[Migrated] Language feature: barriers

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評価

難易度
5/5
見積もり時間
1週間以上
初心者へのやさしさ
25/100
issue の種類
機能追加
明瞭さ
説明が足りない
活発さ
停滞
技術スタック
rust
領域
compilers

調査の方向性

まず、issue にある GroupSharedArray、GroupSharedWriter、GroupSharedReader、および barrier の例を確認します。記載されている DerefMut/IndexMut の制限と、書き込みまたは読み取りの繰り返しを許可するケースを調査します。完了条件は、現在の不完全なプロトタイプではなく、barrier を強制するための明確で健全な設計が決定されていることです。

索引モデルが issue の本文から書いたものです。

説明

Issue automatically imported from old repo: https://github.com/EmbarkStudios/rust-gpu/issues/8
Old labels: t: design
Originally creatd by Jasper-Bekkers on 2020-08-18T17:33:10Z


We want to have the same types of safety on the GPU as we do on the CPU. One of those areas that make it easy to introduce race conditions is with memory barriers. HLSL and GLSL require the programmer to explicitly put them in the right locations without any formal verifiction.

This is an attempt at solving that within the Rust type system (attempt still has racy bugs and is largely incomplete).

use core::ops::Deref;
use core::ops::DerefMut;
use core::ops::Index;
use core::ops::IndexMut;

struct MyFoo {
    test: GroupSharedArray<u32>,
}

struct GroupSharedArray<T>
where
    T: Default + Copy,
{
    data: Box<[T]>,
    size: usize,
}

impl<T: Default + Copy> GroupSharedArray<T> {
    fn new() -> Self {
        Self {
            size: 100,
            data: Box::new([T::default(); 100]),
        }
    }
}

struct GroupSharedWriter<T> {
    data: T,
}

impl<T> Deref for GroupSharedWriter<T> {
    type Target = T;

    fn deref(&self) -> &Self::Target {
        &self.data
    }
}

impl<T> DerefMut for GroupSharedWriter<T> {
    fn deref_mut(&mut self) -> &mut Self::Target {
        &mut self.data
    }
}

impl<T> GroupSharedWriter<T> {
    fn new(data: T) -> Self {
        Self { data }
    }
    fn barrier(self) -> GroupSharedReader<T> {
        GroupSharedReader { data: self.data }
    }
}

struct GroupSharedReader<T> {
    data: T,
}

impl<T> Deref for GroupSharedReader<T> {
    type Target = T;

    fn deref(&self) -> &Self::Target {
        &self.data
    }
}

impl<T> GroupSharedReader<T> {
    fn barrier(self) -> GroupSharedWriter<T> {
        GroupSharedWriter { data: self.data }
    }
}

impl<T: Default + Copy> Index<Uniform<u32>> for GroupSharedArray<T> {
    type Output = T;

    fn index(&self, index: Uniform<u32>) -> &Self::Output {
        &self.data[index.data as usize]
    }
}

impl<T: Default + Copy> IndexMut<Uniform<u32>> for GroupSharedArray<T> {
    fn index_mut(&mut self, index: Uniform<u32>) -> &mut Self::Output {
        &mut self.data[index.data as usize]
    }
}

struct Uniform<T> {
    data: T,
}

impl<T> Uniform<T> {
    fn new(data: T) -> Self {
        Self { data }
    }
}

fn thread_idx() -> Uniform<u32> {
    Uniform::new(0)
}

fn main() {
    let mut data = GroupSharedWriter::new(MyFoo {
        test: GroupSharedArray::new(),
    }); // new does barrier

    data.test[thread_idx()] = thread_idx().data;
    data.test[thread_idx()] = 666; // should be illegal

    let value = data.test[thread_idx()]; // should be illegal

    //data.test[0] = thread_idx().data; // what happens in this case? it's unsafe/unsound. race cnd over contents of `test`

    let other_data = data.barrier(); // `barrier` return GroupSharedReader
    
    // some race-y cases handled correctly:
    // data.test[thread_idx()] = 666; // is correctly marked illegal
    // other_data.test[thread_idx()] = 666; // is correctly marked illegal

    let test = other_data.data.test[thread_idx()];
}

// tl;dr
// - use move semantics to enforce barriers betwen reading and writing
// - broken right now because DerefMut and IndexMut require Deref and Index to be implemented
// - broken right now because we can write to the same location multiple times (data race)
主要言語
Rust
スター
3.4k
フォーク
126
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