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`SPIR-?`

……？？？？

SPIR-？是一個研究項目，旨在探索源自 SPIR-V 的面向著色器的 IR 設計，並圍繞此類 IR 生成一個框架，以促進高級編譯管道，超出現有 SPIR-V 工具允許的範圍。

Rust-GPU 專案中出現了這樣的需求，該專案需要各種合法化過程才能將在無類型記憶體上運行的通用（Rust ¹ ）程式碼轉換為 GPU 友善的直接資料流。
我們的目標是用SPIR-? 取代現有的 Rust-GPU SPIR-V 合法化通行證。等價物 - 但更重要的是， SPIR -？應該允許編寫更強大的合法化/最佳化通道，這對於直接 SPIR-V 操作來說是深不可測的² 。

_{¹ Rust 的需求並不獨特，更多語言（或 IR）最終可以使用這樣的框架，但最初的設計和實作工作主要集中在 Rust-GPU}

_{²並非完全不可能，但需要過多的開發/維護成本，必須不斷平衡正確性和權力（更保守的通行證更容易信任）等。}

免責聲明

本項目與 Khronos Group Inc. 或其任何子公司或關聯公司不隸屬、關聯、授權、認可或以任何方式正式關聯。 Khronos Group Inc. 的官方網站位於 https://www.khronos.org。
SPIR、SPIR-V 名稱以及相關名稱、標記、徽章和圖像是其各自所有者的商標。

_{附加背景：此項目的名稱是 SPIR-V 的雙關語，與 SPIR（舊的 IR 標準）完全無關。}

地位

？該項目正在積極設計和開發中，許多細節可以而且將會改變？

如果您有興趣使用SPIR-？對於您自己，您可能想先查看問題追蹤器以了解相關問題，甚至打開描述您的用例的新問題。
由於最初的重點是 Rust-GPU 的用例，各種（本來是理想的）功能/API/文件可能會缺乏或快速變化 - 同時，圍繞擴大SPIR-?的範圍和可用性進行討論。從長遠來看，仍然受到歡迎。

非目標（至少在短期內）

支援 SPIR-V 的（“OpenCL”） Kernel方言
- 與Shader SPIR-V 相比， Kernel SPIR-V 更接近 LLVM IR，因此圍繞 LLVM 的此類工具更有可能更適合
可解析的文字語法
- 即漂亮的印表機輸出純粹是可視化的

目前已設計並實施

紅外線資料類型：

允許對任何無法辨識的操作碼使用近乎任意的 SPIR-V 指令
- ID 被替換為 interned/「實體」句柄（見下文）
實習屬性（裝飾和類似）、類型和常量
- 即自動重複資料刪除，高效索引，且沒有「定義」的概念（僅使用駐留句柄可以導致模組被視為包含特定類型/常數）
「實體」系統，例如模組中的定義、函數中的指令等。
- 不允許迭代，支援/強制使用高效索引
受 RVSDG 啟發的結構化控制流“區域”，比 SPIR-V 更嚴格（有關更多詳細信息，請參閱ControlRegionDef的文檔）

框架實用程式：

visit / transform ：不可變/可變 IR 遍歷
print ：具有（樣式和超連結）HTML 輸出的漂亮印表機

通行證（往返於 SPIR-？） ：

spv::lower ：從 SPIR-V 中“降低”，標準化掉許多不相關的細節
- 一些相關細節有損（這些都是錯誤，儘管許多是非語義的，所以優先順序較低）
spv::lift ：「提升」回到 SPIR-V，在必要時做出任意選擇
- 與從 SPIR-V 產生 GLSL 語法相當，僅低一級
cfg::Structurizer ：（重新）結構化，從任意控制流到更嚴格的結構化“區域”
passes::link ：將匯入映射（連結）到相關導出

簡單範例（具有重要的控制流程）

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（著色器）IR 景觀概述

（以及SPIR-如何融入其中的願景）

這裡的差別在於：

交換 IR （許多工具可用於互通的標準）
- SPIR-V 非常適合作為這樣一個標準（在 GPU 空間之外，wasm 也是一個很好的例子）
- 他們只需要編碼正確的概念，而不是偏離工具理解的太遠，但設計工作通常以「序列化」格式為導向
編譯器 IR （編譯器的非標準實作細節）
- LLVM 相當有名，但 Mesa 的 NIR 更接近SPIR-？ （兩者都是面向著色器的，並且具有類似的專門選擇，例如處理控制流）
- 這些必須很好地處理合法化/優化過程，並且通常需要處理大量即時轉換 - 因為它們的主要目的是加快此類操作
- 這就是SPIR-？作為 SPIR-V 的一種「相對」/方言，但做出了有利於「編譯器內」使用的權衡