常量缓冲区大小不正确

Question

我创建了以下常量缓冲区：

// C++    
struct IndexConstantBuffer
{
    unsigned indexes[32]{};
};

// hlsl
cbuffer IndexConstantBuffer : register(b0)
{
    uint indexes[32];
};

我收到以下警告：

D3D11 警告：ID3D11DeviceContext::DrawIndexedInstanced：的大小 像素着色器单元插槽 0 处的常量缓冲区太小 （提供 128 字节，预计至少 512 字节）。这没问题，因为 越界读取被定义为返回 0。也有可能 开发人员知道丢失的数据无论如何都不会被使用。这只是 如果开发人员实际上打算充分绑定一个问题 满足着色器期望的大型常量缓冲区。 [ 执行警告 ＃351：DEVICE_DRAW_CONSTANT_BUFFER_TOO_SMALL]

什么原因导致此警告？我需要添加 384 字节 (512 - 128) 的填充还是有其他方法？

Answer 1

这是一个老问题，但让我们尝试提供明确的答案。

要解决此错误，您必须确保 C++ 数据结构与 HLSL 数据结构完全一致。 C++ 和 HLSL 的对齐规则并不相同——它们是非常不同的语言，只是碰巧有一些相似之处。尽管您可以强制 C++ 对齐的行为与 HLSL 完全相同，但此类实例将产生额外的填充（消耗额外的内存），而不会带来任何性能优势。在这种情况下，您将消耗 4 倍的内存（512 字节，而不是所需的最佳 128 字节）。

在 HLSL 中，数组元素始终打包在 16 字节边界上，而在 C++ 中则打包在 4 字节边界上（默认情况下）。当元素是 4 字节整数时，这显然效率低下，但在处理 float4 元素（四个分量向量）时是最佳的，这是迄今为止 HLSL 中最常见的数据类型。这是因为 GPU 可以使用一条指令访问 128 位，因此可以一次检索 float4 的所有 4 个组件。

为了避免在数组中插入不必要的填充，您的 C++ 数组需要映射到 HLSL 中的 uint4 类型的 8 元素数组。换句话说，HLSL 中的每个元素都成为 uint 类型的 4 分量向量。

此外，在 C++ 中指定元素类型时应该更加精确。 unsigned 类型（意味着 unsigned int）具有实现定义的大小（以 char 为单位）。虽然在大多数情况下它是 4 个char，但您不能保证在所有实现中都是如此。即使 char 的长度也不能保证是 8 位。但是，C++ 标准（自 C++11 起）定义了一组固定宽度积分，当您需要特定大小的积分时，例如在 C++ 中声明包含一个或多个积分的 HLSL 数据结构时，应首选这些积分.

执行以下修改将解决该错误：

// C++
#include <cstdint> // for uint32_t    
struct IndexConstantBuffer
{
    // unsigned indexes[32]{}; // Implementation-defined size
    uint32_t indexes[32]{}; // Always 128-bytes
};

// hlsl
cbuffer IndexConstantBuffer : register(b0)
{
    // uint indexes[32];  // (4 + 12) * 32 = 512 (bytes) incl. padding
    uint4 indexes[8]; // (4 * 4) * 8 = 128 (bytes) no padding
};

当然，访问 HLSL 中的元素现在需要将每个元素视为 uint4（四个 uint 元素的向量），而不是单个 uint，但是在 HLSL 中解决这个问题很简单。