TMATMUL¶

指令示意图¶

简介¶

矩阵乘法 (GEMM)，生成累加器/输出 Tile。

数学语义¶

设：

• M = aMatrix.GetValidRow()
• K = aMatrix.GetValidCol()
• N = bMatrix.GetValidCol()

对于 0 <= i < M 和 0 <= j < N（有效矩阵乘法域中的输出元素）：

精确的累加器行为和数据类型提升由目标/实现定义。

汇编语法¶

PTO-AS 形式：参见 PTO-AS 规范。

同步形式：

%acc = tmatmul %a, %b : (!pto.tile<...>, !pto.tile<...>) -> !pto.tile<...>

AS Level 1（SSA）¶

%c = pto.tmatmul %a, %b : (!pto.tile<...>, !pto.tile<...>) -> !pto.tile<...>

AS Level 2（DPS）¶

pto.tmatmul ins(%a, %b : !pto.tile_buf<...>, !pto.tile_buf<...>) outs(%c : !pto.tile_buf<...>)

C++ 内建接口¶

声明于 include/pto/common/pto_instr.hpp：

template <typename TileRes, typename TileLeft, typename TileRight, typename... WaitEvents>
PTO_INST RecordEvent TMATMUL(TileRes &cMatrix, TileLeft &aMatrix, TileRight &bMatrix, WaitEvents &... events);

template <AccPhase Phase, typename TileRes, typename TileLeft, typename TileRight, typename... WaitEvents>
PTO_INST RecordEvent TMATMUL(TileRes &cMatrix, TileLeft &aMatrix, TileRight &bMatrix, WaitEvents &... events);

约束¶

• 实现检查 (A2A3):
  • 支持的 (CType, AType, BType) 三元组：
  • (int32_t, int8_t, int8_t)
  • (float, half, half)
  • (float, float, float)
  • (float, bfloat16_t, bfloat16_t)
  • 静态形状约束：TileLeft::Rows == TileRes::Rows、TileLeft::Cols == TileRight::Rows、TileRight::Cols == TileRes::Cols。
  • Tile 位置：TileLeft::Loc == Left、TileRight::Loc == Right、TileRes::Loc == Acc。
  • 运行时：m/k/n（取自 aMatrix.GetValidRow()、aMatrix.GetValidCol()、bMatrix.GetValidCol()）必须在 [1, 4095] 范围内。
• 实现检查 (A5):
  • 累加器类型必须是 int32_t 或 float。
  • 如果是 int32_t：AType == int8_t 且 BType == int8_t。
  • 如果是 float：支持 half/bfloat16_t/float 和选定的 fp8 对（目标定义）。
  • 静态形状约束：TileLeft::Rows == TileRes::Rows、TileLeft::Cols == TileRight::Rows、TileRight::Cols == TileRes::Cols。
  • 强制执行分形/布局约束：
  • Left：Loc == Left、!isRowMajor、SFractal == RowMajor
  • Right：Loc == Right、isRowMajor、SFractal == ColMajor
  • Acc：Loc == Acc、!isRowMajor、SFractal == RowMajor
  • 运行时：m/k/n（取自 aMatrix.GetValidRow()、aMatrix.GetValidCol()、bMatrix.GetValidCol()）必须在 [1, 4095] 范围内。

示例¶

自动（Auto）¶

#include <pto/pto-inst.hpp>

using namespace pto;

void example_auto() {
  using A = TileLeft<half, 16, 16>;
  using B = TileRight<half, 16, 16>;
  using C = TileAcc<float, 16, 16>;
  A a;
  B b;
  C c;
  TMATMUL(c, a, b);
}

手动（Manual）¶

#include <pto/pto-inst.hpp>

using namespace pto;

void example_manual() {
  using A = TileLeft<half, 16, 16>;
  using B = TileRight<half, 16, 16>;
  using C = TileAcc<float, 16, 16>;
  A a;
  B b;
  C c;
  TASSIGN(a, 0x1000);
  TASSIGN(b, 0x2000);
  TASSIGN(c, 0x3000);
  TMATMUL(c, a, b);
}

汇编示例（ASM）¶

自动模式¶

# 自动模式：由编译器/运行时负责资源放置与调度。
%c = pto.tmatmul %a, %b : (!pto.tile<...>, !pto.tile<...>) -> !pto.tile<...>

手动模式¶

# 手动模式：先显式绑定资源，再发射指令。
# 可选（当该指令包含 tile 操作数时）：
# pto.tassign %arg0, @tile(0x1000)
# pto.tassign %arg1, @tile(0x2000)
%c = pto.tmatmul %a, %b : (!pto.tile<...>, !pto.tile<...>) -> !pto.tile<...>

PTO 汇编形式¶

%acc = tmatmul %a, %b : (!pto.tile<...>, !pto.tile<...>) -> !pto.tile<...>
# AS Level 2 (DPS)
pto.tmatmul ins(%a, %b : !pto.tile_buf<...>, !pto.tile_buf<...>) outs(%c : !pto.tile_buf<...>)