import time
import torch
import joblib
import gradio as gr
from datasets import load_dataset
from sklearn.metrics.pairwise import cosine_similarity
from sklearn.feature_extraction.text import TfidfVectorizer
from transformers import AutoTokenizer, AutoModelForCausalLM, AutoModelForSequenceClassification

# download the instruct-aira-dataset
dataset = load_dataset("nicholasKluge/instruct-aira-dataset", split='portuguese')

# convert the dataset to a pandas dataframe
df = dataset.to_pandas()

# rename the columns
df.columns = ['Prompt', 'Completion']

# add a column to store the cosine similarity
df['Cosine Similarity'] = None

# Load the saved prompt TfidfVectorizer
prompt_tfidf_vectorizer = joblib.load('prompt_vectorizer.pkl')

# load the prompt tfidf_matrix
prompt_tfidf_matrix = joblib.load('prompt_tfidf_matrix.pkl')

# Load the saved completion TfidfVectorizer
completion_tfidf_vectorizer = joblib.load('completion_vectorizer.pkl')

# load the completion tfidf_matrix
completion_tfidf_matrix = joblib.load('completion_tfidf_matrix.pkl')

# specify the model's ids
model_id = "nicholasKluge/Aira-Instruct-PT-124M"
rewardmodel_id = "nicholasKluge/RewardModelPT"
toxicitymodel_id = "nicholasKluge/ToxicityModelPT"

# specify the device (cuda if available)
device = torch.device("cuda" if torch.cuda.is_available() else "cpu") 

# load the models (chatbot, reward model, toxicity model)
model = AutoModelForCausalLM.from_pretrained(model_id)
rewardModel = AutoModelForSequenceClassification.from_pretrained(rewardmodel_id)
toxicityModel = AutoModelForSequenceClassification.from_pretrained(toxicitymodel_id)

# set the models to evaluation mode
model.eval()
rewardModel.eval()
toxicityModel.eval()

# set the models to the device
model.to(device)
rewardModel.to(device)
toxicityModel.to(device)

# load the tokenizers
tokenizer = AutoTokenizer.from_pretrained(model_id)
rewardTokenizer = AutoTokenizer.from_pretrained(rewardmodel_id)
toxiciyTokenizer = AutoTokenizer.from_pretrained(toxicitymodel_id)


intro = """
## O que é `Aira`?

[`Aira`](https://huggingface.co/nicholasKluge/Aira-Instruct-PT-124M) é um `chatbot` projetado para simular a forma como um humano (especialista) se comportaria durante uma rodada de perguntas e respostas (Q&A). `Aira` tem muitas iterações, desde um chatbot de domínio fechado baseado em regras pré-definidas até um chatbot de domínio aberto atingido através do ajuste fino por instruções. `Aira` tem uma área de especialização que inclui tópicos relacionados com a ética da IA e a investigação sobre segurança da IA. 

Desenvolvemos os nossos chatbots de conversação de domínio aberto através da geração de texto condicional/ajuste fino por instruções. Esta abordagem tem muitas limitações. Apesar de podermos criar um chatbot capaz de responder a perguntas sobre qualquer assunto, é difícil forçar o modelo a produzir respostas de boa qualidade. E por boa, queremos dizer texto **factual** e **não tóxico**. Isto leva-nos a dois dos problemas mais comuns quando lidando com modelos generativos utilizados em aplicações de conversação:

## Limitações

🤥 Modelos generativos podem perpetuar a geração de conteúdo pseudo-informativo, ou seja, informações falsas que podem parecer verdadeiras.
 
🤬 Em certos tipos de tarefas, modelos generativos podem produzir conteúdo prejudicial e discriminatório inspirado em estereótipos históricos.

## Uso Intendido

`Aira` destina-se apenas à investigação académica. Para mais informações, leia nossa [carta modelo](https://huggingface.co/nicholasKluge/Aira-Instruct-PT-124M) para ver como desenvolvemos `Aira`.

## Como essa demo funciona?

Para esta demonstração, utilizamos o modelo mais leve que treinámos (`Aira-Instruct-PT-124M`). Esta demonstração utiliza um [`modelo de recompensa`](https://huggingface.co/nicholasKluge/RewardModel) e um [`modelo de toxicidade`](https://huggingface.co/nicholasKluge/ToxicityModel) para avaliar a pontuação de cada resposta candidata, considerando o seu alinhamento com a mensagem do utilizador e o seu nível de toxicidade. A função de geração organiza as respostas candidatas por ordem da sua pontuação de recompensa e elimina as respostas consideradas tóxicas ou nocivas. Posteriormente, a função de geração devolve a resposta candidata com a pontuação mais elevada que ultrapassa o limiar de segurança, ou uma mensagem pré-estabelecida se não forem identificados candidatos seguros.
"""

search_intro ="""
<h2><center>Explore o conjunto de dados da Aira 🔍</h2></center>
Aqui, os usuários podem procurar instâncias no conjunto de dados de ajuste fino da Aira em que um determinado prompt ou conclusão se assemelha a uma instrução. Para permitir uma pesquisa rápida, usamos a representação Term Frequency-Inverse Document Frequency (TF-IDF) e a similaridade de cosseno para explorar o conjunto de dados. Os vetorizadores TF-IDF pré-treinados e as matrizes TF-IDF correspondentes estão disponíveis neste repositório. Abaixo, apresentamos as cinco instâncias mais semelhantes no conjunto de dados da Aira para cada consulta de pesquisa.

Os usuários podem usar isso para explorar como o modelo interpola os dados de ajuste fino e se ele é capaz de seguir instruções que estão fora da distribuição de ajuste fino.
"""

disclaimer = """
**Isenção de responsabilidade:** Esta demonstração deve ser utilizada apenas para fins de investigação. Os moderadores não censuram a saída do modelo, e os autores não endossam as opiniões geradas por este modelo.

Se desejar apresentar uma reclamação sobre qualquer mensagem produzida por `Aira`, por favor contatar [nicholas@airespucrs.org](mailto:nicholas@airespucrs.org).
"""

with gr.Blocks(theme='freddyaboulton/dracula_revamped') as demo:

    gr.Markdown("""<h1><center>Aira Demo (Portuguese) 🤓💬</h1></center>""")
    gr.Markdown(intro)

    chatbot = gr.Chatbot(label="Aira").style(height=500)
    msg = gr.Textbox(label="Escreva uma pergunta ou instrução para Aira ...", placeholder="Olá Aira, como vai você?")

    # Parameters to control the generation
    with gr.Accordion(label="Parâmetros ⚙️", open=False):
        safety = gr.Radio(["On", "Off"], label="Proteção 🛡️", value="On", info="Ajuda a prevenir o modelo de gerar conteúdo tóxico.")
        top_k = gr.Slider(minimum=10, maximum=100, value=30, step=5, interactive=True, label="Top-k", info="Controla o número de tokens de maior probabilidade a considerar em cada passo.")
        top_p = gr.Slider(minimum=0.1, maximum=1.0, value=0.30, step=0.05, interactive=True, label="Top-p", info="Controla a probabilidade cumulativa dos tokens gerados.")
        temperature = gr.Slider(minimum=0.1, maximum=2.0, value=0.1, step=0.1, interactive=True, label="Temperatura", info="Controla a aleatoriedade dos tokens gerados.")
        repetition_penalty = gr.Slider(minimum=1, maximum=2, value=1.1, step=0.1, interactive=True, label="Penalidade de Repetição", info="Valores mais altos auxiliam o modelo a evitar repetições na geração de texto.")
        max_length = gr.Slider(minimum=10, maximum=500, value=200, step=10, interactive=True, label="Comprimento Máximo", info="Controla o comprimento máximo do texto gerado.")
        smaple_from = gr.Slider(minimum=2, maximum=10, value=2, step=1, interactive=True, label="Amostragem por Rejeição", info="Controla o número de gerações a partir das quais o modelo de recompensa irá selecionar.")

    
    clear = gr.Button("Limpar Conversa 🧹")

    gr.Markdown(search_intro)
    
    search_input = gr.Textbox(label="Cole aqui o prompt ou a conclusão que você gostaria de pesquisar...", placeholder="Qual a Capital do Brasil?")
    search_field = gr.Radio(['Prompt', 'Completion'], label="Coluna do Dataset", value='Prompt')
    submit = gr.Button(value="Buscar")

    with gr.Row():
        out_dataframe = gr.Dataframe(
            headers=df.columns.tolist(),
            datatype=["str", "str", "str"],
            max_rows=5,
            col_count=(3, "fixed"),
            overflow_row_behaviour='paginate',
            wrap=True,
            interactive=False
        )
    
    gr.Markdown(disclaimer)

    def user(user_message, chat_history):
        """
        Chatbot's user message handler.
        """
        return gr.update(value=user_message, interactive=True), chat_history + [["👤 " + user_message, None]]

    def generate_response(user_msg, top_p, temperature, top_k, max_length, smaple_from, repetition_penalty, safety, chat_history):
        """
        Chatbot's response generator.
        """

        inputs = tokenizer(tokenizer.bos_token + user_msg + tokenizer.eos_token, return_tensors="pt").to(model.device)

        generated_response = model.generate(**inputs,
            bos_token_id=tokenizer.bos_token_id,
            pad_token_id=tokenizer.pad_token_id,
            eos_token_id=tokenizer.eos_token_id,
            repetition_penalty=repetition_penalty,
            do_sample=True,
            early_stopping=True,
            renormalize_logits=True,
            length_penalty=0.3, 
            top_k=top_k,
            max_length=max_length,
            top_p=top_p,
            temperature=temperature,
            num_return_sequences=smaple_from)

        decoded_text = [tokenizer.decode(tokens, skip_special_tokens=True).replace(user_msg, "") for tokens in generated_response]

        rewards = list()
        toxicities = list()

        for text in decoded_text:
          reward_tokens = rewardTokenizer(user_msg, text,
                        truncation=True,
                        max_length=512,
                        return_token_type_ids=False,
                        return_tensors="pt",
                        return_attention_mask=True)

          reward_tokens.to(rewardModel.device)

          reward = rewardModel(**reward_tokens)[0].item()

          toxicity_tokens = toxiciyTokenizer(user_msg + " " + text,
                        truncation=True,
                        max_length=512,
                        return_token_type_ids=False,
                        return_tensors="pt",
                        return_attention_mask=True)

          toxicity_tokens.to(toxicityModel.device)

          toxicity = toxicityModel(**toxicity_tokens)[0].item()

          rewards.append(reward)
          toxicities.append(toxicity)
        
        toxicity_threshold = 5

        ordered_generations = sorted(zip(decoded_text, rewards, toxicities), key=lambda x: x[1], reverse=True)

        if safety == "On":
            ordered_generations = [(x, y, z) for (x, y, z) in ordered_generations if z >= toxicity_threshold]

        if len(ordered_generations) == 0:
          bot_message = """Peço desculpa pelo incómodo, mas parece que não foi possível identificar respostas adequadas que cumpram as nossas normas de segurança. Infelizmente, isto indica que o conteúdo gerado pode conter elementos de toxicidade ou pode não ajudar a responder à sua mensagem. A sua opinião é valiosa para nós e esforçamo-nos por garantir uma conversa segura e construtiva. Não hesite em fornecer mais pormenores ou colocar quaisquer outras questões, e farei o meu melhor para o ajudar."""

        else:
          bot_message = ordered_generations[0][0]

        chat_history[-1][1] = "🤖 "
        for character in bot_message:
            chat_history[-1][1] += character
            time.sleep(0.005)
            yield chat_history

    def search_in_datset(column_name, search_string):
        """
        Search in the dataset for the most similar instances.
        """
        temp_df = df.copy()

        if column_name == 'Prompt':
            search_vector = prompt_tfidf_vectorizer.transform([search_string])
            cosine_similarities = cosine_similarity(prompt_tfidf_matrix, search_vector)
            temp_df['Cosine Similarity'] = cosine_similarities
            temp_df.sort_values('Cosine Similarity', ascending=False, inplace=True)
            return temp_df.head()
        
        elif column_name == 'Completion':
            search_vector = completion_tfidf_vectorizer.transform([search_string])
            cosine_similarities = cosine_similarity(completion_tfidf_matrix, search_vector)
            temp_df['Cosine Similarity'] = cosine_similarities
            temp_df.sort_values('Cosine Similarity', ascending=False, inplace=True)
            return temp_df.head()

    
    
    response = msg.submit(user, [msg, chatbot], [msg, chatbot], queue=False).then(
        generate_response, [msg, top_p, temperature, top_k, max_length, smaple_from, repetition_penalty, safety, chatbot], chatbot
    )
    response.then(lambda: gr.update(interactive=True), None, [msg], queue=False)
    msg.submit(lambda x: gr.update(value=''), None,[msg])
    clear.click(lambda: None, None, chatbot, queue=False)
    submit.click(fn=search_in_datset, inputs=[search_field, search_input], outputs=out_dataframe)

demo.queue()
demo.launch()