在 Intel HD 显卡上使用 SPIR-V 时 GLSL 统一名称为空，但在 NVIDIA 上则不然

Question

背景

我正在编写一个类似 Shadertoy 的应用程序，作为学校项目的一部分，并注意到我的统一变量的值在我的（旧）Thinkpad 上没有更新，而它们在我的台式电脑上运行良好。我的应用程序使用编译的 GLSL 着色器（在 SPIR-V 二进制文件中使用

glslc

），它们链接到最终的可执行文件并使用

glShaderBinary

函数读取。

我制作了MWE应用程序来展示这种效果。应用程序以 GLSL 源格式和 SPIR-V 二进制格式读取片段和顶点着色器。对于这两种格式，它将片段和顶点着色器链接到单个程序（在源代码中称为

shader

），并列出所有 active 制服的名称。它还尝试直接获取名为

test

的制服在

shader.frag

中的位置。

在英特尔 (i5-4200U) 上：

vendor:        Intel
renderer:      Mesa Intel(R) HD Graphics 4400 (HSW GT2)
version:       4.6 (Core Profile) Mesa 24.0.7-arch1.3
glsl version:  4.60
------------------------------
GLSL:
    active uniform count: 1
    (location = 0) = "test"
    `test` uniform location = 0
SPIR-V:
    active uniform count: 1
    (location = 0) = ""
    `test` uniform location = -1

在 NVIDIA 上：

vendor:        NVIDIA Corporation
renderer:      NVIDIA GeForce GTX 1050 Ti/PCIe/SSE2
version:       4.6.0 NVIDIA 550.78
glsl version:  4.60 NVIDIA
------------------------------
GLSL:
    active uniform count: 1
    (location = 0) = "test"
    `test` uniform location = 0
SPIR-V:
    active uniform count: 1
    (location = 0) = "test"
    `test` uniform location = 0

来源

这些源代码也可以作为 git 存储库提供：

git clone --branch bug2 https://git.pipeframe.xyz/school/project-iprj

main.c

#include <stdio.h>
#include <stdlib.h>
#include <GL/glew.h>
#include <GLFW/glfw3.h>

const uint32_t vert_spirv[] =
#include "vert_spirv.h"
;
const uint32_t frag_spirv[] =
#include "frag_spirv.h"
;
const char vert_src[] = {
#include "vert_src.h"
, 0x00 };
const char frag_src[] = {
#include "frag_src.h"
, 0x00 };

GLuint load_shader_src(GLenum type, const char* src) {
    GLuint shader = glCreateShader(type);
    glShaderSource(shader, 1, &src, NULL);
    glCompileShader(shader);
    return shader;
}
GLuint load_shader_spirv(GLenum type, const char* src, size_t size) {
    GLuint shader = glCreateShader(type);
    glShaderBinary(1, &shader, GL_SHADER_BINARY_FORMAT_SPIR_V, src, size);
    glSpecializeShader(shader, "main", 0, NULL, NULL);
    return shader;
}

GLuint link_shaders(GLuint vert, GLuint frag) {
    GLuint shader = glCreateProgram();
    glAttachShader(shader, vert);
    glAttachShader(shader, frag);
    glLinkProgram(shader);
    glUseProgram(shader); // <- use the program before getting uniform name
    glDeleteShader(vert);
    glDeleteShader(frag);
    return shader;
}

void test(const char* label, GLuint shader) {
    printf("%s:\n", label);

    // list all ACTIVE uniforms in shader
    GLint count;
    glGetProgramiv(shader, GL_ACTIVE_UNIFORMS, &count);
    printf("\tactive uniform count: %d\n", count);
    for (unsigned i = 0; i < count; i++) {
        GLchar name[80];
        GLsizei length;
        glGetActiveUniformName(shader, i, 80, &length, name);
        printf("\t(location = %u) = \"%.*s\"\n", i, length, name);
    }

    // try directly geting uniform location
    GLint uniform_location = glGetUniformLocation(shader, "test");
    printf("\t`test` uniform location = %d\n", uniform_location);
}

int main(int argc, char** argv) {
    // initialize window
    glfwInit();
    glfwWindowHint(GLFW_CONTEXT_VERSION_MAJOR, 4);
    glfwWindowHint(GLFW_CONTEXT_VERSION_MINOR, 6);
    glfwWindowHint(GLFW_OPENGL_PROFILE, GLFW_OPENGL_CORE_PROFILE);
    glfwWindowHint(GLFW_VISIBLE, GLFW_FALSE);
    GLFWwindow* window = glfwCreateWindow(800, 600, "test", NULL, NULL);
    glfwMakeContextCurrent(window);
    glewInit();

    // print driver info
    printf("vendor:        %s\n", glGetString(GL_VENDOR));
    printf("renderer:      %s\n", glGetString(GL_RENDERER));
    printf("version:       %s\n", glGetString(GL_VERSION));
    printf("glsl version:  %s\n", glGetString(GL_SHADING_LANGUAGE_VERSION));
    printf("------------------------------\n");

    // test w/ glsl source
    GLuint src_vert = load_shader_src(GL_VERTEX_SHADER, vert_src);
    GLuint src_frag = load_shader_src(GL_FRAGMENT_SHADER, frag_src);
    GLuint src_shader = link_shaders(src_vert, src_frag);
    test("GLSL", src_shader);

    // test w/ spir-v
    GLuint spirv_vert = load_shader_spirv(GL_VERTEX_SHADER, (char*) vert_spirv, sizeof(vert_spirv));
    GLuint spirv_frag = load_shader_spirv(GL_FRAGMENT_SHADER, (char*) frag_spirv, sizeof(frag_spirv));
    GLuint spirv_shader = link_shaders(spirv_vert, spirv_frag);
    test("SPIR-V", spirv_shader);

    return 0;
}

makefile

（GNU 制作）

LDFLAGS += -lglfw
LDFLAGS += -lOpenGL
LDFLAGS += -lGLEW

GLFLAGS += --target-env=opengl
GLFLAGS += -fauto-map-locations

main: main.c

main.c: vert_spirv.h
main.c: frag_spirv.h
main.c: vert_src.h
main.c: frag_src.h

frag_spirv.h: shader.frag
    glslc $(GLFLAGS) -mfmt=c -o $@ $<
vert_spirv.h: shader.vert
    glslc $(GLFLAGS) -mfmt=c -o $@ $<
frag_src.h: shader.frag
    xxd -i < $< > $@
vert_src.h: shader.vert
    xxd -i < $< > $@

shader.vert

#version 460 core
layout (location = 0) in vec3 vert;

void main() {
    gl_Position = vec4(vert.xyz, 0.001);
}

shader.frag

#version 460 core
uniform float test;
layout(location = 0) out vec4 color;

void main() {
    vec2 uv = gl_FragCoord.xy / ivec2(800, 600);
    color = vec4(uv.xy, test, 1.0);
}

问题

在英特尔高清显卡上运行 SPIR-V 着色器时，制服名称将变为空。

test

制服仍然处于活动状态，如上面的输出所示。当我硬编码

test

制服的位置而不是使用

glGetUniformLocation

时，更新其值在 Intel 和 NVIDIA 上都可以正常工作，但我想避免这种方法，因为我无法控制位置。

我尝试了以下方法，但它们都对 MWE 的输出没有任何影响：

• 在统一声明前手动添加

  layout(location = ...)

• 使用

  glslc

  的

  -fauto-bind-uniforms

  标志
• 使用ARB版本的

  glShaderBinary

• 使用 mesa-amber 驱动程序
• 使用OpenGL 4.60

我想继续使用 SPIR-V 编译器，因为它允许我使用 C 预处理器并在编译时而不是运行时捕获 GLSL 编译器警告。

Answer 1

该程序的行为符合规范（强调我的）：

因为 SPIR-V 是一种中间语言，所以名称之类的东西是不必要的。因此，虽然 SPIR-V 确实允许您为特定构造分配名称，但它并不要求您这样做。因此，任何涉及 SPIR-V 变量名称或其他构造的 OpenGL 内省查询都可能不会产生合理的结果。

正如程序输出所示，英特尔实现确实检测到（活动的）uniform 变量。只能可靠地查询其名称。 SPIR-V 中的用户定义变量只能与使用位置进行交互：

SPIR-V 中用户定义变量的输入/输出接口匹配通过匹配显式

Location

进行工作。因此，用于输入/输出接口的所有变量都必须分配一个位置。