DirectCompute 着色器 (HLSL) 具有奇怪的数组大小

Question

计算着色器存储 uint 数组的方式让我很苦恼。 我有以下着色器代码（重现问题的简单示例）：

cbuffer TCstParams : register(b0)
{
    int    IntValue1;
    uint   UIntArray[10];    // <== PROBLEM IS HERE
    int    IntValue2;
}

RWTexture2D<float4>                Output         : register(u0);

[numthreads(1, 1, 1)]
void CSMain()
{
    if (IntValue1 == 0)
        Output[uint2(0, 0)] = float4(1, 1, 1, 1);
}

编译后，我检查编译器的输出以了解常量缓冲区项的偏移量和大小。项目“uint UIntArray[10];”令人惊讶的大小为 148 字节。这很奇怪，因为 uint 是 4 个字节。所以我希望数组大小为 40 字节。

这是编译器的输出：

Microsoft (R) Direct3D Shader Compiler 6.3.9600.16384
Copyright (C) 2013 Microsoft. All rights reserved.

//
// Generated by Microsoft (R) HLSL Shader Compiler 6.3.9600.16384
//
//
// Buffer Definitions: 
//
// cbuffer TCstParams
// {
//
//   int IntValue1;                     // Offset:    0 Size:     4
//   uint UIntArray[10];                // Offset:   16 Size:   148 [unused]    // <== PROBLEM IS HERE
//   int IntValue2;                     // Offset:  164 Size:     4 [unused]
//
// }
//
//
// Resource Bindings:
//
// Name                                 Type  Format         Dim Slot Elements
// ------------------------------ ---------- ------- ----------- ---- --------
// Output                                UAV  float4          2d    0        1
// TCstParams                        cbuffer      NA          NA    0        1
//
//
//
// Input signature:
//
// Name                 Index   Mask Register SysValue  Format   Used
// -------------------- ----- ------ -------- -------- ------- ------
// no Input
//
// Output signature:
//
// Name                 Index   Mask Register SysValue  Format   Used
// -------------------- ----- ------ -------- -------- ------- ------
// no Output
cs_5_0
dcl_globalFlags refactoringAllowed | skipOptimization
dcl_constantbuffer cb0[1], immediateIndexed
dcl_uav_typed_texture2d (float,float,float,float) u0
dcl_temps 2
dcl_thread_group 1, 1, 1

#line 13 "E:\Development\Projects\Test Projects\DirectCompute\TestShader1.hlsl"
if_z cb0[0].x
  mov r0.xyzw, l(0,0,0,0)
  itof r1.xyzw, l(1, 1, 1, 1)
  store_uav_typed u0.xyzw, r0.xyzw, r1.xyzw
endif 
ret 
// Approximately 6 instruction slots used

我检查了各种数组大小，结果很奇怪：元素数量变化时每个元素的大小不同！

我做错了什么或者我想念什么？ 谢谢。

Answer 1

引用Microsoft Docs:

默认情况下，数组不打包在 HLSL 中。为了避免强制着色器为偏移计算承担 ALU 开销，数组中的每个元素都存储在一个四分量向量中。

所以uint UIntArray[10]; 实际上存储为uint4 UIntArray[10];，除了最后三个填充 uint 不包括在大小计算中（即使它们仍然计入偏移计算）。

如果您想要更紧凑的包装，您可以将数组声明为uint4 UInt4Array[4];，然后将其转换为：static uint UInt1Array[16] = (uint[16])TCstParams.UInt4Array;（没有检查该代码是否正确，但应该类似）。强制转换本身不会造成任何开销 - 但是，在 UInt1Array 中访问元素将引入额外的指令来计算实际偏移量。