设备队列¶

在 Vulkan 标准中，物理设备在其内部为我们开放了一系列的 工作队列 （设备队列），不同系列的工作队列会接收并执行不同的指令，并且会根据这些 工作队列 的特长（功能）进行分组（族）。可分为以下 5 种：

图形主要用于图形渲染，执行各种渲染绘制指令。
计算主要用于执行并行计算（计算着色器），执行各种计算指令。
转移主要用于执行资源的布局转移并支持在不同队列中进行转移，执行各种转移指令。
稀疏绑定主要用于稀疏内存的管理。
受保护主要用于受保护的内存的管理。

重要

一般率先需要 图形 功能的队列。有如下几点原因：

需要使用该队列进行图形渲染
如果队列支持 图形 功能，则该队列默认也支持 计算 和 转移 功能。

我们可以通过 vkGetPhysicalDeviceQueueFamilyProperties(...) 函数获取设备队列（族）信息，其定义如下：

vkGetPhysicalDeviceQueueFamilyProperties¶

// 由 VK_VERSION_1_0 提供
void vkGetPhysicalDeviceQueueFamilyProperties(
    VkPhysicalDevice                            physicalDevice,
    uint32_t*                                   pQueueFamilyPropertyCount,
    VkQueueFamilyProperties*                    pQueueFamilyProperties);

physicalDevice 物理设备。
pQueueFamilyPropertyCount 表示 pQueueFamilyProperties 中的元素个数。
pQueueFamilyProperties 如果为 nunllptr ，将会向 pQueueFamilyPropertyCount 中写入 physicalDevice 中对外开放的设备队列数量。否则将会写入 pQueueFamilyPropertyCount 个设备队列族信息数据。

为了获取设备队列信息，我们需要调用两次该函数，这与之前其他获取信息函数类似，不在过多赘述。

VkPhysicalDevice physical_device = 之前获取的物理设备;

uint32_t queue_family_property_count = 0;
vkGetPhysicalDeviceQueueFamilyProperties(physical_device, &queue_family_property_count, nullptr);

std::vector<VkQueueFamilyProperties> queue_family_properties(queue_family_property_count);
vkGetPhysicalDeviceQueueFamilyProperties(physical_device, &queue_family_property_count, queue_family_properties.data());

该函数将物理设备的一系列设备队列（族）信息写入了 VkQueueFamilyProperties 类型数组当中，该类型定义如下：

VkQueueFamilyProperties¶

// 由 VK_VERSION_1_0 提供
typedef struct VkQueueFamilyProperties {
    VkQueueFlags    queueFlags;
    uint32_t        queueCount;
    uint32_t        timestampValidBits;
    VkExtent3D      minImageTransferGranularity;
} VkQueueFamilyProperties;

queueFlags 为队列族位域，用于描述该队列族支持的功能。
queueCount 该队列族中的队列数量。最起码有 1 个，不会返回 0 。
timestampValidBits 时间戳中有效的位数，有效的位数范围为 36 到 64 位，如果为 0 说明不支持时间戳。超出有效范围的位保证为 0 。
minImageTransferGranularity 在该族队列上进行图片转移操作时支持的最小转移粒度（大小）。

Vulkan 将设备队列按照队列族的方式组织，组织方式有如下特点：

一个队列族可以支持一到多个功能。
一个队列族中包含一个或多个队列。
同一个队列族中的所有队列支持相同的功能。
队列族之间可以有相同的功能，但队列族之间两两不能有完全相同的功能集。

其中 VkQueueFlags 可用的值定义在 VkQueueFlagBits 中，其定义如下：

// 由 VK_VERSION_1_0 提供
typedef enum VkQueueFlagBits {
    VK_QUEUE_GRAPHICS_BIT = 0x00000001,
    VK_QUEUE_COMPUTE_BIT = 0x00000002,
    VK_QUEUE_TRANSFER_BIT = 0x00000004,
    VK_QUEUE_SPARSE_BINDING_BIT = 0x00000008,
  // 由 VK_VERSION_1_1 提供
    VK_QUEUE_PROTECTED_BIT = 0x00000010,
} VkQueueFlagBits;

VK_QUEUE_GRAPHICS_BIT 支持 图形 功能。
VK_QUEUE_COMPUTE_BIT 支持 计算 功能。
VK_QUEUE_TRANSFER_BIT 支持 转移 功能。
VK_QUEUE_SPARSE_BINDING_BIT 支持 稀疏绑定 功能。
VK_QUEUE_PROTECTED_BIT 支持 受保护 功能。

示例¶

VkPhysicalDevice physical_device = 之前获取到的物理设备句柄;

uint32_t queue_family_count = 0;
vkGetPhysicalDeviceQueueFamilyProperties(physical_device, &queue_family_count, nullptr);

std::vector<VkQueueFamilyProperties> queue_familys(queue_family_count);
vkGetPhysicalDeviceQueueFamilyProperties(physical_device, &queue_family_count, queue_familys.data());

uint32_t uint32_max = std::numeric_limits<uint32_t>::max();
uint32_t support_graphics_queue_family_index = UINT32_MAX;
for(uint32_t index = 0; index < queue_family_count ; index++)
{
   if((queue_familys[index].queueFlags & VkQueueFlagBits::VK_QUEUE_GRAPHICS_BIT) == VkQueueFlagBits::VK_QUEUE_GRAPHICS_BIT)
   {
      // 寻找支持图形的队列族
      support_graphics_queue_family_index = index;
      break;
   }
}

if(support_graphics_queue_family_index == UINT32_MAX)
{
   throw std::runtime_error("没找到支持图形的队列族");
}

support_graphics_queue_family_index

需要获取存储对应设备队列族在 VkQueueFamilyProperties 数组中的索引值，这会在之后创建逻辑设备时指定设备队列时要用到。