下图显示了 Windows 显示驱动程序模型 (WDDM) 中显示微型端口驱动程序的线程同步的工作原理
如果发生硬件超时，则会启动 超时检测和恢复 (TDR) 进程。 GPU 计划程序调用驱动程序的 DxgkDdiResetFromTimeout 函数，这将重置 GPU。 DxgkDdiResetFromTimeout 与任何其他显示微型端口驱动程序函数同步调用，运行时电源管理功能 DxgkDdiSetPowerComponentFState 和 DxgkDdiPowerRuntimeControlRequest 除外。 也就是说， 在 DxgkDdiResetFromTimeout 线程运行时，驱动程序中没有其他线程运行。 操作系统还保证在调用 DxgkDdiResetFromTimeout 期间，任何应用程序都无法访问帧缓冲区;因此，驱动程序可以重置内存控制器相位锁定循环 (PLL) 等。
当恢复线程执行 DxgkDdiResetFromTimeout 时，可以继续调用中断和延迟过程调用 (DPC) 。 KeSynchronizeExecution 函数可用于将重置过程的某些部分与设备中断同步。
驱动程序从 DxgkDdiResetFromTimeout 返回后，可以再次调用大多数驱动程序函数，并且操作系统开始清理不再需要的资源。 在清理期间，出于指示的原因调用以下驱动程序函数：
- 调用驱动程序以通知正在逐出分配。
例如，如果分配是在内存段中分页的，则会调用驱动程序的 DxgkDdiBuildPagingBuffer 函数，并将 DXGKARG_BUILDPAGINGBUFFER 结构的 Operation 成员设置为 DXGK_OPERATION_TRANSFER，Transfer.Size 成员设置为零，以通知驱动程序有关逐出的信息。 请注意，由于内容在重置期间丢失，因此不涉及内容传输。
如果分配是在光圈段中分页的，则会调用驱动程序的 DxgkDdiBuildPagingBuffer 函数，并将 DXGKARG_BUILDPAGINGBUFFER 的 Operation 成员设置为 DXGK_OPERATION_UNMAP_APERTURE_SEGMENT，以通知驱动程序取消映射光圈中的分配。
- 调用驱动程序的 DxgkDdiReleaseSwizzlingRange 函数来释放不重排光圈和段光圈范围。
除非绝对必要，否则驱动程序不应在上述调用期间访问 GPU。
清理期结束后，操作系统调用驱动程序的 DxgkDdiRestartFromTimeout 函数，以通知驱动程序清理已完成，操作系统将恢复使用适配器进行呈现。
1. TDR 触发条件
- GPU 长时间未响应（通常由于 命令队列卡死、硬件故障 或 驱动死锁）。
- Windows GPU 调度器检测到超时，并启动恢复流程。
2. TDR 核心流程
(1) 调用 DxgkDdiResetFromTimeout（GPU 重置）
同步性：
- 此函数是 完全同步调用，即在执行期间：
- 禁止其他任何驱动线程运行（除了 DxgkDdiSetPowerComponentFState 和 DxgkDdiPowerRuntimeControlRequest）。
- 应用程序无法访问帧缓冲区（确保内存安全）。
- 操作系统保证 GPU 处于 可安全重置 的状态。
驱动职责：
- 重置 GPU 硬件（如寄存器、PLL、内存控制器等）。
- 清理 GPU 内部状态（如命令队列、缓存）。
可调用 KeSynchronizeExecution 与设备中断同步（避免竞争条件）。
(2) 中断和 DPC 处理
中断和 DPC（延迟过程调用）仍可继续执行，但驱动程序需确保：
- 不会与 DxgkDdiResetFromTimeout 冲突（如使用自旋锁保护关键代码）。
(3) 重置完成后的资源清理
在 DxgkDdiResetFromTimeout 返回后，操作系统开始 清理无效资源，并调用以下驱动函数：
| 驱动函数 | 调用原因 | 参数说明 |
|---|---|---|
DxgkDdiBuildPagingBuffer |
通知分配被逐出 | - Operation = DXGK_OPERATION_TRANSFER （Transfer.Size = 0）：表示内存段分配被逐出（无数据传输，因内容已丢失）。 - Operation = DXGK_OPERATION_UNMAP_APERTURE_SEGMENT：取消映射光圈段（Aperture Segment）中的分配。 |
DxgkDdiReleaseSwizzlingRange |
释放 Swizzling Range | 清理所有不再需要的重排范围（Swizzling Range）。 |
关键注意事项：
- 驱动程序应避免访问 GPU，除非绝对必要（如释放硬件资源）。
- 不涉及数据传输（因为 GPU 重置后显存内容已丢失）。
(4) 调用 DxgkDdiRestartFromTimeout（恢复呈现）
清理完成后，操作系统调用 DxgkDdiRestartFromTimeout，通知驱动：
- TDR 恢复流程结束。
- GPU 可以重新用于图形渲染。
驱动应：
- 重新初始化必要的硬件状态（如默认分辨率、颜色格式）。
- 恢复 GPU 调度器工作（允许提交新命令）。
3. 驱动开发注意事项
(1) 线程安全性
DxgkDdiResetFromTimeout 运行期间，禁止其他驱动线程运行，但仍需：
- 保护共享硬件资源（如 MMIO 寄存器）。
- 避免死锁（如不等待可能被阻塞的锁）。
(2) 内存管理
显存内容在重置后丢失，因此：
- 驱动不应尝试恢复旧数据。
- 应用程序需重新提交丢失的资源（如纹理、缓冲区）。
(3) 错误恢复
如果 DxgkDdiResetFromTimeout 失败：
- 系统可能 完全禁用 GPU（降级到基本显示模式）。
- 用户可能需要 重启系统 恢复功能。
(4) 调试支持
在 DxgkDdiCollectDbgInfo（Reason = VIDEO_TDR_TIMEOUT_DETECTED）中：
- 记录足够信息（如最后提交的命令、GPU 状态）。
- 确保代码可分页（PASSIVE_LEVEL）。
4. 典型 TDR 时序图
1. GPU 超时发生
│
2. WDDM 检测超时，暂停 GPU 调度
│
3. 调用 DxgkDdiResetFromTimeout (同步执行)
│ ├─ 重置 GPU 硬件
│ └─ 清理内部状态
│
4. 操作系统清理资源：
│ ├─ DxgkDdiBuildPagingBuffer (逐出分配)
│ └─ DxgkDdiReleaseSwizzlingRange (释放范围)
│
5. 调用 DxgkDdiRestartFromTimeout
│
6. GPU 恢复工作，应用程序重新提交命令5. 总结
| 阶段 | 关键动作 | 驱动职责 |
|---|---|---|
| 检测超时 | GPU 无响应 | 无（系统自动触发） |
| 重置 GPU | DxgkDdiResetFromTimeout |
重置硬件，避免竞争 |
| 清理资源 | BuildPagingBuffer / ReleaseSwizzlingRange |
释放无效分配 |
| 恢复工作 | DxgkDdiRestartFromTimeout |
重新初始化 GPU |
TDR 是 Windows 图形稳定性的关键机制，驱动程序需正确处理重置和资源清理，以避免系统崩溃或图形异常