用“ const constant”声明变量的目的是什么？

Question

在Metal shader中，声明类似const constant Vertex *vertexArray [[buffer(0)]]（const constant我的意思是）的变量的目的是什么？为什么仅靠常数还不够？而且，constant和之间有什么区别const？

同样，const device和之间的区别是constant什么？

Answer 1

const是类型限定符。constant和device是地址空间。

const 阻止您修改其适用的事物：

int a = 15;
a = 16; // Fine; reassigning to a non-const variable

const int b = 15;
b = a; // Error: attempt to write to a read-only constant

int d = 18;
int const* c = &a;
*c = 17; // Error: attempt to write value through a pointer to const int
c = &d;  // Fine; reassigning (a different address) to a (non-const) pointer

int *const e = &d;
*e = a; // Fine; assigning to pointee through pointer to non-const int
e = c;  // Error: attempt to reassign const pointer

希望这些例子能充分说明变量和常量的语义，以及在指针情况下规则如何工作。

在Metal中，指针始终驻留在特定的地址空间中。如果您在Metal着色器函数中使用自动存储的变量的地址（即“局部”变量），则该指针位于线程地址空间中。另一方面，缓冲区参数始终位于常量或设备地址空间中。

device缓冲区用于保存内存，该内存的元素将被大致访问一次，就像在顶点函数中按顺序获取顶点数据时那样。另一方面，constant与统一数据一样，缓冲区保存的数据可能会被函数的许多调用访问。

您不能在constant地址空间中写入缓冲区。这是此答案中最重要的一句话：地址空间中的所有指针constant都是隐式const限定的。

您可以在恒定的地址空间中形成新的指针，并且通过上述规则，可以重新分配它们。但是尝试写给他们的对象将产生编译器错误。

假设您使用以下参数编写一个片段函数：

constant Light *lights [[buffer(0)]]

然后在函数体中可以这样说：

constant Light *light = &lights[0];

和这个：

light = &lights[1];

但这不是：

light->color = float4(1, 1, 1, 1); // Error: attempt to write to variable with const-qualified type "const constant Light *"

再次注意，在最后一个示例中，即使我们没有说常量指针应该是指向const的指针，也是如此。因此，constant用const（在星号之前）进一步限定指针是多余的。

现在让我们谈谈device指针。

与constant始终为只读的缓冲区相反，在许多情况下都可以写入device缓冲区。但是，您通常将设备缓冲区视为只读（例如，在大多数顶点函数中）。为了向编译器指示此意图，可以将其添加const到设备缓冲区指针参数。这将防止您无意中写入只打算读取的缓冲区。如果device在不适当的上下文中使用指向非常量类型的指针，则Metal着色器编译器的最新版本会发出警告，这就是为什么养成编写const device此类参数的习惯通常是一个好主意的原因。

但是写作const constant是多余的，而且从来没有必要。