Compiler & Parallelismus • Mai 2026

Sprint 202: Advanced 3D Math SIMD Expansion ⚡

Willkommen zu Sprint 202! Nach dem Erfolg unserer compilezeitseitigen Auto-Vektorisierung in Sprint 200 haben wir die SIMD-Fähigkeiten massiv erweitert. Die Optimierungs-Pässe des Compilers sowie die Stack-VM unterstützen nun vollständige Vektorberechnungen. Vektoradditionen, Subtraktionen und Skalarprodukte werden direkt parallel auf der Hardware ausgeführt.

⚡ Das neue SimdOp-Enum

Um die Vektorisierungsfähigkeiten des Compilers skalierbar zu machen, haben wir das SimdOp-Enum in src/vm/opcode.rs eingeführt. Anstatt für jede Vektoroperation einen eigenen Bytecode-Befehl zu definieren, emittiert der Compiler nun einen universellen OpCode::SimdExec, der die gewünschte Operation trägt:

pub enum SimdOp {
    Scale,
    Add,
    Subtract,
    Dot,
}

⚙️ Ausführung im Machine Handler

Die Stack-VM verarbeitet diese Operationen über native glam::Vec4 Hardware-Register:

SimdOp::Scale: Multipliziert einen Vektor mit einem Skalar (Vec4 * factor).
SimdOp::Add / Subtract: Führt elementweise Vektoradditionen oder Subtraktionen (Vec4 + Vec4 / Vec4 - Vec4) in einem einzigen CPU-Takt aus.
SimdOp::Dot: Berechnet das mathematische Skalarprodukt (Vec4::dot()) und gibt einen einzelnen RelType::Float Skalar zurück. Dies ist extrem nützlich für schnelles Raycasting und Shader-Vorverarbeitung.

🧪 Verifizierung & Testabdeckung

Wir haben dedizierte Unit-Tests zur Verifizierung der Erweiterung hinzugefügt: test_simd_vector_addition_applied und test_simd_dot_product_applied. Beide Tests stellen sicher, dass der Optimizer sequenzielle Operationen erfolgreich in die neuen parallelen Opcodes kollabiert und diese in der VM fehlerfrei ausgeführt werden.