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MaterializeSemanticAliases Pass

将语义要求必须是同一块分配的 buffer 归一到同一个 MemRef —— 通过把每个循环 carried 的 iter_arg/initValue MemRef 沿 yield/producer 链向下传播来实现。

概述

内存规划区分两种 buffer 共享：

  • 强制别名（语义要求）： 循环累加器、或原地算子的结果必须落在同一块 buffer——写"下一个"值必须更新 carried buffer，否则循环无法累加。这是正确性, 不是优化。
  • 机会别名（可选）： 生命周期不冲突的两块独立 buffer 可以共享存储以省内存, 属于优化。

本 pass 只处理强制别名。它从 MemoryReuse 中拆出 （原来是那个 pass 的 "Step 0"），以便机会性的生命周期复用可以被独立跳过 —— 例如 compile(memory_planner=MemoryPlanner.PTOAS) 下由 ptoas 接管生命周期复用时。

使用时机：在 InitMemRef（创建 MemRef）之后、 MemoryReuse 之前运行。它总是运行；只有机会性复用可跳过。

API

C++ Python 级别
pass::MaterializeSemanticAliases() passes.materialize_semantic_aliases() 函数级 
from pypto.pypto_core import passes

program = passes.materialize_semantic_aliases()(program)

算法

InitMemRef 已经让循环 carried 的 iter_arg 和 return_var 与 initValue （累加器 buffer）共享同一 MemRef，但 yield 值的生产者 —— 例如计算 acc_next 的 tile.add —— 仍被分配了自己的新 MemRef。本 pass 补上这个缺口：

  1. 自顶向下重定向（TopDownRetargeter）：对每个 ForStmt，取每个 iter_arg 的规范 MemRef 作为目标，推送到 yield 值及其 producer 链上（跟随原地 output-reuses-input 算子与 view 输入）。IfStmt 的返回值被推送到两个分支的 yield。
  2. 应用重定型（RetypeApplier）：就地改写收集到的变量类型，使生产者直接写入 carried buffer。

当没有可重定向的内容时（Compute 返回空）本 pass 是 no-op，并跳过 Orchestration 函数（无 TileType 变量）。

与 codegen 的关系

PTO codegen 把解析到同一 MemRef 身份（base + byte_offset + size）的变量 渲染成同一个 tile_buf handle，因此本 pass 之后,循环累加器会发出原地的 pto.tadd ins(%acc, %t) outs(%acc)，而不是写到独立的 %acc_next。在 memory_planner=PTOAS（不烘焙物理 addr、跳过 MemoryReuse）下,这正是让 ptoas PlanMemory 把累加器保持在一块 buffer、同时自己完成生命周期复用与地址分配的关键。 参见 PTO 代码生成 — 由谁规划内存。

说明

  • view / 部分 view 共享 base 但 byte_offset/size 不同,因此不会被并入强制 别名 buffer —— 只有完全同一分配的变量才合并。
  • 在默认（PYPTO）流水线里,本 pass 加上 MemoryReuse 组合起来等于原来单个 MemoryReuse pass 的行为（字节级一致）。