DirectCompute着色器（HLSL）具有奇怪的数组大小

Question

我正在努力通过计算着色器存储uint数组的方式。我有以下着色器代码（一个简单的极简示例来重现该问题）：

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);
}

一旦编译，我将检查编译器的输出，以了解常量缓冲区项目的数量和大小。项目“ uint UIntArray [10];”令人惊讶地具有148个字节的大小。考虑到uint为4个字节，这很奇怪。因此，我希望数组大小为40个字节。

这是编译器输出：

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：当元素数量改变时，每个元素的大小都不一样！

我在做什么错或我想念什么？谢谢。

Answer 1

从Microsoft Docs报价：

默认情况下，数组不打包在HLSL中。为避免强制着色器承担ALU开销以进行偏移量计算，将数组中的每个元素存储在四分量向量中。

因此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（即使它们仍计入偏移量计算中）。

如果需要更紧密的包装，则可以将数组声明为uint4 UInt4Array[4];，然后将其强制转换为：static uint UInt1Array[16] = (uint[16])TCstParams.UInt4Array;（不必检查该代码是否正确，但是应该类似）。强制转换本身不会造成任何开销-但是，UInt1Array中的accassing元素将引入其他指令来计算实际偏移量。