事件与同步

PTO Tile Lib 支持显式事件（event）模型，用于表达操作之间的依赖关系，而不必为每条指令都引入全局屏障。

本文档描述 include/pto/common/pto_instr.hpp 与 include/pto/common/event.hpp 中使用的 C++ 事件类型。

注意：具体的 pto::Event<SrcOp, DstOp> 类型仅在设备构建（__CCE_AICORE__）中定义。CPU 仿真后端通常将 TSYNC 视为 no-op，并依赖单线程的普通程序顺序来验证语义。

关键类型

pto::Op

pto::Op 是类似 opcode 的枚举，用于对操作分类。每个 Op 映射到一个硬件流水线（PIPE_V、PIPE_MTE2 等）。

pto::RecordEvent

许多内建接口（例如 TADD、TLOAD、TSTORE）会返回 pto::RecordEvent。它是一个标记值，可赋给 Event<SrcOp, DstOp>，用于在该 op 结束后记录一个 token。

pto::Event<SrcOp, DstOp>（仅设备）

在设备构建（__CCE_AICORE__）中，include/pto/common/event.hpp 定义：

template <Op SrcOp, Op DstOp>
struct Event {
  void Wait();
  void Record();
  Event& operator=(RecordEvent);
};
  • Wait()：阻塞直到 producer 侧 token 满足。
  • Record()：在 producer 流水线上设置 token。
  • evt = OP(...)：从 RecordEvent 赋值会自动记录 token。

模板参数编码 producer/consumer 的 opcode，用于选择正确的流水线对。

TSYNC<OpCode>()（单流水线屏障）

TSYNC<OpCode>() 是单 op 的屏障形式，由 TSYNC_IMPL<OpCode>() 实现：

  • 在设备上，当前实现将单 op 形式限制在向量流水线 op（PIPE_V）上。
  • 在 CPU 仿真后端（__CPU_SIM）中，TSYNC_IMPL 为 no-op。

内建接口中的 WaitEvents&... 机制

include/pto/common/pto_instr.hpp 中多数内建接口在参数末尾带有 WaitEvents&... events 可变参包，模式为：

  • 内建接口调用 TSYNC(events...)。
  • TSYNC(events...) 调用 WaitAllEvents(events...)，对每个 event 调用 events.Wait()。
  • 指令执行后，内建接口返回 RecordEvent。

这支持一种“SSA 风格”的 C++ 写法：

  1. 将 event token 作为 C++ 变量保存。
  2. 将它们传给下一条 op 以表达顺序约束。
  3. 将 op 返回的 RecordEvent 赋给 event 变量以记录新 token。

抽象层面的顺序建议

事件主要用于表达流水线类之间的顺序（例如“内存加载完成后向量计算才能消费该 Tile”）。

  • 没有显式数据或事件依赖的操作，在设备上可能乱序执行。
  • 通过事件建立依赖链的操作，必须满足 Wait()/Record() 所隐含的顺序。

当顺序对正确性有影响时，docs/isa/ 指令页会说明相关约束（中文参考页参见 docs/isa/README_zh.md）。

最小示例

#include <pto/pto-inst.hpp>

using namespace pto;

void pipeline(__gm__ float* in0, __gm__ float* in1, __gm__ float* out) {
  using TileT = Tile<TileType::Vec, float, 16, 16>;
  using GShape = Shape<1, 1, 1, 16, 16>;
  using GStride = BaseShape2D<float, 16, 16, Layout::ND>;
  using GT = GlobalTensor<float, GShape, GStride, Layout::ND>;

  GT gin0(in0), gin1(in1), gout(out);
  TileT a, b, c;

  Event<Op::TLOAD, Op::TADD> e0;
  Event<Op::TLOAD, Op::TADD> e1;
  Event<Op::TADD, Op::TSTORE_VEC> e2;

  e0 = TLOAD(a, gin0);
  e1 = TLOAD(b, gin1);
  e2 = TADD(c, a, b, e0, e1);
  TSTORE(gout, c, e2);
}