Проект Mesa — стек 3D технологий

Описываются особенности функционирования 3D стека Mesa и способы конфигурирования его окружения

Данный раздел справки включает описание проекта Mesa в следующих аспектах: особенности настройки и функционирования, зависимости от других компонентов графической подсистемы, поддержка драйверного обеспечения и доступные переменные окружения.

Особенности реализации

Бинарные компоненты 3D стека поставляются в составе дистрибутивов операционных систем, либо в виде отдельных пакетов обновлений, предназначенных для функционирования в конкретных дистрибутивах и окружениях. При штатной устаноке бинарные компоненты размещаются по адресу /usr/lib/graphics/mesa.

---

В предшествующих дистрибутивах ОС архитектуро-зависимый путь установки бинарных компонентов соответствовал /opt/mesa3d/x86, что приводило к необходимости постоянной корректировки путей поиска компонентов через переменные окружения, а также вызывало множественные обращения со стороны заказчиков. Данное неочевидное поведение было решено устранить в том числе за счет использования GLVND — универсального загрузчика 3D стеков. Данное поведение актуально для дистрибутивов ОС версии 2020.09 и выше.

---

Непосредственная линковка программных компонентов с этой библиотекой не предполагается и нарушает работу загрузчика 3D стеков, библиотеки GLVND.

---

В предшествующих дистрибутивах ОС библиотека GLVND не применялась. Единственным способом подключения 3D стека являлась линковка приложения непосредственно с библиотеками стека. Это приводило к невозможности проектирования приложений, способных использовать разные 3D стеки и переключаться между ними без привлечения компилятора. Данный недостаток устранен в дистрибутивах ОС версии 2020.09 и выше.

---

С поддержкой стандарта OpenCL эквивалентная. Линковка программ с библиотеками стека не предполагается, для этих задач предусмотрен универсальный загрузчик, доступный по стандартному адресу /usr/lib.

Настройка и зависимости

Непосредственная настройка самого стека не требуется и со стороны конечного пользователя практически невозможна. Условием успешной подгрузки библиотек стека в свою очередь является корректная настройка загрузчика. Настройка этого компоннета указана на странице с его описанием.

С точки зрения системной поддержки фреймворка Mesa в графической подсистеме, ему требуется настройка и запуск поддерживаемого драйвера io-display. В таблице ниже указаны конкретные соответствия драйверного обеспечения фреймворка и графической подсистемы.

Настройка универсального загрузчика OpenCL не требуется.

Поддержка драйверов

Стек предоставляет несколько универсальных драйверов программного рендеринга и расширяемый диапазон аппаратно акселерированных драйверов для специализированного оборудования.

Поддерживаются следующие драйвера (список соответствует порядку обхода при детектировании оборудования):

• GF3D/i965
• GF3D/gallium (загружает один из следующих акселерированных драйверов)
  • r600
  • radeonsi
  • swrast (загружает один из следующих программных драйверов)
    • llvmpipe
    • softpipe
• GF3D/swrast

Для принудительного выбора драйвера первого уровня иерархии может использоваться переменная окружения GF3D_DRIVER. При установке переменной LIBGL_ALWAYS_SOFTWARE производится принудительное переключение в программный рендеринг. Переменная GALLIUM_DRIVER в свою очередь позволяет переключаться между llvmpipe и softpipe.

Поддержка различных технологий по драйверам

Поддержка оконных библиотек

Переменные окружения (общие переменные Mesa)

LIBGL_DEBUG

Если переменная установлена, в stderr будут печататься дополнительные сообщения об ошибках. Для драйверов с архитектурой Gallium назначение переменной совпадает с MESA_DEBUG. Для DRI драйверов имеет также и расширенный смысл. Доступные значения:

• quiet — выводятся только сообщения об ошибках и предупреждения (используется по умолчанию).
• verbose — выводится дополнительная информация и отладка

LIBGL_ALWAYS_SOFTWARE

Если переменная установлена, стек переключается в режим программного рендеринга с первым найденным драйвером.

LIBGL_SHOW_FPS

Если переменная установлена и значение больше 0, приложение будет рапортовать в stderr о среднем FPS. Переменная поддерживается только в DRI драйверах, значение характеризует интервал обновления счетчика и вывода сообщений.

MESA_NO_ASM

Переменная отключает ассемблерные оптимизации.

MESA_NO_MMX

Переменная отключает MMX расширения.

MESA_NO_3DNOW

Переменная отключает оптимизации AMD 3DNow!

MESA_NO_SSE

Переменная отключает SSE расширения.

MESA_DEBUG

Если переменная установлена, в stderr будут печататься дополнительные сообщения об ошибках. Доступные значения:

• 1 — включает минимальный вывод информации
• silent — отключает отладочный вывод (применимо только для отладочных сборок).
• flush — выполнять flush после каждой команды рисования
• incomplete_tex — печатать отладку при каждой незавершенной текстуре
• incomplete_fbo — печатать отладку при каждом незавершенном объекте FBO

MESA_LOG_FILE

Переменная позволяет определить файл для логирования ошибок, предупреждений и отладочной информации. В противном случае будет использоваться стандартный файл stderr.

MESA_EXTENSION_OVERRIDE

Переменная позволяет включать и отключать отдельные расширения. Например, значение "GL_EXT_foo -GL_EXT_bar" включает расширение GL_EXT_foo и отключает GL_EXT_bar.

MESA_GL_VERSION_OVERRIDE

Переменная позволяет менять тип OpenGL API и значение, возвращаемое вызовом:

glGetString( GL_VERSION )

Значение должно удовлетворять следующим критериям:

• формат: "MAJOR.MINOR[FC]"
• опциональный суффикс "FC" определяет forward-совместимый контекст. Суффикс имеет место только для стандартов OpenGL старше версии 3.0.
• версии OpenGL < 3.0 добавлены для совместимости (не-core профиль)
• примеры версии OpenGL = 3.0 см. ниже
• версии OpenGL > 3.0 соответствуют core профилю
• Примеры:
  • 2.1 — значение устанавливает совместимость с не-core профилем OpenGL 2.1
  • 3.0 — значение устанавливает совместимость с не-core профилем OpenGL 3.0
  • 3.0FC — значение устанавливает forward-совместимость с core профилем OpenGL 3.0
  • 3.1 — значение устанавливает совместимость с core профилем OpenGL 3.1
  • 3.1FC — значение устанавливает forward-совместимость с core профилем OpenGL 3.1
• стек Mesa может не предоставлять полный объем функциональности запрошенной версии стандарта OpenGL (переменная предназначена только для разработчиков драйверов Mesa).

MESA_GLES_VERSION_OVERRIDE

Переменная позволяет менять тип OpenGL ES API и значение, возвращаемое вызовом:

glGetString( GL_VERSION )

Значение должно удовлетворять следующим критериям:

• формат: "MAJOR.MINOR"
• Примеры:
  • 2.0
  • 3.0
  • 3.1
• стек Mesa может не предоставлять полный объем функциональности запрошенной версии стандарта OpenGL ES (переменная предназначена только для разработчиков драйверов Mesa).

MESA_GLSL_VERSION_OVERRIDE

Переменная позволяет менять значение, возвращаемое вызовом:

glGetString( GL_SHADING_LANGUAGE_VERSION )

Корректные значения имеют формат "130". Стек Mesa может не предоставлять полный объем функциональности запрошенной версии шейдерного языка (переменная предназначена только для разработчиков драйверов Mesa).

MESA_GLSL

Переменная позволяет задавать опции компилятору шейдеров.

MESA_NO_MINMAX_CACHE

Если переменная установлена, кэш minimax индексов будет отключен.

Переменные окружения (интерфейс GF3D)

GF3D_DRIVER

Переменная позволяет указать имя драйвера GF3D и избежать поиска подходящего для имеющегося оборудования. Доступные значения:

• i965
• gallium
• swrast

GF3D_DRIVER_PATH

Переменная задаёт путь поиска драйверов GF3D, по умолчанию осуществляется в подкаталоге /usr/lib/graphics/mesa/mesa.

GF3D_VERBOSE

Переменная устанавливает уровень подробности отладочного вывода в модулях GF3D. Отладочная информация затрагивает вопросы поиска, выбора и загрузки соответствующих драйверов. Доступные значения:

• 0 — дополнительная отладка отключена
• 1 — дополнительная отладка включена

Переменные окружения (EGL)

EGL_DRIVERS_PATH

Переменная определяет путь поиска EGL Драйверов.

EGL_DRIVER

Переменная определяет задает полный путь или имя используемого EGL драйвера.

EGL_PLATFORM

Переменная определяет EGL платформу.

EGL_LOG_LEVEL

Переменная задает уровень вывода отладочной информации. Доступные значения:

• debug
• info
• warning
• fatal

Переменные окружения (общие опции драйверов Gallium)

GALLIUM_DRIVER

Переменная переопределяет используемый программный растеризатор Gallium. Стоит отметить, что конкретные программные драйвера не являются отдельными библиотеками и интегрированы в библиотеку pipe_swrast.so. Доступные значения:

• llvmpipe
• softpipe

GALLIUM_DRIVER_PATH

Переменная задаёт путь поиска драйверов Gallium, по умолчанию осуществляется в подкаталоге /usr/lib/graphics/mesa/gallium-pipe.

GALLIUM_HUD

Переменная позволяет включить оверлейный вывод информации о процессе рендеринга. Некоторые доступные значения:

• help — вывода дополнительных сведений об использовании
• fps — вывод частоты обновления сцены
• cpu — вывод сведений о процессорах

GALLIUM_HUD_PERIOD

Переменная устанавливает частоту обновления HUD оверлея в секундах (float). Значение 0 приводит к обновлению на каждом кадре. Значение по умолчанию равно 0.5 сек.

GALLIUM_HUD_VISIBLE

Переменная контролирует видимость HUD оверлея. Значение по умолчанию равно true.

GALLIUM_HUD_TOGGLE_SIGNAL

Переменная позволяет определить сигнал для управления видимостью HUD оверлея. Можно установить переменную GALLIUM_HUD_VISIBLE в значение false и задать GALLIUM_HUD_TOGGLE_SIGNAL равным 10 (SIGUSR1). При этом при передаче сигнала SIGUSR1 оверлей будет скрываться или показываться.

GALLIUM_LOG_FILE

Переменная позволяет определить файл для логирования ошибок, предупреждений и отладочной информации. В противном случае будет использоваться стандартный файл stderr.

GALLIUM_PRINT_OPTIONS

При не нулевом значении переменная позволяет вывести все используемые переменные Gallium окружения и их значения.

GALLIUM_DUMP_CPU

Переменная позволяет включить однократный вывод информации о процессоре при запуске клиентской программы.

TGSI_PRINT_SANITY

Если переменная установлена в значение true, производятся дополнительные проверки TGSI шейдеров и в stderr выводятся сведения о найденных ошибках.

DRAW_USE_LLVM

Переменная позволяет отключить использование LLVM в качестве шейдерного компилятора, если у драйвера есть альтернативы.

ST_DEBUG

Переменная контролирует отладочный вывод Gallium state tracker. Список может содержать несколько значений, указанных через запятую. Доступные значения: mesa, tgsi, constants, pipe, tex, fallback, screen, query, draw, buffer, wf, precompile, gremedy, noreadpixcache.

Переменные окружения (опции драйвера i965)

INTEL_NO_HW

Если переменная установлена в значение 1, драйвер не будет посылать реальные команды оборудованию. Это помогает отлаживать аппаратные зависания.

INTEL_DEBUG

Переменная контролирует отладочный вывод драйвера. Список может содержать несколько значений, указанных через запятую. Доступные значения: tex, state, blit, miptree, perf, perfmon, bat, pix, buf, fbo, fs, gs, sync, prim, vert, dri, sf, stats, urb, vs, clip, aub, shader_time, no16, blorp, nodualobj, optimizer, ann, no8, vec4, spill_fs, spill_vec4, cs, hex, nocompact, tcs, tes, l3, do32, norbc.

Переменные окружения (опции драйвера llvmpipe)

LP_NO_RAST

Позволяет отключить растеризацию. Используется для задач профилирования производительности.

LP_DEBUG

Переменная контролирует отладочный вывод драйвера. Список может содержать несколько значений, указанных через запятую. Доступные значения: pipe, tgsi, tex, setup, rast, query, screen, counters, scene, fence, mem, fs.

LP_PERF

Переменная контролирует отключение отдельных модулей драйвера. Используется для задач профилирования производительности. Список может содержать несколько значений, указанных через запятую. Доступные значения: texmem, no_mipmap, no_linear, no_mip_linear, no_tex, no_blend, no_depth, no_alphatest.

LP_NUM_THREADS

Переменная, задающая целочисленное число потоков, использующихся для рендеринга. Значение 0 позволяет отключить многопоточность.

Переменные окружения (опции драйвера softpipe)

SOFTPIPE_DUMP_FS

Если переменная установлена, драйвер напечатает фрагментный шейдер в файл stderr.

SOFTPIPE_DUMP_GS

Если переменная установлена, драйвер напечатает геометрический шейдер в файл stderr.

SOFTPIPE_NO_RAST

Позволяет отключить растеризацию. Используется для задач профилирования производительности.

SOFTPIPE_USE_LLVM

Если переменная установлена, драйвер будет пытаться использовать LLVM JIT для процессирования вершинных шейдеров.

Дополнительные материалы

Переменные окружения, доступные в других ОС и версиях 3D стека могут быть найдены по ссылке https://docs.mesa3d.org/envvars.html.

Предыдущий раздел: Разработка OpenGL приложений