Fix typo in Web CMakeLists
[platform/upstream/glslang.git] / README.md
1 # News
2
3 [![Build Status](https://travis-ci.org/KhronosGroup/glslang.svg?branch=master)](https://travis-ci.org/KhronosGroup/glslang)
4 [![Build status](https://ci.appveyor.com/api/projects/status/q6fi9cb0qnhkla68/branch/master?svg=true)](https://ci.appveyor.com/project/Khronoswebmaster/glslang/branch/master)
5
6 ## Planned Deprecations/Removals
7
8 1. **SPIRV Folder, 1-May, 2020.** Glslang, when installed through CMake,
9 will install a `SPIRV` folder into `${CMAKE_INSTALL_INCLUDEDIR}`.
10 This `SPIRV` folder is being moved to `glslang/SPIRV`.
11 During the transition the `SPIRV` folder will be installed into both locations.
12 The old install of `SPIRV/` will be removed as a CMake install target no sooner than May 1, 2020.
13 See issue #1964.
14
15 2. **Visual Studio 2013, 20-July, 2020.** Keeping code compiling for MS Visual Studio 2013 will no longer be
16 a goal as of July 20, 2020, the fifth anniversary of the release of Visual Studio 2015.
17
18 # Glslang Components and Status
19
20 There are several components:
21
22 ### Reference Validator and GLSL/ESSL -> AST Front End
23
24 An OpenGL GLSL and OpenGL|ES GLSL (ESSL) front-end for reference validation and translation of GLSL/ESSL into an internal abstract syntax tree (AST).
25
26 **Status**: Virtually complete, with results carrying similar weight as the specifications.
27
28 ### HLSL -> AST Front End
29
30 An HLSL front-end for translation of an approximation of HLSL to glslang's AST form.
31
32 **Status**: Partially complete. Semantics are not reference quality and input is not validated.
33 This is in contrast to the [DXC project](https://github.com/Microsoft/DirectXShaderCompiler), which receives a much larger investment and attempts to have definitive/reference-level semantics.
34
35 See [issue 362](https://github.com/KhronosGroup/glslang/issues/362) and [issue 701](https://github.com/KhronosGroup/glslang/issues/701) for current status.
36
37 ### AST -> SPIR-V Back End
38
39 Translates glslang's AST to the Khronos-specified SPIR-V intermediate language.
40
41 **Status**: Virtually complete.
42
43 ### Reflector
44
45 An API for getting reflection information from the AST, reflection types/variables/etc. from the HLL source (not the SPIR-V).
46
47 **Status**: There is a large amount of functionality present, but no specification/goal to measure completeness against.  It is accurate for the input HLL and AST, but only approximate for what would later be emitted for SPIR-V.
48
49 ### Standalone Wrapper
50
51 `glslangValidator` is command-line tool for accessing the functionality above.
52
53 Status: Complete.
54
55 Tasks waiting to be done are documented as GitHub issues.
56
57 ## Other References
58
59 Also see the Khronos landing page for glslang as a reference front end:
60
61 https://www.khronos.org/opengles/sdk/tools/Reference-Compiler/
62
63 The above page, while not kept up to date, includes additional information regarding glslang as a reference validator.
64
65 # How to Use Glslang
66
67 ## Execution of Standalone Wrapper
68
69 To use the standalone binary form, execute `glslangValidator`, and it will print
70 a usage statement.  Basic operation is to give it a file containing a shader,
71 and it will print out warnings/errors and optionally an AST.
72
73 The applied stage-specific rules are based on the file extension:
74 * `.vert` for a vertex shader
75 * `.tesc` for a tessellation control shader
76 * `.tese` for a tessellation evaluation shader
77 * `.geom` for a geometry shader
78 * `.frag` for a fragment shader
79 * `.comp` for a compute shader
80
81 There is also a non-shader extension
82 * `.conf` for a configuration file of limits, see usage statement for example
83
84 ## Building
85
86 Instead of building manually, you can also download the binaries for your
87 platform directly from the [master-tot release][master-tot-release] on GitHub.
88 Those binaries are automatically uploaded by the buildbots after successful
89 testing and they always reflect the current top of the tree of the master
90 branch.
91
92 ### Dependencies
93
94 * A C++11 compiler.
95   (For MSVS: 2015 is recommended, 2013 is fully supported/tested, and 2010 support is attempted, but not tested.)
96 * [CMake][cmake]: for generating compilation targets.
97 * make: _Linux_, ninja is an alternative, if configured.
98 * [Python 3.x][python]: for executing SPIRV-Tools scripts. (Optional if not using SPIRV-Tools and the 'External' subdirectory does not exist.)
99 * [bison][bison]: _optional_, but needed when changing the grammar (glslang.y).
100 * [googletest][googletest]: _optional_, but should use if making any changes to glslang.
101
102 ### Build steps
103
104 The following steps assume a Bash shell. On Windows, that could be the Git Bash
105 shell or some other shell of your choosing.
106
107 #### 1) Check-Out this project 
108
109 ```bash
110 cd <parent of where you want glslang to be>
111 git clone https://github.com/KhronosGroup/glslang.git
112 ```
113
114 #### 2) Check-Out External Projects
115
116 ```bash
117 cd <the directory glslang was cloned to, "External" will be a subdirectory>
118 git clone https://github.com/google/googletest.git External/googletest
119 ```
120
121 If you want to use googletest with Visual Studio 2013, you also need to check out an older version:
122
123 ```bash
124 # to use googletest with Visual Studio 2013
125 cd External/googletest
126 git checkout 440527a61e1c91188195f7de212c63c77e8f0a45
127 cd ../..
128 ```
129
130 If you wish to assure that SPIR-V generated from HLSL is legal for Vulkan,
131 wish to invoke -Os to reduce SPIR-V size from HLSL or GLSL, or wish to run the
132 integrated test suite, install spirv-tools with this:
133
134 ```bash
135 ./update_glslang_sources.py
136 ```
137
138 #### 3) Configure
139
140 Assume the source directory is `$SOURCE_DIR` and the build directory is
141 `$BUILD_DIR`. First ensure the build directory exists, then navigate to it:
142
143 ```bash
144 mkdir -p $BUILD_DIR
145 cd $BUILD_DIR
146 ```
147
148 For building on Linux:
149
150 ```bash
151 cmake -DCMAKE_BUILD_TYPE=Release -DCMAKE_INSTALL_PREFIX="$(pwd)/install" $SOURCE_DIR
152 # "Release" (for CMAKE_BUILD_TYPE) could also be "Debug" or "RelWithDebInfo"
153 ```
154
155 For building on Windows:
156
157 ```bash
158 cmake $SOURCE_DIR -DCMAKE_INSTALL_PREFIX="$(pwd)/install"
159 # The CMAKE_INSTALL_PREFIX part is for testing (explained later).
160 ```
161
162 The CMake GUI also works for Windows (version 3.4.1 tested).
163
164 Also, consider using `git config --global core.fileMode false` (or with `--local`) on Windows
165 to prevent the addition of execution permission on files.
166
167 #### 4) Build and Install
168
169 ```bash
170 # for Linux:
171 make -j4 install
172
173 # for Windows:
174 cmake --build . --config Release --target install
175 # "Release" (for --config) could also be "Debug", "MinSizeRel", or "RelWithDebInfo"
176 ```
177
178 If using MSVC, after running CMake to configure, use the
179 Configuration Manager to check the `INSTALL` project.
180
181 ### If you need to change the GLSL grammar
182
183 The grammar in `glslang/MachineIndependent/glslang.y` has to be recompiled with
184 bison if it changes, the output files are committed to the repo to avoid every
185 developer needing to have bison configured to compile the project when grammar
186 changes are quite infrequent. For windows you can get binaries from
187 [GnuWin32][bison-gnu-win32].
188
189 The command to rebuild is:
190
191 ```bash
192 m4 -P MachineIndependent/glslang.m4 > MachineIndependent/glslang.y
193 bison --defines=MachineIndependent/glslang_tab.cpp.h
194       -t MachineIndependent/glslang.y
195       -o MachineIndependent/glslang_tab.cpp
196 ```
197
198 The above commands are also available in the bash script in `updateGrammar`,
199 when executed from the glslang subdirectory of the glslang repository.
200 With no arguments it builds the full grammar, and with a "web" argument,
201 the web grammar subset (see more about the web subset in the next section).
202
203 ### Building to WASM for the Web and Node
204
205 Use the steps in [Build Steps](#build-steps), with the following notes/exceptions:
206 * For building the web subset of core glslang:
207   + execute `updateGrammar web` from the glslang subdirectory
208     (or if using your own scripts, `m4` needs a `-DGLSLANG_WEB` argument)
209   + set `-DENABLE_HLSL=OFF -DBUILD_TESTING=OFF -DENABLE_OPT=OFF -DINSTALL_GTEST=OFF`
210   + turn on `-DENABLE_GLSLANG_JS=ON`
211   + optionally, for a minimum-size binary, turn on `-DENABLE_GLSLANG_WEBMIN=ON`
212   + optionally, for GLSL compilation error messages, turn on `-DENABLE_GLSLANG_WEB_DEVEL=ON`
213 * `emsdk` needs to be present in your executable search path, *PATH* for
214   Bash-like environments
215   + [Instructions located
216     here](https://emscripten.org/docs/getting_started/downloads.html#sdk-download-and-install)
217 * Wrap cmake call: `emcmake cmake`
218 * To get a fully minimized build, make sure to use `brotli` to compress the .js
219   and .wasm files
220
221 Example:
222
223 ```sh
224 emcmake cmake -DCMAKE_BUILD_TYPE=Release -DENABLE_GLSLANG_WEB=ON \
225     -DENABLE_HLSL=OFF -DBUILD_TESTING=OFF -DENABLE_OPT=OFF -DINSTALL_GTEST=OFF ..
226 ```
227
228 ## Building glslang - Using vcpkg
229
230 You can download and install glslang using the [vcpkg](https://github.com/Microsoft/vcpkg) dependency manager:
231
232     git clone https://github.com/Microsoft/vcpkg.git
233     cd vcpkg
234     ./bootstrap-vcpkg.sh
235     ./vcpkg integrate install
236     ./vcpkg install glslang
237
238 The glslang port in vcpkg is kept up to date by Microsoft team members and community contributors. If the version is out of date, please [create an issue or pull request](https://github.com/Microsoft/vcpkg) on the vcpkg repository.
239
240 ## Testing
241
242 Right now, there are two test harnesses existing in glslang: one is [Google
243 Test](gtests/), one is the [`runtests` script](Test/runtests). The former
244 runs unit tests and single-shader single-threaded integration tests, while
245 the latter runs multiple-shader linking tests and multi-threaded tests.
246
247 ### Running tests
248
249 The [`runtests` script](Test/runtests) requires compiled binaries to be
250 installed into `$BUILD_DIR/install`. Please make sure you have supplied the
251 correct configuration to CMake (using `-DCMAKE_INSTALL_PREFIX`) when building;
252 otherwise, you may want to modify the path in the `runtests` script.
253
254 Running Google Test-backed tests:
255
256 ```bash
257 cd $BUILD_DIR
258
259 # for Linux:
260 ctest
261
262 # for Windows:
263 ctest -C {Debug|Release|RelWithDebInfo|MinSizeRel}
264
265 # or, run the test binary directly
266 # (which gives more fine-grained control like filtering):
267 <dir-to-glslangtests-in-build-dir>/glslangtests
268 ```
269
270 Running `runtests` script-backed tests:
271
272 ```bash
273 cd $SOURCE_DIR/Test && ./runtests
274 ```
275
276 If some tests fail with validation errors, there may be a mismatch between the
277 version of `spirv-val` on the system and the version of glslang.  In this
278 case, it is necessary to run `update_glslang_sources.py`.  See "Check-Out
279 External Projects" above for more details.
280
281 ### Contributing tests
282
283 Test results should always be included with a pull request that modifies
284 functionality.
285
286 If you are writing unit tests, please use the Google Test framework and
287 place the tests under the `gtests/` directory.
288
289 Integration tests are placed in the `Test/` directory. It contains test input
290 and a subdirectory `baseResults/` that contains the expected results of the
291 tests.  Both the tests and `baseResults/` are under source-code control.
292
293 Google Test runs those integration tests by reading the test input, compiling
294 them, and then compare against the expected results in `baseResults/`. The
295 integration tests to run via Google Test is registered in various
296 `gtests/*.FromFile.cpp` source files. `glslangtests` provides a command-line
297 option `--update-mode`, which, if supplied, will overwrite the golden files
298 under the `baseResults/` directory with real output from that invocation.
299 For more information, please check `gtests/` directory's
300 [README](gtests/README.md).
301
302 For the `runtests` script, it will generate current results in the
303 `localResults/` directory and `diff` them against the `baseResults/`.
304 When you want to update the tracked test results, they need to be
305 copied from `localResults/` to `baseResults/`.  This can be done by
306 the `bump` shell script.
307
308 You can add your own private list of tests, not tracked publicly, by using
309 `localtestlist` to list non-tracked tests.  This is automatically read
310 by `runtests` and included in the `diff` and `bump` process.
311
312 ## Programmatic Interfaces
313
314 Another piece of software can programmatically translate shaders to an AST
315 using one of two different interfaces:
316 * A new C++ class-oriented interface, or
317 * The original C functional interface
318
319 The `main()` in `StandAlone/StandAlone.cpp` shows examples using both styles.
320
321 ### C++ Class Interface (new, preferred)
322
323 This interface is in roughly the last 1/3 of `ShaderLang.h`.  It is in the
324 glslang namespace and contains the following, here with suggested calls
325 for generating SPIR-V:
326
327 ```cxx
328 const char* GetEsslVersionString();
329 const char* GetGlslVersionString();
330 bool InitializeProcess();
331 void FinalizeProcess();
332
333 class TShader
334     setStrings(...);
335     setEnvInput(EShSourceHlsl or EShSourceGlsl, stage,  EShClientVulkan or EShClientOpenGL, 100);
336     setEnvClient(EShClientVulkan or EShClientOpenGL, EShTargetVulkan_1_0 or EShTargetVulkan_1_1 or EShTargetOpenGL_450);
337     setEnvTarget(EShTargetSpv, EShTargetSpv_1_0 or EShTargetSpv_1_3);
338     bool parse(...);
339     const char* getInfoLog();
340
341 class TProgram
342     void addShader(...);
343     bool link(...);
344     const char* getInfoLog();
345     Reflection queries
346 ```
347
348 For just validating (not generating code), substitute these calls:
349
350 ```cxx
351     setEnvInput(EShSourceHlsl or EShSourceGlsl, stage,  EShClientNone, 0);
352     setEnvClient(EShClientNone, 0);
353     setEnvTarget(EShTargetNone, 0);
354 ```
355
356 See `ShaderLang.h` and the usage of it in `StandAlone/StandAlone.cpp` for more
357 details. There is a block comment giving more detail above the calls for
358 `setEnvInput, setEnvClient, and setEnvTarget`.
359
360 ### C Functional Interface (original)
361
362 This interface is in roughly the first 2/3 of `ShaderLang.h`, and referred to
363 as the `Sh*()` interface, as all the entry points start `Sh`.
364
365 The `Sh*()` interface takes a "compiler" call-back object, which it calls after
366 building call back that is passed the AST and can then execute a back end on it.
367
368 The following is a simplified resulting run-time call stack:
369
370 ```c
371 ShCompile(shader, compiler) -> compiler(AST) -> <back end>
372 ```
373
374 In practice, `ShCompile()` takes shader strings, default version, and
375 warning/error and other options for controlling compilation.
376
377 ## Basic Internal Operation
378
379 * Initial lexical analysis is done by the preprocessor in
380   `MachineIndependent/Preprocessor`, and then refined by a GLSL scanner
381   in `MachineIndependent/Scan.cpp`.  There is currently no use of flex.
382
383 * Code is parsed using bison on `MachineIndependent/glslang.y` with the
384   aid of a symbol table and an AST.  The symbol table is not passed on to
385   the back-end; the intermediate representation stands on its own.
386   The tree is built by the grammar productions, many of which are
387   offloaded into `ParseHelper.cpp`, and by `Intermediate.cpp`.
388
389 * The intermediate representation is very high-level, and represented
390   as an in-memory tree.   This serves to lose no information from the
391   original program, and to have efficient transfer of the result from
392   parsing to the back-end.  In the AST, constants are propagated and
393   folded, and a very small amount of dead code is eliminated.
394
395   To aid linking and reflection, the last top-level branch in the AST
396   lists all global symbols.
397
398 * The primary algorithm of the back-end compiler is to traverse the
399   tree (high-level intermediate representation), and create an internal
400   object code representation.  There is an example of how to do this
401   in `MachineIndependent/intermOut.cpp`.
402
403 * Reduction of the tree to a linear byte-code style low-level intermediate
404   representation is likely a good way to generate fully optimized code.
405
406 * There is currently some dead old-style linker-type code still lying around.
407
408 * Memory pool: parsing uses types derived from C++ `std` types, using a
409   custom allocator that puts them in a memory pool.  This makes allocation
410   of individual container/contents just few cycles and deallocation free.
411   This pool is popped after the AST is made and processed.
412
413   The use is simple: if you are going to call `new`, there are three cases:
414
415   - the object comes from the pool (its base class has the macro
416     `POOL_ALLOCATOR_NEW_DELETE` in it) and you do not have to call `delete`
417
418   - it is a `TString`, in which case call `NewPoolTString()`, which gets
419     it from the pool, and there is no corresponding `delete`
420
421   - the object does not come from the pool, and you have to do normal
422     C++ memory management of what you `new`
423
424 * Features can be protected by version/extension/stage/profile:
425   See the comment in `glslang/MachineIndependent/Versions.cpp`.
426
427 [cmake]: https://cmake.org/
428 [python]: https://www.python.org/
429 [bison]: https://www.gnu.org/software/bison/
430 [googletest]: https://github.com/google/googletest
431 [bison-gnu-win32]: http://gnuwin32.sourceforge.net/packages/bison.htm
432 [master-tot-release]: https://github.com/KhronosGroup/glslang/releases/tag/master-tot