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title: Layout简介
description: "Layout<Shape, Stride>数据结构是描述多维张量内存布局的基础模板类，通过编译时的形状（Shape）和步长（Stride）信息，实现逻辑坐标空间到一维内存地址空间的映射，为复杂张量操作和硬件优化提供基础支持。借助模板元编程技术，该类在编译时完成计算和代码生成，从而降低运行时开销。"
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# Layout简介

Layout<Shape, Stride>数据结构是描述多维张量内存布局的基础模板类，通过编译时的形状（Shape）和步长（Stride）信息，实现逻辑坐标空间到一维内存地址空间的映射，为复杂张量操作和硬件优化提供基础支持。借助模板元编程技术，该类在编译时完成计算和代码生成，从而降低运行时开销。

Layout包含两个核心组成部分：

- Shape：定义数据的逻辑形状，例如二维矩阵的行数和列数或多维张量的各维度大小。
- Stride：定义各维度在内存中的步长，即同维度相邻元素在内存中的间隔，间隔的单位为元素，与Shape的维度信息一一对应。

例如，一个二维矩阵的Shape为(4, 2)，Stride为(4, 1)，表示：

- 矩阵有4行、2列。
- 列方向上的步长为1，即每行中相邻元素在内存中的间隔为1个元素；行方向上的步长为4，即相邻行的起始地址间隔为4个元素。

表1中给出了一维内存地址空间视图，表2中给出了该二维矩阵的逻辑视图。


**表1 线性地址视图**

| 地址 | 0 | 1 | 2、3 | 4 | 5 | 6、7 | 8 | 9 | 10、11 | 12 | 13 |
| --- | --- | --- | --- | --- | --- | --- | --- | --- | --- | --- | --- |
| 元素 | a00 | a01 | \- | a10 | a11 | \- | a20 | a21 | \- | a30 | a31 |


**表2 矩阵逻辑视图**

| 索引 | 列 0 | 列 1 |
| --- | --- | --- |
| 行 0 | a00 (地址 0) | a01 (地址 1) |
| 行 1 | a10 (地址 4) | a11 (地址 5) |
| 行 2 | a20 (地址 8) | a21 (地址 9) |
| 行 3 | a30 (地址 12) | a31 (地址 13) |


#### 需要包含的头文件

```
#include "kernel_operator_layout.h"
```


#### 原型定义

```
template <typename ShapeType, typename StrideType>
struct Layout : private Std::tuple<ShapeType, StrideType> {
    __aicore__ inline constexpr Layout(const ShapeType& shape  = {}, const StrideType& stride = {}) : Std::tuple<ShapeType, StrideType>(shape, stride) {}

    __aicore__ inline constexpr decltype(auto) layout() {}
    __aicore__ inline constexpr decltype(auto) layout() const {}
    
    __aicore__ inline constexpr decltype(auto) GetShape() {}   
    __aicore__ inline constexpr decltype(auto) GetShape() const {}
    
    __aicore__ inline constexpr decltype(auto) GetStride() {}    
    __aicore__ inline constexpr decltype(auto) GetStride() const {}
    
    template <typename CoordType>
    __aicore__ inline constexpr auto operator()(const CoordType& coord) const {}
}
```


#### 模板参数


**表3 模板参数说明**

| 参数名 | 描述 |
| --- | --- |
| ShapeType | Std::tuple结构类型，用于定义数据的逻辑形状，例如二维矩阵的行数和列数或多维张量的各维度大小。 |
| StrideType | Std::tuple结构类型，用于定义各维度在内存中的步长，即同维度相邻元素在内存中的间隔，间隔的单位为元素，与Shape的维度信息一一对应。 |


#### 成员函数

```
__aicore__ inline constexpr
Layout
(const ShapeType& shape  = {}, const StrideType& stride = {}) : Std::tuple<ShapeType, StrideType>(shape, stride)
__aicore__ inline constexpr decltype(auto)
layout
()
__aicore__ inline constexpr decltype(auto)
layout
() const
__aicore__ inline constexpr decltype(auto)
GetShape
()
__aicore__ inline constexpr decltype(auto)
GetShape
() const
__aicore__ inline constexpr decltype(auto)
GetStride
()
__aicore__ inline constexpr decltype(auto)
GetStride
() const
template <typename CoordType> __aicore__ inline constexpr auto operator()(const CoordType& coord) const {}
```


#### 相关接口

```
// Shape结构构造方法
template <typename... Ts>
__aicore__ inline constexpr Shape<Ts...>
MakeShape
(const Ts&... t)
// Stride结构构造方法
template <typename... Ts>
__aicore__ inline constexpr Stride<Ts...>
MakeStride
(const Ts&... t)
// Layout结构构造方法
template <typename ShapeType, typename StrideType>
__aicore__ inline constexpr auto
MakeLayout
(const ShapeType& shape, const StrideType& stride)
// is_layout原型定义
template <T>
struct
is_layout
;
```