linux图形栈

本文主要是介绍linux图形栈，对大家解决编程问题具有一定的参考价值，需要的程序猿们随着小编来一起学习吧！

直接上图看关系 （这个图一定要熟记于心）

从上图可以看出Linux图形栈主要分为3d和显示

部分名词解释

mesa是一个OpenGL的开源实现，前期是软件实现，后期加入硬件加速

libGL是openGL接口的实现，3D application（如这里的3D-game engine）可以直接调用libGL进行3D渲染。

libDRM和kernel DRM是DRI（Direct Render Infrastructure）的kernel实现，及其library。X-server或者Mesa 3D，可以通过DRI的接口，直接访问底层的图形设备（如GPU等）libdrm是drm下沟通驱动和用户层的库。

kms是一个用于控制显示设备属性的内核driver，如显示分辨率等。直接由X-server控制。

显示主要是就是X11和Wayland，其中，Wayland是近几年才发展起来的，首先介绍X11，它指提供GUI环境的基本框架（定义protocol, 基本的图形·单元（点、线、面等等）、鼠标键盘等输入设备交互等等）直接看图

从图中可以看出，X主要是 X server和X clients组成，通过X protocol通信，x protocol是基于网络的，所以可以跨平台，

X设计之初就规定只提供GUI环境的基本框架，如定义 protocol、设备上绘制基本的图形单元（点 线 面等等）、和鼠标键盘等输入设备交互、等等。它并没有实现UI设计所需的button、menu、window title-bar styles等元素，而是由第三方的应用程序提供。即”提供机制，而非策略“。对用户接口不作要求，比如它提供了生成窗口（window）的方法，却对窗口呈现方式不作任何要求。

拿一个简单的应用场景举例。点击按钮引发按钮更新动作。

1. 内核捕获鼠标点击事件并发送给 X server。
2. X Server 会计算该把这一事件发送给哪个窗口（事实上，窗口位置是由 Compositor (合成器）控制的，X Server 并不能够正确的计算 Compositor 做过特效变化之后的按钮的正确位置）。
3. 应用程序对此事件进行处理（将引发按钮更新动作）。但是，在此之前它得向X Server 发送绘制请求。
4. X Server 接收到这条绘制请求，然后把它发给视频驱动来渲染。X 还计算了更新区域，并且这条“垃圾信息”发送给了 Compositor。
5. 这时，Compositor 知道它必须要重新合成屏幕上的一块区域。当然，这还是要向X Server发送绘制请求的。
6. 开始绘制。但是 X Server 还会去做一些不必要的本职工作（窗口重叠计算、窗口剪裁计算等）。

但是在上述情况下，一个应用不应该直接访问硬件，但对一些游戏等图形应用需要应用直接访问硬件就不行了，这时候就出现了DRI。

首先必须明确DRI是一个软件架构，包含一系列软件模块，诸如DRM(后面会详细提到）和KMS，是用来协调linux kernel，X windows系统，3D图形硬件以及OpenGL渲染引擎之间的工作。其目的是使应用程序和显示硬件之间传输更高效，从而更高效。其参考下图

其显示流程如下：
1）Application（如3D game）根据用户动作，需要重绘界面，此时它会通过OpenGL|ES、EGL等接口，将一系列的绘图请求，提交给GPU。

a）OpenGL|ES、EGL的实现，可以有多种形式，这里以Mesa 3D为例，所有的3D rendering请求，都会经过该软件库，它会根据实际情况，通过硬件或者软件的方式，响应Application的rendering请求。

b）当系统存在基于DRI的硬件rendering机制时，Mesa 3D会通过libGL-meas-DRI，调用DRI提供的rendering功能。

c）libGL-meas-DRI会调用libdrm，libdrm会通过ioctl调用kernel态的DRI驱动，这里称作DRM（Direct Rendering Module）。

d）kernel的DRM模块，最终通过GPU完成rendering动作

2）GPU绘制完成后，将rendering的结果返回给Application。

rendering的结果是以image buffer的形式返回给应用程序。

3）Application将这些绘制完成的图像buffer（可能不知一个）送给Wayland compositor，Wayland compositor会控制硬件，将buffer显示到屏幕上。

参考文章
蜂窝科技
惺忪牛犊子
https://blog.csdn.net/eydwyz/article/details/105800101

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