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控制流操作

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本文档描述来自 MLIRscf（结构化控制流）方言的结构化控制流操作。

操作总数：7

循环操作

scf.for - For 循环

描述：带有下界、上界和步长的 for 循环。支持循环携带变量和有符号/无符号比较。

语法：

scf.for %iv = %lb to %ub step %step { // 循环体 } scf.for %iv = %lb to %ub step %step iter_args(%arg = %init) -> (type) { // 带循环携带变量的循环体 scf.yield %new_value : type } scf.for unsigned %iv = %lb to %ub step %step : i32 { // 无符号比较 }

操作数：

• lb: 下界（索引或整数）
• ub: 上界（不包含）
• step: 步长值（必须为正）
• iter_args: 循环携带变量的初始值（可选）

结果：

• 循环携带变量的最终值（如果有）

示例：

// 简单循环 scf.for %i = %c0 to %c100 step %c1 { // 循环体 } // 带累加器的循环 %sum = scf.for %i = %c0 to %c100 step %c1 iter_args(%acc = %c0_i32) -> (i32) { %val = memref.load %array[%i] : memref<?xi32> %new_acc = arith.addi %acc, %val : i32 scf.yield %new_acc : i32 } // 无符号比较 scf.for unsigned %i = %lb to %ub step %step : i32 { // 循环体 }

scf.while - While 循环

描述：While 循环，在"before"区域中检查条件，在"after"区域中执行循环体。

语法：

%result = scf.while (%arg = %init) : (type) -> type { // before 区域：条件检查 %condition = ... scf.condition(%condition) %arg : type } do { ^bb0(%arg: type): // after 区域：循环体 %next = ... scf.yield %next : type }

区域：

• before: 条件检查区域（以scf.condition终止）
• after: 循环体区域（以scf.yield终止）

示例：

%result = scf.while (%arg = %init) : (i32) -> i32 { %condition = arith.cmpi slt, %arg, %limit : i32 scf.condition(%condition) %arg : i32 } do { ^bb0(%arg: i32): %next = arith.addi %arg, %c1 : i32 scf.yield %next : i32 }

条件操作

scf.if - If-Then-Else

描述：条件分支，可选 else 块和可选结果。

语法：

scf.if %condition { // then 块 } scf.if %condition { // then 块 } else { // else 块 } %result = scf.if %condition -> type { // then 块 scf.yield %value : type } else { // else 块 scf.yield %other : type }

操作数：

• condition: 布尔条件（i1）

结果：

• 从分支产生的值（如果有）

示例：

// 简单 if scf.if %condition { // then 块 } // If-else scf.if %condition { // then 块 } else { // else 块 } // 带结果的 if %result = scf.if %condition -> i32 { %value = arith.constant 1 : i32 scf.yield %value : i32 } else { %value = arith.constant 0 : i32 scf.yield %value : i32 }

scf.index_switch - 索引切换

描述：基于索引值的 switch 语句，具有多个 case 和一个 default case。

语法：

%result = scf.index_switch %arg -> type case 0 { // case 0 块 scf.yield %value0 : type } case 1 { // case 1 块 scf.yield %value1 : type } default { // default 块 scf.yield %default_value : type }

操作数：

• arg: 要切换的索引值

属性：

• cases: case 值数组

示例：

%result = scf.index_switch %idx -> i32 case 0 { %c0 = arith.constant 10 : i32 scf.yield %c0 : i32 } case 1 { %c1 = arith.constant 20 : i32 scf.yield %c1 : i32 } case 2 { %c2 = arith.constant 30 : i32 scf.yield %c2 : i32 } default { %cd = arith.constant 0 : i32 scf.yield %cd : i32 }

区域操作

scf.execute_region - 执行区域

描述：恰好执行一次区域。允许在单块上下文中使用多个块。

语法：

%result = scf.execute_region -> type { // 区域体（可以有多个块） scf.yield %value : type } %result = scf.execute_region -> type no_inline { // 带 no_inline 属性的区域体 scf.yield %value : type }

属性：

• no_inline: 可选标志，防止内联

语义：恰好执行区域一次。用于在通常只允许单个块的操作中创建多块区域。

示例：

// 简单执行区域 %result = scf.execute_region -> i32 { %x = arith.constant 42 : i32 scf.yield %x : i32 } // 带多个块 %result = scf.execute_region -> i32 { cf.cond_br %cond, ^bb1, ^bb2 ^bb1: %c1 = arith.constant 1 : i32 cf.br ^bb3(%c1 : i32) ^bb2: %c2 = arith.constant 2 : i32 cf.br ^bb3(%c2 : i32) ^bb3(%arg: i32): scf.yield %arg : i32 } // 带 no_inline 属性 %result = scf.execute_region -> i32 no_inline { %x = arith.constant 42 : i32 scf.yield %x : i32 }

终止符操作

scf.yield - 产生值

描述：终止 SCF 操作内的区域并将值产生给父操作。

语法：

scf.yield scf.yield %value : type scf.yield %value1, %value2 : type1, type2

语义：用于终止：

• 循环体（scf.for、scf.whileafter 区域）

• 条件分支（scf.if）

• 执行区域（scf.execute_region）

• Switch case（scf.index_switch）

示例：

// 产生单个值 scf.yield %value : i32 // 产生多个值 scf.yield %a, %b : i32, f32 // 不产生值 scf.yield

scf.condition - 循环继续条件

描述：终止scf.while的"before"区域。如果条件为真，继续到"after"区域；否则退出循环。

语法：

scf.condition(%condition) %args... : types...

操作数：

• condition: 布尔条件（i1）
• args: 要传递给"after"区域或从循环返回的值

语义：

• 如果condition为真：使用args执行"after"区域
• 如果condition为假：退出循环并返回args

示例：

// 在 scf.while before 区域中 %keep_going = arith.cmpi slt, %i, %limit : i32 scf.condition(%keep_going) %i : i32 // 带多个值 %cond = arith.cmpi slt, %i, %limit : i32 scf.condition(%cond) %i, %sum : i32, i32

常见模式

模式 1：简单循环

scf.for %i = %c0 to %c100 step %c1 { // 循环体 }

模式 2：带累加器的循环

%sum = scf.for %i = %c0 to %c100 step %c1 iter_args(%acc = %c0) -> (i32) { %val = memref.load %array[%i] : memref<?xi32> %new_acc = arith.addi %acc, %val : i32 scf.yield %new_acc : i32 }

模式 3：带结果的条件

%result = scf.if %cond -> i32 { scf.yield %true_val : i32 } else { scf.yield %false_val : i32 }

模式 4：While 循环

%final = scf.while (%arg = %init) : (i32) -> i32 { %keep_going = arith.cmpi slt, %arg, %limit : i32 scf.condition(%keep_going) %arg : i32 } do { ^bb0(%arg: i32): %next = arith.addi %arg, %c1 : i32 scf.yield %next : i32 }

模式 5：嵌套循环

scf.for %i = %c0 to %M step %c1 { scf.for %j = %c0 to %N step %c1 { // 嵌套循环体 } }

模式 6：带多个累加器的循环

%sum, %prod = scf.for %i = %c0 to %c100 step %c1 iter_args(%acc_sum = %c0, %acc_prod = %c1) -> (i32, i32) { %val = memref.load %array[%i] : memref<?xi32> %new_sum = arith.addi %acc_sum, %val : i32 %new_prod = arith.muli %acc_prod, %val : i32 scf.yield %new_sum, %new_prod : i32, i32 }

【免费下载链接】pto-isaParallel Tile Operation (PTO) is a virtual instruction set architecture designed by Ascend CANN, focusing on tile-level operations. This repository offers high-performance, cross-platform tile operations across Ascend platforms.项目地址: https://gitcode.com/cann/pto-isa