Passes¶

PyPTO IR 变换的参考文档，按阅读顺序组织。实际执行顺序请查阅 pass manager。

文档编号¶

下表是当前的 pass 文档索引。请通过 pass manager 实现（python/pypto/ir/pass_manager.py）核对执行顺序，以及可选或依赖后端的 pass 的运行条件。

00 用于 pass manager 概述。
01–89 预留给流水线 pass 页面，按默认流水线的顺序排列。可选 pass 在对应表项和独立页面中说明。
90 及以上预留给工具 pass（utility passes）和基础设施。在多个位置运行的工具 pass 集中记录，不为每次调用分配独立的页面编号。
文档编号表示阅读顺序，不是绝对执行位置；重复调用的工具 pass 和条件执行的 pass 可能使两者不同。
如果某个流水线 pass 尚无独立页面，请预留其编号并在索引中注明缺口，保持后续页面编号对齐。

新增、删除或调整 pass 顺序时，请更新受影响的页面编号、本索引、pass manager 概述、站点导航和交叉引用，并保持中英文文档同步。

框架¶

页面	内容
Pass、PassContext、PassPipeline 和 PassManager	带属性跟踪、插桩与策略化流水线的 pass 组织与执行框架

默认流水线¶

序号	Pass	作用
01	InlineFunctions	把 `FunctionType.Inline` 函数体展开到每个调用点
02	UnrollLoops	在编译期展开 `ForKind::Unroll` 循环
03	CtrlFlowTransform	把 `break` / `continue` 改写为结构化控制流
04	ConvertToSSA	转换为 SSA 形式，含变量重命名、phi 节点与 iter_args
05	Simplify	折叠算术表达式、shape 表达式与标量常量绑定
06	FlattenCallExpr	把嵌套调用表达式拍平为三地址形式
07	OutlineHierarchyScopes	把 Hierarchy 作用域外提为带 `level` / `role` 元数据的函数
08	OutlineGraphScopes	把 `pl.graph` 区域外提为 `FunctionType.Graph` 函数，使作用域形式与 `@pl.jit.graph` 汇聚
09	OutlineIncoreScopes	把 InCore 作用域外提为独立函数
10	OutlineClusterScopes	把 Cluster 作用域外提为 Group 函数，独立 Spmd 作用域外提为 Spmd 函数
11	DeduplicateOutlinedKernels	合并闭合的 outlined kernel 与独占 Group 单元，保留每次调用
12	ConvertTensorToTileOps	在 InCore 函数中把 tensor 算子转为 tile 算子，并更新编排层调用点
13	OptimizeOrchTensors	消除编排层冗余分配并改善数据流
14	LowerCompositeOps	把复合 tile / 分布式算子分解为基础原语
15	FlattenTileNdTo2D	合并除最后一维外的所有维度，把 3D+ tile 操作拍平为 2D
16	BlockNzTensorViews	把逻辑 `pl.NZ` 张量改写为 pto-isa 的分块 rank-5 形式，并同步改写其 `tile.load` 坐标
17	BlockMxScaleTensorViews	将逻辑 MX scale 视图迁移为规范的 rank-5 物理分块形式
18	LegalizeTileCast	把 ISA 无法单条指令完成的 `tile.cast` 展开为最短的原生 cast 链
19	AutoTileMatmulL0	依据后端 L0 容量选择 L0 tile 形状 `(m, n, k)` 并据此分块 matmul
20	CanonicalizeTileSlice	把 `tile.slice` 下降为规范的 `tile.extract` 形式
21	InferTileMemorySpace	推断每个 tile 的片上 `MemorySpace`，并插入 `tile.move` 消解残留不匹配
22	InsertMxScaleAddr	在 memory space 解析完成后，于 MX matmul 消费者前插入 `tile.tget_scale_addr`
23	ResolveBackendOpLayouts	修正逐元素算子所需的后端 tile layout
24	LowerAutoVectorSplit	把 AUTO `pl.split` 的混合 InCore 函数转换为显式 `split_aiv` 形式
25	ExpandMixedKernel	把混合 InCore 函数拆分为独立的 AIC（Cube）与 AIV（Vector）kernel
26	InjectGMPipeBuffer	为经 GM 路由的跨核 pipe 注入 `__gm_pipe_buffer` workspace（Ascend910）
27	SplitVectorKernel	标记 split 属性并处理不拆分的双 AIV 路径
28	StampTfreeSplit	把每个跨核 tpop 的 split 与 pipe id 复制到与之配对的 tfree 上
29	NormalizeReturnOrder	把每个 InCore 函数的返回元组重排为规范顺序
30	SkewCrossCorePipeline	对混合 cube/vector 循环做软流水，使两个核重叠执行
31	LowerPipelineToSlots	把 `pl.pipeline` 循环体改为轮转一个分配的多个 slot，而不是复制（`memory_planner=PTOAS`）
32	LowerPipelineLoops	把 `pl.pipeline(N, stage=F)` 的循环体复制 `F` 份以启用乒乓缓冲
33	CanonicalizeIOOrder	按 scalar → load → compute → store 阶梯重排流水循环体内的语句
34	MaterializeTensorStrides	为每个尚无 stride 的 tensor view 填入紧致规范 stride
35	InitMemRef	初始化 MemRef 并创建地址未分配的 alloc 操作
36	SelectBufferIRFunctions / MaterializeSemanticAliases	强制语义要求同一分配的缓冲区真正共用一块（循环携带、原地更新）
37	MemoryReuse	基于生命周期分析复用缓冲区并删除冗余 alloc；`memory_planner=DSA_RP` 或 `PTOAS` 时跳过
38	AllocateMemoryAddr	为已有 alloc 操作分配真实地址；`memory_planner=PTOAS` 时跳过
39	FoldNoOpReshape	折叠既不改变物理形状也不改变分配的 `tile.reshape`
40	FuseCreateAssembleToSlice	把 `tensor.create` + `tensor.assemble` 融合为单个 `tensor.slice` 视图
41	LowerL2TensorCollectives	把写在 CHIP orchestration 函数体里的托管集合通信改写成一个本地 builtin AIV task，不按设备扇出，也不产生嵌套 L2 dispatch
42	LegalizeSpmdLaunches	为可能为空的 SPMD launch 添加保护
43	DeriveCallDirections	先物化包装函数的 `ParamDirection`，再为每个调用逐实参推导 `ArgDirection`
44	AutoDeriveTaskDependencies	推导保守的任务间依赖边
45	ExpandManualPhaseFence	压缩 manual scope 中收益明确的全数组 `TaskId` 依赖
46	SynthesizeAllReduceSignals	把 host allreduce 的可选 signal 转为显式的内部 signal IR
47	MaterializeCommDomainScopes	在每个 host 编排函数体内装配 `WindowBuffer` 与 `CommDomainScopeStmt` 包装
48	LowerHostTensorCollectives	把 host 级 tensor 集合通信改写为内部 builtin chip 派发
49	MaterializeDistTensorCtx	为每个 `DistributedTensor` 物化显式的 `CommCtx` 参数与实参
50	LegalizeGraphBoundary	把 `Graph` 函数体内派生的边界标量外提到调用点，并拒绝 `host_build_graph` runtime 无法录制的边界
51	MaterializeRuntimeScopes	插入 AUTO `RuntimeScopeStmt` 使编排 codegen 能 1:1 发射 `SIMPLER_SCOPE`
52	ClassifyIterArgCarry	把编排层 `ForStmt` 的每个 iter_arg 分类为平凡别名或需物化的重绑定携带
53	InsertCommFence	为每个发布性写入打标记（本地：region `system.cacheinvalid` + `system.fence`；远端写：仅 fence；opaque 写：whole-GM），并为每个 wait 插入 whole-GM `system.cacheinvalid`；notify 本身不加任何标记
54	MaterializeValidShapeSymbols	将设备 kernel 中无法绑定的 `valid_shape` 符号转换为前置的 `Scalar[INDEX]` 参数，并传入调用方的实际有效范围
55	LowerTileToBuffer	默认将选中 kernel 的已规划 Tile 存储转换为显式 Buffer 操作，其余 kernel 保留 Tile

默认流水线之外¶

页面	内容
工具 Pass	在流水线多个位置运行的归一化与清理 pass
诊断系统	编译期警告与性能提示的统一咨询通道
IR 验证器	在 pass 之间校验 IR 正确性的可插拔属性验证器

共享材料¶

页面	内容
共享 Pass 工具函数	`include/pypto/ir/transforms/utils/` 中的可复用工具
Loop-Carried Compiler Dependency 压缩	循环携带依赖边的压缩方式

另请参阅¶

IR —— 这些 pass 所变换的表示。
后端 —— pass 如何在不对后端分支的前提下获得逐架构答案。
代码生成 —— 流水线跑完之后运行的部分。