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Fence-Based 資源管理

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示範如何透過圍欄追蹤 GPU 進度來管理資源數據生命週期。 記憶體可以有效地與柵欄搭配使用，以仔細管理記憶體中可用空間的可用性，例如在上傳堆積的通道緩衝區實作中。

信號緩衝區案例

以下是一個範例，其中應用程式遇到上傳堆積記憶體的罕見需求。

通道緩衝區是管理上傳堆積的其中一種方式。 信號緩衝區會保存接下來幾個畫面格所需的數據。 應用程式會維護目前的數據輸入指標，以及框架位移佇列來記錄每個畫面，以及開始該畫面的資源數據位移。

應用程式會根據緩衝區建立通道緩衝區，以將數據上傳至每個畫面的 GPU。 目前已轉譯框架 2、信號緩衝區會圍繞畫面 4 的數據換行，畫面 5 所需的所有數據都存在，而框架 6 所需的大型常數緩衝區必須進行子配置。

圖 1：應用程式會嘗試針對常數緩衝區進行子配置，但發現可用記憶體不足。

此通道緩衝區中的可用記憶體不足 不足

圖 2：透過圍欄輪詢，應用程式發現畫面格 3 已轉譯，然後更新框架位移佇列，而信號緩衝區的目前狀態會隨之而來- 不過，可用記憶體仍然不夠大，無法容納常數緩衝區。

畫面 3 轉譯記憶體仍然不足

圖 3：鑒於情況，CPU 會封鎖本身（透過柵欄等候），直到轉譯畫面 4 為止，這會釋放為畫面 4 配置的記憶體子。

轉譯畫面 4 釋放更多環形緩衝區

圖 4：現在可用記憶體足以容納常數緩衝區，而子配置成功;應用程式會將大型常數緩衝區數據複製到資源數據先前用於畫面 3 和 4 的記憶體。 目前的輸入指標最後會更新。

現在環形緩衝區中的畫面 6 有空間

如果應用程式實作環形緩衝區，通道緩衝區必須夠大，才能應付資源數據大小更糟的情況。

信號緩衝區範例

下列範例程式代碼示範如何管理環形緩衝區，並注意處理圍欄輪詢和等候的子配置例程。 為了簡單起見，此範例會使用 NOT_SUFFICIENT_MEMORY 來隱藏「堆積中找到的可用記憶體不足」的詳細數據，因為該邏輯（根據 m_pDataCur 和 FrameOffsetQueue內的位移）與堆積或柵欄無關。 此範例已簡化，以犧牲幀速率，而不是記憶體使用率。

請注意，通道緩衝區支持應該是熱門案例;不過，堆積設計不會排除其他使用方式，例如命令列表參數化和重複使用。

struct FrameResourceOffset
{
    UINT frameIndex;
    UINT8* pResourceOffset;
};
std::queue<FrameResourceOffset> frameOffsetQueue;

void DrawFrame()
{
    float vertices[] = ...;
    UINT verticesOffset = 0;
    ThrowIfFailed(
        SetDataToUploadHeap(
            vertices, sizeof(float), sizeof(vertices) / sizeof(float), 
            4, // Max alignment requirement for vertex data is 4 bytes.
            verticesOffset
            ));

    float constants[] = ...;
    UINT constantsOffset = 0;
    ThrowIfFailed(
        SetDataToUploadHeap(
            constants, sizeof(float), sizeof(constants) / sizeof(float), 
            D3D12_CONSTANT_BUFFER_DATA_PLACEMENT_ALIGNMENT,
            constantsOffset
            ));

    // Create vertex buffer views for the new binding model. 
    // Create constant buffer views for the new binding model. 
    // ...

    commandQueue->Execute(commandList);
    commandQueue->AdvanceFence();
}

HRESULT SuballocateFromHeap(SIZE_T uSize, UINT uAlign)
{
    if (NOT_SUFFICIENT_MEMORY(uSize, uAlign))
    {
        // Free up resources for frames processed by GPU; see Figure 2.
        UINT lastCompletedFrame = commandQueue->GetLastCompletedFence();
        FreeUpMemoryUntilFrame( lastCompletedFrame );

        while ( NOT_SUFFICIENT_MEMORY(uSize, uAlign)
            && !frameOffsetQueue.empty() )
        {
            // Block until a new frame is processed by GPU, then free up more memory; see Figure 3.
            UINT nextGPUFrame = frameOffsetQueue.front().frameIndex;
            commandQueue->SetEventOnFenceCompletion(nextGPUFrame, hEvent);
            WaitForSingleObject(hEvent, INFINITE);
            FreeUpMemoryUntilFrame( nextGPUFrame );
        }
    }

    if (NOT_SUFFICIENT_MEMORY(uSize, uAlign))
    {
        // Apps need to create a new Heap that is large enough for this resource.
        return E_HEAPNOTLARGEENOUGH;
    }
    else
    {
        // Update current data pointer for the new resource.
        m_pDataCur = reinterpret_cast<UINT8*>(
            Align(reinterpret_cast<SIZE_T>(m_pHDataCur), uAlign)
            );

        // Update frame offset queue if this is the first resource for a new frame; see Figure 4.
        UINT currentFrame = commandQueue->GetCurrentFence();
        if ( frameOffsetQueue.empty()
            || frameOffsetQueue.back().frameIndex < currentFrame )
        {
            FrameResourceOffset offset = {currentFrame, m_pDataCur};
            frameOffsetQueue.push(offset);
        }

        return S_OK;
    }
}

void FreeUpMemoryUntilFrame(UINT lastCompletedFrame)
{
    while ( !frameOffsetQueue.empty() 
        && frameOffsetQueue.first().frameIndex <= lastCompletedFrame )
    {
        frameOffsetQueue.pop();
    }
}

ID3D12Fence

緩衝區內的 子配置