Folien - Chemnitzer Linux-Tage

Grafiktreiber im Linuxkernel
- die Außenseiter -
Creative Commons by-nc-nd
20. März 2011 Lucas Stach (dev@lynxeye.de)

Grundlagen
●
Was ist eine Grafikkarte?
20. März 2011 Lucas Stach (dev@lynxeye.de)

Grundlagen
●
Was ist eine Grafikkarte?
– Ausgabelogik
20. März 2011 Lucas Stach (dev@lynxeye.de)

Grundlagen
●
Was ist eine Grafikkarte?
– Ausgabelogik
– Coprozessor mit extrem vielen Kernen
20. März 2011 Lucas Stach (dev@lynxeye.de)

Grundlagen
●
Was ist eine Grafikkarte?
– Ausgabelogik
– Coprozessor mit extrem vielen Kernen
●
Wie wird dieser Prozessor angesteuert?
20. März 2011 Lucas Stach (dev@lynxeye.de)

Grundlagen
●
Was ist eine Grafikkarte?
– Ausgabelogik
– Coprozessor mit extrem vielen Kernen
●
Wie wird dieser Prozessor angesteuert?
– PCI Adressraum (BAR)
20. März 2011 Lucas Stach (dev@lynxeye.de)

Grundlagen
●
Was ist eine Grafikkarte?
– Ausgabelogik
– Coprozessor mit extrem vielen Kernen
●
Wie wird dieser Prozessor angesteuert?
– PCI Adressraum (BAR)
– Direktes schreiben in Register
20. März 2011 Lucas Stach (dev@lynxeye.de)

Grundlagen
●
Was ist eine Grafikkarte?
– Ausgabelogik
– Coprozessor mit extrem vielen Kerne
●
Wie wird dieser Prozessor angesteuert?
– PCI Adressraum (BAR)
– Direktes schreiben in Register
– Ausführen eines DMA Puffers
20. März 2011 Lucas Stach (dev@lynxeye.de)

Linux Grafikstack
- grundsätzlicher Aufbau -
Userspace
Kernel
20. März 2011 Lucas Stach (dev@lynxeye.de)

Linux Grafikstack
- grundsätzlicher Aufbau -
Userspace
Userspace
Ioctrl und mmap Interface
Kernel
20. März 2011 Lucas Stach (dev@lynxeye.de)

Linux Grafikstack
- grundsätzlicher Aufbau -
Grafisches Virtual Terminal
Userspace
Userspace
Ioctrl und mmap Interface
Kernel
20. März 2011 Lucas Stach (dev@lynxeye.de)

Linux Grafikstack
- grundsätzlicher Aufbau -
Userspace
Userspace
Grafisches Virtual Terminal X Server
Ioctrl und mmap Interface
Kernel
20. März 2011 Lucas Stach (dev@lynxeye.de)

Linux Grafikstack
- grundsätzlicher Aufbau -
Userspace
Userspace
Grafisches Virtual Terminal DDX X Server
Ioctrl und mmap Interface
Kernel
20. März 2011 Lucas Stach (dev@lynxeye.de)

Userspace
- indirect Rendering -
Userspace
2D Rendering Client
DDX
X Server
3D Rendering Client
OpenGL
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Linux Grafikstack
- direct Rendering -
Userspace
Graphisches
Virtual Terminal
X Server
libdrm
Ioctrl und mmap Interface
Kernel
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Userspace
- direct Rendering -
2D Rendering Client
Userspace
3D Rendering Client
OpenGL
DDX
X Server
Mesa3D
libdrm
20. März 2011 Lucas Stach (dev@lynxeye.de)

Probleme dieser Architektur
20. März 2011 Lucas Stach (dev@lynxeye.de)

Probleme dieser Architektur
●
Voller Durchgriff der Userspacekomponenten
auf die Hardware
20. März 2011 Lucas Stach (dev@lynxeye.de)

Probleme dieser Architektur
●
Voller Durchgriff der Userspacekomponenten
auf die Hardware
– Widerspricht dem Sinn eines Betriebssystems
20. März 2011 Lucas Stach (dev@lynxeye.de)

Probleme dieser Architektur
●
Voller Durchgriff der Userspacekomponenten
auf die Hardware
– Widerspricht dem Sinn eines Betriebssystems
– Sicherheitslücke
20. März 2011 Lucas Stach (dev@lynxeye.de)

Probleme dieser Architektur
●
Voller Durchgriff der Userspacekomponenten
auf die Hardware
– Widerspricht dem Sinn eines Betriebssystems
– Sicherheitslücke
●
Jede Applikation verwaltet ihren eigenen
Adressraum
20. März 2011 Lucas Stach (dev@lynxeye.de)

Probleme dieser Architektur
●
Voller Durchgriff der Userspacekomponenten
auf die Hardware
– Widerspricht dem Sinn eines Betriebssystems
– Sicherheitslücke
●
Jede Applikation verwaltet ihren eigenen
Adressraum
– Keine Zusammenarbeit möglich
20. März 2011 Lucas Stach (dev@lynxeye.de)

Probleme dieser Architektur
●
Voller Durchgriff der Userspacekomponenten
auf die Hardware
– Widerspricht dem Sinn eines Betriebssystems
– Sicherheitslücke
●
Jede Applikation verwaltet ihren eigenen
Adressraum
– Keine Zusammenarbeit möglich
– Keine zentrale Verwaltung mit Überblick über
Systemressourcen
20. März 2011 Lucas Stach (dev@lynxeye.de)

Linux Grafikstack
- Memory Manager -
Userspace
Userspace Applikationen
Ioctrl und mmap Interface
Graphics memory manager (TTM)
Kernel
20. März 2011 Lucas Stach (dev@lynxeye.de)

TTM (GEM)
●
Kernel übernimmt zentrale Speicherverwaltung
20. März 2011 Lucas Stach (dev@lynxeye.de)

TTM (GEM)
●
Kernel übernimmt zentrale Speicherverwaltung
– Verfügbare Ressourcen können besser an die
Clients verteilt werden
20. März 2011 Lucas Stach (dev@lynxeye.de)

TTM (GEM)
●
Kernel übernimmt zentrale Speicherverwaltung
– Verfügbare Ressourcen können besser an die
Clients verteilt werden
– Auslagern von Bereichen des Grafikspeichers
wird möglich
20. März 2011 Lucas Stach (dev@lynxeye.de)

TTM (GEM)
●
Kernel übernimmt zentrale Speicherverwaltung
– Verfügbare Ressourcen können besser an die
Clients verteilt werden
– Auslagern von Bereichen des Grafikspeichers
wird möglich
– Kernel kann eigene Kommandopuffer erstellen
20. März 2011 Lucas Stach (dev@lynxeye.de)

Linux Grafikstack
- Kernel Mode Setting -
Userspace
Userspace Applikationen
Ioctrl und mmap Interface
Graphics memory manager (TTM)
Kernel
Kernel Mode Setting (KMS)
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Modesetting
●
Einstellen der Auflösung bei angeschlossenen
Monitoren
20. März 2011 Lucas Stach (dev@lynxeye.de)

Modesetting
●
Einstellen der Auflösung bei angeschlossenen
Monitoren
●
Mehr Informationen zur Bootzeit
20. März 2011 Lucas Stach (dev@lynxeye.de)

Modesetting
●
Einstellen der Auflösung bei angeschlossenen
Monitoren
●
●
Mehr Informationen zur Bootzeit
Grafischer Boot
20. März 2011 Lucas Stach (dev@lynxeye.de)

Modesetting
●
Einstellen der Auflösung bei angeschlossenen
Monitoren
●
●
●
Mehr Informationen zur Bootzeit
Grafischer Boot
Schnelle Wechsel zwischen Terminals
20. März 2011 Lucas Stach (dev@lynxeye.de)

Linux Grafikstack
- Kernel Mode Setting -
Userspace
libdrm
Ioctrl und mmap Interface
Graphics memory manager (TTM)
Kernel
Kernel Mode Setting (KMS)
20. März 2011 Lucas Stach (dev@lynxeye.de)

Userspace
- Gallium3D -
2D Rendering Client
Userspace
3D Rendering Client
OpenGL
DDX
X Server
Mesa3D
libdrm
20. März 2011 Lucas Stach (dev@lynxeye.de)

Userspace
- Gallium3D -
2D Rendering Client
Userspace
3D Rendering Client
OpenGL
DDX
X Server
Mesa3D
Gallium3D
libdrm
20. März 2011 Lucas Stach (dev@lynxeye.de)

Gallium3D
●
Winsys:
– Abstrahieren Betriebssytemeigenheiten
20. März 2011 Lucas Stach (dev@lynxeye.de)

Gallium3D
●
Winsys:
– Abstrahieren Betriebssytemeigenheiten
●
Pipedriver:
– Abstrahieren Hardwareunterschiede
– Stellen Gallium Interface bereit
20. März 2011 Lucas Stach (dev@lynxeye.de)

Gallium3D
●
Winsys:
– Abstrahieren Betriebssytemeigenheiten
●
Pipedriver:
– Abstrahieren Hardwareunterschiede
– Stellen Gallium Interface bereit
●
Statetracker:
– Setzen auf Gallium Interface auf
– Implementieren jeweils eine Rendering API
20. März 2011 Lucas Stach (dev@lynxeye.de)

Gallium3D
●
Highlights:
20. März 2011 Lucas Stach (dev@lynxeye.de)

Gallium3D
●
Highlights:
– Sehr viel gemeinsam genutzter Code trotz
unterschiedlichster Hardware
20. März 2011 Lucas Stach (dev@lynxeye.de)

Gallium3D
●
Highlights:
– Sehr viel gemeinsam genutzter Code trotz
unterschiedlichster Hardware
– Einfache Implementation neuer Rendering APIs
20. März 2011 Lucas Stach (dev@lynxeye.de)

Gallium3D
●
Highlights:
– Sehr viel gemeinsam genutzter Code trotz
unterschiedlichster Hardware
– Einfache Implementation neuer Rendering APIs
– Durch reichen des Interfaces an Gastsysteme in
virtualisierten Umgebungen
20. März 2011 Lucas Stach (dev@lynxeye.de)

Wohin geht die Reise?
20. März 2011 Lucas Stach (dev@lynxeye.de)

Wohin geht die Reise?
●
GPGPU Computing durch OpenCL
20. März 2011 Lucas Stach (dev@lynxeye.de)

Wohin geht die Reise?
●
GPGPU Computing durch OpenCL
●
Überarbeitung des Gallium Interfaces
20. März 2011 Lucas Stach (dev@lynxeye.de)

Wohin geht die Reise?
●
GPGPU Computing durch OpenCL
●
Überarbeitung des Gallium Interfaces
●
„Playing Catch up“
20. März 2011 Lucas Stach (dev@lynxeye.de)

Mithilfe
●
Die Grafiktreiberentwickler sind immer auf der
Suche nach neuen Helfern
20. März 2011 Lucas Stach (dev@lynxeye.de)

Mithilfe
●
Die Grafiktreiberentwickler sind immer auf der
Suche nach neuen Helfern
●
Auch gern Leute mit weniger
Programmiererfahrung und/oder weniger Zeit
20. März 2011 Lucas Stach (dev@lynxeye.de)

Mithilfe
- Anlaufstellen -
●
Nouveau Treiber:
– Nouveau Mailinglist
●
nouveau@lists.freedesktop.org
– Freenode IRC Channel
●
●
#nouveau
#dri-devel
20. März 2011 Lucas Stach (dev@lynxeye.de)

Mithilfe
- Anlaufstellen -
●
Radeon Treiber:
– DRI Mailinglist
●
dri-devel@lists.freedesktop.org
– Freenode IRC Channel
●
●
#radeon
#dri-devel
20. März 2011 Lucas Stach (dev@lynxeye.de)

Fragen / Diskussion
●
Fragen?
20. März 2011 Lucas Stach (dev@lynxeye.de)

Fragen / Diskussion
●
Fragen?
●
Falls später noch Fragen auftauchen:
– dev@lynxeye.de
20. März 2011 Lucas Stach (dev@lynxeye.de)