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`SPIR-?`

⋯? ? 목표 ? ?변형? ?번역 ⋯?

스피르-? SPIR-V에서 파생된 셰이더 중심 IR 디자인을 탐색하고 기존 SPIR-V 도구가 허용하는 것 이상으로 고급 컴파일 파이프라인을 용이하게 하기 위해 그러한 IR을 중심으로 프레임워크를 생성하는 것을 목표로 하는 연구 프로젝트입니다.

이러한 필요성은 형식화되지 않은 메모리에서 작동하는 범용(Rust ¹ ) 코드를 GPU 친화적인 직접 데이터 흐름으로 전환하기 위해 다양한 합법화 패스가 필요한 Rust-GPU 프로젝트에서 발생했습니다.
우리의 목표는 기존 Rust-GPU SPIR-V 합법화 패스를 SPIR-? 등가물 - 그러나 훨씬 더 중요한 것은 SPIR-? 훨씬 더 강력한 합법화/최적화 패스를 작성할 수 있어야 하며 이는 SPIR-V를 직접 조작하기에는 ^불가능 합니다.

_{¹ Rust는 여기서 요구 사항이 독특하지 않으며 결국 더 많은 언어(또는 IR)가 이러한 프레임워크를 사용할 수 있지만 초기 설계 및 구현 작업은 Rust-GPU에 중점을 두었습니다.}

_{² 완전히 불가능하지는 않지만 과도한 개발/유지 비용이 필요하고 정확성과 성능의 균형을 지속적으로 유지해야 합니다(보다 보수적인 패스가 신뢰하기 더 쉽습니다).}

부인 성명

이 프로젝트는 Khronos Group Inc. 또는 그 자회사 또는 계열사와 제휴, 연관, 승인, 보증 또는 어떤 방식으로든 공식적으로 연결되어 있지 않습니다. 공식 Khronos Group Inc. 웹사이트는 https://www.khronos.org에서 확인할 수 있습니다.
SPIR, SPIR-V라는 이름과 관련 이름, 마크, 엠블럼, 이미지는 해당 소유자의 상표입니다.

_{추가 맥락: 이 프로젝트의 이름은 SPIR-V에 대한 말장난이며 SPIR(이전 IR 표준)과는 전혀 관련이 없습니다.}

상태

? 이 프로젝트는 적극적으로 설계 및 개발 중이므로 많은 세부 사항이 변경될 수 있고 변경될 것 입니다.

SPIR- 사용에 관심이 있으신가요? 먼저 관련 문제에 대한 문제 추적기를 살펴보고 사용 사례를 설명하는 새 항목을 열어볼 수도 있습니다.
Rust-GPU의 사용 사례에 대한 초기 초점으로 인해 다양한(그렇지 않으면 바람직한) 기능/API/문서가 부족하거나 빠르게 변화할 수 있습니다. 동시에 SPIR-? 의 범위와 유용성을 확대하는 것에 대한 논의가 진행되고 있습니다. 장기적으로는 여전히 환영합니다.

비목표(적어도 단기적으로)

SPIR-V의 ("OpenCL") Kernel 방언 지원
- Kernel SPIR-V는 Shader SPIR-V보다 LLVM IR에 훨씬 더 가깝기 때문에 LLVM 중심의 도구가 더 적합할 가능성이 높습니다.
다시 구문 분석할 수 있는 텍스트 구문
- 즉, Pretty-Printer 출력은 순전히 시각화입니다.

지금까지 설계 및 구현됨

IR 데이터 유형 :

인식할 수 없는 opcode에 대해 거의 임의적인 SPIR-V 명령 허용
- ID는 내부/"엔티티" 핸들로 대체됩니다(아래 참조).
속성(장식 및 유사), 유형 및 상수에 대한 인턴
- 즉, 자동 중복 제거, 효율적인 인덱싱 및 "정의" 개념 없음(인턴 핸들만 사용하면 모듈이 특정 유형/상수를 포함하는 것으로 간주될 수 있음)
모듈의 정의, 함수의 명령 등을 위한 "엔티티" 시스템
- 효율적인 인덱싱 사용을 선호/강제하는 반복을 허용하지 않습니다.
SPIR-V보다 엄격한 RVSDG에서 영감을 얻은 구조화된 제어 흐름 "영역"(자세한 내용은 ControlRegionDef 의 문서 참조)

프레임워크 유틸리티 :

visit / transform : 불변/변경 가능한 IR 순회
print : 스타일이 지정되고 하이퍼링크된 HTML 출력이 포함된 예쁜 프린터

패스(SPIR-?로/에서/으로) :

spv::lower : SPIR-V에서 "낮추어" 관련 없는 세부 사항을 정규화합니다.
- 일부 관련 세부 사항에 손실이 있습니다(버그이지만 많은 경우 의미가 없으므로 우선 순위가 낮습니다).
spv::lift : SPIR-V로 백업을 "리프트"하여 필요한 경우 임의로 선택합니다.
- 예를 들어 SPIR-V에서 한 수준 아래로 GLSL 구문을 생성하는 것과 비슷합니다.
cfg::Structurizer : 임의의 제어 흐름에서 더 엄격한 구조의 "영역"까지 (재)구조화
passes::link : 관련 내보내기에 가져오기 매핑(연결)

간단한 예(중요한 제어 흐름 포함)

GLSL ( for-loop.vert.glsl )

^{#version 450
out int output0;
void main() {
int o = 1 ;
for ( int i = 1 ; i < 10 ; i ++ )
o *= i;
output0 = o;
}
WGSL ( for-loop.wgsl )
^{@vertex
fn main() -> @location( 0 ) i32 {
var o : i32 = 1 ;
for (var i : i32 = 1 ; i < 10 ; i ++ ) {
o *= i;
}
return o;
}}}

스피르-?

^{#[spv.Decoration.Flat]
#[spv.Decoration.Location(Location: 0 )]
global_var GV0 in spv.StorageClass.Output: s32

func F0 () -> spv.OpTypeVoid {
loop (v0: s32 <- 1s32, v1: s32 <- 1s32) {
v2 = spv. OpSLessThan (v1, 10s32): bool
(v3: s32, v4: s32) = if v2 {
v5 = spv. OpIMul (v0, v1): s32
v6 = spv. OpIAdd (v1, 1s32): s32
(v5, v6)
} else {
(spv. OpUndef : s32, spv. OpUndef : s32)
}
(v3, v4) -> (v0, v1)
} while v2
spv. OpStore (Pointer: &GV0, Object: v0)
}}

SPIR-V ( for-loop.wgsl.spvasm )

^{%typeof_output0 = OpTypePointer Output %i32
%output0 = OpVariable %typeof_output0 Output

%typeof_main = OpTypeFunction %void
%main = OpFunction %void None %typeof_main
%entry = OpLabel
OpBranch %bb0
%bb0 = OpLabel
OpBranch %bb1
%bb1 = OpLabel
%o = OpPhi %i32 %1 _i32 %bb0 %o_next %bb5
%i = OpPhi %i32 %0 _i32 %bb0 %i_next %bb5
OpLoopMerge %bb6 %bb5 None
OpBranch %bb2
%bb2 = OpLabel
%cond = OpSLessThan %bool %i %10 _i32
OpSelectionMerge %bb4 None
OpBranchConditional %cond %bb4 %bb3
%bb3 = OpLabel
OpBranch %bb6
%bb4 = OpLabel
%o_next = OpIMul %i32 %o %i
OpBranch %bb5
%bb5 = OpLabel
%i_next = OpIAdd %i32 %i %1 _i32
OpBranch %bb1
%bb6 = OpLabel
OpStore %output0 %o
OpReturn
OpFunctionEnd}

GPU(셰이더) IR 환경 개요

(그리고 SPIR-?가 어떻게 여기에 들어맞는지에 대한 비전)

여기서 구별되는 사항은 다음과 같습니다.

Interchange IR (많은 도구가 상호 운용하는 데 사용할 수 있는 표준)
- SPIR-V는 그러한 표준으로 의도된 것이었습니다(GPU 공간 외부에서는 wasm도 좋은 예입니다).
- 도구가 이해하는 것에서 너무 멀리 벗어나지 않고 올바른 개념을 인코딩하기만 하면 되지만 디자인 노력은 종종 "직렬화" 형식을 중심으로 이루어집니다.
컴파일러 IR (컴파일러의 비표준 구현 세부 정보)
- LLVM은 꽤 잘 알려져 있지만 Mesa의 NIR은 SPIR-? 에 훨씬 더 가깝습니다. (둘 다 셰이더 지향적이며 제어 흐름 처리와 같은 유사한 특수 선택 사항이 있음)
- 이들은 합법화/최적화 과정을 매우 잘 처리 해야 하며 일반적으로 많은 즉석 변환을 처리해야 합니다. 주요 목적은 이러한 작업을 신속하게 처리 하는 것입니다.
- 여기가 SPIR-? SPIR-V의 일종의 "상대적"/방언으로 자리 잡고 있지만 "컴파일러 내"사용을 선호하여 절충안을 만듭니다.