关于 Vulkan 中的函数加载器

Question

在 Vulkan 中，我们有两个需要使用 dlopen/LoadLibrary 加载的全局函数。它们是 vkGetInstanceProcAddr 和 vkGetDeviceProcAddr。

我有一个 gpu 并安装了 vulkan 驱动程序。我应该在运行时还是链接时更好地加载库？我将不同的逻辑设备（从相同的 gpu 创建）提供给 vkGetDeviceProcAddr 以查询相同的函数。他们都向我返回相同的地址。我认为重新加载可能是浪费。

我的问题是这个想法是怎么来的？是多实现还是多GPU？

我的加载器函数目前如下所示：

class VulkanDevice
{
public:
    VkDevice m_Device;
    void LoadAllCoreFunctions();
    void LoadExtension(const char *name);
    void LoadExtensions(const char *postfix); // for example: "KHR"

    PFN_vkCreateCommandBuffers vkCreateCommandBuffers;
    // Then a lot of function pointers.....
}

int main() {
    // After creating instance and creating device with vkCreateDevice
    VulkanDevice vkd(device);
    vkd.LoadAllCoreFunctions();
    vkd.vkCreateCommandBuffers(vkd.m_Device, ....);
}

如您所见，如果我有多个设备，重新加载将非常浪费......而且函数指针也会占用大量内存......

Answer 1

在 Vulkan 中，我们有两个需要使用 dlopen/LoadLibrary 加载的全局函数。它们是 vkGetInstanceProcAddr 和 vkGetDeviceProcAddr。

错了。只有vkGetInstanceProcAddr。 vkGetDeviceProcAddr本身可以从vkGetInstanceProcAddr加载。

我应该在运行时还是链接时更好地加载库？我将不同的逻辑设备（从相同的 gpu 创建）提供给 vkGetDeviceProcAddr 以查询相同的函数。他们都返回相同的地址给我。

VkInstance 获取从vkGetInstanceProcAddr 获取的命令仅限于与获取它们时使用的instance 完全相同。

从vkGetDeviceProcAddr 获得的类似命令只能与用于获得它们的device（VkDevice 类型）一起使用。

它们可能并且经常是相同的，但您无法提前知道并让它在每个平台/PC 上都以这种方式工作。您可以只加载单个命令，以测试它是否是相同的指针并推断其他命令也会如此——但这只是如履薄冰，没有合理的好处。

为方便起见，在链接时使用官方加载器执行此操作，除非您有理由不这样做。

我认为重新加载可能是浪费。

除非您打算用数百万个 GPU 不断连接和断开连接来制作硬件，否则不要担心它并正确加载命令。这是很小的一次（或很少）时间成本，它将很快在您之后进行的所有渲染中分摊。

也没有“重新加载”。新指针可以与旧指针和平共处。在 C++ 中，您可能会将这些成员函数设为 Instance 或 Device...

我的问题是这个想法是怎么来的？是多实现还是多GPU？

是的，有点。

您肯定会看到，如果您有两个 GPU（来自不同的供应商），具有不同的驱动程序文件（通常是一些 *.dll 或其他平台上的等效文件），那么必须以某种方式选择指向正确文件的指针。

vkGetInstanceProcAddr 解决了它，以便它为您提供指向另一个函数的指针，该函数选择并调用正确的指针。 （“一切都可以通过另一个级别的间接来解决”，对吧？）。静态加载 Khronos/Official/LunargSDK 加载器可能会做类似的事情。

对于vkGetDeviceProcAddr，您只需提供确切的设备，然后它会简单地为您提供指向该特定 GPU 驱动程序的直接函数指针。

实例也可能发生同样的情况（加载程序必须只导出vkGetInstanceProcAddr，其余的可以在其他地方）。虽然通常（如 The Loader 的情况）它会导出所有实例级甚至间接设备级函数指针以方便使用。

如您所见，如果我有多个设备，重新加载将非常浪费......而且函数指针也会占用大量内存......

并没有像之前所说的那样浪费过多的 CPU 时间。

如果您没有这几 kB 的指针，您可能无论如何都无法开发可行的基于 Vulkan 的应用程序。您只能加载您实际使用的那些命令，但我看不出这种类型的过早优化的原因。你有什么特殊的硬件，需要如此绝望的措施或做一个 64K 演示？

Answer 2

“实例函数指针”和“设备函数指针”的区别是针对那些想要更快的函数调用性能的人。

您可以仅使用 vkGetInstanceProcAddr 就可以很好地使用 Vulkan。此函数将检索 所有 Vulkan 函数的函数指针。这些函数指针将使用存储在您传递的各种 Vulkan 对象中的调度信息，以确定您正在与哪个设备通信。这些指针可用于任何实例、设备或设备相关对象。

您从vkGetDeviceProcAddr 获得的指针知道它们适用于特定设备。他们不需要使用调度逻辑来调用该设备。所以他们的水平略低。缺点是您只能将它们与特定的VkDevice 或设备派生对象一起使用。

对于大多数人来说，调度开销可能不会大到值得费心。但是，如果您真的很在意此类事情，则可以选择避免。

如果我有多个设备，重新加载将非常浪费......并且函数指针也可能会使用大量内存......

无论你是否查询它们的指针，这些函数都存在；因此，获取它们的指针只会占用您用来存储指向它们的指针的内存。 Vulkan 的 API 包含大约 140 个函数。每个函数指针 8 个字节，即 1120 个字节，刚好超过 1KB。

至于加载它们所花费的时间...如果加载 140 个函数指针花费的时间超过几微秒，我会感到震惊。微秒。您在启动时执行一次。