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17. Preprocessor and Directives(预处理器和指令)

Shader语言的另一个功能是预处理器，遵循许多C++预处理器的约定。可以使用如下指令来定义宏和条件测试：

#define
#undef
#if
#ifdef
#ifndet
#else
#elif
#endif

注意，shader语言里的宏定义不能使用参数（在C++中可以，这是两者不同的地方）。下面的宏是预定义的：

__LINE__    // Replaced with the current line number in a shader
__FILE    // Always 0 in OpenGL ES 3.0
__VERSION__     // The OpenGL ES shading language version (eg. 300)
GL_ES    // This will be defined for ES shaders to a value of 1

指令#error会在shader编译时引发一个编译错误，并打印出相关日志。指令#pragma用于为编译器指定特定于实现的指令。

另一个重要指令是#extension，用来启用和设置扩展行为。当设备供应商扩展OpenGL ES shader语言时，它们将创建一个语言扩展声明（例如 GL_NV_shadow_samplers_cube）。Shader必须告诉编译器是否允许使用扩展，如果不允许，应该采取什么行动。使用方法：

#extension extension_name : behavior
#extension all : behavior

第一个参数是扩展的名字或者all（对所有扩展都应用该行为），第二个参数是要采取的行为：

扩展行为	描述
require	require指明该扩展是必须的，如果该扩展不受支持则预处理器会抛出错误。如果指定了all，将总是抛出错误。
enable	enable指明该扩展被启用，如果该扩展不受支持则预处理器会发出警告。如果扩展被启用，语言将会被处理。如果指定了all，将总是抛出错误。
warn	warn指明当该扩展被使用时发出警告（除非这种使用是另一个已经被启用的扩展所必须的）。如果指定了all，则在任何该扩展被使用时发出警告。同时，如果该扩展不被支持也会发出警告。
disable	disable指明该扩展是禁用的，所有当该扩展被使用时将会抛出错误。如果指定了all（默认），则不启用任何扩展。

18. Uniform and Interpolator Packing

正如前面几个小节中所介绍的，在底层硬件中可用于储存uniform和输入输出变量的资源是有限的。Uniform储存在“常量储存区”，顶点输出变量和片段输入变量储存在插值器中，通常都保存为一个向量数组。那么，这些变量在底层硬件上到底是如何进行实际储存的呢？

在OpenGL ES 3.0中，通过打包规则（packing）来定义这些变量是如何映射到物理储存空间的。打包规则基于这样一个概念，物理储存空间被组织为一个4列的网格（每一行是一个储存位置）。来看一个具体例子：

uniform mat3 m;
uniform float f[6];
uniform vec3 v;

如果不进行打包，那么矩阵m会占用3行，数组f会占用6行，向量v会占用1行，这样会浪费许多空间，如下表所示：

Location	X	Y	Z	W
0	m[0].x	m[0].y	m[0].z	--
1	m[1].x	m[1].y	m[1].z	--
2	m[2].x	m[2].y	m[2].z	--
3	f[0]	--	--	--
4	f[1]	--	--	--
5	f[2]	--	--	--
6	f[3]	--	--	--
7	f[4]	--	--	--
8	f[5]	--	--	--
9	v.x	v.y	v.z	-6（书上写的-6，不明白为什么，觉得应该也是空才对）

如果进行打包，这些变量会被组织成下面这样：

Location	X	Y	Z	W
0	m[0].x	m[0].y	m[0].z	f[0]
1	m[1].x	m[1].y	m[1].z	f[1]
2	m[2].x	m[2].y	m[2].z	f[2]
3	v.x	v.y	v.z	f[3]
4	--	--	--	f[4]
5	--	--	--	f[5]

如果所示，如果使用了打包规则，只需要使用6个物理常量位置，否则就要使用10个。另外，数组元素需要跨行存储，这是因为GPU通常根据物理常量位置索引来对常量储存进行索引，如果数组的元素没有跨行存储，那么数组的索引将不会起作用。

打包将影响uniform和输入输出变量的计数方式。如果想要编写在所有实现都能正常运行的shader，就要确保使用的变量数不超过OpenGL ES的所有实现所支持的数量。因此，了解打包规则就很重要的。