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电梯直达

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发表于 2012-08-21 12:35 |只看该作者 |倒序浏览

本帖最后由小乖乖87 于 2012-08-21 12:43 编辑

今年第一次参加“龙芯杯”中国开源软件设计大赛，据说这是目前中国开源届最大的竞赛，想到一方面可以更加深入的了解龙芯的技术，亲自实践；另一方面也可以为开源做些贡献，因此便报名参加了。根据我所的擅场的领域，我直接选择了第9号命题：Gallium 3D在龙芯平台上的移植和优化。项目书顺利通过，从7月初起正式在龙芯杯大赛组委会提供的平台上开始研发。在此也和大家分享一些研发中的过程和进展。
开源架构的图形驱动架构比较复杂，因此在我这个项目的开发中，有些概念还是要先了解一下。我收集整理了一下，供大家参考：
Mesa
Mesa是一个开源的OpenGL实现，它为X提供基于DRI的硬件驱动以及基于XLib的软件驱动。Mesa的3D图形驱动结构复杂，每一个厂商要为其3D加速实现写一个后端。

Gallium
自从Mesa7。5版本之后，一种新的架构Gallium3D被Mesa采用，用来克服3D驱动实现复杂的问题。得益于这种架构，驱可以更小更简单。

DRI
DRI全称Direct Rendering Ini frastructure，是一个设计用来安全而有效地直接访问显示硬件的框架，通过它可实现真正意义上的”硬件加速”。
它包括了几个主要的部分：X端，和内核层面的支持。X端有两种不同X扩展协议， XFree86-DRI 和DRI2，这两个扩展的作用都是在DRI的内容上协调客户端与服务端。
DRM
DRM全称是Direct Rendering Manager，它是DRI在内核层面主要实现部分。所有的显卡都对应一个内核模块比如i915是intel显示核心的模块，他们都有一个功能的父亲drm。ko用来统一接口。DRM作用很大，它可以知道显卡的中断以及DMA存取信息，并且能处理AGP和帧缓冲内存的分配。
GLX
GLX全称是"OpenGL Extension to the X Window System，它是OpenGL与X联系的纽带，使得在X的框架下使用OpenGL成为可能。(有时候你不会希望你的OpengGL程序没有窗口管理器)
GLX由以下几部分组成：一组为X视窗系统提供OpenGL 函数的API；一个X协议的扩展，实现从X的客户端(这里是那些OpenGL程序)传送3D渲染命令道X的服务端(在没有提供硬件加速的情况下X是通过软件来实现的X服务器端的3D渲染)。
由于X11是一个网络视窗系统，客户端和服务端可能不是分布在一个机器上。GLX还将OpenGL的命令打包进入网络数据包，通过X11网络通道传输，能让你远程运行OpenGL程序。
GLX还负责那些不能写到OpenGL中的实现，协调与X有关的3D行为。
GLX对于X，类似于WGL对于Windows， AGL对于MacOS， EGL对于Embeded系统

GLX有两种绘图方式，直接渲染和非直接渲染。
要么客户端直接自己绘制图形，要么传递OpenGL的绘制命令到服务端。后者称作非直接渲染。通常来讲直接渲染更快些，因为非直接渲染依赖于服务端的处理速度。

了解了以上概念，通过glxinfo | grep OpenGL查看当前 GL的驱动，发现当前OpenGL的驱动版本是Mesa DRI。

然后便开始着手编译我自己的OpenGL驱动了，硬件需要准备好一台装着操作系统的龙芯主机和一根网线。往下逐步按照步骤进行。对此我作了些总结，希望对大家有所帮助。
下载源码
你可以从以下三个网站找到要下载的源码，第一个是大名鼎鼎的Mesa（也就是Gallium），后两个是编译Galiium需要依赖的库(如果系统上没有或者对应的版本不符合要求，你需要下载他们然后自己编译)
ftp：//ftp.freedesktop.org/pub/mesa/
http：//dri.freedesktop.org/libdrm/
http：//xorg.freedesktop.org/releases/individual/proto/
准备编译环境
由于龙芯处理器采用的是MIPS指令集，与我们熟知和常用的X86指令集下的编译有一定的区别，不能直接使用普通PC平台编译。因此在我这个项目的开发中，需要采用交叉编译或者直接在龙芯平台上编译。
在最开始的阶段，我尝试着进行交叉编译，以试着将编译和调试能够很好的分开，方便后期调试。后来我发现这并不是个好主意：首先，交叉编译环境搭建复杂；其次，这个驱动不是那么的”底层”，调试起来不是很费力气，交叉编译显得没有必要。所以我决定在龙芯平台上直接编译(推荐你也这么做) 。
编译安装
configure
./configure --with-gallium-drivers=r600 --enable-dri –with-dri-drivers=””
（configure有很多参数，这些参数可配置3D加速的行为以及架构，在稍候的版本中计划将Gallium相关的代码摘录出来，组成一个独立的工程）
make
执行make或者gmake
编译完成后会在工程目录下生成lib目录存放目标文件，其中lib/gallium下放的均是gallium相关的库文件。
你会发现有libGL 和 r600_dri两个库文件
install
你可以执行make install安装，但不建议那么做。这样会干掉之前的环境，我们只替换我们需要的部分就可以了。
所以这里我复制r600_dri到/usr/lib/dri/目录下，X启动时候会自动加载r600_dri驱动。
验证安装
查看X是否加载r600_dri驱动

查看OpenGL版本，发现驱动的版本为Gallium 0.4
glxinfo | grep OpenGL

编译OpenGL程序
Glu
gcc `pkg-config --cflags --libs glut` mydemo.c -o mydemo

Glx
gcc `pkg-config –cflags –libs gl` -lX11 –lm

以上内容是我在这些天内所整理出来的一些进展。接下来的时间里，我将继续进行性能调查与优化，测试程序、进行热点分析、优化方案、最终实现效果。希望能与更多的开源大神们进一步交流，也希望能在此次大赛上遇到更多高手共同切磋。