Graphics Stack总结(三) Mesa中Driver的加载和查询
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在之前的文章中，我们解释了Mesa是一个OpenGL driver的开发框架。正如此，Mesa提供的代码可以在多种driver的实现中被重用。当然这部分code是跨硬件的，使得驱动开发者不用做这部分工作。这个框架也为开发者提供了hook，用来增加于与实际硬件的交互的代码。这种设计允许多种driver共存，并且共享很多代码。
我也解释了在Mesa提供的这么多种的drivers中，我们可以找到纯粹用软件实现的software drivers(它们在CPU上工作，不依赖于GPU)和利用特定GPU优势的hardware drivers。software drivers更慢，但是就如我们讨论的那样，某些情况下它们会派上用场(比如检查某个issue是否与GPU hardware driver有关)。
Driver selection
所以，Mesa提供了多种driver，但是它如何在一个特定的系统里选择合适的driver呢？
你可能注意到mesa被部署在多个packages里。在我的Ubuntu系统中，部署DRI drivres的package是libgl1-mesa-dri:amd64，如果你检查它的内容，会看到这个package会为不同的GPUs安装OpenGL drivers。
# dpkg -L libgl1-mesa-dri:amd64 (...) /usr/lib/x86_64-linux-gnu/gallium-pipe/pipe_radeonsi.so /usr/lib/x86_64-linux-gnu/gallium-pipe/pipe_r600.so /usr/lib/x86_64-linux-gnu/gallium-pipe/pipe_nouveau.so /usr/lib/x86_64-linux-gnu/gallium-pipe/pipe_vmwgfx.so /usr/lib/x86_64-linux-gnu/gallium-pipe/pipe_r300.so /usr/lib/x86_64-linux-gnu/gallium-pipe/pipe_swrast.so /usr/lib/x86_64-linux-gnu/dri/i915_dri.so /usr/lib/x86_64-linux-gnu/dri/i965_dri.so /usr/lib/x86_64-linux-gnu/dri/r200_dri.so /usr/lib/x86_64-linux-gnu/dri/r600_dri.so /usr/lib/x86_64-linux-gnu/dri/radeon_dri.so /usr/lib/x86_64-linux-gnu/dri/r300_dri.so /usr/lib/x86_64-linux-gnu/dri/vmwgfx_dri.so /usr/lib/x86_64-linux-gnu/dri/swrast_dri.so /usr/lib/x86_64-linux-gnu/dri/nouveau_vieux_dri.so /usr/lib/x86_64-linux-gnu/dri/nouveau_dri.so /usr/lib/x86_64-linux-gnu/dri/radeonsi_dri.so (...)
因为我用的是近期的Intel GPU，所以我需要的driver是i965_dri.so。所以我们该如何告诉Mesa那个就是我们需要的driver呢?然而答案是不需要，Mesa足够智能，它会知道对我们的GPU来说，哪个driver是正确的，并且在你load libGL.so时自动选择它。Mesa中处理这个环节的部分我们称之为"loader"。
然而你也可以让Mesa在指定的文件夹中寻找适配的driver，而不是在默认设置下，或者通过指定不同的环境变量(using various environment variables.)来强制Mesa选择一个software driver。
What driver is Mesa actually loading?
如果你想确切的知道Mesa正在loading的时什么，你可以指示它通过环境变量 LIBGL_DEBUG 把这个信息(或者其他信息)输出到stderr中。
# LIBGL_DEBUG=verbose glxgears libGL: screen 0 does not appear to be DRI3 capable libGL: pci id for fd 4: 8086:0126, driver i965 libGL: OpenDriver: trying /usr/lib/x86_64-linux-gnu/dri/tls/i965_dri.so libGL: OpenDriver: trying /usr/lib/x86_64-linux-gnu/dri/i965_dri.so
所以我们看到Mesa检查了现存的driver并且意识到i965 driver是要用的driver，然后它首先尝试加载i965 driver的TLS版本，由于我没有TLS版本，所以会fall back到我所有的i965 driver的normal版本。
在src/loader/loader.c (loader_get_driver_for_fd) 里的代码负责检测出哪个是正确的driver来使用(我的例子中是i965)。它收到输入参数device fd,而device fd是之前作为DRI bring up过程的一部分，调用DRI2Connect() 时调用所需要的输入参数。然后实际的driver文件被加载到glx/dri_common.c (driOpenDriver)中。
通过使用mesa-utils包附带的glxinfo程序，我们还可以获得正在加载的驱动程序的更具描述性的指示
# glxinfo | grep -i "opengl renderer" OpenGL renderer string: Mesa DRI Intel(R) Sandybridge Mobile
这里告诉我，我正在使用Intel hardware driver，而且提供了我所用的Intel的特定GPU的信息 (SandyBridge)。
Forcing a software driver
我已经提到过，software drivers有时会派上用场，但是我们如何让load去使用它呢？Mesa提供了一个我们可以设置的环境变量，所以在hardware driver和software driver之间切换变得非常简单：
# LIBGL_DEBUG=verbose LIBGL_ALWAYS_SOFTWARE=1 glxgears libGL: OpenDriver: trying /usr/lib/x86_64-linux-gnu/dri/tls/swrast_dri.so libGL: OpenDriver: trying /usr/lib/x86_64-linux-gnu/dri/swrast_dri.so
正如你看到的，设置环境变量LIBGL_ALWAYS_SOFTWARE 可以让loader选择一个software driver (swrast).
如果我强制使用software driver，然后调用之间的glxinfo，那么会得到：
# LIBGL_ALWAYS_SOFTWARE=1 glxinfo | grep -i "opengl renderer" OpenGL renderer string: Software Rasterizer
所以在这个例子中，很清楚的看到我正在调用software driver.
Querying the driver for OpenGL features
glxinfo程序还可以方便地获取有关driver实现的特定OpenGL feature的信息。如果要检查硬件的Mesa驱动程序是否实现了特定的OpenGL extension，可以检查glxinfo的输出并查找该扩展(extension)：
# glxinfo | grep GL_ARB_texture_multisample
You can also ask glxinfo to include hardware limits for certain OpenGL features including the -l switch. For example:
你还可以要求glxinfo为包括-l switch在内的某些OpenGL feature添加硬件限制
# glxinfo -l | grep GL_MAX_TEXTURE_SIZE GL_MAX_TEXTURE_SIZE = 8192
Coming up next
我的下篇文章将会包含Mesa repo的文件夹结构以及介绍主要的modules，这会给Mesa的初学者一些指导，这样他们就根据需求找到想要看的那部分代码。我们接下来将会讨论现代3D hardware是如何改变了GPU drivers开发的方式，并且解释一个现在3D graphics pipeline是如何工作的，这将为开始研究Mesa的真正内核铺平道路：着色器(shader)的实现。
