如何在 C++ 代码中存储 id<MTLBuffer>？

Question

我正在编写一个跨平台引擎来做一些渲染。我正在尝试创建一个跨平台结构，它本质上管理一种绘制的几何体。

目标是有一个 c++ class 将 void* 保存到分配给缓冲区的内存块，然后将该指针传递到 MTLBuffer 或 Vulcan 缓冲区以用于渲染。因此，class 的其中一个字段将需要成为一个缓冲区，但在跨平台的意义上。

对于我绘图的一部分，代码应该如下所示

func draw() {
   CrossPlatformBuffers* buffs = // preset list
   for (buffer in buffs {
      PlatformSpecificEngine.drawWith((PlatformSpecificBuffer)buffs->buffer)
   }
}

所以基本上我需要能够将我的 MTLBuffer 存储为 c++ class 中的 void*。这让我感到困惑，因为我不确定 c++ 如何与 objective-c ARC 一起玩，或者 id 到底是什么意思。

如果我只是将 id 转换为 void* 并将其传递到 c++ class as 并稍后对其调用 delete，我会遇到任何问题吗？

Answer 1

在我看来你使用了错误的抽象。这通常是通过使用一个基础 class 来解决的，它在高层次上实现了你想做的事情，并为每个执行特定工作的平台提供了一个子class。所以在你的情况下，你可能有类似 Renderer base class:

的东西

class Renderer {
    public:
        Renderer();
        ~Renderer();

        virtual void* allocateBuffer(const size_t numBytes) = 0;
        virtual void renderWorld() = 0;
        ... etc.
};

那么你将有 2 个特定于平台的 classes：VulkanRenderer 和 MetalRenderer:

class VulkanRenderer: public Renderer {
    public:
        VulkanRenderer();
        ~VulkanRenderer();

        virtual void* allocateBuffer(const size_t numBytes);
        virtual void renderWorld();
        ... etc.
};

和

class MetalRenderer: public Renderer {
    public:
        MetalRenderer();
        ~MetalRenderer();

        virtual void* allocateBuffer(const size_t numBytes);
        virtual void renderWorld();
        ... etc.
};

MetalRenderer class 的实现文件将是 .mm 文件而不是 .cpp 文件，表明它是一个 Objective-C++ 文件并允许 C++ 对象包含 Objective-C 个对象。

None 你的其他代码应该处理 MetalRenderer 或 VulkanRenderer 而不是 Renderer。

Answer 2

这里有几点你需要考虑：

您的 MTLBuffer object 指针不指向object的内容

MTLBuffer 是一个 Metal 框架 object，它管理 GPU 上的内存缓冲区。您拥有的地址就是那个 object 的地址。对于某些缓冲区，Metal 提供了一种使用 [MTLBuffer contents] 方法从 CPU 访问缓冲区内容的方法。 contents returns 一个 void * 可以直接用于从缓冲区读取和写入，但有以下注意事项：

您的 MTLBuffer 内容可能并不总是可以从 CPU

访问

这取决于您使用的平台。如果您只使用 iOS/tvOS，只需使用 MTLStorageModeShared 存储模式创建您的 MTLBuffer，您就可以开始了——Metal 将确保您在 [=] 上看到的数据98=] 与 GPU 的视图同步。在 macOS 上，它取决于您使用的是哪个 GPU，因此还有一些其他的细微之处。现在我假设我们只讨论 iOS/tvOS。

有几种方法可以将Objective-C与C++代码结合

一种选择是创建 Objective-C++ 文件（.mm 文件），然后将所有 Metal-specific 代码放入这些 .mm 文件中的子 class 中。这将允许您享受 Objective-C 的 ARC（自动引用计数）的好处，并且仍然创建漂亮的通用 C++ 包装器。在 Objective-C++ class 的 header 文件中，您可以这样做：

class MetalBuffer : GenericBuffer
{
   private:
#ifdef __OBJC__
      id <MTLBuffer> metalBuffer;
#else
      void *internalMetalBuffer;
#endif
}

这将使您的常规（非Objective-C++）classes 包含Objective-C++ header。我制作了 "special" 托管指针 private 以确保没有人试图从 Objective-C++ class 外部访问它，因为这显然不是一个好主意。

如果这种方法不合适，您可以在 C++ 中完成所有操作，但是您必须手动跟踪对您的 Objective-C objects:

的引用

如果您必须将 object 作为空指针存储在 C++ 代码中，您将需要手动引用计数

Objective-C 使用 ARC 来跟踪 object 使用情况并在适当时自动释放 object。如果您试图在 C++ 中管理整个事情，您将需要手动管理对您的 object 的引用（例如您的 MTLBuffer 及以后）。这是通过告诉 ARC 您希望 type-cast 托管的 Objective-C id object 到常规 C 指针来完成的。

实例化 MTLBuffer 后，您可以在 object 上使用 CFBridgingRetain()，现在可以将其存储为 void *（不要与void * 你在你的 C++ class 中抓住了指向缓冲区内容的那个！）。使用完 MTLBuffer 后，您可以在 void * 上调用 CFRelease() 来释放它。您无需担心释放 contents 缓冲区——一旦 MTLBuffer object 被释放（例如当您调用 CFRelease() 时），底层内存将自动释放.

请注意，当您需要调用使用您的 MTLBuffer object（例如 setFragmentBuffer 等）的 Objective-C 函数时，您可以使用 CFBridgingRelease()。 ) 将 CFBridgingRelease() 视为将您的 object 返回给 ARC 的转换器，但请注意它包含一个手动释放，这意味着一旦 Metal 完成了您的 object，它将自动被发布。

如果你想让你的 object 在当前 Metal 请求之后继续存在，你应该使用 CFBridgingRetain() 保留另一个指向它的指针。

同样，这是最后的手段 -- 我不建议走这条路。

祝你好运！

如何在 C++ 代码中存储 id<MTLBuffer>？

How can I store a id<MTLBuffer> inside of c++ code?

c++

objective-c

metal