MLIR：新建一个Dialect（六），ODS框架小结

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Multi-Level Intermediate Representation（MLIR）是创建可重用、可扩展编译器基础设施的新途径。本文为第 12 期，继续介绍一个简单的 MLIR Dialect.

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MLIR 项目的核心是 Dialect，MLIR 自身就拥有例如linalg，tosa，affine 这些 Dialect。各种不同的 Dialect 使不同类型的优化或转换得以完成。

接上回，本文继续新建一个 Dialect的内容。在实操了通过 mlir_tblgen 生成新的 Dialect/Operation C++ 代码后，本文小结一下 ODS 的作用。

复习

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前文介绍了mlir-hello 项目的目标就是使用自建的 Dialect 通过 MLIR 生态实现一个 hello world，具体做法为：

1. 创建 hello-opt 将原始 print.mlir （可以理解成 hello world 的 main.cpp）转换为 print.ll 文件
2. 使用 LLVM 的 lli 解释器直接运行 print.ll 文件

紧接着，介绍了如何通过 HelloDialect.td 和 HelloOps.td 定义新的 Dialect 和 Op。

回过头再来看看 ODS 是如何发挥作用的。

ODS 开发流程

Operation Definition Specification (ODS) 是一套规范。在编写了特定格式的 .td 文件后，通过 mlir_tblgen 可以便捷的生成手工编写起来很耗时的 C++ 代码，大幅的提升了开发效率。

一般分为三步，

• 定义新的 Dialect
• 定义新的 Op
• 生成 C++ 代码

定义新的 Dialect

MLIR：新建一个Dialect（四），通过.td定义新Dialect

这一步，将通过类似“继承” Dialect 的方式创建新的 Dialect 的 namespace，

def Hello_Dialect : Dialect {
    // 定义名字空间 namespace，对应 C++ 的 getDialectNamespace 方法返回值
    let name = "hello";
    ...
    let cppNamespace = "::hello";
    // 该设置用于激活 materializeConstant 方法，这使得可以例如 Canonicalize 优化
}

定义新的 Op

MLIR：新建一个Dialect（五），通过.td定义新Op

这一步首先需要声明一个 Op 的基类，这个操作在 HelloDialect.td 中完成，

class Hello_Op<string mnemonic, list<Trait> traits = []> :
        Op<Hello_Dialect, mnemonic, traits>;

可以看到，它说明了新的 Hello Op 需要遵循的参数。这里是 助记符 和 traits 说明。

然后，基于这个基类，可以自定义各种新的 Hello Op，例如 ConstantOp，

def ConstantOp : Hello_Op<"constant", [Pure]> {
  // 一行关于这个 Op 的介绍
  let summary = "constant";
  ...
  let builders = [
    OpBuilder<(ins "mlir::DenseElementsAttr":$value), [{
      build($_builder, $_state, value.getType(), value);
    }]>,
    OpBuilder<(ins "double":$value)>
  ];
  ...
  let arguments = (ins F64ElementsAttr:$value);
  let results = (outs F64Tensor);
}

通常，新的 Op 会至少包含 4 个要素，

• summary
• builders
• arguments
• results

生成 C++ 代码

工具安装：MLIR：Getting_started

在写完 .td 后，就可以通过 mlir_tblgen 生成相应的 C++ 代码了。主要分为两个部分，

• -gen-op-decls，$MLIR_TBLGEN -gen-op-decls HelloOps.td >> HelloOps.decls.h.inc 生成声明
• -gen-op-defs，$MLIR_TBLGEN -gen-op-defs HelloOps.td >> HelloOps.defs.cpp.inc 生成定义

本期结语

本文对 MLIR 体系中的 ODS 开发流程进行了小结。通过自定义的 .td 文件声明式的语法可以在新的 Dialect 中便捷的定义新的 Op。我们下期继续。

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