window 显示驱动开发-配置内存段类型

news2025/12/18 11:16:02

视频内存管理器（VidMm）和显示硬件仅支持某些类型的内存段。因此，内核模式显示微型端口驱动程序（KMD）只能配置这些类型的段。

KMD 可以配置内存空间段和光圈空间段，其中不同：

内存空间段由保存分配位的介质组成。
光圈空间段是虚拟地址空间。

分配内存空间段中的范围时，会分配实际内存。分配光圈空间段中的范围时，虚拟地址空间将重定向到独立于视频内存池或系统内存分配的物理页面。

KMD 可以配置以下类型的内存段：

线性内存空间段
线性光圈空间段
AGP 类型光圈空间段

1. 内存空间段（Memory Space Segments）

特点

直接分配物理内存：分配此类段中的资源时，VidMm 会直接分配实际的视频内存（VRAM）或系统内存。
介质绑定：内存的物理介质（如显存芯片）与段绑定，分配即占用实际资源。
适用场景：需要高性能、低延迟的资源（如渲染目标、纹理）。

子类型
(1) 线性内存空间段（Linear Memory Space Segment）
连续物理地址：内存以线性方式排列，适合需要连续内存的操作（如 DMA 传输）。

典型用途：

帧缓冲区（Frame Buffer）
深度/模板缓冲区

示例配置（DXGK_SEGMENTDESCRIPTOR）：

{
    .Flags       = DXGK_SEGMENT_FLAGS_VIDEO_MEMORY | 
                   DXGK_SEGMENT_FLAGS_LINEAR,
    .SegmentId   = 1,  // 显存段
    .BaseAddress = 0x80000000, // GPU 物理地址
    .Size        = 0x40000000, // 1GB
}

2. 光圈空间段（Aperture Space Segments）

特点

虚拟地址重定向：分配此类段中的资源时，VidMm 仅分配虚拟地址范围，实际物理内存可能来自其他池（如系统内存）。

动态映射：物理内存可按需映射到虚拟地址（类似 CPU 页表）。

适用场景：

CPU 频繁访问的资源（如动态顶点缓冲区）
需要灵活内存管理的场景

子类型

(1) 线性光圈空间段（Linear Aperture Space Segment）
虚拟地址连续：虚拟地址线性连续，但物理内存可能不连续（通过页表映射）。

典型用途：）

共享系统内存资源
分页池（Pageable Memory

示例配置：

{
    .Flags       = DXGK_SEGMENT_FLAGS_SYSTEM_MEMORY | 
                   DXGK_SEGMENT_FLAGS_LINEAR,
    .SegmentId   = 2,  // 系统内存光圈
    .BaseAddress = 0x00000000, // CPU 物理地址
    .Size        = 0x20000000, // 512MB
}

(2) AGP 类型光圈空间段（AGP-style Aperture Space Segment）

历史兼容性：模拟传统 AGP（加速图形端口）行为，支持非一致性内存访问（NUMA）。
物理内存分散：允许物理内存分散在多个位置（如部分在显存、部分在系统内存）。
现代替代方案：在 PCIe 时代较少使用，部分驱动为兼容性保留。

示例配置

{
    .Flags       = DXGK_SEGMENT_FLAGS_SYSTEM_MEMORY | 
                   DXGK_SEGMENT_FLAGS_AGP,
    .SegmentId   = 3,
    .BaseAddress = 0xC0000000, // 虚拟地址基址
    .Size        = 0x10000000, // 256MB
}

3. 关键区别对比

特性	内存空间段	光圈空间段
物理内存分配	✅ 立即分配	❌ 仅分配虚拟地址
地址连续性	必须连续（线性段）	可非连续（支持分页）
性能	高（直接访问显存）	较低（需地址转换）
CPU 访问	通常不可见（除非标记为共享）	可直接访问（系统内存段）
典型用途	纹理、渲染目标	动态缓冲区、共享资源

4. 驱动开发注意事项

(1) 段类型选择

优先使用内存空间段：对性能敏感的资源（如渲染目标）应分配在显存段。
光圈段的灵活性：需频繁 CPU 写入的资源（如动态顶点数据）适合系统内存光圈段。

(2) 混合段配置
多段共存：KMD 可同时配置显存段和系统内存光圈段，例如：

DXGK_SEGMENTDESCRIPTOR Segments[] = {
    { /* 显存段 */ },
    { /* 系统内存光圈段 */ },
    { /* AGP 段（可选） */ }
};

(3) 硬件限制
GPU 架构依赖：某些 GPU 可能不支持 AGP 段（需查阅硬件手册）。

地址对齐：线性段需满足硬件对齐要求（如 4KB 或 64KB）。

5. 典型问题排查

问题	可能原因	解决方案
分配失败（STATUS_GRAPHICS_INSUFFICIENT_DMA_BUFFER）	线性段空间不足	增加段大小或优化资源布局。
CPU 访问性能差	误用显存段存储 CPU 频繁写数据	改用系统内存光圈段。
GPU 访问违例	AGP 段物理内存未正确映射	检查 `DxgkDdiBuildPagingBuffer` 实现。