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逻辑设备和队列

介绍​

选择物理设备后，需要创建一个逻辑设备来作为和物理设备交互的接口，逻辑设备的创建过程类似于实例。之前我们已经查询了哪些队列族可用，现在需要指定使用队列所属的队列族。我们可以根据不同的需求，从同一个物理设备创建多个逻辑设备。

首先，添加一个类成员存储逻辑设备对象：

VkDevice device;

接着，添加createLogicalDevice函数，在initVulkan中调用它：

void initVulkan() {
    createInstance();
    setupDebugCallback();
    pickPhysicalDevice();
    createLogicalDevice();
}

void createLogicalDevice() {

}

指定要创建的队列​

创建逻辑设备需要VkDeviceQueueCreateInfo结构体，这一结构体描述了针对一个队列族我们所需的队列数量，目前我们只使用带有图形能力的队列族。

QueueFamilyIndices indices = findQueueFamilies(physicalDevice);

VkDeviceQueueCreateInfo queueCreateInfo = {};
queueCreateInfo.sType = VK_STRUCTURE_TYPE_DEVICE_QUEUE_CREATE_INFO;
queueCreateInfo.queueFamilyIndex = indices.graphicsFamily;
queueCreateInfo.queueCount = 1;

对于每个队列族，驱动程序只允许创建少量队列，通常情况也不需要多个队列。我们可以在多个线程上创建指令缓冲，然后在主线程一次将它们全部提交，降低调用开销。

Vulkan需要我们赋予队列一个0.0到1.0之间的浮点数来控制队列优先级。即使只有一个队列，也要显式地赋予队列优先级：

float queuePriority = 1.0f;
queueCreateInfo.pQueuePriorities = &queuePriority;

指定设备特性​

接下来，我们要指定应用程序使用的设备特性，这些是在上一章中vkGetPhysicalDeviceFeatures查询出的设备支持的功能，例如几何着色器。暂时先不填写，之后再回来填写：

VkPhysicalDeviceFeatures deviceFeatures = {};

创建逻辑设备​

填好前面两个结构体后，我们可以开始填写VkDeviceCreateInfo结构体了：

VkDeviceCreateInfo createInfo = {};
createInfo.sType = VK_STRUCTURE_TYPE_DEVICE_CREATE_INFO;

将VkDeviceCreateInfo结构体的pQueueCreateInfos指向队列创建信息queueCreateInfo，pEnabledFeatures指向设备特性信息deviceFeatures：

createInfo.pQueueCreateInfos = &queueCreateInfo;
createInfo.queueCreateInfoCount = 1;

createInfo.pEnabledFeatures = &deviceFeatures;

结构体的其余成员和VkInstanceCreateInfo类似，不同的是这次的设置是针对设备的。

VK_KHR_swapchain是一个设备特定扩展的例子，这一扩展使得我们可以将渲染的图像呈现到窗口上。看起来似乎所有支持Vulkan的设备都应该支持这一扩展，然而，实际上有的Vulkan设备只支持计算指令，不支持图形指令。之后的章节，我们会对交换链进行更加深入地说明。

之前提到，我们可以对设备和Vulkan实例使用相同地校验层，不需要额外的扩展：

createInfo.enabledExtensionCount = 0;

if (enableValidationLayers) {
    createInfo.enabledLayerCount = static_cast<uint32_t>(validationLayers.size());
    createInfo.ppEnabledLayerNames = validationLayers.data();
} else {
    createInfo.enabledLayerCount = 0;
}

现在，我们可以调用vkCreateDevice函数创建逻辑设备了。

if (vkCreateDevice(physicalDevice, &createInfo, nullptr, &device) != VK_SUCCESS) {
    throw std::runtime_error("failed to create logical device!");
}

vkCreateDevice函数的参数包括要连接的物理设备、需要使用的队列、可选的分配器回调，以及用来存储逻辑设备句柄的指针。和Vulkan实例对象的创建函数类似，在启用不存在的扩展或指定不支持的功能时，会返回错误码。

逻辑设备对象创建后，需要我们自己在cleanup函数中调用vkDestroyDevice来销毁它：

void cleanup() {
    vkDestroyDevice(device, nullptr);
        ...
}

逻辑设备并不直接与Vulkan实例交互，所以创建逻辑设备时不需要使用Vulkan实例作为参数。

获取队列句柄​

创建逻辑设备时指定的队列会同时被创建，为了方便，我们添加了一个VkQueue类成员变量来存储图形队列的句柄：

VkQueue graphicsQueue;

队列会在逻辑设备销毁时被自动销毁，所以不需要在cleanup函数中进行队列的销毁操作。

vkGetDeviceQueue函数可以获取指定队列族的队列句柄。它的参数依次是逻辑设备，队列族索引，队列索引和存储返回的队列句柄的指针。因为我们只创建了一个队列，所以可以直接使用索引0：

vkGetDeviceQueue(device, indices.graphicsFamily, 0, &graphicsQueue);

创建完逻辑设备，我们就可以真正使用显卡来做事情了！在接下来的章节，我们将开始设置资源，进行一些绘制操作，将渲染结果显示在窗口上。

本章节代码：C++代码