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SpecialX f1584ec3c6 feat: implement Fence synchronization for CPU-GPU frame sync

D3D12 Core:
- Add ID3D12Fence1 and fence_value to d3d12_command
- Add fence_event for CPU waiting
- Implement wait() in command_frame for frame sync
- Implement flush() to wait all frames complete
- Add fence_value tracking per frame
- Signal fence at end_frame with incremented value

TestRenderer:
- Call graphics::render() in run()

Documentation:
- Add changelog for Fence sync implementation
- Update D3D12 Wiki with Fence sync section

2026-03-27 18:56:43 +08:00

2.9 KiB

Raw Permalink Blame History

变更记录：Fence 同步机制实现

提交日期: 2026-03-27
提交哈希: b00a906
变更类型: 功能实现

变更概述

本次提交实现了 D3D12 Fence（围栏）同步机制，完成 CPU-GPU 帧同步，确保命令列表执行顺序正确，避免资源冲突。

修改文件

Engine/Graphics/Direct3D12/

文件	变更说明
`D3D12Core.cpp`	添加 Fence 同步机制，实现 `wait()`、`flush()` 方法

EngineTest/

文件	变更说明
`TestRenderer.cpp`	在 `run()` 中调用 `graphics::render()`

技术要点

1. Fence 对象

ID3D12Fence1* _fence{ nullptr };
u64 _fence_value{ 0 };
HANDLE _fence_event{ nullptr };

Fence: GPU 可设置的计数器，用于同步
Fence Value: 64位无符号整数，每帧递增
Fence Event: Windows 事件对象，用于 CPU 等待

2. command_frame 结构

struct command_frame
{
    ID3D12CommandAllocator* cmd_allocator{ nullptr };
    u64 fence_value{ 0 };  // 该帧的围栏值

    void wait(HANDLE fence_event, ID3D12Fence1* fence);
};

每帧记录其围栏值，用于判断 GPU 是否完成该帧。

3. 帧同步等待

void wait(HANDLE fence_event, ID3D12Fence1* fence)
{
    if(fence->GetCompletedValue() < fence_value)
    {
        fence->SetEventOnCompletion(fence_value, fence_event);
        WaitForSingleObject(fence_event, INFINITE);
    }
}

检查 GPU 是否完成到目标围栏值
未完成则设置事件并等待

4. 帧结束信号

void end_frame()
{
    // ... 提交命令列表 ...
    ++_fence_value;
    _cmd_frames[_frame_index].fence_value = _fence_value;
    _cmd_queue->Signal(_fence, _fence_value);
    _frame_index = (_frame_index + 1) % frame_buffer_count;
}

递增围栏值
记录当前帧的围栏值
向 GPU 发送信号

5. flush 方法

void flush()
{
    for(u32 i{ 0 }; i < frame_buffer_count; ++i)
    {
        _cmd_frames[i].wait(_fence_event, _fence);
    }
    _frame_index = 0;
}

等待所有帧完成，用于资源释放前确保 GPU 完成。

同步流程

begin_frame()
    │
    ├─► 检查当前帧的 fence_value
    │
    └─► 如果 GPU 未完成，CPU 等待
            │
            └─► 重置分配器和命令列表

end_frame()
    │
    ├─► 提交命令列表
    │
    ├─► ++fence_value
    │
    ├─► 记录当前帧的 fence_value
    │
    ├─► Signal(fence, fence_value)
    │
    └─► 递增帧索引

围栏值溢出问题

// 64位无符号整数，即便每秒1000帧，也需要5.8亿年才能回绕
u64 _fence_value{ 0 };

无需担心溢出问题。

后续工作

交换链实现
描述符堆
渲染目标视图

2.9 KiB Raw Permalink Blame History Unescape Escape