头文件和库文件说明¶

接口分类¶

PTO 全称 Parallel Tile Operation，即并行 Tile 操作，是 Ascend CANN 定义的面向 Tile 编程的虚拟指令集架构。本仓在该架构下共提供 124 条 Tile 指令，其中包含一套片间通信扩展指令。这些指令覆盖逐元素计算、归约、广播、矩阵乘与 GEMV、数据搬运、类型转换、布局变换、排序、Union 计算等计算与变换场景，以及同步、资源配置等系统控制场景，可供上层框架、算子实现与编译工具链统一调用。

PTO 指令统一采用 Tile 块级抽象，命名风格为：指令类别前缀+计算名称，整体首字母大写，采用 PascalCase 风格。其中绝大多数指令以 T 为前缀，表示面向 Tile 对象的操作；不规则访存指令以 M 为前缀，M 表示 memory，如 MGATHER、MSCATTER；跨核同步屏障为 SYNCALL。下文为了描述方便，将本文中的接口统称为 PTO 接口。

表 1 关键指令类别

指令类别	描述
计算与搬运	以 T 为前缀的 Tile 级核心指令，涵盖 Tile 与 Tile、Tile 与标量的元素计算、类型转换、选择、行/列/部分归约、矩阵乘与 GEMV、数据搬运 Load/Store/Mov/Gather/Scatter/Extract/Insert 等，如 TADD、TMUL、TMATMUL、TGEMV、TLOAD、TSTORE、TMOV、TGATHER、TSCATTER、TCVT。
片间通信	同样以 T 为前缀的 NPU 间通信与同步指令，覆盖点对点通信、信号同步与集合通信，支持同步与异步两种形式，如 TGET、TGET_ASYNC、TPUT、TPUT_ASYNC、TNOTIFY、TWAIT、TTEST、TBROADCAST、TREDUCE。
不规则访存	以 M 为前缀的不规则 Gather/Scatter 访存指令，如 MGATHER、MSCATTER。
资源绑定	TASSIGN，将 Tile 对象手动绑定到实现定义的片上地址，对应 Manual 手动放置模式。
同步屏障	SYNCALL，跨核同步屏障指令，用于多核间的执行同步。

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调用接口依赖的头文件和库文件说明¶

PTO 接口的头文件位于 CANN 安装目录下的 <arch>-linux/include/ 子目录中，例如 ${INSTALL_DIR}/aarch64-linux/include/pto/pto-inst.hpp。${INSTALL_DIR} 请替换为 CANN 软件安装后的存储路径，以 root 用户安装为例，默认路径为 /usr/local/Ascend/cann。各头文件的用途如下表所示。

表 2 头文件列表

定义接口的头文件	用途	对应的库文件
pto/pto-inst.hpp	PTO 指令集架构的唯一对外统一入口头文件，上层只需包含 pto/pto-inst.hpp 即可获得全部公开接口，无需逐个包含子头文件。该头文件按职责聚合以下模块： 1. Tile 类型系统与公共工具：用于定义 Tile 对象、内存与缓冲区管理、常量、Kernel 元信息及通用工具。 2. 指令 API 声明：用于定义 124 条 Tile 指令的统一声明，每条指令提供 Auto 自动放置与 Manual 手动放置两种形式，覆盖逐元素计算、归约、广播、矩阵乘与 GEMV、数据搬运、类型转换、布局变换、排序、Union 计算、同步、资源配置与片间通信等接口。 3. 多后端自动选择：依据编译期宏自动选择实现后端，定义 __CPU_SIM 时启用 CPU 仿真后端，定义 __COSTMODEL 时启用 A2/A3 CostModel 后端，定义 __CCE_AICORE__ 时启用 NPU 真机后端，并按 SoC 代际 A2/A3、A5、Kirin 等划分实现。 4. 片间通信指令库：用于定义 NPU 间点对点通信、信号同步与集合通信接口，含同步与异步两套接口。	无。PTO-ISA 为 header-only 纯头文件模板库，指令实现以模板与内联形式在编译期展开进上层 Kernel，无需单独链接 .so 文件。编译期依赖 BiSheng 编译器 bisheng-compiler 将含 PTO 指令的 Kernel 编译为设备代码；运行期依赖 CANN Runtime 库 libruntime.so 提供设备执行环境。