tilegym-adding-cutile-kernel

bởi nvidia

Thêm một toán tử kernel GPU cuTile mới vào TileGym. Bao gồm đăng ký dispatch trong ops.py, triển khai backend cuTile, xuất khẩu trong __init__.py, tạo bài kiểm tra, và…

npx skills add https://github.com/nvidia/skills --skill tilegym-adding-cutile-kernel

Adding a cuTile Kernel to TileGym

End-to-end workflow for adding a new operator (e.g., my_op) with cuTile backend.

Execution Rules

MUST follow these rules strictly:

  1. Use TodoWrite to create the checklist below BEFORE writing any code
  2. Execute steps in order — do NOT skip ahead or combine steps
  3. Mark each todo as completed after finishing, in_progress when starting
  4. If a step is not applicable (e.g., no cuTile impl), mark it completed with a note, do NOT silently skip
  5. Each step MUST result in a file write or explicit skip decision — no silent omissions

Instructions

MUST copy this checklist to TodoWrite at the start:

- [ ] Step 1: Register dispatch interface in ops.py
- [ ] Step 2: Implement cuTile backend
- [ ] Step 3: Register in __init__.py (cutile)
- [ ] Step 4: Add tests
- [ ] Step 5: Add benchmark to tests/benchmark
- [ ] Step 6: Verify (run pytest + lint)

Step 1: Register dispatch interface

File: src/tilegym/ops/ops.py

Add a @dispatch function — this is the single entry point for all backends.

@dispatch(
    "my_op",
)
def my_op(
    input: torch.Tensor,
    out: Optional[torch.Tensor] = None,
    **kwargs: Any,
):
    """
    Description of my_op.

    Args:
        input: Input tensor
        out: Optional preallocated output tensor
        **kwargs: Additional arguments for backend-specific configurations

    Returns:
        torch.Tensor
    """
    raise NotImplementedError(f"my_op is not implemented for {get_current_backend()}")

Key rules:

  • Function body only raises NotImplementedError
  • Include **kwargs for backend-specific parameters

Reference: See existing ops in src/tilegym/ops/ops.py (e.g., silu_and_mul, softmax)

Step 2: Implement cuTile backend

File: src/tilegym/ops/cutile/my_op.py

The file structure follows this template:

import torch
import cuda.tile as ct

from tilegym.backend import register_impl


@ct.kernel
def my_op_kernel_ct(x, output, n_elements: ct.Constant[int], BLOCK_SIZE: ct.Constant[int]):
    bid = ct.bid(0)
    indices = bid * BLOCK_SIZE + ct.arange(0, BLOCK_SIZE)
    x_val = ct.gather(x, indices)
    # ... compute ...
    ct.scatter(output, indices, result)


@register_impl("my_op", backend="cutile")
def my_op(input: torch.Tensor, out: torch.Tensor = None, **kwargs) -> torch.Tensor:
    n = input.numel()
    if out is None:
        out = torch.empty_like(input)
    grid = ((n + 1023) // 1024,)
    ct.launch(stream, grid, kernel, (some args, ...))
    return out

Reference: src/tilegym/ops/cutile/silu_and_mul.py

Step 3: Register in __init__.py (CRITICAL)

Missing this step means the cuTile backend implementation never gets loaded.

File: src/tilegym/ops/cutile/__init__.py

Add inside if is_backend_available("cutile"): block (alphabetically):

from . import my_op

And in the function import section:

from .my_op import my_op

And add "my_op" to __all__.

Step 4: Add tests

File: tests/ops/test_my_op.py

CRITICAL: Always import from tilegym.ops, NEVER from tilegym.ops.cutile.my_op.

import pytest
import torch

from tilegym.backend import is_backend_available, set_backend
from .. import common

_backends = ["cutile"]


class Test_MY_OP(common.PyTestCase):
    @staticmethod
    def reference(input):
        """Reference implementation using PyTorch."""
        return torch.some_reference(input)

    @pytest.mark.parametrize("shape, dtype", [
        ((1024,), torch.float16),
        ((1024, 512), torch.float32),
        ((64, 64, 64), torch.bfloat16),
    ])
    @pytest.mark.parametrize("backend", _backends)
    def test_op(self, shape, dtype, backend, arch):
        if backend == "cutile" and not is_backend_available("cutile"):
            pytest.skip("Cutile backend not available")
        try:
            set_backend(backend)
        except Exception as e:
            pytest.skip(f"Backend is not supported: {e}")

        self.setUp()

        from tilegym.ops import my_op

        A = torch.randn(*shape, dtype=dtype, device="cuda")
        self.assertCorrectness(
            my_op, self.reference, {"input": A},
            atol=1e-3, rtol=1e-3,
        )

Key patterns:

  • _backends = ["cutile"]
  • test_op: use set_backend(backend) with try-except, call self.setUp()

Reference: tests/ops/test_silu_and_mul.py

Below is the common errors.

1. Missing _backends list (inside class)
2. test_op / test_op_xxx — missing @pytest.mark.parametrize("backend", _backends), backend parameter, and tilegym.is_backend_available / tilegym.set_backend pattern

Step 5: Add benchmark to tests/benchmark

File: tests/benchmark/bench_my_op.py

Key rules from benchmark_rules.md:

  • Call the op via tilegym.ops.my_op(a, b, ..., backend=backend) — do not use set_backend.
  • Define ALL_BACKENDS (include at least cutile and torch), filter with get_supported_backends().
  • Implement reference_my_op(...) and register it: register_impl("my_op", "torch")(reference_my_op).
  • Use create_benchmark_config() to build triton.testing.Benchmark configs (e.g. by shape/dtype).
  • Use @triton.testing.perf_report([...]) on bench_my_op(...); inside the bench function: correctness check with torch.testing.assert_close(fn(), ref(), ...), then ms = triton.testing.do_bench(fn) (or do_bench_cudagraph), compute GB/s or TFLOPS, and return the metric.
  • Entry point: if __name__ == "__main__": bench_my_op.run(print_data=True).

Template structure:

import torch
import triton
import triton.testing

import tilegym
from tilegym.backend import is_backend_available, register_impl

ALL_BACKENDS = [
    ("cutile", "cuTile", ("orange", "-")) if is_backend_available("cutile") else None,
    ("torch", "PyTorch", ("green", "-")),
]

def get_supported_backends():
    return [p for p in ALL_BACKENDS if p is not None]

def reference_my_op(input: torch.Tensor, out: torch.Tensor = None, **kwargs):
    """Reference implementation using PyTorch."""
    ...

register_impl("my_op", "torch")(reference_my_op)

def create_benchmark_config(datatype, ...):
    available_backends = get_supported_backends()
    if not available_backends:
        return None
    backends, names, styles = zip(*available_backends)
    return triton.testing.Benchmark(
        x_names=["M"],  # or other dimension names
        x_vals=[...],
        line_arg="backend",
        line_vals=list(backends),
        line_names=list(names),
        styles=list(styles),
        ylabel="GB/s",  # or TFLOPS
        plot_name="my-op-...",
        args={"datatype": datatype, ...},
    )

@triton.testing.perf_report([
    create_benchmark_config(datatype, ...)
    for datatype in [torch.float16, torch.float32]
    for ... in [...]
])
def bench_my_op(M, backend, datatype, ..., device="cuda"):
    x = torch.randn(..., dtype=datatype, device=device)

    fn = lambda: tilegym.ops.my_op(x, backend=backend)
    ref = lambda: reference_my_op(x)
    torch.testing.assert_close(fn(), ref(), rtol=1e-2, atol=1e-2)

    ms = triton.testing.do_bench(fn)  # or do_bench_cudagraph(fn)
    # Compute metric (e.g. GB/s or TFLOPS) from ms and problem size
    return metric

if __name__ == "__main__":
    bench_my_op.run(print_data=True)

Benchmark Plot Names: Must include -TFLOPS or -GBps suffix

  • Example: plot_name=f"persistent-layer-norm-M{num_rows}-{dtype_name}-GBps"

Step 6: Verify

# Run tests
pytest tests/ops/test_my_op.py -v

# Run benchmark (optional)
python tests/benchmark/bench_my_op.py

# Lint
pre-commit run -a

Thêm skills từ nvidia

compileiq-debug
nvidia
Sử dụng khi có điều gì đó không ổn: Search() bị treo, tất cả các đánh giá đều trả về INVALID_SCORE, điểm số không cải thiện, mọi cấu hình đều trả về cùng một số, lỗi ptxas…
create-github-pr
nvidia
Tạo pull request GitHub bằng cách sử dụng gh CLI. Sử dụng khi người dùng muốn tạo PR mới, gửi mã để xem xét, hoặc mở pull request. Từ khóa kích hoạt -…
nemoclaw-maintainer-cross-issue-sweep
nvidia
Quét các vấn đề đang mở khác để tìm những vấn đề mà một PR nhất định có thể sửa hoặc vô tình làm hỏng. Đưa ra các cơ hội sửa lỗi liền kề và rủi ro mâu thuẫn với file:dòng…
fhir-basics
nvidia
Dạy các tác nhân cách hoạt động của API FHIR R4, những tài nguyên có sẵn, cách truy vấn chúng với tham số tìm kiếm, và cách phân tích chính xác tất cả các định dạng phản hồi…
compileiq-validate-result
nvidia
Sử dụng SAU KHI tìm kiếm hoàn tất và TRƯỚC KHI yêu cầu tăng tốc hoặc gửi ACF. Tải tệp CSV dump_results, trích xuất các ứng viên top-K (đơn mục tiêu)…
changelog-audit
nvidia
Kiểm tra Warp CHANGELOG.md trước khi phát hành: khôi phục các mục bị mất, sắp xếp theo tác động người dùng, tinh chỉnh ngôn ngữ mục, xuống dòng và (chế độ nhánh phát hành) so sánh bump…
maintain-dynamic-plugins
nvidia
Duy trì các bộ nạp plugin động NeMo Relay, tệp kê khai, SDK gốc Rust, giao thức worker gRPC, SDK worker Python, tài liệu, kiểm thử và phạm vi quy trình phát hành
dgx-diagnose
nvidia
Chẩn đoán các sự cố thường gặp của DGX Station GB300 — lỗi CUDA, nhắm sai GPU, lỗi container vLLM/SGLang, vấn đề trạng thái MIG, lỗi NVLink/Fabric Manager,…