Vulkan：用于数据一致性的 vkCmdPipelineBarrier

Posted 2023-03-17

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【中文标题】Vulkan：用于数据一致性的 vkCmdPipelineBarrier【英文标题】：Vulkan: vkCmdPipelineBarrier for data coherence 【发布时间】：2017-03-27 09:35:48 【问题描述】：

我的问题分为两部分：

我正在从本教程 (https://vulkan-tutorial.com) 中学习 Vulkan，目前正在寻找一种不同的方法来将统一数据（简单模型/视图/投影矩阵）上传到设备本地内存。矩阵用于顶点着色器。

在教程中，矩阵得到更新并被复制到暂存缓冲区（vkMapMemory 等），然后通过创建命令缓冲区、记录 vkCmdCopy、提交并销毁缓冲。我尝试在绘图的强制性命令缓冲区中执行最后一步。

虽然教程的方式可以带来流畅的动画，但我的实验错过了这个功能。我尝试安装 2 个 bufferBarriers 以确保完成副本（这似乎是问题），但这并没有帮助。资源已正确创建和绑定 - 运行良好。

//update uniform buffer and copy it to the staging buffer
//(called every frame)
Tools::UniformBufferObject ubo;
//set the matrices
void* data;
data = device.mapMemory( uniformStagingMemory, 0, sizeof( ubo ), (vk::MemoryMapFlagBits) 0 );
  memcpy( data, &ubo, sizeof( ubo ));
device.unmapMemory( uniformStagingMemory );


//once: create a command buffer for each framebuffer of the swapchain
//queueFamily struct members set properly
//1st barrier: make transfer from host memory to staging buffer available / visible
vk::BufferMemoryBarrier bufMemBarrierStaging;
bufMemBarrierStaging.srcAccessMask = vk::AccessFlagBits::eHostWrite;
bufMemBarrierStaging.dstAccessMask = vk::AccessFlagBits::eTransferRead;
bufMemBarrierStaging.buffer = uniformStagingBuffer;
bufMemBarrierStaging.offset = 0;
bufMemBarrierStaging.size = sizeof( Tools::UniformBufferObject );

//2nd barrier: make transfer from staging buffer to device local buffer available / visible
vk::BufferMemoryBarrier bufMemBarrier;
bufMemBarrier.srcAccessMask = vk::AccessFlagBits::eTransferWrite;
bufMemBarrier.dstAccessMask = vk::AccessFlagBits::eUniformRead | vk::AccessFlagBits::eShaderRead;
bufMemBarrier.buffer = dataBuffer;
bufMemBarrier.offset = dataBufferOffsets[2];
bufMemBarrier.size = sizeof( Tools::UniformBufferObject );

for( size_t i = 0; i < cmdBuffers.size(); i++ ) 
    //begin command buffer

    cmdBuffers[i].pipelineBarrier(
        vk::PipelineStageFlagBits::eHost, //srcPipelineStage
        vk::PipelineStageFlagBits::eTransfer, //dstPipelineStage
        (vk::DependencyFlagBits) 0,
        nullptr, //memBarrier
        bufMemBarrierStaging,
        nullptr //imgBarrier
    );
    vk::BufferCopy copyRegion; //filled appropriate
    cmdBuffers[i].copyBuffer( uniformStagingBuffer, dataBuffer, copyRegion );

    cmdBuffers[i].pipelineBarrier(
        vk::PipelineStageFlagBits::eTransfer, //srcPipelineStage
        vk::PipelineStageFlagBits::eVertexShader, //dstPipelineStage
        (vk::DependencyFlagBits) 0,
        nullptr, //memBarrier
        bufMemBarrier,
        nullptr //imgBarrier
    );
    //renderpass stuff and drawing etc.

与

namespace Tools 
  struct UniformBufferObject 
    glm::mat4 model;
    glm::mat4 view;
    glm::mat4 proj;
  ;
;
vk::Buffer uniformStagingBuffer;
vk::DeviceMemory uniformStagingMemory;
//dataBuffer also contains the vertex and index data, is device local
vk::Buffer dataBuffer;
vk::DeviceMemory dataBufferMemory;
vk::vector<vk::DeviceSize> dataBufferOffsets;

std::vector<vk::CommandBuffer> cmdBuffers;

我正在使用vkcpp (https://github.com/KhronosGroup/Vulkan-Hpp)。

这种非流体动画缺少数据连贯性的原因是 - 我试图实现这一点是否有误？

提前致谢！

编辑：第 2 部分的问题是缺少同步；在渲染之前的帧期间读取暂存缓冲区之前（部分）更新了暂存缓冲区。（感谢您明确内存可用/可见之间的区别）。

【问题讨论】：

“内存可用/可见之间有什么区别？”不清楚你所说的“可用”是什么意思。 “并销毁缓冲区” 为什么要销毁缓冲区？你到底是什么意思？顺便说一句，您不需要第一个内存屏障。内存屏障HOST_WRITE_BIT / HOST_STAGE是通过command buffer的提交隐式完成的。 @NicolBolas 第一个问题是指规范的第 6.4 节，关于内存依赖的段落。我看不出有什么区别。破坏缓冲区意味着，我调用vkFreeCommandBuffers。由于这是教程中的代码，因此选择了最简单的方法，而不是好的方法。 【参考方案1】：

如果暂存缓冲内存不是主机一致的，那么您还需要在 memcpy 之后添加vkFlushMappedMemoryRanges（内存可以保持映射）。如果不这样做，则无法保证数据实际上对 gpu 可见。

实际上并不需要第一个屏障（要传输的主机）；提交时存在隐式障碍。

我看到的另一个问题是您只有一个暂存缓冲区，这意味着您需要等待前一帧完成才能上传新数据。

如果提到“销毁”意味着您按帧分配...首先您必须等待销毁，直到所有提交的命令缓冲区使用完成，其次不要这样做。 GPU 端分配代价高昂，而是更喜欢分配一次并使用环形缓冲区。

【讨论】：

【参考方案2】：

广告 1.

Available 和 visible 是内存依赖的两半。几乎两者都必须发生才能成为有效的内存依赖项。

您可以将其视为状态序列：

资源由src 编写→ 由src 提供→ 对dst 可见→ 由dst 使用。

这样做的目的是缓存的一致性。规范试图避免“缓存”这个词更加抽象。

您负责使可用和可见。可以执行其中一些操作的操作是障碍、事件、连贯映射内存或flush 和invalidate 以及其他一些...