DirectXShaderCompiler中vk::ext_decorate_string对结构体成员的支持问题分析

问题背景

在DirectXShaderCompiler(DXC)项目中，开发者使用vk::ext_decorate_string属性为SPIR-V交叉编译器(spirv-cross)添加额外信息时遇到了一个兼容性问题。这个问题特别出现在当属性应用于结构体成员时，尤其是当这些成员最终会被转换为着色器输出的情况下。

技术细节

vk::ext_decorate_string是一个特殊的属性，它允许开发者为SPIR-V生成额外的装饰字符串。在正常情况下，这个属性可以应用于函数、变量、参数和类型。然而，当它被用于结构体成员时，特别是那些最终会成为着色器输出的成员时，编译器会报错。

问题的核心在于编译器对属性的验证时机。验证发生在属性处理为OpDecorateString之前，而此时结构体成员尚未被转换为独立变量。着色器输出在结构体中的成员最终会被"展开"为独立的输出变量，但属性验证阶段无法预见这种转换。

示例分析

考虑以下HLSL代码示例：

[[vk::location(0), vk::ext_decorate_string(5635, "raster_order_group_0")]] 
float4 rt0 : SV_TARGET0;

这段代码定义了一个着色器输出，编译器会报错提示ext_decorate_string属性不能应用于结构体成员。然而，从逻辑上讲，这个输出最终会成为独立的变量，应该能够接受这种装饰。

解决方案方向

解决这个问题需要修改编译器的属性验证逻辑。可能的解决方案包括：

1. 延迟对ext_decorate_string属性的验证，直到所有结构体成员都已被处理
2. 特别处理最终会成为着色器输出的结构体成员，允许它们使用这个属性
3. 扩展属性适用范围，明确包含结构体成员

影响评估

这个问题影响了那些依赖vk::ext_decorate_string来传递SPIR-V交叉编译所需信息的开发者。特别是在使用结构体组织着色器输出时，这种限制会破坏代码的组织结构，迫使开发者将输出变量全部声明为全局变量。

结论

DirectXShaderCompiler团队已经确认了这个问题并着手修复。这个修复将恢复对结构体成员使用vk::ext_decorate_string的支持，特别是在着色器输出场景下。对于开发者而言，这意味着可以继续使用结构体来组织着色器输出，同时保持与SPIR-V交叉编译器的兼容性。

这个问题的解决也提醒我们，在编译器开发中需要考虑属性应用的上下文和后续处理阶段，确保验证逻辑与实际代码生成流程保持一致。