GPU プログラミング

このリポジトリの現在のスナップショットには、2つの GPU compiler パスがあります。

souc-linux-x86_64（既定の self-hosted artifact）: GPU 構文をコンパイルし、 serial CPU fallback を実行し、kretikos に定義済み PTX/CUBIN artifact template を構築させます。
souc-linux-x86_64-gpu（GPU 向け artifact）: build --backend gpu による、より広い PTX 出力に対応した別バイナリです。

Self-hosted GPU パス（CPU fallback + artifact template）

既定のコンパイラ（bin/souc または bin/souc-linux-x86_64）は GPU kernel 構文を受け付け、決定論的な serial CPU fallback を実行します。Kretikos CLI はそのコンパイラを使って小さな in-tree emitter driver を構築し、定義済みの GPU artifact template を書き出します:

# 定義済み PTX template を出力する（self-hosted、GPU 不要）
kretikos emit-ptx vec_add     -o /tmp/kernel.ptx
kretikos emit-ptx vec_sub     -o /tmp/kernel.ptx
kretikos emit-ptx vec_mul     -o /tmp/kernel.ptx
kretikos emit-ptx vec_div     -o /tmp/kernel.ptx
kretikos emit-ptx vec_add_f64 -o /tmp/kernel.ptx
kretikos emit-ptx fma         -o /tmp/kernel.ptx
kretikos emit-ptx fma_f64     -o /tmp/kernel.ptx
kretikos emit-ptx store_u32_const -o /tmp/kernel.ptx

# 定義済み Metal/MSL template を出力する（self-hosted、macOS 不要）
kretikos emit-metal vec_add          -o /tmp/kernel.metal
kretikos emit-metal ossm_oct_step    -o /tmp/kernel.metal
kretikos emit-metal sedenion_cd_step -o /tmp/kernel.metal

# 定義済み CUBIN template を出力する
kretikos emit-cubin exit_only -o /tmp/kernel.cubin
kretikos emit-cubin store_u32_const -o /tmp/kernel.cubin
kretikos emit-cubin vec_add_f32 -o /tmp/kernel.cubin
kretikos emit-cubin epistemic_dual_f32 -o /tmp/kernel.cubin

# 構造化された artifact bundle（PTX、CUBIN、ハッシュ、境界）を出力する
kretikos bundle -o /tmp/kretikos-bundle

# 任意で assembler/disassembler と CUDA Driver API の証拠を記録する
kretikos bundle -o /tmp/kretikos-validated-bundle --validate-toolchain --validate-runtime

この時点で確認できる事実:

self-hosted compiler は kernel fn、with GPU、GPU.launch、GPU.sync をコンパイルします。
CPU fallback は決定論的な thread/block ID でカーネルを直列実行します。
kretikos CLI wrapper は、in-tree の Sounio コードから定義済みの PTX テキストと NVIDIA CUDA ELF/CUBIN バイトの template を出力します。
kretikos bundle コマンドは、artifact ハッシュ、構造チェック、任意の ptxas/nvdisasm と CUDA Driver API 検証、明示的な non-claims を含む機械可読の sounio.kretikos.bundle.v1 manifest を書き出します。
このパスは、まだ任意のユーザー kernel ソースを PTX/CUBIN に lowering しません。
ツールチェイン/ランタイム検証は、kretikos が選択した定義済みの PTX/CUBIN template にのみ適用され、任意のユーザーが書いた kernel を検証するものではありません。

GPU artifact パス（より広い PTX 出力）

チェックイン済み GPU artifact は、より広いパターンサポートを持つ別バイナリです:

export SOUC_GPU_BIN="$(pwd)/artifacts/omega/souc-bin/souc-linux-x86_64-gpu"
export SOUNIO_STDLIB_PATH="$(pwd)/stdlib"

"$SOUC_GPU_BIN" info
"$SOUC_GPU_BIN" check examples/gpu.sio
"$SOUC_GPU_BIN" check tests/run-pass/gpu_launch_surface.sio
"$SOUC_GPU_BIN" build examples/kernel_matmul.sio --backend gpu -o /tmp/kernel_matmul.ptx

公開 surface とソースツリー surface

チェックイン済みの公開 GPU artifact が現在受理するもの:

kernel fn
with GPU
perform GPU.launch(...)
perform GPU.sync()
build --backend gpu による PTX 出力

self-hosted compiler（bin/souc）も同じ構文を受理し、さらに次を扱います:

kretikos emit-ptx による定義済み PTX template
kretikos emit-cubin による定義済み CUBIN template
kretikos bundle による構造化された PTX/CUBIN artifact bundle
kretikos bundle --require-toolchain と kretikos bundle --require-runtime によるオプションの fail-closed ツールチェイン/ランタイムチェック

チェックイン済みの公開 GPU artifact は、過去のスケッチに由来する古い gpu.* intrinsic 名前空間をまだ解決しません:

gpu.thread_id.*
gpu.block_id.*
gpu.block_dim.*
gpu.alloc<T>(...)

これらの名前は実装上の物語としては今も重要ですが、まだ推奨される公開構文ではありません。

Backend の証拠

強い証拠は artifacts/omega/ にあります:

gpu_codegen_parity.v1.json
gpu_binary_attestation.v1.json
gpu_runtime_attest_gate.v1.json
gpu_public_contract.v1.json

現在 attested な compute lanes:

CUDA: cuda-sm80
ROCm: rocm-gfx942

より大きな GPU 実装がある場所

self-hosted/gpu/ には PTX、SPIR-V、Metal、runtime、tensor、tuning に関する作業が含まれています。
docs/features/GPU_RUNTIME.md は、現在の contract に関するリポジトリネイティブの説明です。
self-hosted ツリーには内部の gpu-emit パスも残っていますが、チェックイン済みの公開 CLI パスは build --backend gpu です。