在有了类型存储层StructTypeStorage后，编译器中还必须有具体的操作（Operations，简称 Ops）来创建和访问这个结构体。

在 MLIR Toy Tutorial 中，针对!toy.struct自定义类型，精心设计了两个互补的核心算子：toy.struct_constant和toy.struct_access。它们在计算图中分别扮演着“生产者”与“消费者”的角色。

1.toy.struct_constant—— 结构体的“生产者”

在编译器中，当用户在代码里写下类似于var a = [[1, 2], [3, 4]]（假设这是一个结构体字面量）时，编译器需要在一个算子中把这些常量值打包封装起来。toy.struct_constant就是干这个活的。

📌 IR 展现形式

它在 MLIR 文本文件中长这样：

%0 = "toy.struct_constant"() { value = [dense<[1.0, 2.0]> : tensor<2xf64>, dense<3.0> : tensor<1xf64>] } : () -> !toy.struct<tensor<2xf64>, tensor<1xf64>>

• 输入：它不需要运行时输入参数（括号内为空()）。
• 属性（Attributes）：它携带了一个编译器静态已知的属性value，里面是一个数组，包含两个具体的稠密张量常量（dense<...>）。
• 输出类型：返回一个完整的、带有具体成员类型签名的!toy.struct。

🛠️ TableGen (ODS) 定义

在Ops.td中，它的定义重点在于约束它的value属性和返回值类型：

def StructConstantOp : Toy_Op<"struct_constant", [Pure]> { let summary = "结构体常量生成算子"; // 关键属性：存储具体数据的 ArrayAttr let arguments = (ins ArrayAttr:$value); // 关键输出：输出必须是一个 Toy 结构体类型 let results = (outs Toy_StructType:$output); }

2.toy.struct_access—— 结构体的“消费者”

有了结构体，程序总得去读里面的数据。toy.struct_access类似于 C 语言中的点运算符（如my_struct.member），专门用来根据索引（Index）提取结构体中的某个特定数组成员。

📌 IR 展现形式

// 语义：从刚才生成的结构体 %0 中，提取索引为 0 的那个成员 %1 = "toy.struct_access"(%0) { index = 0 : i64 } : (!toy.struct<tensor<2xf64>, tensor<1xf64>>) -> tensor<2xf64>

• 输入：接收一个已经生成的!toy.struct变量。
• 属性（Attributes）：携带一个静态的整数属性index，表明我们要拿第几个成员（从 0 开始计数）。
• 输出类型：它的输出类型（这里是tensor<2xf64>）必须严格等于该结构体中对应索引位置的那个类型。如果类型对不上，MLIR 的验证器（Verifier）就会报错。

🛠️ TableGen (ODS) 定义

def StructAccessOp : Toy_Op<"struct_access", [Pure]> { let summary = "结构体成员访问算子"; // 输入：一个结构体对象 + 一个静态的索引值 let arguments = (ins Toy_StructType:$input, I64Attr:$index); // 输出：解包后的任意 MLIR 类型（通常是底层 tensor） let results = (outs AnyType:$output); // 必须声明自定义的验证逻辑 let hasVerifier = 1; }

3. 核心硬核点：struct_access的 C++ 验证器（Verifier）

由于 MLIR 强调强类型安全，你不能随意去 access 一个不存在的索引，或者宣称拿出来的类型与结构体内部存的类型不一致。因此，博客在介绍struct_access时，一定会重点贴出它的 C++verify()函数实现：

LogicalResultStructAccessOp::verify(){// 1. 获取输入结构体的类型指针autostructType=llvm::cast<StructType>(getInput().getType());// 2. 获取你想要访问的 index 值uint64_tindex=getIndex();// 3. 安全检查：索引不能越界if(index>=structType.getElementTypes().size())returnemitOpError()<<"访问越界！结构体只有 "<<structType.getElementTypes().size()<<" 个成员";// 4. 类型强一致性检查：算子声明的输出类型 必须等于 结构体该位置的真实类型Type expectedType=structType.getElementTypes()[index];if(getOutput().getType()!=expectedType)returnemitOpError()<<"类型不匹配！期望获得 "<<expectedType<<"，但算子输出声明为了 "<<getOutput().getType();returnsuccess();}

4. 它们在 Lowering（阶段性降低）时去哪了？

当编译器把代码向下推进到LLVM Dialect（底层中间表示）准备对接libc或生成汇编时，这两个高层算子会发生巨大的蜕变：

• toy.struct_constant：在高级抽象中它是一体化的。降低到低层时，它会被完全解构（Flatten）。编译器会分别为内部的每一个 Tensor 常量生成底层的llvm.mlir.global全局静态内存，并生成一个llvm.struct把这些内存描述符指针打包装进去。
• toy.struct_access：会被直接映射并降低为 LLVM Dialect 的llvm.extractvalue指令。该指令在硬件物理层面非常高效，它直接通过相对结构体基地址的偏移量（Offset），一条指令把目标成员的内存指针给抠出来。

💡 总结

struct_constant和struct_access是高级语言复合类型在编译器中间表示（IR）里的具体体现。一个负责把离散的数据包起来，一个负责按图索骥把数据掏出来。有了它们，MLIR 才能在高级图层面上完成复杂的结构体数据流分析与优化，并在最后一刻安全地交付给底层的llvm.struct和硬件寄存器。