OpenGL Driver Architecture[转]

1 OpenGL Installable Client Driver  Windows下OpenGL Driver有三种类型，可安装的客户端驱动程序（Installable Client Driver ，缩写为ICD），微驱动(minidriver)和独立驱动程序。独立驱动程序主要是为一些特殊的图形系统设计，这些图形系统的能力相对比较强大，整个系统的主要目的为图形应用，目前已经不多见。MiniDriver在3D图形加速卡没有普及之前曾经被使用过，但是有由于其支持的能力太低，自nvi dia TNT 之后就看不到这类驱动程序。    现在图形芯片供应商都采用ICD的方式提供OpenGL Driver。ICD的最大特点是(1)能够支持OpenGL驱动程序开发者提供完整的OpenGL支持，和OpenGL Extension支持；（2）使得OpenGL能够以client-server的方式运行；（3）对OpenGL应用程序开发者提供统一的API接口。

下面是一个OpenGL ICD驱动程序体系结构的简图。

         Application             | | GDI32.dll     OpenGL32.dll  glBegin       {            (*__glDispatchTable.glBegin)();  == >        }  

     ICD Driver Call glBegin      {         …. }

    也就是说通过glDispatchTable，所有的OpenGLAPI最终都将进入到ICD Driver对应的函数中。

    啰嗦这么多，相信大家该对OpenGL体系结构有一个大致的认识了。下面我将另外一个内容,OpenGL ICD是如何实现Display List。

3.3     ICD Driver中Display List的实现。     OpenGL中Display List是一种加速绘制的方法，那么它内部是如何实现的呢？     其实相当简单。     首先ICD Driver对每一个OpenGL API进行编号，例如，glAccum是0，glAlphaFunc是2，     #define __GL_DLISTOP_ACCUM          0     #define __GL_DLISTOP_ ALPHAFUNC     1 ….   当应用程序调用glNewList生成一个新的Display List，ICD Driver分配一个数组，其中每个元素定义如下    struct  listop{         int         opcode; //对应上面的API编号         void*   parameter; };

如果我们在Display List中调用glVertex3F，那么ICD Driver调用如下代码(真实代码要复杂些)，这时候ICD Driver仅仅将这些命令和它们的参数保存数组中，并不处理这个API。     plistop->opcode   = __GL_DLISTOP_VERTEX3F;     (GLfoat*)plistop->parameter = x; ((GLfoat*)plistop->parameter)++ = y; ((GLfoat*)plistop->parameter)++ = z;

然后，当应用程序调用一个glCallList的时候，ICD Driver首先找到那个数组，根据每个listop的opcode调用对应的处理函数。   

  3.4 ICD Driver中纹理的管理     OpenGL ICD Driver无法直接申请显示内存，但是图形硬件需要使用纹理数据实现问题贴图。那么ICD Driver必须能够将纹理数据拷贝到显示内存或AGP memory， 即Local Video Memory ，non-local Video Memory。AGP memory是操作系统管理的，经过GART映射后图形处理芯片可以访问的特殊内存区域。

   当我们调用一个glTexImage2D的函数定义纹理的时候，ICD Driver首先创建一块系统内存区域，将纹理数据拷贝到系统内存。然后调用IDirectDraw7::CreateSurface申请video memory。如果申请失败，而且video memory存储空间不足，表明现在有太多的应用程序在运行，或者这个应用程序申请了太多的video memory，需要释放一些纹理内存空间，调用IDirctDrawSurface7::Release一些video memory空间。一般采用FIFO的方式实现内存的替换管理。     当video memory申请成功后，调用IDirectDrawSurface7::Lock获得video memory的用户地址，将保存在系统内存中的数据复制到video memory中。图形芯片就能够访问纹理数据了。

  3.5 wglMakeCurrent(NULL, NULL)     当应用程序调用wglMakeCurrent(NULL)，OpenGL32.dll将调用ICD Driver中的DrvReleaseContext使得所有的OpenGL API都成为空操作，不会产生任何结果。

  3.6 SwapBuffer的实现    如果是窗口程序，ICD Driver 的DrvSwapBuffers将调用IDirectDrawSurface7::Blt实现从后台缓冲区到前台缓冲区的内容复制。    如果是全屏幕程序，DrvSwapBuffers将调用IDirectDrawSurface7::flip实现快速的前后缓冲区切换。     一些驱动程序使用IDirect3DDevice8::Present或者IDirect3DDevice9::Present实现缓冲区内容的切换。

3．7 wglDeleteContext wglDeleteContext将调用DrvDeleteCOntext，它将释放所有申请的系统内存和显示内存（video memory），以及纹理，并且删除硬件OpenGL context和软件OpenGL context。而且所有的OpenGL API将不可用。

4 OpenGL ICD Driver 评价   目前OpenGL ICD Driver都相当成熟，基本上都是沿用SGI提供的参考框架结构。大家可以参考下面的链接获取SGI的OpenGL driver实现：     http://oss.sgi.com/projects/ogl-sample/

目前OpenGL做得最好的是3dlabs，它能够支持OpenGL 2.0。 ATI 和 nvidia都支持 OpenGL 1.4，不过ATI支持更多的OpenGL extension。 其他如SIS, XGI, S3支持的API比nvidia要少一些。 Intel等集成显示卡的驱动自然很差了，硬件能力为OpenGL 1.2或者OpenGL 1.3.

5 Linux的OpenGL Driver体系结构     Linux下为DRI(Direct Render Infrastrcture)，有兴趣可以参考它的网站； http://dri.sourceforge.net/cgi-bin/moin.cgi