PTO 虚拟指令集架构手册

0.1 范围

本手册定义 PTO 虚拟指令集架构(Virtual ISA, VISA)的架构级契约。 它规定了前端、IR 流水线、后端与运行时在执行 PTO 程序时 MUST 保持的行为。

逐条指令页面 docs/isa/*_zh.md 仍是单条指令语义的权威来源。 本手册定义围绕这些语义的系统级契约。

0.2 受众

本手册面向:

  • 实现 PTO 降层链路的编译器与 IR 工程师
  • 实现目标合法化与代码生成的后端工程师
  • 需要验证架构可见行为的内核开发者
  • 仿真器与一致性测试开发者

0.3 文档约定

本手册借鉴 PTX/Tile-IR 的结构化写法,同时保持 PTO 的架构特性。 章节在适用时采用统一规范节奏:

  • 范围
  • 语法/形式
  • 语义
  • 约束
  • 诊断
  • 兼容

0.4 规范性术语

本手册中的 MUSTMUST NOTSHOULDMAY 为规范性术语。

  • MUST / MUST NOT:强制架构要求。
  • SHOULD:推荐要求,偏离时需要明确理由。
  • MAY:架构显式允许的可选行为。

0.5 权威来源优先级

文档冲突时按以下顺序对齐:

  1. docs/isa/*_zh.md:逐条指令语义与约束。
  2. include/pto/common/pto_instr.hpp:公共 API 形态与重载契约。
  3. 本手册:分层模型、架构契约与一致性策略。

0.6 推荐阅读顺序

  1. 概述
  2. 执行模型
  3. 状态与类型
  4. Tile 与 GlobalTensor
  5. 同步
  6. PTO 汇编 (PTO-AS)
  7. 指令集(概述)
  8. 编程指南
  9. 虚拟 ISA 与 IR
  10. 字节码与工具链
  11. 内存顺序与一致性
  12. 后端画像与一致性
  13. 附录 A:术语表
  14. 附录 B:指令契约模板
  15. 附录 C:诊断分类
  16. 附录 D:指令族矩阵