window 显示驱动开发-创建视频处理设备

Microsoft Direct3D 运行时调用用户模式显示驱动程序的 CreateVideoProcessDevice 函数来创建用于处理视频流的设备。 当 Direct3D 运行时与设备一起完成时，它会调用用户模式显示驱动程序的 DestroyVideoProcessDevice 函数。

核心架构

视频处理设备的创建与销毁是DirectX视频处理流水线的关键环节，主要包括以下两个关键函数调用：

1. CreateVideoProcessDevice - 创建视频处理设备
2. DestroyVideoProcessDevice - 销毁视频处理设备

设备创建流程

函数原型

HRESULT CreateVideoProcessDevice(
    D3DDDIARG_CREATEVIDEOPROCESSDEVICE* pCreateData,
    const DXVADDI_VIDEOPROCESSORDEVICEDESC* pDesc
);

关键数据结构

创建参数结构：

typedef struct _D3DDDIARG_CREATEVIDEOPROCESSDEVICE {
    HANDLE hVideoProcess;       // 输出：视频处理器句柄
    VOID* pPrivateDriverData;   // 私有驱动数据
    UINT PrivateDriverDataSize; // 私有数据大小
} D3DDDIARG_CREATEVIDEOPROCESSDEVICE;

设备描述结构：

typedef struct _DXVADDI_VIDEOPROCESSORDEVICEDESC {
    GUID VPGuid;                // 视频处理器GUID
    DXVADDI_VIDEODESC VideoDesc;// 视频流描述
    D3DDDIFORMAT RenderTargetFormat; // 目标格式
    UINT MaxNumSubStreams;      // 最大子流数量
} DXVADDI_VIDEOPROCESSORDEVICEDESC;

驱动程序实现要点

参数验证：

if (!pDesc || pDesc->MaxNumSubStreams > MAX_HW_SUBSTREAMS) {
    return E_INVALIDARG;
}

硬件资源分配：

HRESULT hr = AllocateHWVideoProcessor(
    pDesc->VPGuid,
    pDesc->VideoDesc.SampleWidth,
    pDesc->VideoDesc.SampleHeight);

上下文创建：

VideoProcessorContext* pContext = new VideoProcessorContext;
pContext->hwContext = GetHWContextHandle();
pCreateData->hVideoProcess = (HANDLE)pContext;

设备销毁流程

函数原型

VOID DestroyVideoProcessDevice(HANDLE hVideoProcess);VOID DestroyVideoProcessDevice(HANDLE hVideoProcess);

资源清理步骤
停止处理流水线：

FlushVideoProcessingQueue(hVideoProcess);

释放硬件资源：

ReleaseHWVideoProcessor(pContext->hwContext);

销毁上下文：

delete (VideoProcessorContext*)hVideoProcess;

高级管理策略

设备池化管理

static std::map> g_videoProcessorPool;

HRESULT CreateVideoProcessDevice(...) {
    // 尝试从池中获取设备
    if (!g_videoProcessorPool[pDesc->VPGuid].empty()) {
        pCreateData->hVideoProcess = g_videoProcessorPool[pDesc->VPGuid].back();
        g_videoProcessorPool[pDesc->VPGuid].pop_back();
        return S_OK;
    }
    // ...创建新设备
}

多GPU适配

HRESULT CreateVideoProcessDevice(...) {
    // 根据内容类型选择适配器
    if (pDesc->VideoDesc.SampleExtendedFormat.VideoPrimaries == 
        DXVA2_VideoPrimaries_BT2020) {
        BindToHDRCapableAdapter();
    }
    // ...正常创建流程
}

错误处理与恢复

设备丢失处理

HRESULT hr = CreateVideoProcessDevice(...);
if (hr == DXVA2_E_VIDEO_DEVICE_LOST) {
    // 重新初始化硬件
    ReinitializeHardware();
    // 重试创建
    hr = CreateVideoProcessDevice(...);
}

资源不足处理

if (hr == E_OUTOFMEMORY) {
    // 释放缓存资源
    ReleaseTemporaryResources();
    // 重试创建
    hr = CreateVideoProcessDevice(...);
}

性能优化

异步创建

// 使用工作线程预创建设备
std::thread preCreationThread([]{
    D3DDDIARG_CREATEVIDEOPROCESSDEVICE createData = {...};
    CreateVideoProcessDevice(&createData, ...);
});

热备设备

// 维护备用设备列表
std::vector standbyDevices;

void MaintainStandbyDevices() {
    while (standbyDevices.size() < STANDBY_COUNT) {
        HANDLE hDevice = CreateDeviceInBackground();
        standbyDevices.push_back(hDevice);
    }
}

实际应用示例

完整创建流程

// 1. 准备设备描述
DXVADDI_VIDEOPROCESSORDEVICEDESC desc = {
    DXVA2_VideoProcProgressiveDevice,
    {1920, 1080, D3DDDIFMT_NV12, ...},
    D3DDDIFMT_A8R8G8B8,
    2 // 支持2个子流
};

// 2. 创建设备
D3DDDIARG_CREATEVIDEOPROCESSDEVICE createData = {0};
HRESULT hr = pDevice->CreateVideoProcessDevice(&createData, &desc);

// 3. 使用设备...
// ...

// 4. 销毁设备
pDevice->DestroyVideoProcessDevice(createData.hVideoProcess);

此设备管理机制提供：

1. 高效硬件资源利用
2. 低延迟设备创建
3. 完善的错误恢复
4. 多场景适配能力

驱动程序实现时应确保：

1. 严格的资源生命周期管理
2. 线程安全的设备访问
3. 即时的硬件状态更新
4. 准确的错误代码返回