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license: apache-2.0
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## CodeShell

CodeShell 是[北京大学知识计算实验室](http://se.pku.edu.cn/kcl/)与蚌壳智能科技联合研发的大规模预训练代码语言模型基座。

CodeShell的主要特点包括：

* 性能强大：7B规模代码基座大模型，超过同等规模的最强基座模型（如CodeLlama-7B）
* 训练高效：基于高效的数据治理体系，冷启动训练500B高质量数据
* 体系完整：模型与IDE插件全栈技术体系开源
* 轻量快速：支持本地C++部署，提供轻量的本地化解决方案
* 评测全面：提供支持完整项目上下文的代码多任务评测体系（即将开源）

本次开源的模型和工具列表如下：

- CodeShell Base
- CodeShell Chat
- CodeShell Chat 4bit
- C/C++本地化部署工具
- VS Code插件
- JetBrains插件


## Model Use

### Code Generation

Codeshell 提供了Hugging Face格式的模型，开发者可以通过下列代码快速载入并使用Codeshell。

```python
import torch
from transformers import AutoModelForCausalLM, AutoTokenizer
tokenizer = AutoTokenizer.from_pretrained("codeshell", trust_remote_code=True)
model = AutoModelForCausalLM.from_pretrained("codeshell", trust_remote_code=True).cuda()
inputs = tokenizer('def print_hello_world():', return_tensors='pt').cuda()
outputs = model.generate(inputs)
print(tokenizer.decode(outputs[0]))
```

### Fill in the Moddle

CodeShell 支持Fill-in-the-Middle模式，从而更好的支持软件开发过程。

```
input_text = "<fim_prefix>def print_hello_world():\n    <fim_suffix>\n    print('Hello world!')<fim_middle>"
inputs = tokenizer(input_text, return_tensors='pt').cuda()
outputs = model.generate(inputs)
print(tokenizer.decode(outputs[0]))
```

## Model Quantization

CodeShell 支持4 bit/8 bit量化，4 bit量化后，占用显存大小约6G。

```
from transformers import AutoModelForCausalLM, AutoTokenizer
tokenizer = AutoTokenizer.from_pretrained("codeshell", trust_remote_code=True)
model = AutoModelForCausalLM.from_pretrained("codeshell", trust_remote_code=True)
model = model.quantize(4).cuda()

inputs = tokenizer('def print_hello_world():', return_tensors='pt').cuda()
outputs = model.generate(inputs)
print(tokenizer.decode(outputs[0]))
```

## CodeShell IDE Plugin

### Web API

CodeShell提供了Web API部署工具，为IDE插件提供API支持。

```
git clone git@github.com:WisdomShell/codeshell.git
cd codeshell
python api.py
```

CodeShell提供了C/C++版本的推理支持，在没有GPU的个人PC上也能高效使用。开发者可以根据本地环境进行编译，详见[C/C++本地化部署工具]()。编译完成后，可以通过下列命令启动Web API服务。

```
./server -m codeshell.gguf
```

部署完成后，开发者可以通过Web API进行模型推理：

```
curl --location 'http://127.0.0.1:8080/completion' --header 'Content-Type: application/json' --data '{"messages": {"content": "用python写个hello world"}, "temperature": 0.2, "stream": true}'
```

### VS Code Plugin

CodeShell提供 [VS Code插件]()，开发者可以通过插件进行代码补全、代码问答等操作。VS Code 插件也已开源，插件相关问题欢迎在[VS Code插件仓库]()中讨论。

## Model Details

- 模型架构
  - Architecture: GPT-2
  - Attention: Grouped-Query Attention with Flash Attention 2
  - Position embedding: [Rotary Position Embedding](RoFormer: Enhanced Transformer with Rotary Position Embedding)
  - Precision: bfloat16
- 超参数
  - n_layer: 42
  - n_embd: 4096
  - n_inner: 16384
  - n_head: 32
  - num_query_groups: 8
  - seq-length: 8192
  - vocab_size: 70144

Code Shell使用GPT-2作为基础架构，并使用Grouped-Query Attention、RoPE相对位置编码等技术。

## Evaluation

我们选取了目前最流行的两个代码评测数据集对模型进行评估，与目前最先进的两个7b代码大模型CodeLllama与Starcoder相比，Codeshell 取得了最优的成绩。具体评测结果如下。

### Pass@1
|   任务   |  codeshell-7B | codellama-7B | starcoderbase-7B |
| ------- | --------- | --------- | --------- |
| humaneval  | **33.48** | 29.44 | 27.80 |
| mbpp   | **39.08** | 37.60 | 34.16 |
| multiple-java  | **29.56** | 29.24 | 24.30 |
| multiple-js  | **33.60** | 31.30 | 27.02 |


# License

本仓库开源的模型遵循[Apache 2.0 许可证](https://www.apache.org/licenses/LICENSE-2.0)，对学术研究完全开放，若需要商用，开发者可发送邮件进行申请，得到书面授权后方可使用。联系邮箱：[wye@pku.edu.cn](mailto:wye@pku.edu.cn)