🚧 Geobacter Rust 编译器和运行时 🚧

什么是 Geobacter？

Geobacter 是一个支持单源加速器编程的框架，无需编译两次源代码。然而，Geobacter 不是一个 JIT；预期内核会被反复调用，并且可能运行成本较高。事实上，由于单功能内核的性质，Geobacter 启用了一些对于所有 crate 来说运行成本过高的 LLVM 选项。

Geobacter 这个名字来自第一种被发现的可以使用氧化铁作为电子受体的有机成分氧化细菌。

目前，AMDGPU 和 HPC 是焦点。

这是如何工作的？

在 Rust 类型系统中，每个 fn 都有一个唯一的类型。因此，我们可以通过类型来引用函数定义。在我们的 Rust 分支中，我们使用特殊由驱动定义的内嵌函数，实际上返回 Rust 编译器的 ty::Instance<'_> 的形式，以及与所需目标相关的其他特定信息（例如，以支持 SPIR-V 管道描述）

在运行时，我们使用每个依赖项的元数据重新池化编译器驱动程序（进入运行时驱动程序）。然后我们查找实际的 DefId，并通过一些编译器提供程序 API 的技巧，让 LLVM 代码生成 crate 为相应的函数及其所有依赖项生成 IR。不过，这并不是一个 JIT，而且不适合 JIT 类型的任务；例如，我们启用了额外的 LLVM 优化，如 Polly，并增加了优化搜索空间。因此，虽然优化相对较快，但对于 JIT 来说，它们太慢了。

有一个进程内缓存，以编译器生成的静态数据的形式存在，因此内核不会在每个加速器目标上多次代码生成。

状态（即什么可行，什么不可行）

通常，LLVM优化之前的所有内容都适用于所有目标。在编译时为特定函数获取ID是可行的。在运行时，加载每个crate的元数据并使用它来设置伪Rust驱动器是可行的，同样，上述函数ID的代码生成（包括优化）以及（如果适用）将其发送到目标机器第二次也是可行的。

AMDGPU

该目标无需配置即可使用，尽管需要一些不安全操作，因为还有未解决的问题，例如将引用传递给设备无法访问的内存（如堆栈！）给内核。此外，内核输出必须显式通过指针传递，因为&mut 必须唯一，但所有workitems共享相同的参数值！

“额外”功能

• 提供优雅的接口来指定内核启动界限并高效地获取workitem/workgroup ID，
• 设备可见的主机内存分配器，
• 设备内存分配，但无法在Box等中使用，因为无法保证大型BAR，
• 设备纹理，
• 设备端信号，
• 为几个使用场景提供（大部分）安全的LDS（工作组内存）接口。

待办事项 🚧

• 更优雅的交叉栏接口。
• 将OpenCL std函数适配到Geobacter等效版本。
• 安全的输出写入：两个workitems不能创建对同一变量的可变引用。
• 设备端排队：需要机制在父内核中嵌入子内核图像句柄。
• 设备到主机MPSC通道。

Vulkan/SPIRV

Vulkan/SPIR-V的支持不如AMDGPU，但“简单”的计算内核应该可以工作，并且目前还没有使用指南。

Geobacter需要您的Vulkan实现支持物理存储缓冲区地址和变量指针扩展。

Cuda

不支持。

如何获取工具链？

目前，我们还没有预构建的编译器供您下载，更不用说直接从rustup下载的能力。

因此，您需要自己构建Rust工具链。请参阅BUILD.md。

待办事项 🚧 提供预构建包。

如何使用它进行编码？

请参阅CODING.md！ :^)

谁在开发这个？

Richard Diamond在业余时间从事这项工作。

欢迎新的贡献者。