Rust-GPU / Rust-GPU/rust-gpu

[Migrated] Conditionals and code generation performance

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Lingua principale
Rust
Stelle
3.4k
Fork
125
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Descrizione

Issue automatically imported from old repo: https://github.com/EmbarkStudios/rust-gpu/issues/1110
Old labels: t: bug
Originally creatd by DGriffin91 on 2023-12-18T19:06:07Z


I noticed that a rust gpu shader was running much slower than the equivalent wgsl one.
The wgsl one takes 53ms, and the rust gpu version takes 67ms.
Looking at the SPIRV I tracked part of the issue down to this:

if uvt.x > 0.0 && uvt.y > 0.0 && uvt.z > 0.0 && uvt.x + uvt.y < 1.0 {
    uvt
} else {
    vec3(f32::MAX, f32::MAX, f32::MAX)
}

I used spirv-cross to look at the code rust-gpu was producing in glsl and noticed it was producing this:

if (_1039 > 0.0)
{
    bool _1057;
    bool _1058;
    if (_1040 > 0.0)
    {
        bool _1047 = _1041 > 0.0;
        bool _1053;
        if (_1047)
        {
            _1053 = fma(_1028, _1023, _1040) < 1.0;
        }
        else
        {
            _1053 = _76;
        }
        _1057 = _1053;
        _1058 = _1047 ? false : true;
    }
    else
    {
        _1057 = _76;
        _1058 = true;
    }
    _1061 = _1057;
    _1062 = _1058;
}
else
{
    _1061 = _76;
    _1062 = true;
}

Whereas if I take wgsl through the same path (wgsl -> spirv -> glsl) it looks like this:

if ((((_87.x > 0.0) && (_87.y > 0.0)) && (_87.z > 0.0)) && ((_87.x + _87.y) < 1.0)) {
    return _87;
} else {
    return vec3(F32MAX);
}

I tried forcing it to not branch but generate a bool, with u32(uvt.x > 0.0 && uvt.y > 0.0 && uvt.z > 0.0 && uvt.x + uvt.y < 1.0) == 1, and while it kept the conversion and the equality check, it still had this same nested branching structure.

I then tried this which got me a lot closer to the wgsl perf (now 58ms):

if (uvt.x > 0.0) as u32
    & (uvt.y > 0.0) as u32
    & (uvt.z > 0.0) as u32
    & (uvt.x + uvt.y < 1.0) as u32
    == 1
{
    uvt
} else {
    vec3(f32::MAX, f32::MAX, f32::MAX)
}

This actually results in it using mix here:

mix(vec3(F32MAX), vec3(_1024, _1025, _1026), bvec3((((uint(_1024 > 0.0) & uint(_1025 > 0.0)) & uint(_1026 > 0.0)) & uint(fma(_1013, _1008, _1025) < 1.0)) == 1u)).y;

Is it possible to improve the code generation in rust gpu to avoid the excessive branching in situations like this?

(I'm aware that this could also be written differently to avoid branching, I'm not concerned about this specific impl, but about the code generation in general)

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Come iniziare

  1. Leggi tutta la issue e poi la guida ai contributi del progetto.
  2. Commenta sulla issue per dire che te ne occupi tu — evita che due persone facciano lo stesso lavoro.
  3. Fai un fork del repository e lavora su un branch.
  4. Apri una pull request che faccia riferimento al numero della issue.

Direzione di ricerca

Inizia confrontando la condizione segnalata dello shader GPU Rust con il relativo SPIR-V/GLSL generato e la conversione equivalente in WGSL. Indaga sul motivo per cui le condizioni booleane concatenate diventano rami annidati; il lavoro è completato quando condizioni comparabili generano meno ramificazioni eccessive senza affidarsi alla riscrittura manuale con maschere intere dell'issue.

Scritto dal modello di indicizzazione a partire dal testo della issue.

Valutazione

Stack tecnologico
rust
Ambito
compilers, performance
Tipo di issue
Bug
Difficoltà
5/5
Tempo stimato
Più di una settimana
Stato di attività
Ferma
Chiarezza
Abbastanza chiara
Idoneità per principianti
35/100

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