catlass-operator-design

CATLASS 算子设计

核心工作流

需求分析 → 阅读 catlass 仓库 → 组件选型 → 输出设计文档

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前置条件

检查项	说明
catlass 仓库	须在 OPS_PROJECT_ROOT 下可访问 catlass/（含 include/、examples/）
必读参考	设计前必须阅读本 skill 的 references/ 文件

必读参考

文件	用途
design-document.md	设计文档模板
matmul-templates.md	模板清单与选型指南
epilogue-components.md	Epilogue 组件分类与组合模式
custom-epilogue.md	自定义 Epilogue 契约

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算子命名（强制）

• op_name（snake_case）必须包含子串 catlass，例如：catlass_matmul_add、catlass_fused_gemm_bias
• 禁止单独使用易与框架或其它厂商算子冲突的短名（如 matmul_add、gemm_add）
• OpDef / 类名（CamelCase） 与目录名一致映射，如 CatlassMatmulAdd、ops/catlass_matmul_add/

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选型与适配原则

• 从 catlass example 和 include 中确定要用的模板，不是把 example 整份粘贴到算子工程
• 大部分算子工程基于 msopgen 小工程，example 中的 Host 调用代码需要改写为工程中的 op_host/op_kernel 分离结构
• 设计阶段只产出选型决策，代码由 code-gen 生成

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NEVER / ALWAYS

NEVER：使用不含 catlass 的算子名定稿设计；把 example 整份照抄；设计文档中写大量代码块；在信息不足时臆测需求

ALWAYS：算子名含 catlass，目录名与类名一致映射；条件不明则追问；设计前存在 catlass 仓库并阅读其文档与代码；设计文档用选型表格描述组件

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需求输入

用户可能直接说出需求，也可能不说。执行本 skill 时：若认为信息不足，则继续追问。

需确认的信息：op_name（须含 catlass）、功能要点、I/O 与 dtype、布局、目标 SoC、参考 example（如有）、约束条件。

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需求分析

• 确定 op_name：须含 catlass
• 提取：算子功能、数学公式、I/O、dtype、布局、目标 SoC、约束

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阅读 catlass 并选型

• 阅读 catlass 仓库：examples/、include/ 下的文档与代码
• 在 examples/ 中按功能找相似示例，在设计文档中写明：选中的 example 路径、选型理由
• 若无完全匹配：基于 matmul-templates.md 与仓库中现有样例，说明变通方案
• Epilogue：在 epilogue-components.md 与 catlass/include/catlass/epilogue/tile/ 中检索；无现成 Tile 时按 custom-epilogue.md 先写设计契约

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组件选型

选型结果用概念表格记录在设计文档中，不写代码。

设计文档须显式写出选型表格：ArchTag、BlockMmad（L1/L0 TileShape、数据类型）、BlockEpilogue（各环节 Tile/Block 组件）、BlockScheduler、Kernel 类型。

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输出设计文档

文档章节要求

1. 概述：功能、场景、数学公式
2. 输入输出信息表：变量名、数据类型、Shape、布局、描述
3. 核心组件选型：用选型表格描述各层组件
4. 参考 Example 与模板选型：选中的 example、选型理由
5. TilingKey 分支设计：各 key 对应的条件和 Kernel 分支内容
6. Workspace：大小计算逻辑来源
7. 接口与使用：aclnn 接口、Host Tiling 流程、Kernel 入口概念
8. 扩展性：可替换的组件
9. 实现方案纲要：Host 侧与 Kernel 侧要点

输出格式

设计文档须为独立 Markdown 文件，命名建议 design_<op_name>.md，存放于 USER_OP_PROJECT 或用户指定路径。

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质量验证

设计文档检查清单

• 算子名含 catlass，snake_case 目录名与 CamelCase 类名一致
• 含完整的输入输出信息表
• 核心组件选型已明确：ArchTag、BlockMmad、BlockEpilogue、BlockScheduler、Kernel
• 参考 example 已写明，选型理由清晰
• TilingKey 分支设计已列出
• 交付路径 USER_OP_PROJECT 已明确

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参考资料

文件	用途
design-document.md	设计文档模板与章节规范
matmul-templates.md	模板清单与选型指南
epilogue-components.md	Epilogue 组件分类与选型
custom-epilogue.md	自定义 Tile Epilogue 的设计契约
catlass/examples/	开发形式与多种模板参考
catlass/docs/3_API/gemm_api.md	Gemm API 分层模型、组件对照表