建筑Mesa是OpenGL規(guī)范的開(kāi)源實(shí)現(xiàn)讓顯卡的3D加速特性透過(guò)此得到

1、Gallium3D架構(gòu)文檔Mesa 是OpenGL規(guī)范的開(kāi)源實(shí)現(xiàn)，讓顯卡的3D加速特性透過(guò)此得到施展。從Mesa7.5開(kāi)始Mesa引入了Gallium3D架構(gòu)。開(kāi)發(fā)Mesa7.5之前的版本的驅(qū)動(dòng)比較復(fù)雜，每個(gè)顯卡廠商的3D驅(qū)動(dòng)都有各自不同的應(yīng)用后端，通過(guò)此調(diào)用Mesa的API來(lái)實(shí)現(xiàn)3D加速。Intel、AMD和NVIDIA這三大廠商的顯卡都具備各自不同的應(yīng)用后端，造成了開(kāi)發(fā)和維護(hù)困難。而Mesa 7.5最新引入的Gallium3D則是相當(dāng)先進(jìn)的一項(xiàng)技術(shù)，即使目前為止還未完全成熟。Callium3D提供一套統(tǒng)一的API，這套API將標(biāo)準(zhǔn)的硬件特性（而非軟件特性）暴露出來(lái)（如shader unit

2、s），也就是說(shuō)，Callium3D直接與統(tǒng)一的硬件級(jí)特性打交道，而非充當(dāng)一個(gè)純軟件層。因此，這些API使得OpenGL 1.x/2.x，OpenGL 3.x，OpenVG，GPGPU架構(gòu)甚至 Direct3D 的實(shí)現(xiàn)，都只需要通過(guò)一個(gè)單獨(dú)的后端即可。而無(wú)須各個(gè)廠商自行開(kāi)發(fā)各自不同的后端。1、 從DRI演進(jìn)到Gallium3D DRI在Gallium3D之前，Mesa為了實(shí)現(xiàn)硬件加速，其DRI體系結(jié)構(gòu)如下：圖 Mesa DRI(非Gallium3D)作者認(rèn)為，這個(gè)模型有下面的缺點(diǎn)：1. Mesa和驅(qū)動(dòng)之間的Leaky interface；2. 驅(qū)動(dòng)體系龐大而且越來(lái)越復(fù)雜；3. API OS相關(guān)的

3、東西也寫(xiě)在驅(qū)動(dòng)里面了；Mesa DRI的模型導(dǎo)致DRI 驅(qū)動(dòng)層過(guò)于龐大。而DRI驅(qū)動(dòng)通常是硬件相關(guān)的，這就導(dǎo)致為了適用新的設(shè)備，開(kāi)發(fā)工作較大。所以有人覺(jué)得有必要在DRI驅(qū)動(dòng)這一層，提煉一些硬件無(wú)關(guān)的東西出來(lái)。于是DRI Driver初步被劃分為三層：圖 DRI 驅(qū)動(dòng)分層(非Gallium3D)這個(gè)模型的特點(diǎn)是：1. 將API,OS,HW分開(kāi)；2. 創(chuàng)建了新的接口；3. 分割驅(qū)動(dòng)；（和第一條差不多了）現(xiàn)在將DRI驅(qū)動(dòng)分層的想法付諸實(shí)施，就得到了下面的模型：圖 DRI 驅(qū)動(dòng)分層(Gallium3D)這個(gè)模型帶來(lái)了下述特點(diǎn)：1. 增加了State tracker, HW Driver, Winsys

4、三個(gè)模塊；2. TG-Gallium驅(qū)動(dòng)棧2、 Gallium3D的特點(diǎn)驅(qū)動(dòng)模型：1. 由GL3(OpenGL 3.0?)，NV_GPU4, i965等軟硬件抽象出來(lái)的接口；2. 常態(tài)狀態(tài)對(duì)象；3. 簡(jiǎn)單繪圖接口；如DrawArrays, DrawElements；4. 字節(jié)碼形式的統(tǒng)一Shade語(yǔ)言；5. Render目標(biāo)作為私有緩沖；6. 可以將硬件驅(qū)動(dòng)運(yùn)行在新的接口，如GL3,GLES等；7. 可以將硬件驅(qū)動(dòng)運(yùn)行在新的窗口系統(tǒng)；硬件驅(qū)動(dòng)：1. 比DRI驅(qū)動(dòng)簡(jiǎn)單很多；2. 接口：a) -Create/Bind/Delete狀態(tài)對(duì)象；b) -Draw，1-2個(gè)入口；c) -緩沖管理；d) -

5、Flush3. 每個(gè)Gallium驅(qū)動(dòng)定義它自己的OS層(Winsys)接口;4. 通過(guò)重新實(shí)現(xiàn)WInsys層可以Re-target驅(qū)動(dòng)；如miniglx,EGL；Mesa State Tracker1. 實(shí)現(xiàn)了當(dāng)前的Mesa驅(qū)動(dòng)模型；2. 使用了新的硬件驅(qū)動(dòng)接口3. 硬件無(wú)關(guān)，可重用；4. 將GL狀態(tài)轉(zhuǎn)化為常類型對(duì)象；5. 處理了所有費(fèi)解的GL概念：a) -所有不同的GL繪制路徑；b) -像素路徑操作，DrawPixels, Bitmap, CopyT exSubImagec) -GL紋理語(yǔ)義；d) -紋理環(huán)境，GL1.5 shader, GLSLO/S Dependencies1. 每一個(gè)

6、Gallium驅(qū)動(dòng)會(huì)定義其OS層Winsys接口；2. 通過(guò)切換Winsys層可以retarget驅(qū)動(dòng)；Winsys Layer1. 實(shí)現(xiàn)了兩個(gè)接口：a) DRI驅(qū)動(dòng)接口：CreateDevice, CreateContext，SwapBuffers (*)b) 硬件驅(qū)動(dòng)的Winsys接口：緩沖管理，命令提交；2. 封裝了下述內(nèi)容：a) DRI lock和cliprectsb) Swapbuffers, page flipping.c) 通用的操作系統(tǒng)相關(guān)內(nèi)容；3、 Gallium3D的參考實(shí)現(xiàn)Mesa提供了Gallium3D驅(qū)動(dòng)的軟件參考實(shí)現(xiàn)Softpipe：圖 Gallium3D驅(qū)動(dòng)的參考

7、實(shí)現(xiàn)SoftpipeMesa同時(shí)還提供了Gallium3D驅(qū)動(dòng)的i915參考實(shí)現(xiàn)Softpipe：圖 Gallium3D驅(qū)動(dòng)的參考實(shí)現(xiàn)i9154、 Gallium3D的使用1.各模塊簡(jiǎn)介及功能在目前最新的gallium版本中（Mesa-7.8.2），gallium目錄下主要有以下子目錄：auxiliary，drivers，include，state_trackers。a) include是gallium提供給前端的接口，定義了一些gallium中重要的概念比如context，screen等以及各種state，所有的頭文件都遵循類似以下的形式：struct pipe_context struct

8、 pipe_winsys *winsys;struct pipe_winsys *screen;.void (*destroy)( struct pipe_context*);void (*draw_arrays)( struct pipe_context *pipe,Unsigned mode, unsigned start, unsigned count);.整個(gè)gallium對(duì)外的接口都是這種含有大量函數(shù)指針的結(jié)構(gòu)，通過(guò)這種方式可以把前端調(diào)用和后端實(shí)現(xiàn)分開(kāi)，使得運(yùn)行時(shí)決定應(yīng)該調(diào)用哪個(gè)具體的實(shí)現(xiàn)函數(shù)。此外，gallium中提供的接口都是針對(duì)于硬件概念而非軟件概念，這樣降低了后端的實(shí)現(xiàn)難度。

9、b) auxiliary是gallium中的工具模塊，包括了處理shader程序的tgsi模塊，用來(lái)實(shí)現(xiàn)存儲(chǔ)和對(duì)象復(fù)用的cso_cache模塊等等c) drivers是目前已經(jīng)實(shí)現(xiàn)了的gallium的后端，針對(duì)不同的硬件，有不同的實(shí)現(xiàn)，其中softpipe是軟件模擬的顯示設(shè)備的實(shí)現(xiàn)，具有方便調(diào)試易于修改的特點(diǎn)。d) state_trackers是目前已經(jīng)實(shí)現(xiàn)了的前端，其中包括mesa即OpenGL的實(shí)現(xiàn)以及vegaOpenVG的實(shí)現(xiàn)，其中OpenVG是使用gallium的最好的例子。2. 接口使用方法gallium的使用方法是通過(guò)一系列的函數(shù)協(xié)作來(lái)完成，它具有一個(gè)顯示設(shè)備具有的上下文概念，整個(gè)庫(kù)的使用圍繞著這個(gè)上下文而來(lái)：a) 建立上下文b) 設(shè)置各渲染階段的處理狀態(tài)函數(shù)i. 創(chuàng)建狀態(tài)ii. 綁定狀態(tài)c)設(shè)置上下文處理對(duì)象bufferd）調(diào)用運(yùn)行函數(shù)入口點(diǎn)一系列draw函數(shù)f)銷毀創(chuàng)建的buffer對(duì)象、狀態(tài)對(duì)象g)銷毀上下文3. tgsi的使用Tgsi是tg Shader Infrastructure的縮寫(xiě)，簡(jiǎn)單來(lái)說(shuō)這是一個(gè)shader的編程語(yǔ)言，語(yǔ)言的方式類似于匯編，操縱一系列shader