PyAsc 昇腾算子编译器开发教程

背景

本教程由 XX 学校 XX 老师及其团队开发，面向编译原理和昇腾 AI 开发者，以 PyAsc 开源编译框架为载体，系统讲解从 Python 前端、MLIR 中间表示（ASC-IR）到 Ascend C 目标代码生成的完整编译链路。

PyAsc 是华为 CANN 社区开源的昇腾算子编译器框架，基于 MLIR/LLVM 构建，支持使用 Python 语法编写昇腾 NPU Kernel，并通过 JIT 编译自动生成 Ascend C 代码。

适用对象

• 学习编译原理课程的高校学生
• 希望理解昇腾算子开发与编译器技术的开发者
• 对 MLIR/TableGen/代码生成感兴趣的研究人员

章节目录

章节	内容	建议学时
01 PyAsc 简单算子	使用 PyAsc 编写 Add 算子，理解 GlobalTensor/LocalTensor 内存建模、数据搬运、向量计算与事件同步，建立端到端编译链路认知	2学时
02 Python↔C 前端映射	分析 PyAsc Python 前端如何精确映射 Ascend C API，掌握 @overload、@require_jit、OverloadDispatcher 和 IR Builder 调用机制	2学时
03 MLIR 定义 ASC-IR	理解 ASC-IR 基于 MLIR Dialect 和 TableGen 的定义方式，分析 BinaryTemplateL0123Op 如何一次生成 L0~L3 四类 Operation	2学时
04 ASC-IR→AscendC 代码生成	掌握 ASC-IR 到 Ascend C 的自动代码生成路径，理解 genEmitter、Traits、paramTypeLists 的作用，区分自动生成与手写路径	2学时

前置知识

1. 编译原理基础：词法分析、语法分析、语义分析、中间表示和目标代码生成
2. 昇腾算子开发基础：Global Memory、Local Memory、Vector 计算单元、数据搬运与事件同步
3. Python 与 C++ 基础：Python 装饰器、类型注解、C++ 模板接口
4. MLIR 与 TableGen 基础：MLIR Dialect、Operation、Type、Attribute；TableGen 声明式代码生成

实验环境

• 操作系统：支持 CANN 的 Linux 发行版
• Python：3.9 至 3.12
• CANN：社区版 8.5.0.alpha001 及以上
• PyAsc：v1.1.0 及以上
• LLVM/MLIR：19.1.7
• 硬件：Atlas A2 或 A3 训练/推理产品（仿真模式可不使用硬件）

环境准备

git clone https://gitcode.com/cann/pyasc.git
cd pyasc
python3 -m venv venv
source venv/bin/activate
pip install -r requirements-build.txt
pip install -r requirements-runtime.txt
pip install pyasc pytest lit torch

参考资料

• PyAsc 项目仓库
• CANN 社区
• PyAsc 快速入门
• PyAsc 架构介绍

许可证

本教程采用 Apache 2.0 协议。