如何将 Metal Performance Shader 与 MTLBlitCommandEncoder 同步？

Question

我正在尝试更好地理解使用 Metal Performance Shaders 和 MTLBlitCommandEncoder 时的同步要求。

我有一个 MTLCommandBuffer 设置如下：

使用MTLBlitCommandEncoder将纹理A的一个区域复制到纹理B中。纹理A比纹理B大。我正在提取一个"tile"从纹理 A 复制到纹理 B.
使用 MPSImageBilinearScale 金属性能着色器，将纹理 B 作为源纹理，将第三个纹理纹理 C 作为目标。此金属性能着色器将缩放并可能将纹理 B 的内容转换为纹理 C。

如何确保 blit 编码器在金属性能着色器开始尝试缩放纹理 B 之前完全完成将数据从纹理 A 复制到纹理 B？我是否还需要为此担心，或者命令缓冲区的串行特性是否已经为我解决了这个问题？

Metal 有栅栏的概念，使用 MTLFence 来同步对资源的访问，但无论如何我看不到让金属性能着色器在栅栏上等待。（而 waitForFence: 出现在编码器上。）

如果我不能使用 fences 并且我确实需要同步，推荐的做法是将 blit 编码器入队，然后在入队着色器和调用 [=18 之前在命令缓冲区上调用 waitUntilCompleted =]第二次？例如：

id<MTLCommandBuffer> commandBuffer;

// Enqueue blit encoder to copy Texture A -> Texture B
id<MTLBlitCommandEncoder> blitEncoder = [commandBuffer blitCommandEncoder];
[blitEncoder copyFromTexture:...];
[blitEncoder endEncoding];

// Wait for blit encoder to complete.
[commandBuffer commit];
[commandBuffer waitUntilCompleted];

// Scale Texture B -> Texture C
MPSImageBilinearScale *imageScaleShader = [[MPSImageBilinearScale alloc] initWithDevice:...];  
[imageScaleShader encodeToCommandBuffer:commandBuffer...];

// Wait for scaling shader to complete.
[commandBuffer commit];
[commandBuffer waitUntilCompleted];

我认为我需要将中间副本复制到纹理 B 中的原因是因为 MPSImageBilinearScale 似乎缩放了它的整个源纹理。 clipOffset 对输出有用，但不适用于实际缩放或变换。因此，需要将图块从纹理 A 提取到与图块本身大小相同的纹理 B 中。然后缩放和变换将 "make sense". 忽略这个脚注，因为我忘记了一些基本的数学原理，并且已经想出了如何使缩放变换的平移属性与 clipRect 一起工作。

Answer 1

Metal 会为您解决这个问题。驱动程序和 GPU 以串行方式在命令缓冲区中执行命令。（"as though" 允许运行事情并行或乱序以提高效率，但前提是结果与串行完成时的结果相同。）

当 CPU 和 GPU 使用相同的对象时会出现同步问题。还可以在屏幕上呈现纹理。（您不应该渲染到屏幕上显示的纹理。）

有一个section of the Metal Programming Guide是处理shaders对资源的读写访问的，虽然不完全一样，但是应该让你放心：

Memory Barriers

Between Command Encoders

All resource writes performed in a given command encoder are visible in the next command encoder. This is true for both render and compute command encoders.

Within a Render Command Encoder

For buffers, atomic writes are visible to subsequent atomic reads across multiple threads.

For textures, the textureBarrier method ensures that writes performed in a given draw call are visible to subsequent reads in the next draw call.

Within a Compute Command Encoder

All resource writes performed in a given kernel function are visible in the next kernel function.

Answer 2

MPS 位于 Metal 之上（大部分）。它不会取代它（大部分）。您可能会假设它使用的是您正在使用的常用命令编码器。

有几个领域需要 MTLFences，特别是在与渲染编码器和 MTLHeaps 互操作时。如果可用，请在 MPSImages 和缓冲区类型上使用同步方法，而不是自己滚动。

如何将 Metal Performance Shader 与 MTLBlitCommandEncoder 同步？

How do you synchronize a Metal Performance Shader with an MTLBlitCommandEncoder?

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Memory Barriers