【PIR】Support visulization with GraphViz for pir Program #55599
Description
一、任务背景
飞桨近期在重构底层的中间表示（下称：IR），替换原来的 ProgramDesc 为新的 MLIR。具体技术设计详见：IR Dialect。
二、任务描述（难度：中）
此项目处于高效迭代期，为了加速开发者们对模型、子图级别下新 IR 表示的熟悉，降低功能开发中的调试成本，希望能够给 IR Dialect 添加「可视化」功能，接口形态如下：
// 详见 test/cpp/ir/core/ir_program_test.cc
#include "paddle/ir/core/program.h"
TEST(program_test, program) {
ir::IrContext *ctx = ir::IrContext::Instance();
ir::Program program(ctx);
// ... (省略了 Program 生成过程)
program.Visualize(); // <----- 核心接口
}三、思路引导
Visualize() 接口能够输出一个 string 供终端打印调试，其内容可以遵循 GraphViz 的 Dot Language 协议，可以借鉴 CINN 中 dot_lang.cc 中的实现。
其输出范式为（CINN中的一个简单样例）：
digraph G {
subgraph cluster_125 {
label="group_125(size=3)"
color="grey"
style="filled"
fillcolor="#FFFFF0"
node_715[label="eager_in_tmp_8\n[128x1x1x128]\nfloat16" color="#FFDC85" style="filled"]
node_718[label="var_1559\n[128x12x128x128]\nfloat16" color="#FFDC85" style="filled"]
node_719[label="var_1561\n[128x12x128x128]\nfloat16" color="#FFDC85" style="filled"]
node_716[label="var_4003\n[128x12x128x128]\nfloat16" color="#FFDC85" style="filled"]
node_717[label="elementwise_add_515" shape="Mrecord" color="#8EABFF" style="filled"]
node_720[label="cast_516" shape="Mrecord" color="#8EABFF" style="filled"]
node_721[label="var_1563\n[128x12x128x128]\nfloat32" color="#FFDC85" style="filled"]
node_714[label="broadcast_to_514" shape="Mrecord" color="#8EABFF" style="filled"]
}
node_722[label="cublas_matmul_513" shape="Mrecord" color="#ff7f00" style="filled"]
node_724[label="reduce_max_517" shape="Mrecord" color="#ff7f00" style="filled"]
node_723[label="subtract_518" shape="Mrecord" color="#ff7f00" style="filled"]
node_715->node_714
node_714->node_716
node_718->node_717
node_716->node_717
node_717->node_719
node_719->node_720
node_720->node_721
node_722->node_718
node_721->node_723
node_721->node_724
} // end G借助 VScode 的 DOT Preview 插件可以进行便捷化的可视化，即下图：
四、一些Tips
4.1 图语义
CINN 中的 Visualize 接口是基于 Graph 来做的。飞桨的新一代 IR 里的 ir::Program 本身借助了 OpOprand 和 OpResult 连接关系表达了 Graph 的语义，所以可以直接借助 ir::Program来实现（详见 OpOperandImpl实现）
下图表示算子A的第一个输出被算子C和算子B用作第一个输入。
4.2 子图可视化
此功能支持可以分为两期。第一期可以不考虑控制流、多Region的场景，聚焦单Block即可。控制流和多Region属于「子图可视化」。