GLSL 编译器优化导致浮点运算行为不正确

Question

我是使用 OpenGL 编写 Android 应用程序的团队的一员。我们有大量使用浮点数模拟双精度数学的着色器代码。（具体来说，我们在 Andrew Thall 的 Extended-Precision Floating-Point Numbers for GPU Computation 中实现了算法。）它在应用程序的 DirectX 版本中运行良好，但我发现在 Android 上，GLSL 编译器正在优化中的一些代码这样一种方式，在代数上，行为应该被保留，但实际上它改变了行为，因为优化正在丢弃浮点错误。例如，在下面：

vec2 add(float a, float b) {
    float sum = a + b;
    float err = b - (sum - a);
    return vec2(sum, err);
}

错误值 e 被编译器简化为 0，因为这在代数上是正确的，但当然，当考虑到浮点错误时，情况并非总是如此。

我试过“#pragma optimize (off)”，但它不标准而且没有效果。我发现唯一可行的技巧是创建一个“零”统一浮点数，该浮点数保持设置为 0，并将其添加到战略位置的违规值中，因此上述函数的工作版本为：

vec2 add(float a, float b) {
    float sum = a + b;
    sum += zero;
    float err = b - (sum - a);
    return vec2(sum, err);
}

这显然不理想。 1）这是一个 PITA 来追踪必要的地方，并且 2）它依赖于编译器。另一个编译器可能不需要它，另一个编译器可以将 e 值优化为 zero。是否有解决此问题并确保 GLSL 编译器不会优化实际行为的“正确”方法？

编辑：

虽然技术答案看起来仍然是“否”，但我找到了更好的解决方法并想在此处记录下来。 “零”统一方法确实开始因更复杂的 expressions/chained 操作而失败。我找到的解决方法是创建两个用于加法和减法的函数：

float plus_frc(float a, float b) {
    return mix(a, a + b, b != 0);
}

float minus_frc(float a, float b) {
    return mix(0, a - b, a != b);
}

（“frc”代表“force”和“farce”，因为你是在强制操作，但必要性是愚蠢的。）这些复制了 (a + b) 和 (a - b)，但以编译器不应该能够优化的方式，不使用分支并使用 fast builtin 来完成工作。所以上面的防错“add”函数就变成了：

vec2 add(float a, float b) {
    float sum = plus_frc(a, b);
    float err = b - (sum - a);
    return vec2(sum, err);
}

请注意，我们总是需要使用我们的“frc”函数（例如，查找错误的方程式），但仅在编译器可以完成中断优化的地方使用.

Answer 1

没有。在 GLSL 中没有控制优化的绑定方法。如果编译器认为假设您的错误项为零是合理的，那么它将为零。

GLSL 编译器优化导致浮点运算行为不正确

GLSL compiler optimizations lead to incorrect behavior with floating point operations

android

opengl-es

glsl

glsles

编辑：