Layout简介

Layout<Shape, Stride>数据结构是描述多维张量内存布局的基础模板类，通过编译时的形状（Shape）和步长（Stride）信息，实现逻辑坐标空间到一维内存地址空间的映射，为复杂张量操作和硬件优化提供基础支持。借助模板元编程技术，该类在编译时完成计算和代码生成，从而降低运行时开销。

Layout包含两个核心组成部分：

• Shape：定义数据的逻辑形状，例如二维矩阵的行数和列数或多维张量的各维度大小。
• Stride：定义各维度在内存中的步长，即同维度相邻元素在内存中的间隔，间隔的单位为元素，与Shape的维度信息一一对应。

例如，一个二维矩阵的Shape为(4, 2)，Stride为(4, 1)，表示：

• 矩阵有4行、2列。
• 列方向上的步长为1，即每行中相邻元素在内存中的间隔为1个元素；行方向上的步长为4，即相邻行的起始地址间隔为4个元素。

表1中给出了一维内存地址空间视图，表2中给出了该二维矩阵的逻辑视图。

表 1 线性地址视图

地址	0	1	2、3	4	5	6、7	8	9	10、11	12	13
元素	a00	a01	-	a10	a11	-	a20	a21	-	a30	a31

表 2 矩阵逻辑视图

索引	列 0	列 1
行 0	a00 (地址 0)	a01 (地址 1)
行 1	a10 (地址 4)	a11 (地址 5)
行 2	a20 (地址 8)	a21 (地址 9)
行 3	a30 (地址 12)	a31 (地址 13)

需要包含的头文件

#include "kernel_operator_layout.h"

原型定义

template <typename ShapeType, typename StrideType>
struct Layout : private Std::tuple<ShapeType, StrideType> {
    __aicore__ inline constexpr Layout(const ShapeType& shape  = {}, const StrideType& stride = {}) : Std::tuple<ShapeType, StrideType>(shape, stride) {}

    __aicore__ inline constexpr decltype(auto) layout() {}
    __aicore__ inline constexpr decltype(auto) layout() const {}
    
    __aicore__ inline constexpr decltype(auto) GetShape() {}   
    __aicore__ inline constexpr decltype(auto) GetShape() const {}
    
    __aicore__ inline constexpr decltype(auto) GetStride() {}    
    __aicore__ inline constexpr decltype(auto) GetStride() const {}
    
    template <typename CoordType>
    __aicore__ inline constexpr auto operator()(const CoordType& coord) const {}
}

模板参数

表 3 模板参数说明

参数名	描述
ShapeType	Std::tuple结构类型，用于定义数据的逻辑形状，例如二维矩阵的行数和列数或多维张量的各维度大小。
StrideType	Std::tuple结构类型，用于定义各维度在内存中的步长，即同维度相邻元素在内存中的间隔，间隔的单位为元素，与Shape的维度信息一一对应。