使用栅栏清理命令缓冲区并同时同步交换链图像

Question

假设我有一个由n 图像组成的交换链，并且我允许k“飞行中的帧”。我通过一组信号量imageAvailableSemaphore 和renderFinishedSemaphore 和栅栏imageInFlight 确保vkAcquireNextImageKHR、vkQueueSubmit 和vkQueuePresentKHR 之间的正确同步，就像在this tutorial 中所做的那样：

imageAvailableSemaphores.resize(MAX_FRAMES_IN_FLIGHT);
    renderFinishedSemaphores.resize(MAX_FRAMES_IN_FLIGHT);
    inFlightFences.resize(MAX_FRAMES_IN_FLIGHT);

需要栅栏来确保在 GPU 完成使用相应图像之前我们不会再次使用信号量。所以，这个栅栏需要在vkQueueSubmit中指定。

另一方面，我正在创建独立于“飞行中的帧”的命令缓冲区。它们是“一次性提交”命令缓冲区。因此，一旦提交，我会将它们添加到“待删除”列表中。我需要知道 GPU 何时完成执行此列表中的命令缓冲区。

但我无法在vkQueueSubmit 中指定另一个栅栏。我该如何解决这个问题？

Answer 1

我允许k“飞行中的帧”

嗯，这就是你的答案。每个将为“帧”提供命令缓冲区的线程都应该有一些 k 命令缓冲区的倍数。他们应该以环形缓冲区的方式使用它们。这些命令缓冲区应该从临时分配池中创建。当他们从环形缓冲区中选择最近最少使用的 CB 时，他们应该在记录之前将其重置。

您确保没有线程尝试重置仍在使用的 CB，方法是在过去的第 kth 帧完成之前开始下一帧的任何工作（使用栅栏)。

如果由于某种原因你绝对不能告诉你的线程k是什么，你仍然需要告诉他们一些事情。当您开始处理线程时，您需要告诉他们还有多少帧仍在战斗中。这允许他们根据这个帧数检查他们的环形缓冲区的大小。如果环形缓冲区中的元素数小于帧数，则环形缓冲区中最旧的 CB 未使用。否则，它将不得不从池中分配一个新的 CB 并将其推入环形缓冲区。

Answer 2

您可以为此使用时间线信号量。你可以在这里深入了解它们：https://www.khronos.org/blog/vulkan-timeline-semaphores

时间线信号量携带一个特定值，而不是发出信号或未发出信号。您感兴趣的函数是 vkGetSemaphoreCounterValue，它允许您读取信号量的值而不会阻塞。

要创建时间线信号量，您只需将 VkSemaphoreCreateInfo 的 pNext 值设置为 VkSemaphoreTypeCreateInfo，如下所示。

VkSemaphoreTypeCreateInfo 
timelineCreateInfo{VK_STRUCTURE_TYPE_SEMAPHORE_TYPE_CREATE_INFO};
timelineCreateInfo.semaphoreType = VK_SEMAPHORE_TYPE_TIMELINE;
timelineCreateInfo.initialValue = 0;

您的 VkSubmitInfo 的 pNext 值需要设置为 VkTimelineSemaphoreSubmitInfo。

VkTimelineSemaphoreSubmitInfo timelineInfo{VK_STRUCTURE_TYPE_TIMELINE_SEMAPHORE_SUBMIT_INFO};
timelineInfo.signalSemaphoreValueCount = 1;
timelineInfo.pSignalSemaphoreValues = &signalValue;

在命令缓冲区完成后，信号量的值将是您设置 signalValue 的任何值。之后，您可以使用以下命令查询该值：

uint64_t value;
vkGetSemaphoreCounterValue(device, semaphore, &value);

所以假设你在这里将 signalValue 设置为 1 值将是 1 或 0，这就是我们在 VkSemaphoreTypeCreateInfo 中给信号量作为初始值的值。之后，您可以安全地删除您的一次性命令缓冲区。

注意：时间线信号量实际上是栅栏和二进制信号量的半替代品，应该是您使用的主要同步原语。我认为唯一需要二进制信号量的函数是 vkAcquireSwapchainImage。