什么是 VkBuffer
Vulkan 中的缓存资源通过 VkBuffer 对象来表示, 它是一种用于存储通用数据的资源，可以用来存储顶点数据、索引数据、Uniform 数据等。
VkBuffer 表示的是一个线性内存块，这意味着它的内存布局是连续的，类似于数组。这种布局特别适合存储顺序访问的数据，如顶点数据和索引数据，但也支持随机访问。
我们创建 VkBuffer 时，可以通过设置 VkBufferCreateInfo 不同的 usage 标志来指定 VkBuffer 的用途，例如 VK_BUFFER_USAGE_VERTEX_BUFFER_BIT（顶点缓冲）、VK_BUFFER_USAGE_INDEX_BUFFER_BIT（索引缓冲）、VK_BUFFER_USAGE_UNIFORM_BUFFER_BIT（Uniform 缓冲）等。
值得注意的是，在 Vulkan 中创建的所有资源（VkBuffer、VkImage 等）都是虚资源。
换句话说就是，创建的资源仅仅是一个资源句柄，并没有对应存储资源数据的内存，后续需要通过函数 vkBindBufferMemory 将资源绑定到相应的设备内存 VkDeviceMemory ，所以数据实际上是存储在设备内存。
一旦设备内存绑定到一个资源对象（VkBuffer、VkImage）上，这个内存绑定就不能再次改变了。
在设备内存绑定到资源上之前，需要确定使用什么类型的内存，以及资源需要多少内存。
这个时候，可以使用vkGetBufferMemoryRequirements 获取缓冲区内存需求，包括内存大小、对齐要求以及适合的内存类型。
创建 VkBuffer
缓存资源通过 vkCreateBuffer() 函数创建，其定义如下：
vkCreateBuffer
VkResult vkCreateBuffer(
VkDevice device,
const VkBufferCreateInfo* pCreateInfo,
const VkAllocationCallbacks* pAllocator,
VkBuffer* pBuffer);其中 pCreateInfo 为缓存创建配置信息，对应的 VkBufferCreateInfo 类型定义如下：
VkBufferCreateInfo
typedef struct VkBufferCreateInfo {
VkStructureType sType;//必须是VkStructureType::VK_STRUCTURE_TYPE_BUFFER_CREATE_INFO 。
const void* pNext;//nullptr
VkBufferCreateFlags flags;//0
VkDeviceSize size;//缓存大小,单位为字节
VkBufferUsageFlags usage;//指定该缓存的用途(重要)
VkSharingMode sharingMode;//配置该缓存的共享模式, 是否会被多个设备队列访问
uint32_t queueFamilyIndexCount;//指定 pQueueFamilyIndices 数组中元素数量
const uint32_t* pQueueFamilyIndices;//指定将会访问该缓存的设备队列
} VkBufferCreateInfo;VkBufferUsageFlagBits （重点关注）
typedef enum VkBufferUsageFlagBits {
VK_BUFFER_USAGE_TRANSFER_SRC_BIT = 0x00000001,
VK_BUFFER_USAGE_TRANSFER_DST_BIT = 0x00000002,
VK_BUFFER_USAGE_UNIFORM_TEXEL_BUFFER_BIT = 0x00000004,
VK_BUFFER_USAGE_STORAGE_TEXEL_BUFFER_BIT = 0x00000008,
VK_BUFFER_USAGE_UNIFORM_BUFFER_BIT = 0x00000010,
VK_BUFFER_USAGE_STORAGE_BUFFER_BIT = 0x00000020,
VK_BUFFER_USAGE_INDEX_BUFFER_BIT = 0x00000040,
VK_BUFFER_USAGE_VERTEX_BUFFER_BIT = 0x00000080,
VK_BUFFER_USAGE_INDIRECT_BUFFER_BIT = 0x00000100
} VkBufferUsageFlagBits;- VK_BUFFER_USAGE_TRANSFER_SRC_BIT 该缓存用于数据传输的数据源。
- VK_BUFFER_USAGE_TRANSFER_DST_BIT 该缓存用于数据传输的目的数据。
- VK_BUFFER_USAGE_UNIFORM_TEXEL_BUFFER_BIT 该缓存用于存储纹素数据。用于设备读取。
- VK_BUFFER_USAGE_STORAGE_TEXEL_BUFFER_BIT 该缓存用于存储纹素数据。用于设备读取和存储。
- VK_BUFFER_USAGE_UNIFORM_BUFFER_BIT 该缓存用于存储任意格式数据。用于设备读取。
- VK_BUFFER_USAGE_STORAGE_BUFFER_BIT 该缓存用于存储任意格式数据。用于设备读取和存储。
- VK_BUFFER_USAGE_INDEX_BUFFER_BIT 该缓存用于存储整型索引数据。
- VK_BUFFER_USAGE_VERTEX_BUFFER_BIT 该缓存用于存储具有相同结构的顶点数据。
- VK_BUFFER_USAGE_INDIRECT_BUFFER_BIT 该缓存用于间接数据。用于存储指令参数，设备可一次性读取这些参数。
资源共享类型 VkSharingMode
typedef enum VkSharingMode {
VK_SHARING_MODE_EXCLUSIVE = 0,//设备队列独享资源。该资源一次只能被一种设备队列族中的队列访问。
VK_SHARING_MODE_CONCURRENT = 1,//设备队列共享资源。该资源一次能被多种设备队列族中的队列访问。
} VkSharingMode;获取缓冲区内存需求的函数 vkGetBufferMemoryRequirements :
void vkGetBufferMemoryRequirements(
VkDevice device,// Vulkan 设备句柄
VkBuffer buffer,//需要查询内存需求的 VkBuffer 对象
VkMemoryRequirements* pMemoryRequirements//内存需求信息
);VkMemoryRequirements 该结构体包含了缓冲区的内存需求信息：
typedef struct VkMemoryRequirements {
VkDeviceSize size; // 缓冲区所需的内存大小（以字节为单位）
VkDeviceSize alignment; // 缓冲区内存的对齐要求
uint32_t memoryTypeBits; // 缓冲区可用的内存类型位掩码
} VkMemoryRequirements;VkBuffer 使用示例代码
// 顶点数据，4个顶点坐标
std::vector<float> vertices= {
1.0f, 1.0f, 0.0f,
1.0f, 1.0f, 0.0f,
1.0f, -1.0f, 0.0f,
1.0f, -1.0f, 0.0f,
};
// 创建 VkBuffer 用于存储顶点数据
VkBufferCreateInfo bufferInfo = {};
bufferInfo.sType = VK_STRUCTURE_TYPE_BUFFER_CREATE_INFO;
bufferInfo.pNext = nullptr;
bufferInfo.flags = 0;
bufferInfo.size = sizeof(vertices); // 设置缓冲区大小
bufferInfo.usage = VK_BUFFER_USAGE_VERTEX_BUFFER_BIT; // 设置缓冲区用途
bufferInfo.sharingMode = VK_SHARING_MODE_EXCLUSIVE; // 共享模式
bufferInfo.queueFamilyIndexCount = 1;
bufferInfo.pQueueFamilyIndices = graphicsQueueFamilyIndex;//设备队列索引
VkBuffer vertexBuffer;
if (vkCreateBuffer(device, &bufferInfo, nullptr, &vertexBuffer) != VK_SUCCESS) {
throw std::runtime_error("failed to create vertex buffer!");
}
// 获取内存需求, 包含 Vulkan 内存对齐信息，以及内存对齐之后，内存的 size\memoryTypeBits
VkMemoryRequirements memRequirements;
vkGetBufferMemoryRequirements(device, vertexBuffer, &memRequirements);
// 分配设备内存
VkMemoryAllocateInfo allocInfo = {};
allocInfo.sType = VK_STRUCTURE_TYPE_MEMORY_ALLOCATE_INFO;
allocInfo.allocationSize = memRequirements.size;
// 获取到对 CPU 可见且自动同步的设备内存类型
allocInfo.memoryTypeIndex = findMemoryType(memRequirements.memoryTypeBits,
VK_MEMORY_PROPERTY_HOST_VISIBLE_BIT | VK_MEMORY_PROPERTY_HOST_COHERENT_BIT);
VkDeviceMemory vertexBufferMemory;
if (vkAllocateMemory(device, &allocInfo, nullptr, &vertexBufferMemory) != VK_SUCCESS) {
throw std::runtime_error("failed to allocate vertex buffer memory!");
}
// 绑定内存
vkBindBufferMemory(device, vertexBuffer, vertexBufferMemory, 0);
// 内存映射，填充数据
void* data;
vkMapMemory(device, vertexBufferMemory, 0, bufferInfo.size, 0, &data);//获取设备内存映射的内存地址
memcpy(data, vertices, (size_t) bufferInfo.size);//将顶点数据拷贝到设备内存映射的内存地址
// 内存解映射
vkUnmapMemory(device, vertexBufferMemory);内存类型选择函数
uint32_t findMemoryType(uint32_t typeFilter, VkMemoryPropertyFlags properties) {
VkPhysicalDeviceMemoryProperties memProperties;
vkGetPhysicalDeviceMemoryProperties(physicalDevice, &memProperties);
for (uint32_t i = 0; i < memProperties.memoryTypeCount; i++) {
if ((typeFilter & (1 << i)) && (memProperties.memoryTypes[i].propertyFlags & properties) == properties) {
return i;
}
}
throw std::runtime_error("failed to find suitable memory type!");
}— END —
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