Atanh 自定义算子

算子功能

逐元素计算输入 tensor 的反双曲正切值（inverse hyperbolic tangent），数学公式为：

y = atanh(x) = 0.5 * ln((1 + x) / (1 - x))

• 输入值域：开区间 (-1, 1)
• 输出值域：(-inf, +inf)
• 边界行为：x = +/-1 时输出 +/-inf，|x| > 1 时输出 NaN
• 对标：PyTorch torch.atanh

支持芯片与数据类型

芯片	架构	数据类型
Ascend910B	arch32 (DAV_2201)	float32, float16

精度标准

数据类型	相对容差 (rtol)	绝对容差 (atol)
float32	1e-4	1e-4
float16	1e-2	1e-2

工程目录结构

atanh/
├── CMakeLists.txt                          # 顶层构建配置
├── build.sh                                # 编译脚本
├── README.md                               # 本文件
├── op_graph/
│   └── atanh_proto.h                       # 算子原型定义
├── op_host/                                # Host 侧实现
│   ├── CMakeLists.txt
│   ├── atanh_def.cpp                       # 算子定义（dtype/format 注册）
│   ├── atanh_infershape.cpp                # Shape 推导（output_shape = input_shape）
│   └── arch32/
│       └── atanh_tiling.cpp                # Tiling 参数计算与 TilingKey 选择
├── op_kernel/                              # Kernel 侧实现
│   ├── CMakeLists.txt
│   ├── atanh_arch32.cpp                    # Kernel 入口（模板实例化）
│   └── arch32/
│       ├── atanh.h                         # Kernel 类（Init/Process/CopyIn/Compute/CopyOut）
│       ├── atanh_tiling_data.h             # TilingData 结构体
│       └── atanh_tiling_key.h              # TilingKey 模板参数声明
├── docs/                                   # 文档
│   ├── LOG.md                              # 开发日志
│   ├── REQUIREMENTS.md                     # 需求分析文档
│   ├── DESIGN.md                           # 详细设计文档
│   ├── PLAN.md                             # 迭代执行计划
│   ├── TEST.md                             # 测试设计文档
│   └── precision-report.md                 # 最终精度验收报告
└── tests/                                  # 测试
    ├── ut/                                 # 单元测试
    │   ├── CMakeLists.txt
    │   ├── run.sh                          # UT 运行脚本
    │   └── op_host/
    │       ├── CMakeLists.txt
    │       ├── test_atanh_infershape.cpp   # InferShape 单元测试
    │       ├── test_atanh_tiling.cpp       # Tiling 单元测试
    │       └── test_op_host_main.cpp       # UT 主入口
    ├── st/                                 # 集成测试（ST）
    │   ├── CMakeLists.txt
    │   ├── run.sh                          # ST 运行脚本
    │   └── test_aclnn_atanh.cpp            # ST 测试代码（aclnn 两段式接口）
    └── reports/                            # 迭代测试报告
        ├── iter1-integration-report.md
        ├── iter1-acceptance-report.md
        ├── iter2-integration-report.md
        ├── iter2-acceptance-report.md
        ├── iter3-integration-report.md
        └── iter3-acceptance-report.md

编译

bash build.sh --soc=ascend910b

编译成功后，算子包 custom_opp_ubuntu_aarch64.run 生成在 build/ 目录下，并自动安装至 CANN OPP 目录。

运行 UT

cd tests/ut && bash run.sh

UT 覆盖 Host 侧的 InferShape 和 Tiling 逻辑，共 5 条用例：

测试模块	用例数	说明
InferShape	2	验证输出 shape 推导正确性
Tiling	3	验证 TilingData 计算和 TilingKey 分支选择

运行 ST

cd tests/st && bash run.sh

ST 在真实 NPU 上通过 aclnn 两段式接口执行精度验证，共 51 条用例：

测试分类	用例数	说明
Shape 维度覆盖	20	1D~5D 多种 shape，数据规模 1~8192
值域分布覆盖	17	全零、近零、中等、近边界等多种值域
特殊模式覆盖	7	交替正负、单调递增/递减、随机混合
Float16 类型覆盖	7	float16 多种 shape 和值域

验证结果汇总

测试类型	通过数/总数	通过率
UT	5/5	100%
ST	51/51	100%

ST 精度验证详情

数据类型	用例数	通过数	精度标准
float32	44	44	rtol=1e-4, atol=1e-4
float16	7	7	rtol=1e-2, atol=1e-2

TilingKey 覆盖

TilingKey	数据类型	缓冲模式	触发条件	覆盖用例数
TK0	float32	单缓冲	totalNum <= 1024	33
TK1	float32	双缓冲	totalNum > 1024	11
TK2	float16	单缓冲	totalNum <= 1024	5
TK3	float16	双缓冲	totalNum > 1024	2