server : add SWA checkpoints

common/arg.cpp

@@ -1506,6 +1506,14 @@ common_params_context common_params_parser_init(common_params & params, llama_ex
             params.swa_full = true;
         }
     ).set_env("LLAMA_ARG_SWA_FULL"));
+    add_opt(common_arg(
+        {"--swa-checkpoints"}, "N",
+        string_format("max number of SWA checkpoints per slot to create (default: %d)\n"
+            "[(more info)](https://github.com/ggml-org/llama.cpp/pull/15293)", params.n_swa_checkpoints),
+        [](common_params & params, int value) {
+            params.n_swa_checkpoints = value;
+        }
+    ).set_env("LLAMA_ARG_SWA_CHECKPOINTS").set_examples({LLAMA_EXAMPLE_SERVER}));
     add_opt(common_arg(
         {"--kv-unified", "-kvu"},
         string_format("use single unified KV buffer for the KV cache of all sequences (default: %s)\n"

common/common.h

@@ -385,11 +385,12 @@ struct common_params {
     std::string cls_sep    = "\t";  // separator of classification sequences
 
     // server params
-    int32_t port           = 8080;         // server listens on this network port
-    int32_t timeout_read   = 600;          // http read timeout in seconds
-    int32_t timeout_write  = timeout_read; // http write timeout in seconds
-    int32_t n_threads_http = -1;           // number of threads to process HTTP requests (TODO: support threadpool)
-    int32_t n_cache_reuse  = 0;            // min chunk size to reuse from the cache via KV shifting
+    int32_t port              = 8080;         // server listens on this network port
+    int32_t timeout_read      = 600;          // http read timeout in seconds
+    int32_t timeout_write     = timeout_read; // http write timeout in seconds
+    int32_t n_threads_http    = -1;           // number of threads to process HTTP requests (TODO: support threadpool)
+    int32_t n_cache_reuse     = 0;            // min chunk size to reuse from the cache via KV shifting
+    int32_t n_swa_checkpoints = 3;            // max number of SWA checkpoints per slot
 
     std::string hostname      = "127.0.0.1";
     std::string public_path   = "";                                                                         // NOLINT

include/llama.h

@@ -870,6 +870,29 @@ extern "C" {
                           size_t   n_token_capacity,
                           size_t * n_token_count_out);
 
+#define LLAMA_STATE_SEQ_FLAGS_SWA_ONLY 1
+
+    typedef uint32_t llama_state_seq_flags;
+
+    LLAMA_API size_t llama_state_seq_get_size_ext(
+            struct llama_context * ctx,
+                    llama_seq_id   seq_id,
+           llama_state_seq_flags   flags);
+
+    LLAMA_API size_t llama_state_seq_get_data_ext(
+            struct llama_context * ctx,
+                         uint8_t * dst,
+                          size_t   size,
+                    llama_seq_id   seq_id,
+           llama_state_seq_flags   flags);
+
+    LLAMA_API size_t llama_state_seq_set_data_ext(
+            struct llama_context * ctx,
+                   const uint8_t * src,
+                          size_t   size,
+                    llama_seq_id   dest_seq_id,
+           llama_state_seq_flags   flags);
+
     //
     // Decoding
     //

src/llama-context.cpp

@@ -1657,30 +1657,30 @@ size_t llama_context::state_set_data(const uint8_t * src, size_t size) {
     }
 }
 
-size_t llama_context::state_seq_get_size(llama_seq_id seq_id) {
+size_t llama_context::state_seq_get_size(llama_seq_id seq_id, llama_state_seq_flags flags) {
     llama_io_write_dummy io;
     try {
-        return state_seq_write_data(io, seq_id);
+        return state_seq_write_data(io, seq_id, flags);
     } catch (const std::exception & err) {
         LLAMA_LOG_ERROR("%s: error getting state size: %s\n", __func__, err.what());
         return 0;
     }
 }
 
-size_t llama_context::state_seq_get_data(llama_seq_id seq_id, uint8_t * dst, size_t size) {
+size_t llama_context::state_seq_get_data(llama_seq_id seq_id, uint8_t * dst, size_t size, llama_state_seq_flags flags) {
     llama_io_write_buffer io(dst, size);
     try {
-        return state_seq_write_data(io, seq_id);
+        return state_seq_write_data(io, seq_id, flags);
     } catch (const std::exception & err) {
         LLAMA_LOG_ERROR("%s: error saving state: %s\n", __func__, err.what());
         return 0;
     }
 }
 
-size_t llama_context::state_seq_set_data(llama_seq_id seq_id, const uint8_t * src, size_t size) {
+size_t llama_context::state_seq_set_data(llama_seq_id seq_id, const uint8_t * src, size_t size, llama_state_seq_flags flags) {
     llama_io_read_buffer io(src, size);
     try {
-        return state_seq_read_data(io, seq_id);
+        return state_seq_read_data(io, seq_id, flags);
     } catch (const std::exception & err) {
         LLAMA_LOG_ERROR("%s: error loading state: %s\n", __func__, err.what());
         return 0;
@@ -1778,7 +1778,7 @@ size_t llama_context::state_seq_load_file(llama_seq_id seq_id, const char * file
     {
         const size_t state_size = file.size() - file.tell();
         llama_io_read_file io(&file);
-        const size_t nread = state_seq_read_data(io, seq_id);
+        const size_t nread = state_seq_read_data(io, seq_id, 0);
         if (!nread) {
             LLAMA_LOG_ERROR("%s: failed to restore sequence state\n", __func__);
             return 0;
@@ -1802,7 +1802,7 @@ size_t llama_context::state_seq_save_file(llama_seq_id seq_id, const char * file
 
     // save the context state using stream saving
     llama_io_write_file io(&file);
-    state_seq_write_data(io, seq_id);
+    state_seq_write_data(io, seq_id, 0);
 
     const size_t res = file.tell();
     GGML_ASSERT(res == sizeof(uint32_t) * 3 + sizeof(llama_token) * n_token_count + io.n_bytes());
@@ -1971,21 +1971,21 @@ size_t llama_context::state_read_data(llama_io_read_i & io) {
     return io.n_bytes();
 }
 
-size_t llama_context::state_seq_write_data(llama_io_write_i & io, llama_seq_id seq_id) {
+size_t llama_context::state_seq_write_data(llama_io_write_i & io, llama_seq_id seq_id, llama_state_seq_flags flags) {
     GGML_UNUSED(seq_id);
 
     if (memory) {
-        memory->state_write(io, seq_id);
+        memory->state_write(io, seq_id, flags);
     }
 
     return io.n_bytes();
 }
 
-size_t llama_context::state_seq_read_data(llama_io_read_i & io, llama_seq_id seq_id) {
+size_t llama_context::state_seq_read_data(llama_io_read_i & io, llama_seq_id seq_id, llama_state_seq_flags flags) {
     GGML_UNUSED(seq_id);
 
     if (memory) {
-        memory->state_read(io, seq_id);
+        memory->state_read(io, seq_id, flags);
     }
 
     return io.n_bytes();
@@ -2801,19 +2801,31 @@ bool llama_state_save_file(llama_context * ctx, const char * path_session, const
 }
 
 size_t llama_state_seq_get_size(llama_context * ctx, llama_seq_id seq_id) {
-    return ctx->state_seq_get_size(seq_id);
+    return llama_state_seq_get_size_ext(ctx, seq_id, 0);
 }
 
 size_t llama_state_seq_get_data(llama_context * ctx, uint8_t * dst, size_t size, llama_seq_id seq_id) {
+    return llama_state_seq_get_data_ext(ctx, dst, size, seq_id, 0);
+}
+
+size_t llama_state_seq_set_data(llama_context * ctx, const uint8_t * src, size_t size, llama_seq_id seq_id) {
+    return llama_state_seq_set_data_ext(ctx, src, size, seq_id, 0);
+}
+
+size_t llama_state_seq_get_size_ext(llama_context * ctx, llama_seq_id seq_id, llama_state_seq_flags flags) {
+    return ctx->state_seq_get_size(seq_id, flags);
+}
+
+size_t llama_state_seq_get_data_ext(llama_context * ctx, uint8_t * dst, size_t size, llama_seq_id seq_id, llama_state_seq_flags flags) {
     ctx->synchronize();
 
-    return ctx->state_seq_get_data(seq_id, dst, size);
+    return ctx->state_seq_get_data(seq_id, dst, size, flags);
 }
 
-size_t llama_state_seq_set_data(llama_context * ctx, const uint8_t * src, size_t size, llama_seq_id seq_id) {
+size_t llama_state_seq_set_data_ext(llama_context * ctx, const uint8_t * src, size_t size, llama_seq_id seq_id, llama_state_seq_flags flags) {
     ctx->synchronize();
 
-    return ctx->state_seq_set_data(seq_id, src, size);
+    return ctx->state_seq_set_data(seq_id, src, size, flags);
 }
 
 size_t llama_state_seq_save_file(llama_context * ctx, const char * filepath, llama_seq_id seq_id, const llama_token * tokens, size_t n_token_count) {

src/llama-context.h

@@ -111,9 +111,9 @@ struct llama_context {
     size_t state_get_data(      uint8_t * dst, size_t size);
     size_t state_set_data(const uint8_t * src, size_t size);
 
-    size_t state_seq_get_size(llama_seq_id seq_id);
-    size_t state_seq_get_data(llama_seq_id seq_id,       uint8_t * dst, size_t size);
-    size_t state_seq_set_data(llama_seq_id seq_id, const uint8_t * src, size_t size);
+    size_t state_seq_get_size(llama_seq_id seq_id, llama_state_seq_flags flags);
+    size_t state_seq_get_data(llama_seq_id seq_id,       uint8_t * dst, size_t size, llama_state_seq_flags flags);
+    size_t state_seq_set_data(llama_seq_id seq_id, const uint8_t * src, size_t size, llama_state_seq_flags flags);
 
     bool state_load_file(
             const char * filepath,
@@ -212,8 +212,8 @@ struct llama_context {
     size_t state_write_data(llama_io_write_i & io);
     size_t state_read_data (llama_io_read_i  & io);
 
-    size_t state_seq_write_data(llama_io_write_i & io, llama_seq_id seq_id);
-    size_t state_seq_read_data (llama_io_read_i  & io, llama_seq_id seq_id);
+    size_t state_seq_write_data(llama_io_write_i & io, llama_seq_id seq_id, llama_state_seq_flags flags);
+    size_t state_seq_read_data (llama_io_read_i  & io, llama_seq_id seq_id, llama_state_seq_flags flags);
 
     //
     // members

src/llama-kv-cache-unified-iswa.cpp

@@ -194,14 +194,20 @@ bool llama_kv_cache_unified_iswa::get_can_shift() const {
     return kv_base->get_size() == kv_swa->get_size();
 }
 
-void llama_kv_cache_unified_iswa::state_write(llama_io_write_i & io, llama_seq_id seq_id) const {
-    kv_base->state_write(io, seq_id);
-    kv_swa ->state_write(io, seq_id);
+void llama_kv_cache_unified_iswa::state_write(llama_io_write_i & io, llama_seq_id seq_id, llama_state_seq_flags flags) const {
+    if ((flags & LLAMA_STATE_SEQ_FLAGS_SWA_ONLY) == 0) {
+        kv_base->state_write(io, seq_id, flags);
+    }
+
+    kv_swa->state_write(io, seq_id, flags);
 }
 
-void llama_kv_cache_unified_iswa::state_read(llama_io_read_i & io, llama_seq_id seq_id) {
-    kv_base->state_read(io, seq_id);
-    kv_swa ->state_read(io, seq_id);
+void llama_kv_cache_unified_iswa::state_read(llama_io_read_i & io, llama_seq_id seq_id, llama_state_seq_flags flags) {
+    if ((flags & LLAMA_STATE_SEQ_FLAGS_SWA_ONLY) == 0) {
+        kv_base->state_read(io, seq_id, flags);
+    }
+
+    kv_swa->state_read(io, seq_id, flags);
 }
 
 llama_kv_cache_unified * llama_kv_cache_unified_iswa::get_base() const {

src/llama-kv-cache-unified-iswa.h

@@ -56,8 +56,8 @@ class llama_kv_cache_unified_iswa : public llama_memory_i {
 
     // state write/load
 
-    void state_write(llama_io_write_i & io, llama_seq_id seq_id = -1) const override;
-    void state_read (llama_io_read_i  & io, llama_seq_id seq_id = -1)       override;
+    void state_write(llama_io_write_i & io, llama_seq_id seq_id = -1, llama_state_seq_flags flags = 0) const override;
+    void state_read (llama_io_read_i  & io, llama_seq_id seq_id = -1, llama_state_seq_flags flags = 0) override;
 
     //
     // llama_kv_cache_unified_iswa specific API

src/llama-kv-cache-unified.cpp

@@ -1828,7 +1828,9 @@ bool llama_kv_cache_unified::is_masked_swa(llama_pos p0, llama_pos p1) const {
     return false;
 }
 
-void llama_kv_cache_unified::state_write(llama_io_write_i & io, llama_seq_id seq_id) const {
+void llama_kv_cache_unified::state_write(llama_io_write_i & io, llama_seq_id seq_id, llama_state_seq_flags flags) const {
+    GGML_UNUSED(flags);
+
     io.write(&n_stream, sizeof(n_stream));
 
     for (uint32_t s = 0; s < n_stream; ++s) {
@@ -1879,7 +1881,9 @@ void llama_kv_cache_unified::state_write(llama_io_write_i & io, llama_seq_id seq
     }
 }
 
-void llama_kv_cache_unified::state_read(llama_io_read_i & io, llama_seq_id seq_id) {
+void llama_kv_cache_unified::state_read(llama_io_read_i & io, llama_seq_id seq_id, llama_state_seq_flags flags) {
+    GGML_UNUSED(flags);
+
     GGML_ASSERT(seq_id == -1 || (seq_id >= 0 && (size_t) seq_id < seq_to_stream.size()));
 
     uint32_t n_stream_cur;

src/llama-kv-cache-unified.h

@@ -136,8 +136,8 @@ class llama_kv_cache_unified : public llama_memory_i {
 
     // state write/load
 
-    void state_write(llama_io_write_i & io, llama_seq_id seq_id = -1) const override;
-    void state_read (llama_io_read_i  & io, llama_seq_id seq_id = -1)       override;
+    void state_write(llama_io_write_i & io, llama_seq_id seq_id = -1, llama_state_seq_flags flags = 0) const override;
+    void state_read (llama_io_read_i  & io, llama_seq_id seq_id = -1, llama_state_seq_flags flags = 0) override;
 
     //
     // llama_kv_cache_unified specific API

src/llama-memory-hybrid.cpp

@@ -165,12 +165,16 @@ llama_pos llama_memory_hybrid::seq_pos_max(llama_seq_id seq_id) const {
     return std::min(mem_attn->seq_pos_max(seq_id), mem_recr->seq_pos_max(seq_id));
 }
 
-void llama_memory_hybrid::state_write(llama_io_write_i & io, llama_seq_id seq_id) const {
+void llama_memory_hybrid::state_write(llama_io_write_i & io, llama_seq_id seq_id, llama_state_seq_flags flags) const {
+    GGML_UNUSED(flags);
+
     mem_attn->state_write(io, seq_id);
     mem_recr->state_write(io, seq_id);
 }
 
-void llama_memory_hybrid::state_read(llama_io_read_i & io, llama_seq_id seq_id) {
+void llama_memory_hybrid::state_read(llama_io_read_i & io, llama_seq_id seq_id, llama_state_seq_flags flags) {
+    GGML_UNUSED(flags);
+
     mem_attn->state_read(io, seq_id);
     mem_recr->state_read(io, seq_id);
 }

src/llama-memory-hybrid.h

@@ -74,8 +74,8 @@ class llama_memory_hybrid : public llama_memory_i {
 
     // state write/load
 
-    void state_write(llama_io_write_i & io, llama_seq_id seq_id = -1) const override;
-    void state_read (llama_io_read_i  & io, llama_seq_id seq_id = -1)       override;
+    void state_write(llama_io_write_i & io, llama_seq_id seq_id = -1, llama_state_seq_flags flags = 0) const override;
+    void state_read (llama_io_read_i  & io, llama_seq_id seq_id = -1, llama_state_seq_flags flags = 0)       override;
 
     //
     // llama_memory_hybrid specific API

src/llama-memory-recurrent.cpp

@@ -680,7 +680,9 @@ size_t llama_memory_recurrent::size_s_bytes() const {
     return size_s_bytes;
 }
 
-void llama_memory_recurrent::state_write(llama_io_write_i & io, llama_seq_id seq_id) const {
+void llama_memory_recurrent::state_write(llama_io_write_i & io, llama_seq_id seq_id, llama_state_seq_flags flags) const {
+    GGML_UNUSED(flags);
+
     std::vector<std::pair<uint32_t, uint32_t>> cell_ranges; // ranges, from inclusive, to exclusive
     uint32_t cell_count = 0;
 
@@ -718,7 +720,9 @@ void llama_memory_recurrent::state_write(llama_io_write_i & io, llama_seq_id seq
     state_write_data(io, cell_ranges);
 }
 
-void llama_memory_recurrent::state_read(llama_io_read_i & io, llama_seq_id seq_id) {
+void llama_memory_recurrent::state_read(llama_io_read_i & io, llama_seq_id seq_id, llama_state_seq_flags flags) {
+    GGML_UNUSED(flags);
+
     uint32_t cell_count;
     io.read_to(&cell_count, sizeof(cell_count));
 

src/llama-memory-recurrent.h

@@ -63,8 +63,8 @@ class llama_memory_recurrent : public llama_memory_i {
 
     // state write/load
 
-    void state_write(llama_io_write_i & io, llama_seq_id seq_id = -1) const override;
-    void state_read (llama_io_read_i  & io, llama_seq_id seq_id = -1) override;
+    void state_write(llama_io_write_i & io, llama_seq_id seq_id = -1, llama_state_seq_flags flags = 0) const override;
+    void state_read (llama_io_read_i  & io, llama_seq_id seq_id = -1, llama_state_seq_flags flags = 0) override;
 
     uint32_t head = 0; // the location where the batch will be placed in the cache (see find_slot())
     uint32_t size = 0; // total number of cells, shared across all sequences

src/llama-memory.h

@@ -104,8 +104,8 @@ struct llama_memory_i {
     // state write/read
     //
 
-    virtual void state_write(llama_io_write_i & io, llama_seq_id seq_id = -1) const = 0;
-    virtual void state_read (llama_io_read_i  & io, llama_seq_id seq_id = -1) = 0;
+    virtual void state_write(llama_io_write_i & io, llama_seq_id seq_id = -1, llama_state_seq_flags flags = 0) const = 0;
+    virtual void state_read (llama_io_read_i  & io, llama_seq_id seq_id = -1, llama_state_seq_flags flags = 0) = 0;
 };
 
 using llama_memory_ptr = std::unique_ptr<llama_memory_i>;