Burst Compilerざっくりまとめ

前書き

DOTS の１つである Burst Compiler について軽くまとめました。
詳しく書いてるわけではないですが、要点は抑えているつもりです。
ざっくりとした説明なので詳しい情報は調べてみてください。

注意点

2019/12/01 時点で調べた内容です。

なに？

C# Job System 専用コンパイラ。 高速なコードを吐き出す。
GCが無い前提で最適化を行う。

恩恵

処理を早くできる。

バイナリを作るまでの流れ

• 通常
  • C# -> (C# コンパイラ) -> IL -> (Mono/AOT/JIT) -> bin
• IL2CPP
  • C# -> (C# コンパイラ) -> IL -> (IL2CPP) -> C++ -> (C++ コンパイラ) -> bin
• Burst Compiler
  • C# -> (C# コンパイラ) -> IL -> (Burst コンパイラ) -> IR -> (LLVM) -> bin

単語

• LLVM
  • 様々なプログラミング言語に対応可能なコンパイラ基盤。
• IR
  • LLVMが扱う中間言語。プログラミング言語・CPUアーキテクチャから独立。
    LLVMはIRを対象に最適化を行う。

なぜBurst Compilerを使うと早いのか？

• LLVMの最適化が聞く
  • C++の最適化
    • C++ -> (clang) -> IR -> (LLVM) -> IR -> obj
  • C#の最適化
    • C# -> (C# コンパイラ) -> IL -> (Burst コンパイラ) -> IR -> (LLVM) -> IR -> obj
• SIMDを使う
  • SIMD(Single Instruction Multiple Data)の略。１つの命令で複数の計算を行う仕組み。
    連続したデータ（ベクトル化）に対して１度で計算を終わらせる。
• メモリエイリアスを考慮
  • ようわからん。

制約

• 基本 C# Job System でしか使えない
  • ジョブ以外の任意の関数を最適化する方法はある
• クラスが使えない
  • マネージドヒープを使う参照型は使えない（GCを避けるため）
    • クラス -> 構造体
    • 配列 -> NativeArray
    • 文字列 -> NativeString
• 例外処理ができない
  • できない
    • try
    • catch
    • finally
  • できる
    • throw

使い方

ジョブに[BurstCompile]を付けるだけ。

using Unity.Burst;
 
public class SampleClass : MonoBehaviour
{
    [BurstCompile] // ←この属性を付けるだけ
    struct SampleStruct : IJob
    {
        public NativeArray<int> a;
        public NativeArray<int> b;

        public void Execute()
        {
            for(int i = 0; i < a.Length; ++i)
            {
                a[i] = b[i] * 10;
            }
        }
    }

    ...
    ...
}

最後に

Burstコンパイラへの対応は思った以上に簡単ぽいです。
簡単にですが、これで DOTS の１つを攻略しました。

参考文献

C＃×LLVM=アセンブラ!? 〜詳説・Burstコンパイラー〜 – Unity Learning Materials