[转]关于Linux图形的一些消息和废话

[转]关于Linux图形的一些消息和废话

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点这个标题进来的人请回复是为了看消息还是废话。谢谢。我猜是消息。

刚发在 Arch 版回复了，现整合成一个帖子已备以后解闷，修正了很多错别字和标点。

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最近在opensuse 里面直接下源码编译 X 等等折腾了 1 个月，道听途说了很多东西，事情是这个样子的，现在 X 开发界大家对现在的 Xorg 充满了绝望和期待。

事情要回溯到很久很久以前，在很长一段历史时期，*nix 的用户们对 X 不吝赞美之辞，什么20年前到现在一直是最先进的客户端/服务器架构，要关就关不占资源没了图形更坚强（自然是和 Windows 比了）。后来用的人越来越多了，做什么的都有了，图形操作成了大多数人的计算机使用习惯了，问题逐渐暴露了。

主要问题都体现在Linux论坛上各帖子的问题中,存在于N个层面:

1. kernel 级别的驱动 module 支持。

就说显卡，官方开源的只有 Intel 的显卡。但是编译一个 Intel 的显卡过程极为复杂。相对于闭源驱动而言。因为它的驱动因为开源，在各个层次上和很多东西都是捆绑在一起的。具体来说，首先是Intel 在 kernel 里面的驱动 module，要打上 patch 编译内核才行。之后是 libdrm，要有相应的新版本。之后是Mesa+Patch或者新版 Mesa，不然 3D 性能没有提升。再之后是 Xserver，想想这堆依赖性就让人头疼。Xserver 完了再编译新的 Intel Xdriver。这才算完成了。如果您不幸编译了新版 Xserver 没有编译其它配套 Xdriver 的话，极有可能机器很华丽的启动到了图形界面，然后发现鼠标键盘都没反应，被废掉了。于是再进 runlevel 3 重新编译 键盘鼠标的 X 驱动。一套下来感觉挺值得了，可以用两天了。结果今天 Intel Xdriver 发了 2.6.3 ，离 2.6.2 只有一周，修复了几个挺严重的 bug。怎么办，再编一次吧，机器总要能看看顺畅点的视频吧。编了装上了，发现视频还是那么卡，tearing video 是最经典的问题，常见于 965 系列，而且还不如 2.6.1 了，Video Overlay 不能用了。总之，这时间装2遍 XP 都够了。不过自己愿意折腾，没什么好说的。而且最近 Intel 的 GEM/dri2/KMS 相关的 Mallium3d 都挺好的，起码比原来 Linux 驱动好。

闭源的驱动质量大家都知道，nVidia 的闭源驱动就是个笑话，在很多型号上出现花屏。比如，GDM 登录界面显示多个登录输入框，本来出现在屏幕中央的出现在左上角等等，很搞笑的，适合幸灾乐祸的人放松用。

实事求是的来讲，有个笑话总比让人想哭好。传说中的 ATI 的闭源 Catalyst 驱动就让人想哭，suse 版上可以看到月_经贴的，受害者集中营啊，纷纷进来诉苦。

虽然闭源驱动有种种不是，比开源驱动在性能上还是有优势的，甚至是几十倍的优势。当然，随着 radeonhd/ati/nouveau 的快速开发，也或多或少得到了硬件制造商的支持，这些问题都会成为历史，如果顺利的话。距离来说，radeon 驱动就在 catalyst 之前实现了 Xvmc 的支持。
注：可能闭源驱动在您的硬件上运行的很好，这是应该的，可看看他人众多的抱怨，质量还是不能和 Windows 上同版本的驱动质量相提并论。

2. X 架构严重老化
X 没有一直说的那么神奇，CS 架构确实有方便的地方但是整个架构严重老化。比较实在的例子，您先 glxgears 然后 转转立方体桌面。如果没有 Dri2 的话应该看出来不正常了吧。还有，如果用 compiz 之类，开了桌面 Composite 以后放个大一点的视频看看，卡。。而且不是一般的卡。当然，很多人连卡的效果都没有，因为视频直接就黑/绿了只能听声音。Google Earth 也是受害者之一，什么问题都有。

简单一点说就是（这么说在技术上基本不正确），X 在 openGL 显卡硬件加速您3d桌面的时候，没法同时加速视频播放。更严重的情况是，在加速一个视频播放的时候没法同时加速另外的视频播放。当然也不是不能解决，就是要麻烦用户手动去指定 video output 端口，而对于大多只是想同时放多个视频的人来说，这一点是不可理解的。何况，即使指定不同 vo 也不能保证都是直接渲染。

这几天被 X 折腾的够呛，言语多有不敬，见谅。待续。。。

3. X.org 的重构之路。
鉴于在性能和功能方面出现的种种瓶颈，和 X 关系最紧密的 intel 终于开始了重构 X 之路。准备给 Linux 图形带来飞跃。
在 FOSDEM 2009 大会上 Intel 的核心驱动开发者 Keith Packard 就做了这么一轮演讲，从基础的外接显示器自动检测(xrandr)，到 composite 3D 效果方面的进展，还有 2D/3D/media 共享 object，基于内核的 2D 绘图。 在 2.6.28 kernel 出现的 GEM 内核内存管理将替代 TTM，在 2.6.29 中的 KMS(内核图形模式设定)。

基本就是从 Kernel 到 X driver各个层面都要提升，甚至重写，重写的多了就成了重构。虽然在会上没讲，但是当时 Intel 被打击的 UXA 加速架构现在由于再次投入了 GEM 的怀抱（原来基于 TTM），先在看来也是一个不错的主意。

就 Kernel 来讲，可以预见的是两大提升：1. GEM 实现了由 kernel 直接管理显存，更加高效。（这一块道听途说的不够）2. KMS，mode setting 一直是 X 面临的“重大”问题。换句话说，当一款显示器支持 1024x768, 800x600 分辨率，同时支持众多刷新律，到底用那种分辨率刷新律显示位置的组合来在显示器上显示。在 2.6.29 内核里面，这个问题被交给了 Kernel 具体好处未知。具体的例子就是，当你在启动的时候，如果有 bootsplash，你会发现在进入 X 的时候一定会闪一下（好吧，至少一下），在从黑色闪成 X 的画面（好吧，有时候直接黑了，闪不回去了）。这就是 mode setting 改变了，因为画面从 Framebuffer 交到了 X 手里。如果交给内核处理，KMS 可以让这玩意不闪了。。。。

据说 Fedora 10 已经通过 Plymouth ，在 2.6.27.5 kernel 实现了这种不闪的效果。一开机，屏幕上黑黑的，只有下方一个进度条，三个色块互相覆盖着往右边填充。白色在最上面，跑得最慢；浅蓝在白色覆盖的下面，稍微快一点；深蓝色在最下，但总是第一个到达重点。等白色条也跑到了终点，就可以看到登录界面了。重点是，过程一点都不闪。这太令人震撼了，太令人感动了，太令人发指了。要知道在 Vista 装/删个软件都要闪黑两次啊，这真是 Fedora 带给 Linux 桌面革命性的创新啊！！！！

好了，笑话讲完了。KMS 最大的好处是，休眠唤醒以后不会出现显示错乱，自然唤醒休眠的过程也会加速。而且在虚拟控制台和图形界面间切换也不会有类似花屏的问题了，因为交给 kernel 而不是显卡驱动处理了。

ps. 我只负责说自己的理解，不负责信息的真实有效准确性。

4. 接着重构 X
就算 Kernel 已经足够强捍了，可以高效管理显存，甚至进行2D 绘图，可是还是不能解决 最直观的 3D 图形加速和视频加速问题。如果您跑在图形界面，可以经常top 看看，X 有很大概率是处于占CPU内存的第一位。把众多3D绘图和视频渲染指令直接传给 CPU 来讲是很残忍的。结论是，还要交给 GPU 来做，别管快慢，人家是专业的。

首先需要 Mesa 出场了, openGL 3D 库。这方面的提升是 Gallium3D。据说这种传说中的架构可以极大的减轻系统负担，采取你鸟我我鸟你，你不鸟我我不鸟你的反好莱坞策略，降低沟通成本。这厮目前已经比较成熟了，好像其中某几个 state watcher 代码前天夜里已经进入了 Mesa 的 Mainline。如果不出意外，Gallium3D 可以显著提高 3D 效能，当然，要你的驱动支持才行。

X 也要作极大的改进。包括各种库。libxcb 是比较让人郁闷的一个，它提供一个 xlib 兼容层，可在 1.992 开始去掉了 libxcb-xlib.so 文件，导致很多程序依赖性得不到满足。如果您不幸碰上了，只能 fake 一个该文件。

Xserver 是关注的焦点。

至于 X 显卡 driver 的改进，首先是显卡加速方法，最早是 XAA（ATI 闭源驱动一直再用），之后是 EXA，下一步是UXA。理论上一个比一个快，要不然也没必要换新的了。
接着是 dri2 ，intel 首创的这个东西，可以解决不能同时直接渲染多种需求的问题。比如3D桌面同时放几个视频啊，再开个 Google earth 啊，都没问题了。当然，它必须配合 UXA 加速模式使用。

其它 X 配套驱动的改进也是非常显著的。xf86-input-synaptics 来说，从 0.15 直升 1.0（最新是 1.99），触摸版驱动，加入了自动检测配置的功能。如果你有大屏幕的笔记本电脑，再也不用在触摸版上从左到右划 N 次才能点到屏幕右上角的窗口关闭按钮了。它会自动加速，这一点已经超越 Windows 下面的驱动了。

Xserver 的升级带来的问题是无限的，Xserver 1.6 刚刚升级，由于改动较大，带来很多问题。详见楼上诸贴。首先是实现了显示/输入设备自动检测配置，所以原来的 xorg.conf 会导致各种问题。

首先是禁用无敌3键，这个问题还不大，Xorg 自动重启的几率在我这里远远比我手动重启的几率大。解决方法是在 xorg.conf 中的 server
Section "ServerFlags"
加上
Option "DontZap" "false"

再者就是自动检测输入设备，这个问题比较大，你检测的对也就算了，检测的一般不对。
解决办法就是禁用这个新功能。
还是那个 serverflags 加上
Option "AutoAddDevices" "False"

重启 X 就行了。
如果你愿意试试运气，就让它自动检测配置键盘鼠标，也简单，把原来的 xorg.conf 中 inputdevice 的部分全部去掉。它会用 evdev 来检测，自动加在驱动。

总体来看，这些重构 X 的努力都是比较底层的，集中在驱动和架构。但是无论如何，这些改进都会在 2009 年发生，对于部分 Linux 用户来说，总是一件好事。