有效地将Swift Array复制到iOS Metal的内存缓冲区
我正在使用Apple的新Metal框架编写iOS应用程序。 我有一个Matrix4对象的数组（请参阅Ray Wenderlich的教程 ），我需要通过MTLDevice.newBufferWithLength（）方法将其传递给着色器。 Matrix4对象利用了Apple的GLKit（它包含一个GLKMatrix4对象）。
我正在利用GPU调用的实例。
稍后我会将其更改为一个包含每个实例更多数据的结构（超出了Matrix4对象的范围）。
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如何有效地将[Matrix4]对象的数组复制到此缓冲区？
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有一个更好的方法吗？ 再次，我将展开这个使用未来更多数据的结构。
以下是我的代码的一个子集：
let sizeofMatrix4 = sizeof(Float) * Matrix4.numberofElements() // This returns an array of [Matrix4] objects. let boxArray = createBoxArray(parentModelViewMatrix) let sizeOfUniformBuffer = boxArray.count * sizeOfMatrix4 var uniformBuffer = device.newBufferWithLength(sizeofUniformBuffer, options: .CPUCacheModeDefaultCache) let bufferPointer = uniformBuffer?.contents() // Ouch - way too slow. How can I optimize? for i in 0..<boxArray.count { memcpy(bufferPointer! + (i * sizeOfMatrix4), boxArray[i].raw(), sizeOfMatrix4) } renderEncoder.setVertexBuffer(uniformBuffer, offset: 0, atIndex: 2) 注意：boxArray [i] .raw（）方法在Objective-C代码中被定义为：
- (void *)raw { return glkMatrix.m; }
你可以看到我循环每个数组对象，然后做一个memcpy。 我之所以这么做，是因为我遇到了将arrays视为一组连续内存的问题。
谢谢！
一个Swift数组被承诺是连续的内存，但是你需要确定它确实是一个Swift数组而不是暗中的NSArray。 如果你想完全确定，使用连续数组。 这将确保连续的内存，即使其中的对象可桥接到ObjC。 如果你想更多的控制内存，看看ManagedBuffer 。
因此，您应该使用newBufferWithBytesNoCopy(length:options:deallocator)在现有内存周围创build一个MTL缓冲区。
我已经用一系列的粒子来完成这个工作，我将这些粒子传递给一个计算着色器。
简而言之，我定义了一些常量并声明了一些可变指针和一个可变缓冲区指针：
let particleCount: Int = 1048576 var particlesMemory:UnsafeMutablePointer<Void> = nil let alignment:UInt = 0x4000 let particlesMemoryByteSize:UInt = UInt(1048576) * UInt(sizeof(Particle)) var particlesVoidPtr: COpaquePointer! var particlesParticlePtr: UnsafeMutablePointer<Particle>! var particlesParticleBufferPtr: UnsafeMutableBufferPointer<Particle>!
当我设置粒子时，我填充指针并使用posix_memalign（）来分配内存：
posix_memalign(&particlesMemory, alignment, particlesMemoryByteSize) particlesVoidPtr = COpaquePointer(particlesMemory) particlesParticlePtr = UnsafeMutablePointer<Particle>(particlesVoidPtr) particlesParticleBufferPtr = UnsafeMutableBufferPointer(start: particlesParticlePtr, count: particleCount)
填充粒子的循环略有不同 – 我现在循环缓冲区指针：
for index in particlesParticleBufferPtr.startIndex ..< particlesParticleBufferPtr.endIndex { [...] let particle = Particle(positionX: positionX, positionY: positionY, velocityX: velocityX, velocityY: velocityY) particlesParticleBufferPtr[index] = particle }
在applyShader（）函数内部，我创build了用作input和输出缓冲区的内存副本：
let particlesBufferNoCopy = device.newBufferWithBytesNoCopy(particlesMemory, length: Int(particlesMemoryByteSize), options: nil, deallocator: nil) commandEncoder.setBuffer(particlesBufferNoCopy, offset: 0, atIndex: 0) commandEncoder.setBuffer(particlesBufferNoCopy, offset: 0, atIndex: 1)
…在着色器运行之后，我将共享内存（particlesMemory）放回到缓冲区指针中：
particlesVoidPtr = COpaquePointer(particlesMemory) particlesParticlePtr = UnsafeMutablePointer(particlesVoidPtr) particlesParticleBufferPtr = UnsafeMutableBufferPointer(start: particlesParticlePtr, count: particleCount)
有一个最新的Swift 2.0版本在我的GitHub回购这里
显然使用共享内存和MTLDevice.makeBuffer(bytesNoCopy:...)是为了避免多余的内存拷贝。 因此，理想情况下，我们寻找一种devise，使得我们可以在数据加载到MTLBuffer对象后方便地操作数据。
经过一段时间的研究之后，我决定尝试创build一个半通用的解决scheme，以便简化页面alignment内存的分配，将内容加载到内存中，然后在共享内存块中操作项目。
我创build了一个称为PageAlignedArray的Swift数组实现，它匹配内置Swift数组的接口和function，但总是驻留在页面alignment的内存中，因此可以很容易地制作成MTLBuffer 。 我还添加了一个便利的方法，直接将PageAlignedArray转换为金属缓冲区。
当然，之后你可以继续改变你的数组，你的更新将自动提供给GPU的共享内存体系结构。 但是，请记住， 只要数组长度发生更改 ， 就必须重新生成MTLBuffer对象。
这是一个快速的代码示例：
var alignedArray : PageAlignedContiguousArray<matrix_double4x4> = [matrixTest, matrixTest] alignedArray.append(item) alignedArray.removeFirst() // Behaves just like a built-in array, with all convenience methods // When it's time to generate a Metal buffer: let testMetalBuffer = device?.makeBufferWithPageAlignedArray(alignedArray)
该示例使用了matrix_double4x4 ，但该数组应适用于任何Swift值types。 请注意，如果您使用引用types（例如任何class ），则数组将包含指向您的元素的指针，因此将无法在您的GPU代码中使用。