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c++ - 怎么能不对 C++ 结构布局做出假设呢？

coder 2024-02-08 原文

我刚刚从 Bug in VC++ 14.0 (2015) compiler? 中了解到人们不应该假设结构的布局将如何在内存中结束。但是，我不明白在我见过的很多代码中这是常见的做法。例如，Vulkan 图形 API 执行以下操作:

定义一个结构

struct {
    glm::mat4 projection;
    glm::mat4 model;
    glm::vec4 lightPos;
} uboVS;

然后填写它的字段:

    uboVS.model = ...
    uboVS....

然后通过 memcpy 将结构(在主机内存中)复制到设备内存:

    uint8_t *pData;
    vkMapMemory(device, memory, 0, sizeof(uboVS), 0, (void **)&pData);
    memcpy(pData, &uboVS, sizeof(uboVS));
    vkUnmapMemory(device, memory);

然后交给 GPU，它定义一个 UBO 来匹配该结构:

layout (binding = 0) uniform UBO 
{
    mat4 projection;
    mat4 model;
    vec4 lightPos;
} ubo;

然后，在 GPU 端，ubo 将始终匹配 uboVS。

这是相同的未定义行为吗？该代码是否依赖于 uboVS 结构完全按照定义进行布局，或者双方(编译的 C++ 代码和编译的 SPIR-V 着色器)基本上生成相同的不同结构布局？ (类似于 https://www.securecoding.cert.org/confluence/display/c/EXP11-C.+Do+not+make+assumptions+regarding+the+layout+of+structures+with+bit-fields 中的第一个示例)

这个问题并不特定于 Vulkan 或图形 API，我很好奇人们到底可以假设什么，什么时候可以只使用结构作为内存块。我了解结构打包和对齐，但还有更多吗？

谢谢

最佳答案

重要的是要认识到你在你引用的问题中所做的和你在这里所做的之间的区别。

您在问题中所做的事情违反了 C++ 的规则。它调用未定义的行为。您试图假装包含 16 个 float 的对象与包含 16 个 float 的数组相同。 C++ 不允许这是明确定义的行为，并且允许编译器假定您不会尝试它。

相比之下，将结构转换为字节数组并将该数组复制到其他地方实际上不会违反 C++ 对象模型的规则。它有一个非常具体的条款，允许对适当的类型进行此类操作。

区别在于它不是C++ 编译器 关心对象的布局；这是GPU。只要您提供的数据布局与您的着色器所说的相匹配，就可以了。您不是将 float 转换为数组，也不是试图通过指向另一个对象或类似对象的指针来访问一个对象。您只是在复制字节。

此时，剩下的唯一问题是该结构的字节表示是否与预期的 SPIR-V 数据结构定义的字节表示相匹配。是的，this is something you can rely upon for most systems that Vulkan can run on .

关于c++ - 怎么能不对 C++ 结构布局做出假设呢？，我们在Stack Overflow上找到一个类似的问题： https://stackoverflow.com/questions/39217944/

amp43sectionC++uboVSc++structvulkanstructlayout

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