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OpenCL Note #05 — SPIR-V와 Vulkan Descriptor/Pipeline Layout 매핑

이번 노트 목표:

• clspv 산출물(SPIR-V)에서 보이는 정보를
• Vulkan의 descriptor set / pipeline layout 개념과 1:1로 연결한다.

(우리 고정 목표: ANGLE OpenCL entry → clspv/SPIR-V → Vulkan dispatch → AMD PM4 mental model)

1) 우리가 이미 본 SPIR-V 단서

vector_add.spvasm에서 확인한 핵심:

• OpDecorate %15 DescriptorSet 0
• OpDecorate %15 Binding 0
• OpDecorate %16 DescriptorSet 0
• OpDecorate %16 Binding 1
• OpDecorate %17 DescriptorSet 0
• OpDecorate %17 Binding 2
• OpVariable ... StorageBuffer (a, b, out 후보)
• OpVariable ... PushConstant (n 후보)

이건 Vulkan 관점에서 거의 “설계도"다.

2) Vulkan 쪽 대응 개념

(A) Descriptor Set Layout

SPIR-V의 DescriptorSet + Binding 데코레이션은 Vulkan에서 descriptor set layout 바인딩 정의로 연결된다.

예: set=0, binding=0/1/2

• binding 0: 입력 버퍼 a
• binding 1: 입력 버퍼 b
• binding 2: 출력 버퍼 out

(B) Pipeline Layout

Pipeline layout은 크게 두 가지를 묶는다.

1. descriptor set layouts
2. push constant ranges

SPIR-V에 PushConstant 변수가 보이면, Vulkan pipeline layout에도 해당 range 정의가 필요하다.

(C) Compute Pipeline

SPIR-V 모듈 + entrypoint(vector_add)로 compute pipeline을 만든다. 그리고 command buffer에서 pipeline 바인딩 후 dispatch한다.

3) OpenCL 인자와 Vulkan 리소스 매핑 (이번 예제)

• __global const float* a → StorageBuffer(set0,binding0)
• __global const float* b → StorageBuffer(set0,binding1)
• __global float* out → StorageBuffer(set0,binding2)
• const int n → PushConstant(범위 내 int)

즉, OpenCL 커널 시그니처가 Vulkan 바인딩 모델로 “펼쳐진” 상태가 SPIR-V에 반영된다.

4) 실행 시퀀스(개념)

1. SPIR-V 로드
2. descriptor set layout 생성
3. pipeline layout 생성 (set layouts + push constant range)
4. compute pipeline 생성
5. descriptor set에 실제 버퍼(a,b,out) 바인딩
6. push constant에 n 기록
7. vkCmdBindPipeline / vkCmdBindDescriptorSets / (push constants) / vkCmdDispatch

이 흐름을 이해하면, “OpenCL 인자 설정 → 실제 Vulkan 실행 준비"가 머릿속에서 연결된다.

5) ANGLE 코드 추적에서 어디를 볼까

다음 추적 포인트:

• 커널 인자 정보를 내부 구조로 들고 있는 지점
• descriptor binding 번호를 할당/고정하는 지점
• push constant를 구성하는 지점
• dispatch 직전 command buffer recording 지점

핵심은, “SPIR-V에 보인 binding 정보"와 “실제 Vulkan API 호출 인자"를 대조하는 것이다.

이해 확인 질문 (Self-check)

1. DescriptorSet/Binding 데코레이션은 Vulkan의 무엇으로 대응되나?
2. Pipeline layout이 descriptor set layout 외에 함께 들고 있어야 하는 건?
3. 이번 예제에서 n이 push constant로 내려간다는 건 Vulkan 쪽에서 무엇을 준비해야 함을 뜻하나?
4. vkCmdDispatch 전에 반드시 맞아야 하는 바인딩 2개는?
5. SPIR-V를 보고 Vulkan 추적할 때 가장 먼저 맞춰볼 “대조쌍” 2개는?

복습 카드 (Anki 스타일)

• Q: SPIR-V의 DescriptorSet/Binding은 Vulkan에서 어디로 가나?
  A: Descriptor set layout 바인딩 정의.

• Q: Pipeline layout의 구성요소 2개는?
  A: Descriptor set layouts + push constant ranges.

• Q: OpenCL의 스칼라 인자(const int n)는 이 프레임에서 주로 어디로 매핑되나?
  A: Push constant.

• Q: dispatch 전 최소 바인딩 순서는?
  A: Pipeline bind → Descriptor set bind → (필요 시 push constants) → Dispatch.

이해 확인 질문 정답 (토글)

핵심 정답 요약