【Matmul、FlashAttention 算子】TileOp 使用情况与 PTO ISA 映射总结（17 类 TileOp，3 核心需补 / 3 可选需补 / 11 暂无明显需补）

[lvhao7896]

展示 test/kernel 中 Matmul 与 FlashAttention 相关 kernel 使用到的 TileOp，并整理这些 TileOp 到 PTO ISA 的接口映射、语义差异、映射难点和 blockisa 当前支持情况。

算子tileop汇总

Category	Test Type / MODE	Actual Kernel	TileOps Used	Source
Matmul	MASK_FP32 / MASK_FP16 / MASK_FP8	matmul_mask	TCOPYIN, MATMUL, MATMACC, TMOV(NZ2ND), TCOPYOUT	kernels/matmul/matmul.hpp
Matmul	*_REUSEA	matmul_mask_reuseA	TCOPYIN, MATMUL, MATMACC, TMOV(NZ2ND), TCOPYOUT	kernels/matmul/matmul.hpp
Matmul	*_REUSEB	matmul_mask_reuseB	TCOPYIN, MATMUL, MATMACC, TMOV(NZ2ND), TCOPYOUT	kernels/matmul/matmul.hpp
Matmul	HIF4_HIF4 VER=MX_NOGATHER	matmul_mxfp_notcvt	TCOPYIN, MATMULMX, MATMACCMX, TMOV(NZ2ND), TCOPYOUT	kernels/matmul/matmul_mx.hpp
Matmul	HIF4_HIF4 VER=MX_NOGATHER_REUSEA	matmul_mxfp_notcvt_reuseA	TCOPYIN, MATMULMX, MATMACCMX, TMOV(NZ2ND), TCOPYOUT	kernels/matmul/matmul_mx.hpp
Matmul	A16W4	matmul_mp	TEXPANDSCALAR, TCOPYIN, MATMUL, TMOV(NZ2ND), TCOPYOUT	kernels/matmul/matmul_mx.hpp
Flash Attention	fa_2d_unroll	flash_attention_2d_unroll	TCOPYIN, TEXPANDSCALAR, MATMUL, TCVT, TMOV_DN2NZ, MATMACC, TMOV_NORM, TCOPYOUT	kernels/fa/fa_2d_unroll.hpp
Flash Attention	fa_HIF4_HIF4 MODE=BF16_NOGATHER	flash_attention_2d_unroll_hif4_nogather	TCOPYIN, TEXPANDSCALAR, MATMULMX, TCVT, TMOV_DN2NZ, MATMACCMX, TMOV_NORM, TCOPYOUT	kernels/fa/fa_hif4.hpp
		flash_attention_vector_kernels	rowmax，tsub，texp，rowsum，tdiv，fcvt(2xbf16->hif4x2),tmadd，tmul，tadd，tgemv	kernels/fa/fa_hif4.hpp

LinxISA TileOp 到 PTO ISA 映射总结

• op范围：TCOPYIN, TEXPANDSCALAR, MATMULMX, TCVT, TMOV_DN2NZ, MATMACCMX, TMOV_NORM, TCOPYOUT, rowmax, tsub, texp, rowsum, tdiv, fcvt(2xbf16->hif4x2), tmadd, tmul, tadd。

tileop	PTO接口 / 组合	LInxISA接口 / 原算子	共同语义	语义差异	映射难点	当前编译器需补充内容（对齐 PTO ISA）
MATMACCMX	%c_out = tmatmul.mx.acc %c_in, %a, %a_scale, %b, %b_scale : (!pto.tile<...>, !pto.tile<...>, !pto.tile<...>, !pto.tile<...>, !pto.tile<...>) -> !pto.tile<...>	TMATMULMX.ACC <LB0: M, LB1: N, LB2: K, DataTypeA, DataTypeB> SrcTile0<.reuse>, SrcScale0, SrcTile1<.reuse>, SrcScale1, ACC, ->ACC<Size>	MX/block-scale 矩阵乘累加：ACC_out = ACC_in + A*B。	pto.tmatmul.mx.acc，显式把 c_in/c_out 建成数据流 value表达能力比LinxISA 使用acc寄存器强一些。	基本一致	缺少与 PTO tmatmul.mx.acc 对齐的显式 c_in -> c_out 对外实现；需补独立 acc 输入/输出的数据流表达。
fcvt(2xbf16->hif4x2)	优先尝试：%dst = tcvt %src {rmode = ...} : !pto.tile<bf16x2/...> -> !pto.tile<hif4x2/...><br>无支持时组合：tcvt/量化(scale) + tpack/tmov 或自定义转换 kernel	FCVT 2xbf16 -> hif4x2；当前 repo 中相关路径用 tohif4_bf16x2 生成 hif4 tile 和 scale tile，注释写有 FCVT TODO。	把两个 BF16 元素量化/打包成一个 HIF4x2/FP4x2 元素，并通常伴随 scale 元数据。	PTO 有通用 pto.tcvt，但没有在已确认文档中看到 2xbf16->hif4x2 这一特定单条转换	缺乏2xbf16->hif4x2的数据类型转换	缺少 2xbf16 到 hif4x2 的对应实现；需补 PTO tcvt/fcvt 转换实现，包括量化/打包路径。
tgemv	%acc = tgemv %a, %b : (!pto.tile<...>, !pto.tile<...>) -> !pto.tile<...><br>另有：tgemv.acc / tgemv.bias	TGEMV <LB0: M, LB1: N, LB2: K, DataType> SrcTile0<.reuse>, SrcTile1<.reuse>, ->ACC<Size>	矩阵-向量乘：C[0,j] = sum_k A[0,k] * B[k,j]。	-	基本一致。	缺少对应 TGEMV 实现；需补普通 tgemv，若 PTO 使用 tgemv.acc/tgemv.bias，再补 acc/bias 变体即可。
TCVT	%dst = tcvt %src {rmode = #pto.round_mode<CAST_RINT>} : !pto.tile<...> -> !pto.tile<...>	TCVT <LB0: ValidCol, LB1: ValidRow, DataTypeDst, RoundMode/SaturationMode>, SrcTile, ->DstTile<Size>	逐元素类型转换，可涉及 rounding/saturation，也常用于 ACC -> Vec。	-	基本一致	需补充/确认 PTO tcvt 的 rounding mode 表达；若目标 PTO 流程依赖 saturation，也需补对应模式。
TCOPYOUT	tstore %t1, %sv_out[%c0, %c0]<br>fix-pipe: tstore.fp %t1, %fp, %sv_out[%c0, %c0]	TSTORE.Layout <LB0: ValidCol, LB1: ValidRow, LB2: Col, DataType>, SrcTile0<.reuse>..., [RegSrc0, RegSrc1], DepSrc..., ->DepDst	从 tile 写回全局内存。	-	基本一致	可对齐 PTO 基本 tstore。
TMOV_NORM	%dst = tmov.v2v %src : !pto.tile<...> -> !pto.tile<...><br>或 %dst = tmov.s2d %src : !pto.tile<...> -> !pto.tile<...>	TMOV NORM, <LB0: ValidCol, LB1: ValidRow, LB2: Col, DataType, PadValue>, SrcTile<.reuse>, ->DstTile<Size>	Tile 到 Tile 的普通复制，不改变 layout。	-	基本一致	可对齐 PTO 基本 tmov 。
TCOPYIN	%t0 = tload %sv[%c0, %c0] : (!pto.memref<...>, index, index) -> !pto.tile<...>	TLOAD.Layout <LB0: ValidCol, LB1: ValidRow, LB2: Col, DataType, PadValue>, [RegSrc0, RegSrc1], DepSrc..., ->DstTile<Size>, DepDst	从全局内存搬入 tile。	LinxISA TLOAD 额外支持带 ValidCol/ValidRow/Col/PadValue。	处理尾块/matmul_mask功能/padding时需要考虑把 LinxISA 的 valid col/row、 Col/Row、PadValue 转成 PTO t额外的 padding 语义；load-time padding 不能只按参数替换。	基本可对齐 PTO tload；当前无需补 LinxISA 额外 PadValue/Dep 等特性。若 PTO 侧使用更丰富的 padding 语义，再补对应实现。
TEXPANDSCALAR	%dst = texpands %scalar : <scalar type> -> !pto.tile<...>	TEXPANDSCALAR <LB0: ValidCol, LB1: ValidRow, LB2: Col, DataType>, scalar, ->DstTile<Size>	把一个标量广播/填充成 tile。	-	基本一致。	可对齐 PTO texpands，暂无需要补充的 PTO 功能。
MATMULMX	%c = tmatmul.mx %a, %a_scale, %b, %b_scale : (!pto.tile<...>, !pto.tile<...>, !pto.tile<...>, !pto.tile<...>) -> !pto.tile<...>	TMATMULMX <LB0: M, LB1: N, LB2: K, DataTypeA, DataTypeB> SrcTile0<.reuse>, SrcScale0, SrcTile1<.reuse>, SrcScale1, ->ACC<Size>	MX/block-scale 矩阵乘。	-	PTO似乎暂未支持hif4。	可对齐 PTO tmatmul.mx 的 A/B scale 输入形式；暂无需要补充的 PTO 功能。
TMOV_DN2NZ	%dst = tmov.* %src : !pto.tile<...> -> !pto.tile<...><br>或组合：tmov/treshape/ttrans/tpack/tstore+tload	TMOV DN2NZ, <LB0: ValidCol, LB1: ValidRow, LB2: Col, DataType, PadValue>, SrcTile<.reuse>, ->DstTile<Size>	Tile 内 layout 转换，从 DN/ND 类普通布局转成 NZ 分形布局。	-	基本一致	PTO 侧没有必须一一对应的 DN2NZ 专用语义；可通过现有 layout conversion/load 相关实现对齐，暂无需补 LinxISA 专有 layout 字段。
rowmax	%dst = trowmax %src : !pto.tile<...> -> !pto.tile<...>	TROWMAX <LB0: ValidCol, LB1: ValidRow, LB2: Col, DataType>, SrcTile, ->DstTile<Size>	对每一行做最大值归约。	-	基本一致	可对齐 PTO trowmax，暂无需要补充的 PTO 功能。
tsub	%dst = tsub %lhs, %rhs : (!pto.tile<...>, !pto.tile<...>) -> !pto.tile<...>	TSUB <LB0: ValidCol, LB1: ValidRow, LB2: Col, DataType>, Src0, Src1, ->DstTile<Size>	逐元素相减。	-	基本一致	可对齐 PTO tsub，暂无需要补充的 PTO 功能。
texp	%dst = texp %src : !pto.tile<...> -> !pto.tile<...>	TEXP <LB0: ValidCol, LB1: ValidRow, LB2: Col, DataType>, SrcTile, ->DstTile<Size>	逐元素指数函数。	-	基本一致	可对齐 PTO texp，暂无需要补充的 PTO 功能。
rowsum	%dst = trowsum %src : !pto.tile<...> -> !pto.tile<...>	TROWSUM <LB0: ValidCol, LB1: ValidRow, LB2: Col, DataType>, SrcTile, ->DstTile<Size>	对每一行做求和归约。	-	基本一致	可对齐 PTO trowsum，暂无需要补充的 PTO 功能。
tdiv	%dst = tdiv %lhs, %rhs : (!pto.tile<...>, !pto.tile<...>) -> !pto.tile<...>	TDIV <LB0: ValidCol, LB1: ValidRow, LB2: Col, DataType>, Src0, Src1, ->DstTile<Size>	逐元素除法。	-	基本一致	可对齐 PTO tdiv，暂无需要补充的 PTO 功能。
tmul	%dst = tmul %lhs, %rhs : (!pto.tile<...>, !pto.tile<...>) -> !pto.tile<...>	TMUL <LB0: ValidCol, LB1: ValidRow, LB2: Col, DataType>, Src0, Src1, ->DstTile<Size>	逐元素乘法。	基本一致	基本一致	可对齐 PTO tmul，暂无需要补充的 PTO 功能。
tadd	%dst = tadd %lhs, %rhs : (!pto.tile<...>, !pto.tile<...>) -> !pto.tile<...>	TADD <LB0: ValidCol, LB1: ValidRow, LB2: Col, DataType>, Src0, Src1, ->DstTile<Size>	逐元素加法。	基本一致	基本一致	可对齐 PTO tadd，暂无需要补充的 PTO 功能。