window 显示驱动开发-GDI 硬件加速
Windows 7 引入的 GDI 硬件加速功能在图形处理单元 (GPU) 上提供加速的核心图形设备接口 (GDI) 操作。
若要指示 GPU 和驱动程序支持此功能，显示微型端口驱动程序必须将DXGKDDI_INTERFACE_VERSION设置为 >= DXGKDDI_INTERFACE_VERSION_WIN7。
显示微型端口驱动程序还应将 DXGK_PRESENTATIONCAPS-SupportKernelModeCommandBuffer> 设置为 TRUE，以指示它支持 GDI 硬件加速命令缓冲区处理。 仅当存在缓存一致的 GPU 光圈段且 CPU 访问 GPU 内存时不会造成重大性能损失时，驱动程序才应报告此类支持。
一、驱动能力声明
1.1 版本标识设置
// 在DriverEntry中明确声明接口版本
DRIVER_INITIALIZATION_DATA InitData = {0};
InitData.Version = DXGKDDI_INTERFACE_VERSION_WIN7; // 必须≥0x7001.2 能力位配置
// 在DxgkDdiQueryAdapterInfo中设置
DXGK_PRESENTATIONCAPS caps = {0};
caps.SupportKernelModeCommandBuffer = TRUE; // 关键标志
caps.GdiHwAccelerationLevel = DXGK_GDIACCEL_FULL;二、核心数据结构
2.1 GDI操作参数结构
classDiagramclass DXGK_GDIARG_BITBLT {+RECT SrcRect+RECT DstRect+DWORD Rop+DWORD SrcPitch+DWORD DstPitch}class DXGK_RENDERKM_COMMAND {+DXGK_RENDERKM_OPERATION OpCode+union {DXGK_GDIARG_BITBLT BitBltDXGK_GDIARG_ALPHABLEND AlphaBlend}}三、关键函数实现
3.1 内核模式渲染入口
NTSTATUS DxgkDdiRenderKm(_In_ HANDLE hContext,_Inout_ DXGKARG_RENDER* pRender)
{// 1. 验证命令缓冲区if (pRender->CommandLength < sizeof(DXGK_RENDERKM_COMMAND)) {return STATUS_INVALID_BUFFER_SIZE;}// 2. 解析GDI命令PDXGK_RENDERKM_COMMAND pCmd = (PDXGK_RENDERKM_COMMAND)pRender->pCommand;switch (pCmd->OpCode) {case DXGK_GDIOP_BITBLT:return HandleBitBlt(hContext, &pCmd->BitBlt);case DXGK_GDIOP_ALPHABLEND:return HandleAlphaBlend(hContext, &pCmd->AlphaBlend);default:return STATUS_INVALID_PARAMETER;}
}
3.2 位块传输加速示例
NTSTATUS HandleBitBlt(HANDLE hContext, DXGK_GDIARG_BITBLT* pArgs) {// 1. 获取表面信息DXGK_GDI_SURFACE_INFO srcInfo, dstInfo;GetSurfaceInfo(pArgs->hSrcSurface, &srcInfo);GetSurfaceInfo(pArgs->hDstSurface, &dstInfo);// 2. 构建DMA命令DMA_BUFFER cmd = BuildGdiBitBltCmd(srcInfo.gpuAddress + pArgs->SrcRect.top * srcInfo.Pitch,dstInfo.gpuAddress + pArgs->DstRect.top * dstInfo.Pitch,pArgs->Rop,pArgs->SrcRect.right - pArgs->SrcRect.left,pArgs->SrcRect.bottom - pArgs->SrcRect.top);// 3. 提交到硬件队列return SubmitDmaBuffer(hContext, &cmd);
}四、内存管理要求
4.1 缓存一致性配置
// 在DxgkDdiCreateAllocation中设置
if (pAllocInfo->Flags.GdiSurface) {pAllocInfo->Cacheable = TRUE; // 必须启用pAllocInfo->CpuVisible = TRUE; // CPU可访问
}4.2 表面对齐规则
| 操作类型 | 最小宽度对齐 | 高度对齐 | 格式要求 |
|---|---|---|---|
| BitBlt | 8像素 | 1行 | A8R8G8B8/X8R8G8B8 |
| AlphaBlend | 16像素 | 4行 | 必须含Alpha通道 |
五、性能优化
5.1 常用ROP预编译
// 驱动初始化时构建ROP加速表
const DWORD RopCodes[] = {0x00AA0029, 0x00A000C9, ...};
for (int i = 0; i < ARRAYSIZE(RopCodes); ++i) {CacheRopProgram(RopCodes[i], BuildRopMicrocode(RopCodes[i]));
}5.2 零拷贝路径条件
BOOL CanUseZeroCopy(DXGK_GDIARG_BITBLT* pArgs) {return (pArgs->SrcRect.left % 8 == 0) && (pArgs->SrcPitch == pArgs->DstPitch) &&(!(pArgs->Flags.Mirror));
}六、调试支持
6.1 ETW事件追踪
EventWriteGDI_ACCEL_START(pArgs->OpCode,pArgs->hSrcSurface,pArgs->hDstSurface);
6.2 WinDbg扩展命令
!gdikm.surface 0x1234 // 查看GDI表面状态
!gdikm.ropcache // 检查ROP代码缓存七、兼容性矩阵
| 功能 | WDDM 1.1要求 | WDDM 1.2+增强 |
|---|---|---|
| 跨进程BitBlt | 必须支持 | 支持D3DKMT_SHARED |
| 32bpp表面加速 | 必需 | 增加64bpp支持 |
| 驱动托管ROP | 可选 | 必须实现 |
实现检查清单：
- 验证DXGKDDI_INTERFACE_VERSION≥0x700
- 实现所有必需的GDI操作码处理
- 配置缓存一致的内存段
- 通过BitBlt/AlphaBlend WHQL测试项
以下参考主题介绍如何使用此功能：
驱动程序实现的函数
以下函数必须通过支持 GDI 硬件加速的显示微型端口驱动程序来实现：
DxgkDdiCreateAllocation
DxgkDdiGetStandardAllocationDriverData
DxgkDdiRenderKm
结构D3DKM_TRANSPARENTBLTFLAGS
D3DKMDT_GDISURFACEDATA
D3DKMDT_GDISURFACEFLAGS
DRIVER_INITIALIZATION_DATA
DXGK_CREATECONTEXTFLAGS
DXGK_CREATEDEVICEFLAGS
DXGK_GDIARG_ALPHABLEND
DXGK_GDIARG_BITBLT
DXGK_GDIARG_CLEARTYPEBLEND
DXGK_GDIARG_COLORFILL
DXGK_GDIARG_STRETCHBLT
DXGK_GDIARG_TRANSPARENTBLT
DXGK_RENDERKM_COMMAND
DXGK_PRESENTATIONCAPS
DXGKARG_GETSTANDARDALLOCATIONDRIVERDATA
DXGKARG_RENDER
枚举D3DKMDT_STANDARDALLOCATION_TYPE
D3DKMDT_GDISURFACETYPE
DXGK_GDIROP_BITBLT
DXGK_GDIROP_COLORFILL
DXGK_RENDERKM_OPERATION