[Bug] PTODSL 可变变量会导致 SSA 值跨物理 Section 泄漏【阻塞】

[erhsh]

Component

Python bindings (python/)

Description

PTODSL 当前使用同一个 Python 可变变量环境，依次追踪相邻的
pto.section("cube") 和 pto.section("vector")。

当一个 Python 变量在某个物理 Section 内被重新赋值后，该变量可能会指向
这个 Section 内部定义的 SSA 值。后续追踪相邻 Section 时，可能错误地继续
使用这个 SSA 值。

这违反了物理 Section 之间的隔离要求。Cube 和 Vector Section 最终会被
拆分为不同的物理 Kernel，因此一个 Section 内定义的 SSA 值不能被另一个
Section 引用。

该问题主要在 mixed Cube/Vector Kernel（mixed=true）中暴露，因为其中的
Cube 和 Vector Section 会被拆分为不同的物理区域或函数。在普通的单 Section
Kernel 中，代码位于同一个顺序执行区域，正常的 SSA 支配关系可能会掩盖这个问题。

期望的 Section 语义如下：

• 函数根作用域定义的值可以作为入口值被任意物理 Section 使用。
• 在某个 Section 内对 Python 可变变量的重新赋值，只能影响该 Section。
• 在物理 Section 内定义的值不能逃逸到相邻 Section 或函数根作用域。
• 非法的跨 Section SSA 引用应在 Split CV 之前被明确诊断，而不是生成错误的
  物理 Kernel。

建议采用多层防护方案：

1. PTODSL AST rewrite 将 pto.section() 视为独立的变量作用域边界。
2. 每个物理 Section 使用函数根作用域提供的入口值独立追踪，而不是继承前一个
   Section 追踪结束后的 Python 可变状态。
3. PTODSL tracing 检查 Section 内定义的 surface value 是否发生逃逸，包括关闭
   AST rewrite 的情况。
4. PTOAS Split CV pass 增加跨 Section SSA 校验，同时覆盖 operation result 和
   block argument。

Reproduction (minimal)

from ptodsl import pto


@pto.jit(target="a5", mode="explicit")
def section_scope_repro():
    event_id = pto.const(1, dtype=pto.i32)
    one = pto.const(1, dtype=pto.i32)

    with pto.section("cube"):
        event_id = event_id + one
        pto.wait_flag("S", "MTE2", event_id=event_id)

    with pto.section("vector"):
        # 这里应该使用根作用域的入口值 1，
        # 而不是 Cube Section 内定义的值 2。
        pto.wait_flag("MTE2", "S", event_id=event_id)


print(section_scope_repro.compile().mlir_text())



python section_scope_repro.py


问题 IR 在语义上相当于：


%root = ... : i32
pto.section.cube {
  %cube_value = arith.addi %root, %root : i32
  // ...
}
pto.section.vector {
  // 非法：%cube_value 定义在相邻的 Cube Section 中。
  "some.op"(%cube_value) : (i32) -> ()
}

Expected behavior

每个物理 Section 都应从函数根作用域的入口状态开始执行。

在上述示例中，Cube Section 可以在自身内部生成并使用 event_id = 2，但
Vector Section 应独立使用根作用域定义的 event_id = 1。

如果代码直接在另一个物理 Section 或函数根作用域中使用某个 Section 内定义的
SSA 值，应在编译期间给出清晰的错误诊断。

Actual behavior / error logs

追踪 Cube Section 时，对 event_id 的重新赋值修改了共享的 Python 变量环境。
随后追踪 Vector Section 时，event_id 仍然指向 Cube Section 内生成的 SSA 值。

PTODSL 没有阻止该值逃逸，因此跨 Section 的 SSA 引用能够进入 Split CV
转换。Section 被拆分后，对应 SSA 值并没有定义在生成的物理 Kernel 中，从而
产生非法 IR 或错误的生成代码。

Git commit

9d0d6a5

Host platform

Linux (x86_64)

Target Ascend arch (if relevant)

a5

PTOAS build level (if relevant)

None

关联ISSUE & PR

此问题发现基于PR #1041
关联ISSUE #1076

[LLMZhangYC]

补充场景：AST rewrite 为 mixed physical section 内的 Python for 生成跨 sibling region 的 iter_args

在将 TileLang TIR 循环统一生成为 native Python for ... in range(...)，并应用针对
ast.With 活跃性分析的局部修复后，普通 Vector 算子可以继续完成 AST rewrite，
但 mixed Cube/Vector kernel 会在 PTODSL 生成模块的 MLIR verifier 阶段失败。

该场景与 #1096、#1097 的错误表现不同：

• 不会误报 inner induction variable 在循环外使用；
• 不会因为 section/vecscope 内部局部变量被错误提升为 carry 而触发
  UnboundLocalError；
• AST rewrite 能够完成，但生成的 scf.for 使用了定义在 sibling physical
  section/region 中的值作为 iter_args 初值，最终违反 MLIR dominance。

实际场景

TileLang mixed GEMM：

gemm(
    2048,
    256,
    2048,
    dtype="bfloat16",
    out_dtype="float32",
    MIXED=True,
)

TileLang 生成的 PTODSL 包含相邻的 Cube/Vector physical section，并在 section
内部使用 native Python runtime loops。PTODSL 将相关循环改写为带 carry 的
scf.for 后，生成了类似以下非法 IR：

%11:2 = "scf.for"(%8, %9, %10, %89#0, %89#1) ({
  ^bb0(%arg3: index, %arg4: i32, %arg5: i32):
    ...
    "scf.yield"(%25#0, %30) : (i32, i32) -> ()
}) : (index, index, index, i32, i32) -> (i32, i32)

Verifier 报错：

error: unknown: operand #3 does not dominate this use
note: operand defined here (op is neither in a parent nor in a child region)

其中 %89#0、%89#1 并不是当前 scf.for 所在 physical section 的合法入口
值，而是来自另一个 sibling region 的 SSA result。

预期行为

AST rewrite 和 tracing 应将每个 physical section 视为独立的 SSA/变量作用域：

1. 每个 Cube/Vector section 从函数根作用域的入口快照开始；
2. section 内的 Python 变量重绑定只能影响当前 section；
3. native Python for 的 carry 初值只能来自函数根作用域或当前 section 内支配
   scf.for 的定义；
4. sibling section 内产生的值不得成为 scf.for iter_args、分支 merge value，
   也不得被其他 section 直接使用；
5. 若作者确实写出了跨 physical section 的值依赖，应在 PTODSL AST rewrite/tracing
   阶段给出明确诊断，而不是生成非法 MLIR 后由 verifier 报 dominance error。

建议回归测试

• Cube section 在前、Vector section 在后；
• Vector section 在前、Cube section 在后；
• 两个 section 使用同一个 root scalar 入口值，并分别在 section 内重绑定；
• section 内包含 native Python for，循环有 scalar carry；
• section 内包含 native Python for + native Python if，分支更新 carry；
• 验证生成的 scf.for iter_args 均由当前 region 的支配定义初始化；
• ast_rewrite=True/False 下都应阻止 section-local SSA value 逃逸。

关联项

• [Bug] PTODSL 可变变量会导致 SSA 值跨物理 Section 泄漏【阻塞】 #1095：physical section 之间的 Python 可变变量/SSA 泄漏，本场景属于其 loop-carry 表现；
• [Feature] PTODSL 缺少用于显式 Mixed Kernel 的公共 Cube/Vector Section 接口 【阻塞】 #1076：正式的 Cube/Vector section 公共 PTODSL API；
• [Bug][阻塞] PTODSL's AST rewrite incorrectly reports an inner loop variable as used outside the loop #1096：for -> with -> for 的 induction-variable live-out 误判；
• [Bug][阻塞] PTODSL's for loop incorrectly carries variables initialized inside pto.vecscope() #1097：pto.vecscope() 内部局部变量被错误提升为外层循环 carry。