当前位置：首页 > news >正文

window 显示驱动开发-指定 DMA 缓冲区的段

news 来源：原创 2025/7/17 23:40:35

显示微型端口驱动程序可以指定可从中分配 DMA 缓冲区的光圈段。 DMA 缓冲区也可以分配为连续锁定的系统内存。

当应用程序需要 DMA 缓冲区时，视频内存管理器会分配和销毁这些缓冲区。因此，视频内存管理器需要一组可以分配 DMA 缓冲区的段。请注意，段集可能只包含一个段。

当 Microsoft DirectX 图形内核子系统调用显示微型端口驱动程序的 DxgkDdiCreateDevice 函数来创建图形上下文设备时，显示微型端口驱动程序可以指定视频内存管理器可从中分配 DMA 缓冲区的段集。如果显示微型端口驱动程序将 DXGK_DEVICEINFO 结构的 DmaBufferSegmentSet 成员设置为 0，则视频内存管理器将为 DMA 缓冲区分配连续非分页内存;在这种情况下，显示微型端口驱动程序必须使用 PCI 周期访问内存，并且必须通过 DMA 直接从内存的物理地址发送数据。如果显示微型端口驱动程序将 DmaBufferSegmentSet 设置为非零，则视频内存管理器将分配可分页内存并将页面映射到指定的光圈段。光圈段内的页面在调用其 DxgkDdiSubmitCommand 函数时显示给显示微型端口驱动程序。

请注意，基本视频内存管理器模型不支持本地视频内存中的 DMA 缓冲区

1. DMA 缓冲区的分配位置

DMA 缓冲区（用于 GPU 命令提交）可以从以下两种内存区域分配：

1.1光圈段（Aperture Segment）

由驱动程序指定的可分页系统内存，通过 PCI/PCIe 光圈映射到 GPU 可访问的地址空间。
视频内存管理器（VidMM）负责分配内存并将其映射到指定的光圈段。
在调用 DxgkDdiSubmitCommand 时，驱动程序通过光圈段访问 DMA 缓冲区。

1.2连续锁定的系统内存（Contiguous Non-Paged Memory）

如果驱动程序不指定光圈段（DmaBufferSegmentSet = 0），VidMM 会分配物理连续的不可分页内存。
驱动程序必须通过 PCI 总线主控 DMA 直接访问物理地址（不经过光圈映射）。

1.3关键区别：

光圈段：内存可分页，需通过 GPU 光圈访问，灵活性高。
连续内存：物理地址固定，适合低延迟 DMA，但受限于物理连续性。

2. 驱动程序配置 DMA 缓冲区段

在创建图形上下文设备时（DxgkDdiCreateDevice），驱动程序通过 DXGK_DEVICEINFO 结构指定 DMA 缓冲区的段集：

DmaBufferSegmentSet 成员：

设为 0：VidMM 分配连续非分页内存（无光圈映射）。
设为非零：VidMM 分配可分页内存，并映射到指定的光圈段（段集由驱动定义）。

示例场景
高性能 GPU：可能配置多个光圈段（如 DmaBufferSegmentSet = 3 表示使用段 1 和段 2），以支持并发 DMA 操作。

轻量设备：可能直接使用连续物理内存（DmaBufferSegmentSet = 0），简化驱动实现。

3. 关键限制与约束

不支持本地视频内存：WDDM 基础模型禁止 DMA 缓冲区分配在本地视频内存（GPU 专用显存）中，必须使用系统内存（光圈或连续内存）。
原因：确保 DMA 缓冲区可被 CPU 和 GPU 共同管理，避免显存碎片化。
光圈段的页面映射：若使用光圈段，VidMM 会在提交命令时（DxgkDdiSubmitCommand）确保内存页面已锁定并映射，驱动程序无需手动处理分页。

4. 驱动程序的职责

选择段策略：根据硬件能力决定使用光圈段还是连续内存（如支持 PCIe 光圈的设备优先用光圈段）。

处理物理地址（仅连续内存）：若使用连续内存，驱动程序需通过 PCI DMA 直接访问物理地址。

兼容性保证：无论分配方式如何，驱动程序必须确保 DMA 缓冲区在提交时对 GPU 可见（如处理缓存一致性）。

5. 性能与灵活性权衡

分配方式	优点	缺点
光圈段（可分页）	内存利用率高，支持动态映射。	需要 GPU 光圈支持，可能有映射延迟。
连续系统内存（非分页）	低延迟 DMA，适合简单硬件。	物理连续内存稀缺，可能分配失败。

总结

光圈段是主流选择，适合现代 GPU，提供灵活的内存管理。
连续内存是备用方案，适合旧硬件或特殊需求。
驱动程序通过 DmaBufferSegmentSet 控制行为，VidMM 负责底层分配与映射。
本地视频内存不可用于 DMA 缓冲区，这是 WDDM 设计的基本约束。

通过合理配置，驱动程序可以平衡性能与资源利用率，确保 GPU 命令高效提交。

1. DMA 缓冲区的分配位置

2. 驱动程序配置 DMA 缓冲区段

3. 关键限制与约束

4. 驱动程序的职责

5. 性能与灵活性权衡

相关文章：