Vulkan系列教程—VMA教程—快速上手VMA

Posted 2022-02-03 赵新政

文章目录

• 前言
• 一、工程安装
• 二、初始化
• 三、资源分配小案例
• 总结

---

前言

VMA（Vulkan Memory Allocator），是AMD提供的Vulkan内存分配管理器，那么Vulkan的内存分配为何要使用VMA这种内存分配器呢？原因就在于其显存的分配次数是有限的（比如4096次），那么我们就需要分配一整块显存，然后自己使用offset以及size来进行分割使用，这个过程冗长繁杂，而且容易出错，那么VMA就成为了我们管理Vulkan内存的首要选择

---

提示：本文为系列系列教程，定时更新，请大家关注。如果需要深入学习Vulkan的同学，可以点击文章结尾课程链接，学习《Vulkan原理与实战—铸造渲染核武器—基石篇》

一、工程安装

Vulkan Memory Allocator属于单头文件的“stb-style”风格库。你不需要单独去构建它，只需要把头文件加入到工程里就好了。
“Single Header”并不意味着所有功能都已经作为了inline函数，而是说需要用预编译宏来导出这些函数，如果你不使用宏来导出函数就会遇到链接错误。
引入方法：
1 包含“ vk_mem_alloc.h ”头文件到任何一个用得到vma的cpp文件当中，这样vma的各种成员声明就可以完成了。
2 在其中一个cpp文件当中，开启如下的宏定义。

#define VMA_IMPLEMENTATION
#include "vk_mem_alloc.h"

对于使用者而言，可能单独创建一个cpp文件，专门用来书写上述代码，即专门用来导出VMA的成员实现（比如命名为vmaExporter.cpp)。

这个库的头文件里面已经包含了<vulkan/vulkan.h>，因此也间接包含了<windows.h>，在这两个头文件之前如果你需要定义一些宏来启用/关闭特性，那么请在vma头文件引入之前来定义。

对于VMA而言，库内部肯定会调用vulkan的函数，那么你的工程对于vulkan方面的配置就可以如下灵活处理：

1 默认情况下（推荐）：
vma是认为你链接了vulkan的静态库（lib），则直接就调用vulkan函数，随后在编译期间就顺利链接（link），即无脑模式。
如果你不是用的vulkan静态库，就可以在vma头文件引入之前，做一个声明

#define VMA_STATIC_VULKAN_FUNCTIONS 0

然后就可以开启下面的引入方法了。

2 自动获取Vulkan函数：
你可以定义：

#define VMA_DYNAMIC_VULKAN_FUNCTIONS 1：

然后使用VmaAllocatorCreateinfo当中的pVulkanFunction这个成员变量，这个变量其实指向的是一个结构体：

typedef struct VmaVulkanFunctions

    /// Required when using VMA_DYNAMIC_VULKAN_FUNCTIONS.
    PFN_vkGetInstanceProcAddr VMA_NULLABLE vkGetInstanceProcAddr;
    /// Required when using VMA_DYNAMIC_VULKAN_FUNCTIONS.
    PFN_vkGetDeviceProcAddr VMA_NULLABLE vkGetDeviceProcAddr;
    PFN_vkGetPhysicalDeviceProperties VMA_NULLABLE vkGetPhysicalDeviceProperties;
    PFN_vkGetPhysicalDeviceMemoryProperties VMA_NULLABLE vkGetPhysicalDeviceMemoryProperties;
    PFN_vkAllocateMemory VMA_NULLABLE vkAllocateMemory;
    PFN_vkFreeMemory VMA_NULLABLE vkFreeMemory;
PFN_vkMapMemory VMA_NULLABLE vkMapMemory;
//以下省略---------------------------------

这是vma定义的结构体，用来规定每一个Vulkan函数对应的函数指针，在其中，指定下vkGetInstanceProcAddr与vkGetDeviceProcAddr两个函数，vma就会自动把其他的vulkan函数给获取出来了。

3 全面赋值：
你甚至可以自己手动去填写上方的哪个结构体，直接为每一个vulkan的函数指定其函数指针。

二、初始化

在程序开始的时候：
1 初始化vulkan，生成VkPhysicalDevice，VkDevice与VkInstance等对象。
2 填写VmaAllocatorCreateInfo，随后使用vmaCreateAllocator创建一个VmaAllocator

VmaAllocatorCreateInfo allocatorInfo = ;
allocatorInfo.vulkanApiVersion = VK_API_VERSION_1_2;

allocatorInfo.physicalDevice = physicalDevice;
allocatorInfo.device = device;
allocatorInfo.instance = instance;

VmaAllocator allocator;
vmaCreateAllocator(&allocatorInfo, &allocator);

如上所示，你需要指定你使用的vulkan版本，当然你也可以通过VmaAllocatorCreateInfo::flags 指定你要开启的vma扩展（这个我们后面详细讲解），否则vma会默认使用vulkan的1.0内核并且无扩展开启。

三、资源分配小案例

当你想生成一个buffer或者image：

• 填写VkBufferCreateInfo/VkImageCreateInfo结构体；
• 填写VmaAllocationCreateInfo结构体。
• 调用vmaCreateBuffer/vmaCreateImage来获取内存，并且完成vkImage/vkBuffer与相应内存的绑定操作（Bind）：

VkBufferCreateInfo bufferInfo =  VK_STRUCTURE_TYPE_BUFFER_CREATE_INFO ;
bufferInfo.size = 65536;
bufferInfo.usage = VK_BUFFER_USAGE_VERTEX_BUFFER_BIT | VK_BUFFER_USAGE_TRANSFER_DST_BIT;

VmaAllocationCreateInfo allocInfo = ;
allocInfo.usage = VMA_MEMORY_USAGE_GPU_ONLY;

VkBuffer buffer;
VmaAllocation allocation;
vmaCreateBuffer(allocator, &bufferInfo, &allocInfo, &buffer, &allocation, nullptr);

别忘了在你不需要这块内存的时候，对它进行回收哦：

vmaDestroyBuffer(allocator, buffer, allocation);
vmaDestroyAllocator(allocator);

总结

以上就是今天的内容，大家对于vulkan的学习，也可以参考我出品的vulkan系列教程，下面给大家贴出链接。

Vulkan原理与实战—铸造渲染核武器—基石篇