[Vulkan] SPIR-V

SPIR-V (Standard Portable Intermediate Representation V)는 Vulkan의 Shader 언어다.

 

목차

 

 

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인프런 삼각형님의 '삼각형의 실전! Vulkan 중급' 강의를 참고하였습니다. 
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SPIR-V

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SPIR-V란?

 

SPIR는 Standard Portable Intermediate Representation의 약어다. SPIR-V는 SPIR로부터 파생되었다.

SPIR-V는 Vulkan의 Shader 언어다.

 

 

SPIR-V가 Vulkan과 OpenCL에서 사용되기 시작하면서 그래픽스와 컴퓨팅 생태계의 모습이 근본적으로 변하게 될 것입니다. 특히 다양한 언어를 개발자들이 사용할 수 있기 때문입니다. 또한 벤더들은 드라이버 개발과 최적화에 집중을 할 수 있게 되었습니다.

- by Neil Trevett 

 

 

 

 

다양한 언어가 SPIR로 컴파일되고 컴파일된 SPIR는 다양한 API에서 작동한다. 또한 SPIR는 LLVM을 기반이기 때문에  LLVM의 다양한 최적화 패스를 손쉽게 적용할 수 있다.

 

이러한 SPIR의 장점 덕분에 개발자들은 새로운 언어를 배우는데 시간을 소비하지 않고 코드 작성에 더 집중할 수 있다. 또한 Vendor들은 다양한 언어 복잡성을 관리하는 대신 코드 최적화에 더욱 집중할 수 있다. 

 

 

SPIR-V 예시

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shaderc 빌드

 

Vulkan Shader를 SPIR-V로 컴파일하기 위해 구글의 shaderc 라이브러리를 사용.

 

 

https://developer.android.com/ndk/guides/graphics/shader-compilers?hl=ko

Android의 Vulkan 셰이더 컴파일러  |  Android NDK  |  Android Developers

 

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shaderc 사용법

 

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코드

 

ShadercTest.kt 생성

package com.inflearn.practicevulkan

import androidx.test.ext.junitgtest.GtestRunner
import androidx.test.ext.junitgtest.TargetLibrary
import org.junit.runner.RunWith

@RunWith(GtestRunner::class)
@TargetLibrary(libraryName = "shaderctest")
class ShadercTest

 

 

build.gradle.kts 수정

plugins {
    id("com.android.application")
    id("org.jetbrains.kotlin.android")
}

android {
    namespace = "com.inflearn.practicevulkan"
    compileSdk = 34

    defaultConfig {
        applicationId = "com.inflearn.practicevulkan"
        minSdk = 33
        targetSdk = 34
        versionCode = 1
        versionName = "1.0"

        testInstrumentationRunner = "androidx.test.runner.AndroidJUnitRunner"
        externalNativeBuild {
            cmake {
                cppFlags += "-std=c++17"
            }
        }
    }

    buildTypes {
        release {
            isMinifyEnabled = false
            proguardFiles(
                getDefaultProguardFile("proguard-android-optimize.txt"),
                "proguard-rules.pro"
            )
        }
    }
    compileOptions {
        sourceCompatibility = JavaVersion.VERSION_1_8
        targetCompatibility = JavaVersion.VERSION_1_8
    }
    kotlinOptions {
        jvmTarget = "1.8"
    }
    buildFeatures {
        prefab = true
    }
    externalNativeBuild {
        cmake {
            path = file("src/main/cpp/CMakeLists.txt")
            version = "3.22.1"
        }
    }
}

dependencies {
    implementation("androidx.core:core-ktx:1.13.0")
    implementation("androidx.appcompat:appcompat:1.6.1")
    implementation("com.google.android.material:material:1.11.0")
    implementation("androidx.games:games-activity:1.2.2")
    implementation("androidx.test.ext:junit-gtest:1.0.0-alpha02")
    implementation("com.android.ndk.thirdparty:googletest:1.11.0-beta-1")
    testImplementation("junit:junit:4.13.2")
    androidTestImplementation("androidx.test.ext:junit:1.1.5")
    androidTestImplementation("androidx.test.espresso:espresso-core:3.5.1")
}

코드 추가

• implementation("androidx.test.ext:junit-gtest:1.0.0-alpha02")
• implementation("cohttp://m.android.ndk.thirdparty:googletest:1.11.0-beta-1")

 

ShaderTest.cpp 생성

#include <sstream>
#include <string>
#include <string_view>
#include <gtest/gtest.h>
#include <shaderc/shaderc.hpp>

TEST(shaderc, compile) {
    constexpr std::string_view code{
        "#version 310 es\n"
        "void main() {"
        "}"
    };

    shaderc::Compiler compiler;
    shaderc::CompileOptions options;
    auto result = compiler.CompileGlslToSpvAssembly(
        code.data(), code.size(), shaderc_vertex_shader, "test", options);
    EXPECT_EQ(result.GetCompilationStatus(), shaderc_compilation_status_success);

    std::string spv(result.cbegin(), result.cend());
    std::istringstream iss(spv);
    std::string header;
    std::getline(iss, header);
    EXPECT_EQ(header, "; SPIR-V");
}

 

 

CMakeLists.txt 수정

# For more information about using CMake with Android Studio, read the
# documentation: https://d.android.com/studio/projects/add-native-code.html

cmake_minimum_required(VERSION 3.22.1)

project("practicevulkan")

####################################################################################################
# shaderc 정의
####################################################################################################
set(CMAKE_SHADERRC ${CMAKE_ANDROID_NDK}/sources/third_party/shaderc)
add_library(shaderc INTERFACE)

target_include_directories(shaderc INTERFACE
        ${CMAKE_SHADERRC}/include)

target_link_libraries(shaderc INTERFACE
        ${CMAKE_SHADERRC}/libs/system/${CMAKE_ANDROID_ARCH_ABI}/libshaderc.a)

####################################################################################################
# practicevulkan 정의
####################################################################################################
find_package(game-activity REQUIRED CONFIG)
find_package(Vulkan REQUIRED)

add_library(practicevulkan SHARED
        VkRenderer.h
        VkRenderer.cpp
        VkUtil.h
        main.cpp
        AndroidOut.cpp)

target_compile_definitions(practicevulkan PRIVATE
        VK_USE_PLATFORM_ANDROID_KHR)

target_link_libraries(practicevulkan
        game-activity::game-activity
        android
        log
        Vulkan::Vulkan
        shaderc)

####################################################################################################
# shaderctest 정의
####################################################################################################
find_package(googletest REQUIRED CONFIG)
find_package(junit-gtest REQUIRED CONFIG)

add_library(shaderctest SHARED
        ShadercTest.cpp)

target_link_libraries(shaderctest PRIVATE
        googletest::gtest
        junit-gtest::junit-gtest
        shaderc)

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