Make better use of simplification pass
[platform/upstream/SPIRV-Tools.git] / README.md
index f9da4d4..9a7ac66 100644 (file)
--- a/README.md
+++ b/README.md
@@ -13,15 +13,16 @@ validator, and optimizer for SPIR-V. Except for the optimizer, all are based
 on a common static library.  The library contains all of the implementation
 details, and is used in the standalone tools whilst also enabling integration
 into other code bases directly. The optimizer implementation resides in its
-own library.
+own library, which depends on the core library.
 
-The interfaces are still under development, and are expected to change.
+The interfaces have stabilized:
+We don't anticipate making a breaking change for existing features.
 
 SPIR-V is defined by the Khronos Group Inc.
 See the [SPIR-V Registry][spirv-registry] for the SPIR-V specification,
 headers, and XML registry.
 
-## Verisoning SPIRV-Tools
+## Versioning SPIRV-Tools
 
 See [`CHANGES`](CHANGES) for a high level summary of recent changes, by version.
 
@@ -42,11 +43,12 @@ version.  An API call reports the software version as a C-style string.
 
 ### Assembler, binary parser, and disassembler
 
-* Based on SPIR-V version 1.1 Rev 3
+* Support for SPIR-V 1.0, 1.1, 1.2
+  * Based on SPIR-V syntax described by JSON grammar files in the
+    [SPIRV-Headers](spirv-headers) repository.
 * Support for extended instruction sets:
   * GLSL std450 version 1.0 Rev 3
   * OpenCL version 1.0 Rev 2
-* Support for SPIR-V 1.0 (with or without additional restrictions from Vulkan 1.0)
 * Assembler only does basic syntax checking.  No cross validation of
   IDs or types is performed, except to check literal arguments to
   `OpConstant`, `OpSpecConstant`, and `OpSwitch`.
@@ -55,31 +57,107 @@ See [`syntax.md`](syntax.md) for the assembly language syntax.
 
 ### Validator
 
-*Warning:* The validator is incomplete.
+The validator checks validation rules described by the SPIR-V specification.
 
-### Optimizer
+Khronos recommends that tools that create or transform SPIR-V modules use the
+validator to ensure their outputs are valid, and that tools that consume SPIR-V
+modules optionally use the validator to protect themselves from bad inputs.
+This is especially encouraged for debug and development scenarios.
 
-*Warning:* The optimizer is still under development and its library interface is
-not yet published.
+The validator has one-sided error: it will only return an error when it has
+implemented a rule check and the module violates that rule.
 
-Currently supported optimizations:
-* [Strip debug info](source/opt/strip_debug_info_pass.h)
-* [Freeze spec constant](source/opt/freeze_spec_constant_value_pass.h)
-* [Fold `OpSpecConstantOp` and `OpSpecConstantComposite`](source/opt/fold_spec_constant_op_and_composite_pass.h)
-* [Unify constants](source/opt/unify_const_pass.h)
-* [Eliminate dead constant](source/opt/eliminate_dead_constant_pass.h)
+The validator is incomplete.
+See the [CHANGES](CHANGES) file for reports on completed work, and
+the [Validator
+sub-project](https://github.com/KhronosGroup/SPIRV-Tools/projects/1) for planned
+and in-progress work.
 
-For the latest list, please refer to `spirv-opt --help`.
+*Note*: The validator checks some Universal Limits, from section 2.17 of the SPIR-V spec.
+The validator will fail on a module that exceeds those minimum upper bound limits.
+It is [future work](https://github.com/KhronosGroup/SPIRV-Tools/projects/1#card-1052403)
+to parameterize the validator to allow larger
+limits accepted by a more than minimally capable SPIR-V consumer.
 
-## Source code
 
-The SPIR-V Tools are maintained by members of the The Khronos Group Inc.,
-at https://github.com/KhronosGroup/SPIRV-Tools.
+### Optimizer
+
+*Note:* The optimizer is still under development.
+
+Currently supported optimizations:
+* General
+  * Strip debug info
+* Specialization Constants
+  * Set spec constant default value
+  * Freeze spec constant
+  * Fold `OpSpecConstantOp` and `OpSpecConstantComposite`
+  * Unify constants
+  * Eliminate dead constant
+* Code Reduction
+  * Inline all function calls exhaustively
+  * Convert local access chains to inserts/extracts
+  * Eliminate local load/store in single block
+  * Eliminate local load/store with single store
+  * Eliminate local load/store with multiple stores
+  * Eliminate local extract from insert
+  * Eliminate dead instructions (aggressive)
+  * Eliminate dead branches
+  * Merge single successor / single predecessor block pairs
+  * Eliminate common uniform loads
+  * Remove duplicates: Capabilities, extended instruction imports, types, and
+    decorations.
+
+For the latest list with detailed documentation, please refer to
+[`include/spirv-tools/optimizer.hpp`](include/spirv-tools/optimizer.hpp).
+
+For suggestions on using the code reduction options, please refer to this [white paper](https://www.lunarg.com/shader-compiler-technologies/white-paper-spirv-opt/).
+
+
+### Linker
+
+*Note:* The linker is still under development.
+
+Current features:
+* Combine multiple SPIR-V binary modules together.
+* Combine into a library (exports are retained) or an executable (no symbols
+  are exported).
+
+See the [CHANGES](CHANGES) file for reports on completed work, and the [General
+sub-project](https://github.com/KhronosGroup/SPIRV-Tools/projects/2) for
+planned and in-progress work.
+
+### Extras
+
+* [Utility filters](#utility-filters)
+* Build target `spirv-tools-vimsyntax` generates file `spvasm.vim`.
+  Copy that file into your `$HOME/.vim/syntax` directory to get SPIR-V assembly syntax
+  highlighting in Vim.  This build target is not built by default.
+
+## Contributing
+
+The SPIR-V Tools project is maintained by members of the The Khronos Group Inc.,
+and is hosted at https://github.com/KhronosGroup/SPIRV-Tools.
+
+Consider joining the `public_spirv_tools_dev@khronos.org` mailing list, via
+[https://www.khronos.org/spir/spirv-tools-mailing-list/](https://www.khronos.org/spir/spirv-tools-mailing-list/).
+The mailing list is used to discuss development plans for the SPIRV-Tools as an open source project.
+Once discussion is resolved,
+specific work is tracked via issues and sometimes in one of the
+[projects][spirv-tools-projects].
+
+(To provide feedback on the SPIR-V _specification_, file an issue on the
+[SPIRV-Headers][spirv-headers] GitHub repository.)
+
+See [`projects.md`](projects.md) to see how we use the
+[GitHub Project
+feature](https://help.github.com/articles/tracking-the-progress-of-your-work-with-projects/)
+to organize planned and in-progress work.
 
 Contributions via merge request are welcome. Changes should:
 * Be provided under the [Apache 2.0](#license).
-  You'll be prompted with a one-time "click-through" Contributor's License
-  Agreement (CLA) dialog as part of submitting your pull request or
+* You'll be prompted with a one-time "click-through"
+  [Khronos Open Source Contributor License Agreement][spirv-tools-cla]
+  (CLA) dialog as part of submitting your pull request or
   other contribution to GitHub.
 * Include tests to cover updated functionality.
 * C++ code should follow the [Google C++ Style Guide][cpp-style-guide].
@@ -90,8 +168,14 @@ We intend to maintain a linear history on the GitHub `master` branch.
 
 ### Source code organization
 
+* `example`: demo code of using SPIRV-Tools APIs
 * `external/googletest`: Intended location for the
   [googletest][googletest] sources, not provided
+* `external/effcee`: Location of [Effcee][effcee] sources, if the `effcee` library
+  is not already configured by an enclosing project.
+* `external/re2`: Location of [RE2][re2] sources, if the `effcee` library is not already
+  configured by an enclosing project.
+  (The Effcee project already requires RE2.)
 * `include/`: API clients should add this directory to the include search path
 * `external/spirv-headers`: Intended location for
   [SPIR-V headers][spirv-headers], not provided
@@ -100,6 +184,14 @@ We intend to maintain a linear history on the GitHub `master` branch.
 * `test/`: Tests, using the [googletest][googletest] framework
 * `tools/`: Command line executables
 
+Example of getting sources, assuming SPIRV-Tools is configured as a standalone project:
+
+    git clone https://github.com/KhronosGroup/SPIRV-Tools.git   spirv-tools
+    git clone https://github.com/KhronosGroup/SPIRV-Headers.git spirv-tools/external/spirv-headers
+    git clone https://github.com/google/googletest.git          spirv-tools/external/googletest
+    git clone https://github.com/google/effcee.git              spirv-tools/external/effcee
+    git clone https://github.com/google/re2.git                 spirv-tools/external/re2
+
 ### Tests
 
 The project contains a number of tests, used to drive development
@@ -118,8 +210,26 @@ tests:
 The fix is included on the googletest master branch any time after 2015-11-10.
 In particular, googletest must be newer than version 1.7.0.
 
+### Optional dependency on Effcee
+
+Some tests depend on the [Effcee][effcee] library for stateful matching.
+Effcee itself depends on [RE2][re2].
+
+* If SPIRV-Tools is configured as part of a larger project that already uses
+  Effcee, then that project should include Effcee before SPIRV-Tools.
+* Otherwise, SPIRV-Tools expects Effcee sources to appear in `external/effcee`
+  and RE2 sources to appear in `external/re2`.
+
+Currently Effcee is an optional dependency, but soon it will be required.
+
 ## Build
 
+Instead of building manually, you can also download the binaries for your
+platform directly from the [master-tot release][master-tot-release] on GitHub.
+Those binaries are automatically uploaded by the buildbots after successful
+testing and they always reflect the current top of the tree of the master
+branch.
+
 The project uses [CMake][cmake] to generate platform-specific build
 configurations. Assume that `<spirv-dir>` is the root directory of the checked
 out code:
@@ -145,6 +255,8 @@ The following CMake options are supported:
   the command line tools.  This will prevent the tests from being built.
 * `SPIRV_SKIP_EXECUTABLES={ON|OFF}`, default `OFF`- Build only the library, not
   the command line tools and tests.
+* `SPIRV_BUILD_COMPRESSION={ON|OFF}`, default `OFF`- Build SPIR-V compressing
+  codec.
 * `SPIRV_USE_SANITIZER=<sanitizer>`, default is no sanitizing - On UNIX
   platforms with an appropriate version of `clang` this option enables the use
   of the sanitizers documented [here][clang-sanitizers].
@@ -157,27 +269,40 @@ The following CMake options are supported:
   warnings encountered by enabling the compiler-specific compiler front-end
   option.
 
+Additionally, you can pass additional C preprocessor definitions to SPIRV-Tools
+via setting `SPIRV_TOOLS_EXTRA_DEFINITIONS`. For example, by setting it to
+`/D_ITERATOR_DEBUG_LEVEL=0` on Windows, you can disable checked iterators and
+iterator debugging.
+
 ## Library
 
 ### Usage
 
-The library provides a C API, but the internals use C++11.
+The internals of the library use C++11 features, and are exposed via both a C
+and C++ API.
 
 In order to use the library from an application, the include path should point
 to `<spirv-dir>/include`, which will enable the application to include the
-header `<spirv-dir>/include/spirv-tools/libspirv.h` then linking against the
-static library in `<spirv-build-dir>/source/libSPIRV-Tools.a` or
+header `<spirv-dir>/include/spirv-tools/libspirv.h{|pp}` then linking against
+the static library in `<spirv-build-dir>/source/libSPIRV-Tools.a` or
 `<spirv-build-dir>/source/SPIRV-Tools.lib`.
+For optimization, the header file is
+`<spirv-dir>/include/spirv-tools/optimizer.hpp`, and the static library is
+`<spirv-build-dir>/source/libSPIRV-Tools-opt.a` or
+`<spirv-build-dir>/source/SPIRV-Tools-opt.lib`.
 
 * `SPIRV-Tools` CMake target: Creates the static library:
   * `<spirv-build-dir>/source/libSPIRV-Tools.a` on Linux and OS X.
   * `<spirv-build-dir>/source/libSPIRV-Tools.lib` on Windows.
+* `SPIRV-Tools-opt` CMake target: Creates the static library:
+  * `<spirv-build-dir>/source/libSPIRV-Tools-opt.a` on Linux and OS X.
+  * `<spirv-build-dir>/source/libSPIRV-Tools-opt.lib` on Windows.
 
 #### Entry points
 
 The interfaces are still under development, and are expected to change.
 
-There are three main entry points into the library.
+There are five main entry points into the library in the C interface:
 
 * `spvTextToBinary`: An assembler, translating text to a binary SPIR-V module.
 * `spvBinaryToText`: A disassembler, translating a binary SPIR-V module to
@@ -186,6 +311,13 @@ There are three main entry points into the library.
   for the header and each parsed instruction.  The disassembler is implemented
   as a client of `spvBinaryParse`.
 * `spvValidate` implements the validator functionality. *Incomplete*
+* `spvValidateBinary` implements the validator functionality. *Incomplete*
+
+The C++ interface is comprised of three classes, `SpirvTools`, `Optimizer` and
+`Linker`, all in the `spvtools` namespace.
+* `SpirvTools` provides `Assemble`, `Disassemble`, and `Validate` methods.
+* `Optimizer` provides methods for registering and running optimization passes.
+* `Linker` provides methods for combining together multiple binaries.
 
 ## Command line tools
 
@@ -222,6 +354,18 @@ Use option `-h` to print help.
 The output includes syntax colouring when printing to the standard output stream,
 on Linux, Windows, and OS X.
 
+### Linker tool
+
+The linker combines multiple SPIR-V binary modules together, resulting in a single
+binary module as output.
+
+This is a work in progress.
+The linker does not support OpenCL program linking options related to math
+flags. (See section 5.6.5.2 in OpenCL 1.2)
+
+* `spirv-link` - the standalone linker
+  * `<spirv-dir>/tools/link`
+
 ### Optimizer tool
 
 The optimizer processes a SPIR-V binary module, applying transformations
@@ -275,6 +419,13 @@ This is experimental.
     export LESSOPEN='| spirv-lesspipe.sh "%s" --no-color --raw-id'
     ```
 
+* [vim-spirv](https://github.com/kbenzie/vim-spirv) - A vim plugin which
+  supports automatic disassembly of `.spv` files using the `:edit` command and
+  assembly using the `:write` command. The plugin also provides additional
+  features which include; syntax highlighting; highlighting of all ID's matching
+  the ID under the cursor; and highlighting errors where the `Instruction`
+  operand of `OpExtInst` is used without an appropriate `OpExtInstImport`.
+
 * `50spirv-tools.el` - Automatically disassembles '.spv' binary files when
   loaded into the emacs text editor, and re-assembles them when saved,
   provided any modifications to the file are valid.  This functionality
@@ -299,6 +450,9 @@ tests.
 ## Future Work
 <a name="future"></a>
 
+_See the [projects pages](https://github.com/KhronosGroup/SPIRV-Tools/projects)
+for more information._
+
 ### Assembler and disassembler
 
 * The disassembler could emit helpful annotations in comments.  For example:
@@ -312,6 +466,14 @@ tests.
 
 This is a work in progress.
 
+### Linker
+
+* The linker could accept math transformations such as allowing MADs, or other
+  math flags passed at linking-time in OpenCL.
+* Linkage attributes can not be applied through a group.
+* Check decorations of linked functions attributes.
+* Remove dead instructions, such as OpName targeting imported symbols.
+
 ## Licence
 <a name="license"></a>
 Full license terms are in [LICENSE](LICENSE)
@@ -331,11 +493,17 @@ See the License for the specific language governing permissions and
 limitations under the License.
 ```
 
+[spirv-tools-cla]: https://cla-assistant.io/KhronosGroup/SPIRV-Tools
+[spirv-tools-projects]: https://github.com/KhronosGroup/SPIRV-Tools/projects
+[spirv-tools-mailing-list]: https://www.khronos.org/spir/spirv-tools-mailing-list
 [spirv-registry]: https://www.khronos.org/registry/spir-v/
 [spirv-headers]: https://github.com/KhronosGroup/SPIRV-Headers
 [googletest]: https://github.com/google/googletest
 [googletest-pull-612]: https://github.com/google/googletest/pull/612
 [googletest-issue-610]: https://github.com/google/googletest/issues/610
+[effcee]: https://github.com/google/effcee
+[re2]: https://github.com/google/re2
 [CMake]: https://cmake.org/
 [cpp-style-guide]: https://google.github.io/styleguide/cppguide.html
 [clang-sanitizers]: http://clang.llvm.org/docs/UsersManual.html#controlling-code-generation
+[master-tot-release]: https://github.com/KhronosGroup/SPIRV-Tools/releases/tag/master-tot