+# 今回は「ichikara-instruction-003-001-1.json」を使います。必要であれば展開（!unzip など）し、データセットのパスを適切に指定してください。
+# omnicampusの開発環境では取得したデータを左側にドラッグアンドドロップしてお使いください。
+# Google Colab の場合も左のサイドバーよりドラッグ&ドロップでアップデートしてください。
+
+# https://liat-aip.sakura.ne.jp/wp/llmのための日本語インストラクションデータ作成/llmのための日本語インストラクションデータ-公開/
+# 関根聡, 安藤まや, 後藤美知子, 鈴木久美, 河原大輔, 井之上直也, 乾健太郎. ichikara-instruction: LLMのための日本語インストラクションデータの構築. 言語処理学会第30回年次大会(2024)
+
+from datasets import load_dataset
+
+dataset = load_dataset("json", data_files="/content/drive/MyDrive/2024メタバース工学部LLM/03.教材（講義前後にUP予定）/05.最終課題/サンプルコード/Distribution20241221_all/ichikara-instruction-003-001-1.json")
+# パスの指定にご注意ください。アップロードしたファイルを右クリックし、「パスをコピー」をクリック、上記の data_files と合致していることをご確認ください。Omnicampus のディレクトリ構造とは異なるかもしれません。
+
+# 学習時のプロンプトフォーマットの定義
+prompt = """### 指示
+{}
+### 回答
+{}"""
+
+
+"""
+formatting_prompts_func: 各データをプロンプトに合わせた形式に合わせる
+"""
+EOS_TOKEN = tokenizer.eos_token # トークナイザーのEOSトークン（文末トークン）
+def formatting_prompts_func(examples):
+    input = examples["text"] # 入力データ
+    output = examples["output"] # 出力データ
+    text = prompt.format(input, output) + EOS_TOKEN # プロンプトの作成
+    return { "formatted_text" : text, } # 新しいフィールド "formatted_text" を返す
+pass
+
+# # 各データにフォーマットを適用
+dataset = dataset.map(
+    formatting_prompts_func,
+    num_proc= 4, # 並列処理数を指定
+)
+
+dataset
+
+# データを確認
+print(dataset["train"]["formatted_text"][3])
+
+"""
+training_arguments: 学習の設定
+
+  - output_dir:
+      -トレーニング後のモデルを保存するディレクトリ
+
+  - per_device_train_batch_size:
+      - デバイスごとのトレーニングバッチサイズ
+
+  - per_device_eval_batch_size:
+      - デバイスごとの評価バッチサイズ
+
+  - gradient_accumulation_steps:
+      - 勾配を更新する前にステップを積み重ねる回数
+
+  - optim:
+      - オプティマイザの設定
+
+  - num_train_epochs:
+      - エポック数
+
+  - eval_strategy:
+      - 評価の戦略 ("no"/"steps"/"epoch")
+
+  - eval_steps:
+      - eval_strategyが"steps"のとき、評価を行うstep間隔
+
+  - logging_strategy:
+      - ログ記録の戦略
+
+  - logging_steps:
+      - ログを出力するステップ間隔
+
+  - warmup_steps:
+      - 学習率のウォームアップステップ数
+
+  - save_steps:
+      - モデルを保存するステップ間隔
+
+  - save_total_limit:
+      - 保存しておくcheckpointの数
+
+  - max_steps:
+      - トレーニングの最大ステップ数
+
+  - learning_rate:
+      - 学習率
+
+  - fp16:
+      - 16bit浮動小数点の使用設定（第8回演習を参考にすると良いです）
+
+  - bf16:
+      - BFloat16の使用設定
+
+  - group_by_length:
+      -  入力シーケンスの長さによりバッチをグループ化 (トレーニングの効率化)
+
+  - report_to:
+      - ログの送信先 ("wandb"/"tensorboard"など)
+"""
+from trl import SFTTrainer
+from transformers import TrainingArguments
+from unsloth import is_bfloat16_supported
+
+trainer = SFTTrainer(
+    model = model,
+    tokenizer = tokenizer,
+    train_dataset=dataset["train"],
+    max_seq_length = max_seq_length,
+    dataset_text_field="formatted_text",
+    packing = False,
+    args = TrainingArguments(
+        per_device_train_batch_size = 2,
+        gradient_accumulation_steps = 4,
+        num_train_epochs = 1,
+        logging_steps = 10,
+        warmup_steps = 10,
+        save_steps=100,
+        save_total_limit=2,
+        max_steps=-1,
+        learning_rate = 2e-4,
+        fp16 = not is_bfloat16_supported(),
+        bf16 = is_bfloat16_supported(),
+        group_by_length=True,
+        seed = 3407,
+        output_dir = "outputs",
+        report_to = "none",
+    ),
+)
+
+#@title 現在のメモリ使用量を表示
+gpu_stats = torch.cuda.get_device_properties(0)
+start_gpu_memory = round(torch.cuda.max_memory_reserved() / 1024 / 1024 / 1024, 3)
+max_memory = round(gpu_stats.total_memory / 1024 / 1024 / 1024, 3)
+print(f"GPU = {gpu_stats.name}. Max memory = {max_memory} GB.")
+print(f"{start_gpu_memory} GB of memory reserved.")
+
+#@title 学習実行
+trainer_stats = trainer.train()
+
+# ELYZA-tasks-100-TVの読み込み。事前にファイルをアップロードしてください
+# データセットの読み込み。
+# omnicampusの開発環境では、左にタスクのjsonlをドラッグアンドドロップしてから実行。
+import json
+datasets = []
+with open("/content/drive/MyDrive/2024メタバース工学部LLM/03.教材（講義前後にUP予定）/05.最終課題/elyza-tasks-100-TV_0.jsonl", "r") as f:
+    item = ""
+    for line in f:
+      line = line.strip()
+      item += line
+      if item.endswith("}"):
+        datasets.append(json.loads(item))
+        item = ""
+
+# 学習したモデルを用いてタスクを実行
+from tqdm import tqdm
+
+# 推論するためにモデルのモードを変更
+FastLanguageModel.for_inference(model)
+
+results = []
+for dt in tqdm(datasets):
+  input = dt["input"]
+
+  prompt = f"""### 指示\n{input}\n### 回答\n"""
+
+  inputs = tokenizer([prompt], return_tensors = "pt").to(model.device)
+
+  outputs = model.generate(**inputs, max_new_tokens = 512, use_cache = True, do_sample=False, repetition_penalty=1.2)
+  prediction = tokenizer.decode(outputs[0], skip_special_tokens=True).split('\n### 回答')[-1]
+
+  results.append({"task_id": dt["task_id"], "input": input, "output": prediction})
+
+import os
+print(os.getcwd())
+
+import os
+
+# 移動したいディレクトリのパスを指定
+new_directory = "/content/drive/MyDrive/2024メタバース工学部LLM/03.教材（講義前後にUP予定）/05.最終課題/サンプルコード"
+
+# カレントディレクトリを変更
+os.chdir(new_directory)
+
+# 確認: カレントディレクトリを表示
+print("現在のカレントディレクトリ:", os.getcwd())
+
+# jsonlで保存
+with open(f"{new_model_id}_output.jsonl", 'w', encoding='utf-8') as f:
+    for result in results:
+        json.dump(result, f, ensure_ascii=False)
+        f.write('\n')
+
+"""モデルとトークナイザーをHugging Faceにアップロードします。  
+本コードではLoRAのアダブタのみを保存します。  
+このアダプタを用いた推論方法はModel_Inference_Template_unsloth_20241127.ipynbをご参照ください。  
+  
+一旦privateでアップロードしてください。  
+https://docs.unsloth.ai/basics/saving-and-using-models
+"""
+
+# LoRAアダプタだけ保存
+model.push_to_hub_merged(
+    new_model_id+"_lora",
+    tokenizer=tokenizer,
+    save_method="lora",
+    token=HF_TOKEN,
+    private=True
+)
+
 # Uploaded  model
 
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