Anforderungen  |   Konzepte  |   Entwurf  |   Entwicklung  |   Qualitätssicherung  |   Lebenszyklus  |   Steuerung
 
 
 
 


Quelle  atomic_upgrade.rs   Sprache: unbekannt

 
//! Upgrade the types of scalars observed to be accessed as atomics to [`Atomic`] types.
//!
//! In SPIR-V, atomic operations can be applied to any scalar value, but in Naga
//! IR atomic operations can only be applied to values of type [`Atomic`]. Naga
//! IR's restriction matches Metal Shading Language and WGSL, so we don't want
//! to relax that. Instead, when the SPIR-V front end observes a value being
//! accessed using atomic instructions, it promotes the value's type from
//! [`Scalar`] to [`Atomic`]. This module implements `Module::upgrade_atomics`,
//! the function that makes that change.
//!
//! Atomics can only appear in global variables in the [`Storage`] and
//! [`Workgroup`] address spaces. These variables can either have `Atomic` types
//! themselves, or be [`Array`]s of such, or be [`Struct`]s containing such.
//! So we only need to change the types of globals and struct fields.
//!
//! Naga IR [`Load`] expressions and [`Store`] statements can operate directly
//! on [`Atomic`] values, retrieving and depositing ordinary [`Scalar`] values,
//! so changing the types doesn't have much effect on the code that operates on
//! those values.
//!
//! Future work:
//!
//! - The GLSL front end could use this transformation as well.
//!
//! [`Atomic`]: TypeInner::Atomic
//! [`Scalar`]: TypeInner::Scalar
//! [`Storage`]: crate::AddressSpace::Storage
//! [`WorkGroup`]: crate::AddressSpace::WorkGroup
//! [`Array`]: TypeInner::Array
//! [`Struct`]: TypeInner::Struct
//! [`Load`]: crate::Expression::Load
//! [`Store`]: crate::Statement::Store
use std::sync::{atomic::AtomicUsize, Arc};

use crate::{GlobalVariable, Handle, Module, Type, TypeInner};

#[derive(Clone, Debug, thiserror::Error)]
pub enum Error {
    #[error("encountered an unsupported expression")]
    Unsupported,
    #[error("unexpected end of struct field access indices")]
    UnexpectedEndOfIndices,
    #[error("encountered unsupported global initializer in an atomic variable")]
    GlobalInitUnsupported,
    #[error("expected to find a global variable")]
    GlobalVariableMissing,
    #[error("atomic compare exchange requires a scalar base type")]
    CompareExchangeNonScalarBaseType,
}

#[derive(Clone, Default)]
struct Padding(Arc<AtomicUsize>);

impl std::fmt::Display for Padding {
    fn fmt(&self, f: &mut std::fmt::Formatter<'_>) -> std::fmt::Result {
        for _ in 0..self.0.load(std::sync::atomic::Ordering::Relaxed) {
            f.write_str("  ")?;
        }
        Ok(())
    }
}

impl Drop for Padding {
    fn drop(&mut self) {
        let _ = self.0.fetch_sub(1, std::sync::atomic::Ordering::Relaxed);
    }
}

impl Padding {
    fn trace(&self, msg: impl std::fmt::Display, t: impl std::fmt::Debug) {
        format!("{msg} {t:#?}")
            .split('\n')
            .for_each(|ln| log::trace!("{self}{ln}"));
    }

    fn debug(&self, msg: impl std::fmt::Display, t: impl std::fmt::Debug) {
        format!("{msg} {t:#?}")
            .split('\n')
            .for_each(|ln| log::debug!("{self}{ln}"));
    }

    fn inc_padding(&self) -> Padding {
        let _ = self.0.fetch_add(1, std::sync::atomic::Ordering::Relaxed);
        self.clone()
    }
}

#[derive(Debug, Default)]
pub struct Upgrades {
    /// Global variables that we've accessed using atomic operations.
    ///
    /// This includes globals with composite types (arrays, structs) where we've
    /// only accessed some components (elements, fields) atomically.
    globals: crate::arena::HandleSet<GlobalVariable>,

    /// Struct fields that we've accessed using atomic operations.
    ///
    /// Each key refers to some [`Struct`] type, and each value is a set of
    /// the indices of the fields in that struct that have been accessed
    /// atomically.
    ///
    /// This includes fields with composite types (arrays, structs)
    /// of which we've only accessed some components (elements, fields)
    /// atomically.
    ///
    /// [`Struct`]: crate::TypeInner::Struct
    fields: crate::FastHashMap<Handle<Type>, bit_set::BitSet>,
}

impl Upgrades {
    pub fn insert_global(&mut self, global: Handle<GlobalVariable>) {
        self.globals.insert(global);
    }

    pub fn insert_field(&mut self, struct_type: Handle<Type>, field: usize) {
        self.fields.entry(struct_type).or_default().insert(field);
    }

    pub fn is_empty(&self) -> bool {
        self.globals.is_empty()
    }
}

struct UpgradeState<'a> {
    padding: Padding,
    module: &'a mut Module,

    /// A map from old types to their upgraded versions.
    ///
    /// This ensures we never try to rebuild a type more than once.
    upgraded_types: crate::FastHashMap<Handle<Type>, Handle<Type>>,
}

impl UpgradeState<'_> {
    fn inc_padding(&self) -> Padding {
        self.padding.inc_padding()
    }

    /// Get a type equivalent to `ty`, but with [`Scalar`] leaves upgraded to [`Atomic`] scalars.
    ///
    /// If such a type already exists in `self.module.types`, return its handle.
    /// Otherwise, construct a new one and return that handle.
    ///
    /// If `ty` is a [`Pointer`], [`Array`], [`BindingArray`], recurse into the
    /// type and upgrade its leaf types.
    ///
    /// If `ty` is a [`Struct`], recurse into it and upgrade only those fields
    /// whose indices appear in `field_indices`.
    ///
    /// The existing type is not affected.
    ///
    /// [`Scalar`]: crate::TypeInner::Scalar
    /// [`Atomic`]: crate::TypeInner::Atomic
    /// [`Pointer`]: crate::TypeInner::Pointer
    /// [`Array`]: crate::TypeInner::Array
    /// [`Struct`]: crate::TypeInner::Struct
    /// [`BindingArray`]: crate::TypeInner::BindingArray
    fn upgrade_type(
        &mut self,
        ty: Handle<Type>,
        upgrades: &Upgrades,
    ) -> Result<Handle<Type>, Error> {
        let padding = self.inc_padding();
        padding.trace("visiting type: ", ty);

        // If we've already upgraded this type, return the handle we produced at
        // the time.
        if let Some(&new) = self.upgraded_types.get(&ty) {
            return Ok(new);
        }

        let inner = match self.module.types[ty].inner {
            TypeInner::Scalar(scalar) => {
                log::trace!("{padding}hit the scalar leaf, replacing with an atomic");
                TypeInner::Atomic(scalar)
            }
            TypeInner::Pointer { base, space } => TypeInner::Pointer {
                base: self.upgrade_type(base, upgrades)?,
                space,
            },
            TypeInner::Array { base, size, stride } => TypeInner::Array {
                base: self.upgrade_type(base, upgrades)?,
                size,
                stride,
            },
            TypeInner::Struct { ref members, span } => {
                // If no field or subfield of this struct was ever accessed
                // atomically, no change is needed. We should never have arrived here.
                let Some(fields) = upgrades.fields.get(&ty) else {
                    unreachable!("global or field incorrectly flagged as atomically accessed");
                };

                let mut new_members = members.clone();
                for field in fields {
                    new_members[field].ty = self.upgrade_type(new_members[field].ty, upgrades)?;
                }

                TypeInner::Struct {
                    members: new_members,
                    span,
                }
            }
            TypeInner::BindingArray { base, size } => TypeInner::BindingArray {
                base: self.upgrade_type(base, upgrades)?,
                size,
            },
            _ => return Ok(ty),
        };

        // At this point, we have a `TypeInner` that is the upgraded version of
        // `ty`. Find a suitable `Type` for this, creating a new one if
        // necessary, and return its handle.
        let r#type = &self.module.types[ty];
        let span = self.module.types.get_span(ty);
        let new_type = Type {
            name: r#type.name.clone(),
            inner,
        };
        padding.debug("ty: ", ty);
        padding.debug("from: ", r#type);
        padding.debug("to:   ", &new_type);
        let new_handle = self.module.types.insert(new_type, span);
        self.upgraded_types.insert(ty, new_handle);
        Ok(new_handle)
    }

    fn upgrade_all(&mut self, upgrades: &Upgrades) -> Result<(), Error> {
        for handle in upgrades.globals.iter() {
            let padding = self.inc_padding();

            let global = &self.module.global_variables[handle];
            padding.trace("visiting global variable: ", handle);
            padding.trace("var: ", global);

            if global.init.is_some() {
                return Err(Error::GlobalInitUnsupported);
            }

            let var_ty = global.ty;
            let new_ty = self.upgrade_type(var_ty, upgrades)?;
            if new_ty != var_ty {
                padding.debug("upgrading global variable: ", handle);
                padding.debug("from ty: ", var_ty);
                padding.debug("to ty:   ", new_ty);
                self.module.global_variables[handle].ty = new_ty;
            }
        }

        Ok(())
    }
}

impl Module {
    /// Upgrade `global_var_handles` to have [`Atomic`] leaf types.
    ///
    /// [`Atomic`]: TypeInner::Atomic
    pub(crate) fn upgrade_atomics(&mut self, upgrades: &Upgrades) -> Result<(), Error> {
        let mut state = UpgradeState {
            padding: Default::default(),
            module: self,
            upgraded_types: crate::FastHashMap::with_capacity_and_hasher(
                upgrades.fields.len(),
                Default::default(),
            ),
        };

        state.upgrade_all(upgrades)?;

        Ok(())
    }
}

[ Dauer der Verarbeitung: 0.23 Sekunden  (vorverarbeitet)  ]

                                                                                                                                                                                                                                                                                                                                                                                                     


Neuigkeiten

     Aktuelles
     Motto des Tages

Software

     Produkte
     Quellcodebibliothek

Aktivitäten

     Artikel über Sicherheit
     Anleitung zur Aktivierung von SSL

Muße

     Gedichte
     Musik
     Bilder

Jenseits des Üblichen ....
    

Besucherstatistik

Besucherstatistik

Monitoring

Montastic status badge