Vulkan：用于数据一致性的 vkCmdPipelineBarrier

Question

我的问题分为两部分：

内存可用/可见有什么区别？

我正在通过本教程学习 Vulkan (https://vulkan-tutorial.com)，目前正在偷偷摸摸地寻找一种不同的方法来将统一数据（简单的 model/view/projection 矩阵）上传到设备本地内存。矩阵用于顶点着色器。

在本教程中，矩阵得到更新并复制到暂存缓冲区（vkMapMemory 等），然后通过创建命令缓冲区复制到最终设备本地缓冲区，记录 vkCmdCopy ，提交并销毁缓冲区。我尝试在绘图的强制命令缓冲区中执行最后一步。

虽然教程方式导致了流畅的动画，但我的实验错过了这个功能。我尝试安装 2 个 bufferBarriers 以确保副本已完成（这似乎是个问题），但这没有帮助。资源已正确创建和绑定 - 工作正常。

//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.
}

和

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)。

这个非流体动画缺少数据连贯性的原因是什么 - 我在尝试实现这一点时是否犯了错误？

提前致谢！

编辑： 第 2 部分的问题是缺少同步；暂存缓冲区在渲染之前的帧期间被读取之前（部分）被更新。（感谢您阐明内存可用/可见之间的区别）。

Answer 1

如果暂存缓冲区内存不是主机一致的，那么您还需要 vkFlushMappedMemoryRanges 在 memcpy 之后（内存可以保持映射）。如果不这样做，则无法保证数据对 gpu 确实可见。

第一道屏障（host to transfer）其实并不需要；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 "destroying" 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 端分配很昂贵，而不是分配一次并使用环形缓冲区。

Answer 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性。

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。

它的目的是缓存的一致性。规范试图避免 "cache" 这个词更抽象。

您负责提供和可见。可以执行其中一些操作的是障碍、事件、连贯映射内存或 flush 和 invalidate 以及其他一些...

据我所知，计划重写同步规范，术语可能会更改。

Vulkan：用于数据一致性的 vkCmdPipelineBarrier

Vulkan: vkCmdPipelineBarrier for data coherence

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