add lod tensor interface design

paddle/framework/tensor_as_interface_design.md

@@ -0,0 +1,88 @@
+# LODTensor 及周边设计
+本设计尝试综合之前的讨论和目前实现的现状，提供一个简单但相对有扩展性的版本，其中有以下一些需要注意的点：
+
+- 基本设计完全按照8-11（上周五）讨论的方案，只有如下变化
+  - 由于目前只有2种tensor，难以确保将来是否有其他类似 `LOD` 角色的Tensor，因此本设计不会将 `LODTensor` 直接作为 Interface，而是将最基础的Tensor概念作为Interface
+- 目前实现的Tensor会更名为 `DenseTensor`
+- 目前的 LODTensor 会更名为 `LODDenseTensor`
+- 为了实现简单，LODDenseTensor 会继承自DenseTensor，将来可以改成组合
+- 更复杂的类型问题，将推迟到有了2个以上Tensor 类型的时候考虑
+
+## Tensor 作为Interface
+`Tensor interface` 直接对应其他平台的相同概念，但LODTensor无法； 稠密的为 DenseTensor，稀疏的为 SparseTensor。
+
+
+**为什么不用 LODTensor 作为 Interface？**
+
+- 目前只有两个 Tensor，LODTensor
+  - 如果将LODTensor作为interface，难确保将来不会出现和`LOD`类似的语义
+  - 但 `Tensor` 作为基础概念作为 interface会更合理一些
+  - **两者带来的实现代价类似**
+
+## LODDenseTensor 
+
+LODDenseTensor 会直接沿用目前的实现，即直接继承 `DenseTensor`，这里主要是为了更简单地实现 Tensor Interface规定的接口。
+
+完整跑通之后，如果有必要可以增加代码改写为组合的实现。
+
+## 现有代码迁移
+### Tensor替换为 DenseTensor
+现有所有类似以 `Tensor` 作为模板参数的操作，比如 `GetMutable<Tensor>` 全部替换为 `GetMutable<DenseTensor>`
+### LODTensor 替换为 LODDenseTensor
+### 在Variable中添加Clone接口
+
+```c++
+class Variable {
+ public:
+
+  // ...
+  template <typename T>
+  void Clone(const Variable& other) {
+    holder_.reset(new PlaceholderImpl<T>(other.Clone()));
+  }
+  // ...
+};
+```
+
+### 所有的InferShape里在最开始添加var 的Clone，以实现类型传递
+
+```c++
+T* VarClone(const Variable& var){
+  return var.Get<Tensor>()->Clone();
+}
+
+void InferShape() {
+  // ...
+  // transfer LOD if input_var is a LODDenseTensor
+  // user should be aware that each output' tensor type is the same as input
+  output_var.Clone(input_var);
+  // ...
+}
+```
+
+### 添加VarGetMutable函数支持Variable的继承关系
+
+目前只有两种 tensor，因此直接裸写 if-else 实现
+
+为了把 Tensor的实现与 Variable 解耦，另外增加一个函数
+
+```c++
+template <typename T>
+bool IsInherienceOf(const Variable& child_type_var) {
+  // several if-else
+  if (xxxx) return true;
+  return false;
+}
+
+template <typename T>
+T* VarGetMutable(Variable* var, bool enable_inherience = true) {
+  if (enable_inherience && IsInherienceOf<T>(var)) {
+    return var.Get<T>();
+  }
+  return var.GetMutable<T>();
+}
+```
+## 未来扩展
+两个维度，如果有新的tensor 类型，只需要如下两步支持
+- 继承 `Tensor interface` 实现新类型tensor
+- 在 `VarGetMutable` 中增加 if-else 支持新类型的继承关系