Metal 之旅之MTLLibrary

什么是MSL?

MSL是Metal Shading Language 的简称，为了更好的在GPU执行程序，苹果公司定义了一套类C++的语言（Metal Shading Language ），在GPU运行的程序都是用这个语言来编写的。

什么是MTLLibrary?

.metal后缀的文件编译后会生成metallib文件，MTLLibrary通过metallib文件来创建实例，提供了swift，oc调用metal文件中的函数能力，更多的可以看到做cpu与gpu通信的一个桥梁。

MTLLibrary加载的方式有哪些

MTLLibrary 加载的方式有很多种，这里给大家分享经常使用的两种方式

1，字符串方式加载

代码如下：

func createLibrary(_ device:MTLDevice) -> MTLLibrary?{
        let shader = """
        #include <metal_stdlib>
        using namespace metal;

        struct VertexIn {
          float4 position [[ attribute(0) ]];
          float4 color [[ attribute(1) ]];
        };

        struct VertexOut {
            float4 position [[position]];
            float4 color; // 确保输出与片段着色器的输入匹配
        };
        vertex VertexOut vertex_main(const VertexIn in [[stage_in]]) {
            VertexOut out;
            out.position = in.position;
            out.color = in.color; // 将颜色从输入复制到输出
            return out;
        }


        fragment float4 fragment_main([[stage_in]] VertexOut in) {
            // 直接使用顶点着色器传递过来的颜色值
            return in.color;
        }
        """

        // metal使用shader
        do {
            let library = try device.makeLibrary(source: shader, options: nil)
            return library
        } catch let error {
            #if DEBUG
            fatalError()
            #endif
            return nil
        }

    }

特点：使用简单，无需额外创建metal文件，无需担心结构体，方法名重复，适合简单逻辑的处理，缺点是MSL语法错误没有高亮提示，不适合处理复杂逻辑，是运行时编译

2，metal文件方式加载

代码如下：

func createLibrary(_ device:MTLDevice) -> MTLLibrary?{
      //项目中已经有了metal文件了
        guard let libraryURL = Bundle.main.url(forResource: "default", withExtension: "metallib") else {
            return nil
        }
        let library = try! device.makeLibrary(URL: libraryURL)
        return library
    }

特点：适合复杂的业务场景，MSL能够高亮显示语法错误，每个业务模块都可以单独创建一个单独的metal文件，通过命令单独编译为独立的metallib文件，避免创建library对象时导入过多不需要的内容，编译好的metallib和在ipa包的目录下，每次创建library时不用再运行时编译了。

注意：默认情况下不论有多少个metal文件，打包时都会编译为默认的default.metallib文件，此时需要注意不同文件中结构体，函数名不要重复，如果通过命令行编译不同的metallib文件则不需要考虑这种问题，使用命令行编译metal文件参考这篇博客《使用 Metal 命令行来构建库》网址：https://blog.csdn.net/SkyNullCode/article/details/122190736