Mesa是OpenGL规范的开源实现,让显卡的3D加速特性透过此得到

1、 Gallium3D 架构文档 开始 Mesa 是 OpenGL 规范的开源实现，让显卡的 Mesa 引入了 Gallium3D 架构。 3D 加速特性透过此得到施展。从 Mesa7.5 开发 Mesa7.5 之前的版本的驱动比较复杂，每个显卡厂商的 3D 驱动都有各自不同的应 用后端，通过此调用 Mesa 的 API 来实现 3D 加速。 Intel 、AMD 和 NVIDIA 这三大厂商的显卡 都具备各自不同的应用后端，造成了开发和维护困难。 而 Mesa 7.5 最新引入的 Gallium3D 则是相当先进的一项技术，即使目前为止还未完全成熟。 Callium3D 提供一套统一的 API

2、，这套 API 将标准的硬件特性（而非软件特性）暴露出来（如 shader units ），也就是说， Callium3D 直接与统一的硬件级特性打交道，而非充当一个纯软件层。 因此， 这些 API 使得 OpenGL1.x/2.x ，OpenGL3.x ，OpenVG，GPGPU架构甚至 Direct3D 的实现，都只需要通过一个单独的后端即可。而无须各个厂商自行开发各自不同的后端。 一、从 DRI 演进到 Gallium3D DRI 在 Gallium3D 之前， Mesa 为了实现硬件加速，其 DRI 体系结构如下： 图 Mesa DRI( 非 Gallium3D) 作者认为，这个模型有

3、下面的缺点： 1. Mesa 和驱动之间的 Leaky interface ； 2. 驱动体系庞大而且越来越复杂； 3. API OS 相关的东西也写在驱动里面了； Mesa DRI 的模型导致 DRI 驱动层过于庞大。而 DRI 驱动通常是硬件相关的，这就导致为了适用新的设备， 开发工作较大。 所以有人觉得有必要在 DRI 驱动这一层， 提炼一些硬件无关的东西出来。于是 DRI Driver 初步被划分为三层： 图 DRI 驱动分层 ( 非 Gallium3D) 这个模型的特点是： 1. 将 API,OS,HW 分开； 2. 创建了新的接口； 3. 分割驱动；（和第一条差不多了） 现在将 D

4、RI 驱动分层的想法付诸实施，就得到了下面的模型： 图 DRI 驱动分层 (Gallium3D) 这个模型带来了下述特点： 1. 增加了 State tracker, HW Driver, Winsys 三个模块； 2. TG-Gallium 驱动栈 二、 Gallium3D 的特点 驱动模型： 1. 由 GL3(OpenGL 3.0?) ， NV_GPU4, i965 等软硬件抽象出来的接口； 2. 常态状态对象； 3. 简单绘图接口；如 DrawArrays, DrawElements ； 4. 字节码形式的统一 Shade 语言； 5. Render 目标作为私有缓冲； 6. 可以将硬件

5、驱动运行在新的接口，如GL3,GLES 等； 7. 可以将硬件驱动运行在新的窗口系统； 硬件驱动： 1. 比 DRI 驱动简单很多； 2. 接口： a) -Create/Bind/Delete状态对象； b) -Draw ， 1-2 个入口； c) - 缓冲管理； d) -Flush 3. 每个 Gallium 驱动定义它自己的 OS 层 (Winsys) 接口 ; 2. 通过重新实现 WInsys 层可以 Re-target 驱动；如 miniglx,EGL ； Mesa State Tracker 实现了当前的 Mesa 驱动模型； 使用了新的硬件驱动接口 硬件无关，可重用； 将 GL 状

6、态转化为常类型对象； 处理了所有费解的 GL 概念： a) - 所有不同的 GL 绘制路径； 1. - 像素路径操作， DrawPixels, Bitmap, CopyT exSubImage 2. -GL 纹理语义； 3. - 纹理环境， GL1.5 shader, GLSL O/S Dependencies c) 每一个 Gallium 驱动会定义其 OS 层 Winsys 接口； d) 通过切换 Winsys 层可以 retarget 驱动； Winsys Layer 2. 实现了两个接口： a) DRI 驱动接口： CreateDevice, CreateContext ，SwapBu

7、ffers (*) i. 硬件驱动的 Winsys 接口：缓冲管理，命令提交； 封装了下述内容： DRI lock 和 cliprects Swapbuffers, page flipping. 通用的操作系统相关内容； 三、 Gallium3D 的参考实现 Mesa 提供了 Gallium3D 驱动的软件参考实现 Softpipe ： 图 Gallium3D 驱动的参考实现 Softpipe Mesa 同时还提供了 Gallium3D 驱动的 i915 参考实现 Softpipe ： 图 Gallium3D 驱动的参考实现 i915 四、 Gallium3D 的使用 各模块简介及功能 在目前

8、最新的 gallium 版本中（ Mesa-7.8.2 ）， gallium 目录下主要有以下子目录： auxiliary ， drivers ， include ， state_trackers 。 a) include 是 gallium 提供给前端的接口，定义了一些 gallium 中重要的概念比如 context ， screen 等以及各种 state ，所有的头文件都遵循类似以下的形式： struct pipe_context struct pipe_winsys *winsys; struct pipe_winsys *screen; . void (*destroy)( str

9、uct pipe_context*); void (*draw_arrays)( struct pipe_context *pipe, Unsigned mode, unsigned start, unsigned count); . 整个 gallium 对外的接口都是这种含有大量函数指针的结构， 通过这种方式可以把前端 调用和后端实现分开，使得运行时决定应该调用哪个具体的实现函数。 此外， gallium 中提供的接口都是针对于硬件概念而非软件概念，这样降低了后端的实现难度。 b) auxiliary 是 gallium 中的工具模块，包括了处理 shader 程序的 tgsi 模块，用来

10、 实现存储和对象复用的 cso_cache 模块等等 drivers 是目前已经实现了的 gallium 的后端，针对不同的硬件，有不同的实现，其中 softpipe 是软件模拟的显示设备的实现，具有方便调试易于修改的特点。 state_trackers是目前已经实现了的前端， 其中包括 mesa即 OpenGL 的实现以 及 vega OpenVG 的实现，其中 OpenVG 是使用 gallium 的最好的例子。 接口使用方法 gallium 的使用方法是通过一系列的函数协作来完成，它具有一个显示设备具有的上下 文概念，整个库的使用围绕着这个上下文而来： 建立上下文 设置各渲染阶段的处理状态函数 创建状态 绑定状态 设置上下文处理对象 buffer d） 调用运行函数入口点一系列 draw 函数 销毁创建的 buffer 对象、状态对象 销毁上下文 3. tgsi 的使用 Tgsi 是 tg Shader Infrastructure 的缩写，简单来说这是一个 shader 的编程语言， 语言的方式类似于汇编，操纵一系列 shader 的寄存器完成