7. 指令族与契约¶

7.1 范围¶

本章定义“指令族级”的规范契约。 逐条指令的规范语义仍以 docs/isa/*_zh.md 为准。

7.2 指令族分类¶

PTO 指令族分为：

1. 同步与资源绑定
2. Tile-Tile 逐元素运算
3. Tile-标量与 Tile-立即数运算
4. 轴归约与扩展运算
5. 内存操作（GM <-> Tile 与索引变体）
6. 矩阵乘与 GEMV 运算
7. 数据搬运与布局变换
8. 不规则/复杂操作

源同步清单由 docs/isa/manifest.yaml 维护。

7.3 指令族通用契约¶

每个指令族 MUST 定义：

• 操作数/结果类别与位置规则
• 语义作用域（有效区域处理）
• 必需约束（dtype/layout/location/shape）
• 同步与顺序影响
• 非法使用的诊断行为
• 实现定义边界

7.4 有效区域优先规则¶

除非具体指令另有定义：

• 语义仅在操作有效域内定义
• 域外结果为未指定
• 多输入操作 MUST 定义域组合规则

7.5 各指令族摘要¶

7.5.1 同步与资源绑定¶

包含 TSYNC、TASSIGN 以及模式/配置类指令。 这类操作定义顺序或状态配置效果，MUST 保持架构顺序语义。

7.5.2 逐元素与标量变体¶

包含算术、位运算、比较、选择、一元数学以及标量融合形式。 操作 MUST 定义逐元素行为与模式相关约束。

7.5.3 归约/扩展族¶

包含按行/按列归约及广播扩展。 操作 MUST 定义轴语义与域兼容关系。

7.5.4 内存指令族¶

包含 load/store/prefetch 与索引 gather/scatter。 操作 MUST 定义 Tile 域与内存域的映射关系。

7.5.5 矩阵运算族¶

包含 TMATMUL* 与 TGEMV*。 契约 MUST 定义累加域、操作数角色合法性与精度模式交互。

7.5.6 搬运/布局族¶

包含 extract/insert/reshape/transpose/fillpad 等变换。 契约 MUST 定义索引映射与域保持规则。

7.5.7 复杂/不规则族¶

包含 sort/quant/partial/gather 变体及其他特种操作。 契约 MUST 显式标注实现定义部分。

7.6 单条指令文档契约¶

逐条指令页面 SHOULD 按附录 B 模板组织：

• Syntax
• Operands
• Semantics
• Constraints
• Diagnostics
• Implementation-defined behavior
• Compatibility notes

7.7 覆盖与同步策略¶

指令族与指令索引 MUST 与以下来源保持同步：

• docs/isa/manifest.yaml
• include/pto/common/pto_instr.hpp
• docs/tools/ 下的索引/矩阵生成工具