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`SPIR-?`

……？？目标？？转变？？翻译…？

SPIR-？是一个研究项目，旨在探索源自 SPIR-V 的面向着色器的 IR 设计，并围绕此类 IR 生成一个框架，以促进高级编译管道，超出现有 SPIR-V 工具允许的范围。

Rust-GPU 项目中出现了这样的需求，该项目需要各种合法化过程才能将在无类型内存上运行的通用（Rust ¹ ）代码转换为 GPU 友好的直接数据流。
我们的目标是用SPIR-? 取代现有的 Rust-GPU SPIR-V 合法化通行证。等价物 - 但更重要的是， SPIR -？应该允许编写更强大的合法化/优化通道，这对于直接 SPIR-V 操作来说是深不可测的² 。

_{¹ Rust 的需求并不独特，更多语言（或 IR）最终可以使用这样的框架，但最初的设计和实现工作主要集中在 Rust-GPU}

_{²并非完全不可能，但需要过多的开发/维护成本，必须不断平衡正确性和权力（更保守的通行证更容易信任）等。}

免责声明

本项目与 Khronos Group Inc. 或其任何子公司或关联公司不隶属、关联、授权、认可或以任何方式正式关联。 Khronos Group Inc. 的官方网站位于 https://www.khronos.org。
SPIR、SPIR-V 名称以及相关名称、标记、徽章和图像是其各自所有者的商标。

_{附加背景：该项目的名称是 SPIR-V 的双关语，与 SPIR（旧的 IR 标准）完全无关。}

地位

？该项目正在积极设计和开发中，许多细节可以而且将会改变？

如果您有兴趣使用SPIR-？对于您自己，您可能想首先查看问题跟踪器中的相关问题，甚至打开描述您的用例的新问题。
由于最初的重点是 Rust-GPU 的用例，各种（本来是理想的）功能/API/文档可能会缺乏或快速变化 - 同时，围绕扩大SPIR-?的范围和可用性进行讨论。从长远来看，仍然受到欢迎。

非目标（至少在短期内）

支持 SPIR-V 的（“OpenCL”） Kernel方言
- 与Shader SPIR-V 相比， Kernel SPIR-V 更接近 LLVM IR，因此围绕 LLVM 的此类工具更有可能更适合
可解析的文本语法
- 即漂亮的打印机输出纯粹是可视化的

目前已设计并实施

红外数据类型：

允许对任何无法识别的操作码使用近乎任意的 SPIR-V 指令
- ID 被替换为 interned/“实体”句柄（见下文）
实习属性（装饰和类似）、类型和常量
- 即自动重复数据删除，高效索引，并且没有“定义”的概念（仅使用驻留句柄可以导致模块被视为包含特定类型/常量）
“实体”系统，例如模块中的定义、函数中的指令等。
- 不允许迭代，支持/强制使用高效索引
受 RVSDG 启发的结构化控制流“区域”，比 SPIR-V 更严格（有关更多详细信息，请参阅ControlRegionDef的文档）

框架实用程序：

visit / transform ：不可变/可变 IR 遍历
print ：具有（样式和超链接）HTML 输出的漂亮打印机

通行证（往返于 SPIR-？） ：

spv::lower ：从 SPIR-V 中“降低”，标准化掉许多不相关的细节
- 一些相关细节有损（这些都是错误，尽管许多是非语义的，所以优先级较低）
spv::lift ：“提升”回到 SPIR-V，在必要时做出任意选择
- 与从 SPIR-V 生成 GLSL 语法相当，仅低一级
cfg::Structurizer ：（重新）结构化，从任意控制流到更严格的结构化“区域”
passes::link ：将导入映射（链接）到相关导出

简单示例（具有重要的控制流）

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;
}}}

SPIR-？

^{#[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（着色器）IR 景观概述

（以及SPIR-如何融入其中的愿景）

这里的区别在于：

交换 IR （许多工具可用于互操作的标准）
- SPIR-V 非常适合作为这样一个标准（在 GPU 空间之外，wasm 也是一个很好的例子）
- 他们只需要编码正确的概念，而不是偏离工具理解的太远，但设计工作通常围绕“序列化”格式
编译器 IR （编译器的非标准实现细节）
- LLVM 相当有名，但 Mesa 的 NIR 更接近SPIR-？ （两者都是面向着色器的，并且具有类似的专门选择，例如处理控制流）
- 这些必须很好地处理合法化/优化过程，并且通常需要处理大量即时转换 - 因为它们的主要目的是加快此类操作
- 这就是SPIR-？作为 SPIR-V 的一种“相对”/方言，但做出了有利于“编译器内”使用的权衡