Linux类系统上的图形软件栈

图形软件堆栈包括窗口系统和3D显示两部分。
不同的操作系统上图形软件栈也不一样，甚至在linux类系统上，由于GPU硬件厂商的原因，软件栈也不尽相同。
本文主要介绍Linux类操作系统上的图形软件栈。

窗口系统

窗口系统是最常见的人机交互界面，比如Windows系统上的GUI系统，打开一个Word文档等都是和窗口系统交互。
在Linux类操作系统上主流的GUI有GNOME，XFCE（它两都基于GTK），KDE（基于QT），国产麒麟系统的UKUI
（基于GNOME），Deepin的DDE（基于QT）。

Linux的窗口系统比较特别，上面这些常见的GUI其实都是基于窗口系统协议上的，当前主要有2类协议：

X11
Wayland

这两个协议均由freedesktop维护，Wayland比较新，且在主流的商业发行版中，X11基本被Wayland取代。
Ubuntu从17.10开始支持Wayland，21.04默认使用Wayland；Redhat从8.0版本开始支持Wayland；Debian从
2019年发布的Debian 10开始支持Wayland。

Wayland只是一个协议，协议的具体实现有好几个，比如Weston、Mutter等。

3D显示

和Windows上的Direct3D一样，Linux上做3D也有相应的规范，只是Linux上好几类，比如OpenGL、OpenGL ES、
Vulkan等。

OpenGL和Vulkan这两个规范都由Khronos Group组织维护，同时这个组织还维护了SYCL规范（异构计算），
OpenCL规范、EGL规范（不同操作系统上怎么画图）。其中EGL抽象了一组API，支持在不同操作系统上画图，
是OpenGL和Vulkan和操作系统间的桥梁。

说了这么多规范，谁来实现他们呢？各个GPU厂商其实有自己的实现，比如ARM、AMD和NVIDIA等，也有开源项目
MESA等。

MESA同时实现了Vulkan、OpenGL、OpenGL ES、OpenCL、EGL、WGL、VA、VDPAU等规范，真是我们的好朋友：）
具体的文档可以参考官方文档
GPU的用户态驱动也是在MESA在实现，MESA会通过DRM动态库，把硬件的具体操作通过IOCTL提交给内核态的GPU驱动。
内核态的GPU驱动，会把用户态传递过来的操作调度给GPU硬件。