高級(jí)著色語(yǔ)言及其優(yōu)化編譯.pdf

1、圖形硬件技術(shù)已經(jīng)進(jìn)入了可編程的時(shí)代.可編程圖形處理器允許用戶編寫運(yùn)行在其上的頂點(diǎn)著色程序與片斷著色程序,取代內(nèi)置的固定功能渲染流水線,實(shí)現(xiàn)定制的渲染算法.隨著硬件能力的不斷加強(qiáng),可編程圖形處理器的應(yīng)用領(lǐng)域在不斷擴(kuò)大.除了可以用于實(shí)時(shí)渲染,可編程圖形處理器在非實(shí)時(shí)渲染與科學(xué)計(jì)算領(lǐng)域也在獲得了廣泛的應(yīng)用.可編程圖形處理器支持兩種開(kāi)發(fā)語(yǔ)言,即低級(jí)著色語(yǔ)言(LLSL)與高級(jí)著色語(yǔ)言(HLSL).低級(jí)著色語(yǔ)言類似于匯編語(yǔ)言,可以充分利用硬件能力以

2、編寫出高性能的著色程序,但是過(guò)于依賴硬件平臺(tái),而且難學(xué)難用.高級(jí)著色語(yǔ)言則具有平臺(tái)獨(dú)立、易于使用、開(kāi)發(fā)資源豐富等優(yōu)點(diǎn),正在快速成為圖形開(kāi)發(fā)者的首選.目前高級(jí)著色語(yǔ)言主要有三種,即Cg、DirectX HLSL與OpenGL glslang.其中g(shù)lslang由于OpenGL的廣泛應(yīng)用性與開(kāi)放性而具有重要的實(shí)踐與理論價(jià)值.該文的研究對(duì)象是OpenGL glslang及其優(yōu)化編譯技術(shù).我們實(shí)現(xiàn)了一個(gè)可以將glslang著色程序編譯為Open

3、GL LLSL著色程序的優(yōu)化編譯器gcx(Graphics Compiler X).該文分為兩部分.第一部分在介紹可編程處理器及低級(jí)著色語(yǔ)言的基礎(chǔ)上,重點(diǎn)研究了OpenGL平臺(tái)上的高級(jí)著色語(yǔ)言glslang.第二部分研究了實(shí)現(xiàn)glslang 編譯器的相關(guān)技術(shù),重點(diǎn)是后端優(yōu)化編譯技術(shù).Gcx支持兩類后端,一類不支持轉(zhuǎn)移指令,另一類支持轉(zhuǎn)移指令,但兩者都缺乏一般微處理所具有的例如邏輯指令、存儲(chǔ)器間接訪問(wèn)等特性.為此,gcx使用了諸如合并分支