CtrlFlowTransform Pass（控制流结构化）¶

将 break 和 continue 语句转换为等价的结构化控制流（if-else + while 循环），使下游 Pass 和代码生成可以在没有非结构化跳转的 IR 上工作。

概述¶

PTO codegen 生成 MLIR 格式的 SCF（结构化控制流），不直接支持 break 和 continue。该 Pass 通过将循环重写为等价的结构化形式来消除两者。

适用范围: 仅对 InCore 类函数生效（InCore、AIC、AIV）。Orchestration/Host 函数会被跳过，因为它们可以原生支持 break/continue。

所需属性: TypeChecked

产生属性: TypeChecked, StructuredCtrlFlow

使用时机: 在默认流水线中自动运行，位于 UnrollLoops 之后、ConvertToSSA 之前。

API¶

C++	Python	级别
`pass::CtrlFlowTransform()`	`passes.ctrl_flow_transform()`	Function 级别

Python 用法:

from pypto.pypto_core import passes

result = passes.ctrl_flow_transform()(program)

算法¶

该 Pass 按顺序运行两个阶段：

阶段	消除目标	策略
1	`continue`	将剩余循环体重构为 `if-else`
2	`break`	将 `ForStmt` 转换为带 break 标志的 `WhileStmt`

阶段 1 必须在阶段 2 之前运行，因为 continue 消除保留循环类型（ForStmt/WhileStmt），而 break 消除会将 ForStmt 转换为 WhileStmt。先运行阶段 1 使变换更简单。

阶段 1：Continue 消除¶

continue 之后的剩余语句被移入 else 分支。循环类型保持不变。

变换前:

for i in pl.range(n):
    A
    if cond:
        continue
    B
    C

变换后:

for i in pl.range(n):
    A
    if cond:
        pass  # nothing
    else:
        B
        C

WhileStmt 的处理方式相同。多个 continue 语句通过重复应用处理（从最内层开始）。

阶段 2：Break 消除¶

包含 break 的 ForStmt 被转换为带有辅助 break 标志变量的 WhileStmt。

变换前:

for i in pl.range(start, stop, step):
    A
    if cond:
        break
    B
    C

变换后:

i = start
__break_N: bool = False
while i < stop and not __break_N:       # i > stop for negative step
    A
    if cond:
        __break_N = True
    else:
        B
        C
    if not __break_N:
        i = i + step

关键细节：

方面	行为
Break 标志命名	`__break_N`，其中 N 为唯一计数器
While 条件	正步长：`And(i < stop, Not(__break_N))`；负步长：`And(i > stop, Not(__break_N))`
迭代器推进	由 `if not __break_N` 保护，防止在 break 点之后继续推进
WhileStmt 的 break	相同模式，但无需 for-to-while 转换

同时包含 Break 和 Continue¶

当循环同时包含 break 和 continue 时，阶段 1 先消除所有 continue 语句，然后阶段 2 在已变换的 IR 上消除 break 语句。

变换前:

for i in pl.range(n):
    A
    if cond1:
        continue
    B
    if cond2:
        break
    C

阶段 1 后（continue 已消除）:

for i in pl.range(n):
    A
    if cond1:
        pass
    else:
        B
        if cond2:
            break
        C

阶段 2 后（break 已消除）:

i = 0
__break_0: bool = False
while i < n and not __break_0:
    A
    if cond1:
        pass
    else:
        B
        if cond2:
            __break_0 = True
        else:
            C
    if not __break_0:
        i = i + 1

流水线位置¶

CtrlFlowTransform 在 UnrollLoops 之后、ConvertToSSA 之前运行：

UnrollLoops -> CtrlFlowTransform -> ConvertToSSA -> FlattenCallExpr -> ...

Pass 属性¶

属性	值
所需 (Required)	`TypeChecked`
产生 (Produced)	`TypeChecked`, `StructuredCtrlFlow`
失效 (Invalidated)	(none)