TGEMV¶

指令示意图¶

简介¶

通用矩阵-向量乘法，生成累加器/输出 Tile。

数学语义¶

设：

• M = 1
• K = bMatrix.GetValidRow()
• N = bMatrix.GetValidCol()

1. TGEMV（基于 Tile 的 GEMV）¶

对于 0 <= j < N（有效矩阵乘法域中的输出元素）：

2. TGEMV_ACC（带累加的基于 Tile 的 GEMV）¶

对于 0 <= j < N（累加到现有 tile）：

3. TGEMV_BIAS（带偏置的基于 Tile 的 GEMV）¶

对于 0 <= j < N（将偏置项添加到矩阵乘积）：

注意： 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 = tgemv %a, %b : (!pto.tile<...>, !pto.tile<...>) -> !pto.tile<...>

%acc1 = tgemv.acc %acc0, %a, %b : (!pto.tile<...>, !pto.tile<...>, !pto.tile<...>) -> !pto.tile<...>

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

AS Level 1（SSA）¶

%c = pto.tgemv %a, %b : (!pto.tile<...>, !pto.tile<...>) -> !pto.tile<...>
%c_out = pto.tgemv.acc %c_in, %a, %b : (!pto.tile<...>, !pto.tile<...>, !pto.tile<...>) -> !pto.tile<...>
%c = pto.tgemv.bias %a, %b, %bias : (!pto.tile<...>, !pto.tile<...>, !pto.tile<...>) -> !pto.tile<...>

AS Level 2（DPS）¶

pto.tgemv ins(%a, %b : !pto.tile_buf<...>, !pto.tile_buf<...>) outs(%c : !pto.tile_buf<...>)
pto.tgemv.acc ins(%c_in, %a, %b : !pto.tile_buf<...>, !pto.tile_buf<...>, !pto.tile_buf<...>) outs(%c_out : !pto.tile_buf<...>)
pto.tgemv.bias ins(%a, %b, %bias : !pto.tile_buf<...>, !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 TGEMV(TileRes &cMatrix, TileLeft &aMatrix, TileRight &bMatrix, WaitEvents&... events);

template <typename TileRes, typename TileLeft, typename TileRight, typename... WaitEvents>
PTO_INST RecordEvent TGEMV_ACC(TileRes &cOutMatrix, TileRes &cInMatrix, TileLeft &aMatrix, TileRight &bMatrix, WaitEvents&... events);

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

约束¶

通用形状与位置约束¶

以下约束在未特别说明时同时适用于 TGEMV、TGEMV_ACC 和 TGEMV_BIAS。

• 静态形状约束：
  • TileLeft::Rows == TileRes::Rows
  • TileLeft::Cols == TileRight::Rows
  • TileRight::Cols == TileRes::Cols
• Tile 位置约束：
  • TileLeft::Loc == Left
  • TileRight::Loc == Right
  • TileRes::Loc == Acc
• 运行时有效尺寸约束：
  • m 必须为 1
  • k 和 n（取自 bMatrix.GetValidRow() 与 bMatrix.GetValidCol()）必须位于 [1, 4095]

TGEMV / TGEMV_ACC 数据类型约束¶

• 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)
• 实现检查 (A5):
  • 累加器类型必须是 int32_t 或 float。
  • 如果为 int32_t：AType == int8_t 且 BType == int8_t。
  • 如果为 float：支持 half、bfloat16_t、float 以及选定的 fp8 组合（目标定义）。
  • 会强制执行以下分形/布局约束：
    • Left：Loc == Left、!isRowMajor、SFractal == RowMajor
    • Right：Loc == Right、isRowMajor、SFractal == ColMajor
    • Acc：Loc == Acc、!isRowMajor、SFractal == RowMajor

TGEMV_BIAS 的附加约束¶

• 偏置 tile 的数据类型必须与 TileRes::DType 完全一致。
• 偏置 tile 必须配置为单行。
• 偏置 tile 的位置必须为 TileType::Bias。
• A5 附加说明：
  • 除上述 GEMV 约定外，底层 A5 matmul 实现不会再单独补充一组显式的 m/k/n 运行时断言。

示例¶

自动（Auto）¶

1. TGEMV¶

#include <pto/pto-inst.hpp>

using namespace pto;

void example_auto() {
  using A = TileLeft<half, 1, 16>;
  using B = TileRight<half, 16, 16>;
  using C = TileAcc<float, 1, 16>;
  A a;
  B b;
  C c;
  TGEMV(c, a, b);
}

2. TGEMV_ACC¶

#include <pto/pto-inst.hpp>

using namespace pto;

void example_auto() {
  using A = TileLeft<half, 1, 16>;
  using B = TileRight<half, 16, 16>;
  using C = TileAcc<float, 1, 16>;
  A a;
  B b;
  C c0, c1;
  TGEMV_ACC(c1, c0, a, b);
}

3. TGEMV_BIAS¶

#include <pto/pto-inst.hpp>

using namespace pto;

void example_auto() {
  using A = TileLeft<half, 1, 16>;
  using B = TileRight<half, 16, 16>;
  using Bias = Tile<TileType::Bias, half, 1, 16>;
  using C = TileAcc<float, 1, 16>;
  A a;
  B b;
  Bias bias;
  C c;
  TGEMV_BIAS(c, a, b, bias);
}

手动（Manual）¶

1. TGEMV¶

#include <pto/pto-inst.hpp>

using namespace pto;

void example_manual() {
  using A = TileLeft<half, 1, 16>;
  using B = TileRight<half, 16, 16>;
  using C = TileAcc<float, 1, 16>;
  A a;
  B b;
  C c;
  TASSIGN(a, 0x1000);
  TASSIGN(b, 0x2000);
  TASSIGN(c, 0x3000);
  TGEMV(c, a, b);
}

2. TGEMV_ACC¶

#include <pto/pto-inst.hpp>

using namespace pto;

void example_manual() {
  using A = TileLeft<half, 1, 16>;
  using B = TileRight<half, 16, 16>;
  using C = TileAcc<float, 1, 16>;
  A a;
  B b;
  C c0, c1;
  TASSIGN(a, 0x1000);
  TASSIGN(b, 0x2000);
  TASSIGN(c0, 0x3000);
  TASSIGN(c1, 0x4000);
  TGEMV_ACC(c1, c0, a, b);
}

3. TGEMV_BIAS¶

#include <pto/pto-inst.hpp>

using namespace pto;

void example_manual() {
  using A = TileLeft<half, 1, 16>;
  using B = TileRight<half, 16, 16>;
  using Bias = Tile<TileType::Bias, half, 1, 16>;
  using C = TileAcc<float, 1, 16>;
  A a;
  B b;
  Bias bias;
  C c;
  TASSIGN(a, 0x1000);
  TASSIGN(b, 0x2000);
  TASSIGN(bias, 0x3000);
  TASSIGN(c, 0x4000);
  TGEMV_BIAS(c, a, b, bias);
}

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.tgemv %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.tgemv %a, %b : (!pto.tile<...>, !pto.tile<...>) -> !pto.tile<...>

PTO 汇编形式¶

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