Image processing 使用Swift 4在金属计算内核中传递参数

在CPU方面，我有一个要传递给计算内核的结构：

  private struct BoundingBoxParameters {
    var x: Float = 0
    var y: Float = 0
    var width: Float = 0
    var height: Float = 0
    var levelOfDetail: Float = 1.0
    var dummy: Float = 1.0  // Needed for success
  }

在运行内核之前，我将数据传递给MTLComputeCommandEncoder：

备选案文1（直接）：

错误如下：

validateComputeFunctionArguments:820: failed assertion `Compute Function(resizeImage): argument params[0] from buffer(0) with offset(0) and length(20) has space for 20 bytes, but argument has a length(24).'

在金属内核方面，以下是相关的代码片段：

struct BoundingBoxParameters {
  float2 topLeft;
  float2 size;
  float levelOfDetail;
};

kernel void resizeImage(constant BoundingBoxParameters *params [[buffer(0)]],
                        texture2d<half, access::sample> sourceTexture [[texture(0)]],
                        texture2d<half, access::write> destTexture [[texture(1)]],
                        sampler samp [[sampler(0)]],
                        uint2 gridPosition [[thread_position_in_grid]]) {
  float2 destSize = float2(destTexture.get_width(0), destTexture.get_height(0));
  float2 sourceCoords = float2(gridPosition) / destSize;
  sourceCoords *= params->size;
  sourceCoords += params->topLeft;
  float lod = params->levelOfDetail;
  half4 color = sourceTexture.sample(samp, sourceCoords, level(lod));
  destTexture.write(color, gridPosition);
}

struct BoundingBoxParameters{
左上角2；
2号；
细节的浮动水平；
};
内核void resizeImage（常量BoundingBoxParameters*params[[buffer（0）]，
texture2d sourceTexture[[纹理（0）]，
纹理2d destTexture[[纹理（1）]，
采样器samp[[采样器（0）]，
uint2 gridPosition[[thread_position_in_grid]]{
float2 destSize=float2（destTexture.get_width（0），destTexture.get_height（0））；
float2 sourceCoords=float2（网格位置）/destSize；
sourceCoords*=参数->大小；
sourceCoords+=参数->左上角；
浮动lod=参数->细节级别；
half4 color=sourceTexture.sample（samp、sourceCoords、level（lod））；
destTexture.write（颜色、网格位置）；
}

在尝试将3x3矩阵传递给另一个计算内核时，我也遇到了类似的问题。它抱怨提供了36个字节，但期望48个字节

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有人对这个问题有什么想法吗？

首先，我想指出，当您需要在内存中列出Swift类型的实际长度时，不应该使用。你应该用这个。根据斯威夫特的报告：

最终尺寸和对齐度是骨料的尺寸和对齐度。该类型的步幅是向上舍入至对齐的最终尺寸

如果您想更好地理解该主题，请在Swift中详细介绍内存布局

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问题在于，使用

float2

的

Metal结构和用两个单独的
Float
字段替换它的
Swift结构具有不同的内存布局

结构的大小（如果是Swift，则为跨距）需要是任何结构成员最大对齐的倍数。
Metal结构中的最大对齐方式是8字节（对齐方式为
float2
），因此在
float
值之后的结构尾部有一个填充

struct BoundingBoxParameters {
    float2 topLeft; // 8 bytes
    float2 size; // 8 bytes
    float levelOfDetail; // 4 bytes
    // 4 bytes of padding so that size of struct is multiple 
    // of the largest alignment (which is 8 bytes)

}; // 24 bytes in total

因此，正如错误所示，您的
金属结构实际上占用了24个字节

同时，您的
Swift结构
，具有4个字节的最大对齐，只需要20个字节

这就是为什么它们最终彼此不兼容，并且
伪
字段将丢失的4个字节补偿到
Swift struct

为了解决这个问题，我建议您在Swift中使用
float2
from
simd
，而不是
Float
s：

import simd 

private struct BoundingBoxParameters {
    var topLeft = float2(x: 0, y: 0)
    var size = float2(x: 0, y: 0)
    var levelOfDetail: Float = 1.0 
}

不要忘记使用
MemoryLayout.stride
（24字节）来获取长度，而不是
size
（20字节）


3x3矩阵的情况也是如此：Metal的
float3x3
大小为48字节，对齐方式为16字节。我假设，您已经创建了一个带有9个Float的
Swift结构，该结构的跨距/大小为36字节，对齐方式为4字节。因此，错误的对齐。使用来自
simd
的
矩阵\u float3x3

一般来说，在金属中使用向量或矩阵时，应在Swift中使用相应的
simd
类型
 谢谢你的回答。这就解决了问题。我希望一个月前能找到你的simd建议。解释得很好，很有帮助。谢谢！：）
struct BoundingBoxParameters {
  float2 topLeft;
  float2 size;
  float levelOfDetail;
};

kernel void resizeImage(constant BoundingBoxParameters *params [[buffer(0)]],
                        texture2d<half, access::sample> sourceTexture [[texture(0)]],
                        texture2d<half, access::write> destTexture [[texture(1)]],
                        sampler samp [[sampler(0)]],
                        uint2 gridPosition [[thread_position_in_grid]]) {
  float2 destSize = float2(destTexture.get_width(0), destTexture.get_height(0));
  float2 sourceCoords = float2(gridPosition) / destSize;
  sourceCoords *= params->size;
  sourceCoords += params->topLeft;
  float lod = params->levelOfDetail;
  half4 color = sourceTexture.sample(samp, sourceCoords, level(lod));
  destTexture.write(color, gridPosition);
}

struct BoundingBoxParameters {
    float2 topLeft; // 8 bytes
    float2 size; // 8 bytes
    float levelOfDetail; // 4 bytes
    // 4 bytes of padding so that size of struct is multiple 
    // of the largest alignment (which is 8 bytes)

}; // 24 bytes in total

private struct BoundingBoxParameters {
    var x: Float = 0 // 4 bytes
    var y: Float = 0 // 4 bytes
    var width: Float = 0 // 4 bytes
    var height: Float = 0 // 4 bytes
    var levelOfDetail: Float = 1.0 // 4 bytes
    // no need for any padding 

} // 20 bytes in total

import simd 

private struct BoundingBoxParameters {
    var topLeft = float2(x: 0, y: 0)
    var size = float2(x: 0, y: 0)
    var levelOfDetail: Float = 1.0 
}