逻辑设备与队列

原文链接：https://kylemayes.github.io/vulkanalia/setup/logical_device_and_queues.html

Commit Hash: ceb4a3fc6d8ca565af4f8679c4889bcad7941338

本章代码：main.rs

选择了要使用的物理设备之后，我们需要创建一个与之交互的逻辑设备。创建逻辑设备的过程与创建实例的过程相似，即描述我们希望使用的功能。既然我们已经查询了可用的队列族，我们还需要指定要创建哪些队列。如果你有不同的需求，甚至可以从同一个物理设备创建多个逻辑设备。

首先，在 App 中添加一个新的字段来存储逻辑设备：

struct App {
    // ...
    device: Device,
}

接下来，在 App::create 中调用 create_logical_device 函数，并将得到的逻辑设备添加到 App 的构造器中：

impl App {
    unsafe fn create(window: &Window) -> Result<Self> {
        // ...
        let device = create_logical_device(&entry, &instance, &mut data)?;
        Ok(Self { entry, instance, data, device })
    }
}

unsafe fn create_logical_device(
    entry: &Entry,
    instance: &Instance,
    data: &mut AppData,
) -> Result<Device> {
}

指定要创建的队列

创建逻辑设备需要再创建一堆结构体来指定一堆细节，首先是 vk::DeviceQueueCreateInfo。这个结构体描述了我们单个队列族需要的队列数量。现在，我们只对具备图形功能的队列感兴趣。

let indices = QueueFamilyIndices::get(instance, data, data.physical_device)?;

let queue_priorities = &[1.0];
let queue_info = vk::DeviceQueueCreateInfo::builder()
    .queue_family_index(indices.graphics)
    .queue_priorities(queue_priorities);

当前可用的驱动程序只允许你为每个队列族创建少量队列，实际上你也确实不需要多个队列。因为你可以在多个线程上创建指令缓冲，然后在主线程上一次性提交它们，这样只需要一次低开销的调用。

Vulkan 允许你为队列分配优先级，使用介于 0.0 和 1.0 之间的浮点数来影响指令缓冲执行的调度。即使只创建一个队列，也需要指定优先级。

指定要启用的层

接下来要提供的信息与 vk::InstanceCreateInfo 结构体相似。同样地，我们需要指定要启用的任何校验层或扩展，但这次指定的扩展是设备特定的，而不是全局的。

一个设备特定扩展的例子是 VK_KHR_swapchain，它允许你将该设备渲染的图像呈现到窗口中。一些 Vulkan 设备，例如仅支持计算操作的设备，可能不具备此功能。我们将在交换链章节中再次提到这个扩展。

Vulkan 以前的实现区分了实例和设备特定的校验层，但现在不再是这样了。这意味着在最新的实现中，我们传递给 enabled_layer_names 的层名将被忽略。不过，为了与旧版本兼容，还是应该设置这些名称。

我们还不会启用任何设备特定的扩展。因此，如果启用了校验，我们将构建一个包含校验层的层名列表。

let layers = if VALIDATION_ENABLED {
    vec![VALIDATION_LAYER.as_ptr()]
} else {
    vec![]
};

指定要启用的扩展

正如 实例 一章中所讨论的，对于使用不完全符合 Vulkan 规范的 Vulkan 实现的应用程序，必须启用某些 Vulkan 扩展。在本章中，我们启用了与这些不符合规范的实现兼容所需的实例扩展。在这里，我们将启用出于同样目的所需的设备扩展。

let mut extensions = vec![];

// Required by Vulkan SDK on macOS since 1.3.216.
if cfg!(target_os = "macos") && entry.version()? >= PORTABILITY_MACOS_VERSION {
    extensions.push(vk::KHR_PORTABILITY_SUBSET_EXTENSION.name.as_ptr());
}

指定使用的设备功能

下一个需要指定的信息是我们将要使用的设备特性。这些特性是我们在上一章中通过 get_physical_device_features 查询到的，比如几何着色器。现在我们不需要任何特殊的东西，所以我们可以简单地定义它，并将所有东西都保留为默认值（false）。一旦我们要开始使用 Vulkan 做更有趣的事情，我们会再回到这个结构。

let features = vk::PhysicalDeviceFeatures::builder();

创建逻辑设备

有了前面两个结构体、启用的校验层（如果启用）以及设备扩展，我们可以填充最主要的 vk::DeviceCreateInfo 结构体。

let queue_infos = &[queue_info];
let info = vk::DeviceCreateInfo::builder()
    .queue_create_infos(queue_infos)
    .enabled_layer_names(&layers)
    .enabled_extension_names(&extensions)
    .enabled_features(&features);

就是这样，我们现在可以调用名为 create_device 的方法来实例化逻辑设备了。

let device = instance.create_device(data.physical_device, &info, None)?;

参数是要与逻辑设备交互的物理设备、我们刚刚指定的队列和使用信息，以及可选的分配回调。与实例创建函数类似，如果启用不存在的扩展或指定了不支持的功能，则此调用可能会返回错误。

设备应在 App::destroy 中被销毁：

unsafe fn destroy(&mut self) {
    self.device.destroy_device(None);
    // ...
}

逻辑设备不直接与实例交互，因此不作为参数。

检索队列句柄

队列会随着逻辑设备的创建而自动创建，但我们还没有取得与它们交互所用的句柄。首先，在 AppData 中添加一个新的字段来存储图形队列的句柄：

struct AppData {
    // ...
    graphics_queue: vk::Queue,
}

设备队列会在设备销毁时自动清理，所以我们不需要在 App::destroy 中做任何处理。

我们可以使用 get_device_queue 函数来检索每个队列族的队列句柄。参数是逻辑设备、队列族和队列序号。因为我们只从该族中创建一个队列，所以我们只需使用序号 0。

data.graphics_queue = device.get_device_queue(indices.graphics, 0);

最后，在 create_logical_device 中返回创建的逻辑设备：

Ok(device)

有了逻辑设备和队列句柄，我们现在就可以真正开始使用显卡来执行任务了！在接下来的几章中，我们将设置资源以将结果呈现给窗口系统。

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