window显示驱动开发—支持 DXGI DDI（三）

Direct3D 版本 11.1 DXGI 函数

本部分介绍为 Microsoft Direct3D 版本 11.1 运行时添加的用户模式显示驱动程序实现的 Microsoft DirectX 图形基础结构 (DXGI) 函数。 Direct3D 11.1 随 Windows 8 一起引入。

当运行时调用 CreateDevice (D3D10) 时，用户模式显示驱动程序 DLL 导出 OpenAdapter10_2 函数，并通过 D3D10_2DDI_ADAPTERFUNCS 结构的成员提供指向适配器特定函数的指针。

驱动程序在调用用户模式显示驱动程序的特定于适配器的 CreateDevice (D3D10) 函数时，通过 DXGI1_2_DDI_BASE_FUNCTIONS 结构的成员提供指向 Direct3D 版本 11.1 DXGI 函数的 指针。

1. 版本背景与核心升级

Direct3D 11.1 随 Windows 8 引入，其 DXGI DDI 扩展主要增强：

• 异构渲染支持：改进多引擎（3D/计算/复制）协同
• HDR与宽色域：新增色彩空间管理接口
• 低延迟呈现：支持帧延迟控制（如 DXGI1_2_DDI_PRESENT_FLAGS）
• 交换链多样化：包括窗口化无撕裂模式

2. 驱动初始化流程

(1) 适配器级注册 (OpenAdapter10_2)
需实现 D3D10_2DDI_ADAPTERFUNCS 函数表：

// 在驱动入口点注册
HRESULT OpenAdapter10_2(D3D10DDIARG_OPENADAPTER* pOpenData) {
    pOpenData->pAdapterFuncs_2->pfnCalcPrivateDeviceSize = MyCalcPrivateDeviceSize;
    pOpenData->pAdapterFuncs_2->pfnCreateDevice = MyCreateDevice_11_1;
    // ...其他必要函数
    return S_OK;
}

(2) 设备创建时提供DXGI 1.2 DDI
在 CreateDevice 中填充 DXGI1_2_DDI_BASE_FUNCTIONS：

static const DXGI1_2_DDI_BASE_FUNCTIONS dxgi1_2_funcs = {
    .pfnPresent = MyPresentDXGI_11_1,
    .pfnGetGammaCaps = MyGetGammaCaps_11_1,
    .pfnSetDisplayMode = MySetDisplayMode_11_1,
    .pfnSetResourcePriority = MySetResourcePriority_11_1,
    // 新增11.1专有函数
    .pfnCheckMultiplaneOverlaySupport = MyCheckOverlaySupport,
    .pfnPresentMultiplaneOverlay = MyPresentOverlay
};
*pCreateData->DXGIBaseDDI.pDXGIDDIBaseFunctions = (DXGI_DDI_BASE_FUNCTIONS*)&dxgi1_2_funcs;

3. 关键新增函数实现

(1) 多平面覆盖 (Multiplane Overlay)
用于硬件加速视频/UI合成：

BOOL APIENTRY MyCheckOverlaySupport(
    DXGI_DDI_ARG_CHECKMULTIPLANEOVERLAYSUPPORT* pSupport
) {
    // 检查硬件是否支持指定格式的覆盖层
    return (pSupport->Format == DXGI_FORMAT_NV12) ? TRUE : FALSE;
}

HRESULT APIENTRY MyPresentOverlay(
    DXGI_DDI_ARG_PRESENTMULTIPLANEOVERLAY* pOverlay
) {
    // 配置硬件覆盖层引擎
    ConfigureOverlayPlane(pOverlay->PlaneIndex, &pOverlay->Transform);
    return S_OK;
}

(2) HDR元数据控制

void APIENTRY MySetHDRMetaData(
    DXGI_DDI_ARG_SETHDRMETADATA* pMetaData
) {
    // 传递ST.2086元数据到显示控制器
    WriteHDRMetaData(
        pMetaData->hMonitor,
        pMetaData->Type,
        &pMetaData->MetaData
    );
}

(3) 低延迟呈现

HRESULT APIENTRY MyPresentDXGI_11_1(
    DXGI_DDI_ARG_PRESENT* pPresent
) {
    if (pPresent->Flags.LowLatency) {
        // 跳过队列直接提交到显示引擎
        SubmitImmediateFlip(pPresent->hSurface);
    } else {
        // 常规呈现路径
        QueueStandardPresent(pPresent->hSurface);
    }
    return S_OK;
}

4. 硬件特性报告

通过 DXGI1_2_DDI_BASE_CALLBACKS 扩展能力查询：

typedef struct DXGI1_2_DDI_BASE_CALLBACKS {
    DXGI_DDI_BASE_CALLBACKS;
    PFNDDXGIDDI_GETMULTIPLANEOVERLAYCAPS pfnGetMultiplaneOverlayCaps;
    PFNDDXGIDDI_CHECKVIDEOPROCESSORFORMAT pfnCheckVideoProcessorFormat;
} DXGI1_2_DDI_BASE_CALLBACKS;

5. 软件回退路径

若硬件不支持某些11.1特性：

HRESULT MyCreateDevice_11_1(/*...*/) {
    if (!CheckFeatureSupport(D3D11_1_FEATURE)) {
        pCreateData->DXGIBaseDDI.pDXGIDDIBaseFunctions = 
            &dxgi_legacy_funcs; // 回退到基础DXGI DDI
    }
}

6. 调试与验证

• DXGI 调试工具：使用 DXGI_DEBUG_DDI 层捕获1.2调用
• PIX for Windows：分析多平面覆盖层合成流程
• ETW日志：追踪 PresentMultiplaneOverlay 调用频率

关键设计原则：

• 保持向后兼容，未实现的11.1函数应返回 DXGI_DDI_UNSUPPORTED
• 所有新增函数必须线程安全
• 优先使用硬件加速路径（如覆盖层引擎）