opengl - GPU 如何同时支持 OpenGL 和 DirectX API 执行？

Question

我试图了解 OpenGL 和 DirectX 如何与显卡一起工作。

如果我在 OpenGL 中编写一个程序来做一个三角形，而另一个在 DirectX 中做同样的事情，那么 GPU 端到底发生了什么？

当我们运行程序时，每次调用 OpenGL 库和每次调用 DirectX 库都会为 GPU 生成代码，而这两个程序生成的 GPU 机器码是一样的吗？ (就像如果 DirectX 和 OpenGL 就像 Java 字节码一样，预编译，那么当它实际运行时，它会产生同样的东西)

或者 GPU 是否有 2 个不同的指令集，每个指令集一个。我的意思是，GPU 的精确 OpenGL 和 DirectX 是什么，它如何区分 2 API？

这仅与程序员的角度不同吗？

Answer 1

我已经在这里回答了On Windows, how does OpenGL differ from DirectX?

以下是其中一个答案的完整引用

这个问题几乎不可能回答，因为 OpenGL 本身只是一个前端 API，只要实现符合规范并且结果符合此规范，就可以按照您喜欢的任何方式完成。

问题可能是:OpenGL 驱动程序如何在最低级别工作。现在这又是不可能的，因为驱动程序与某些硬件密切相关，这可能会再次执行开发人员设计的操作。

所以问题应该是:“它在 OpenGL 和图形系统的幕后平均看起来如何？”。让我们从下往上看:

在最低级别有一些图形设备。现在这些 GPU 提供了一组寄存器来控制它们的操作(这些寄存器完全取决于设备)有一些用于着色器的程序内存、用于输入数据(顶点、纹理等)的大容量内存以及用于其余部分的 I/O channel 它接收/发送数据和命令流的系统。

图形驱动程序跟踪 GPU 状态和使用 GPU 的所有资源应用程序。它还负责转换或任何其他处理应用程序发送的数据(将纹理转换为 GPU 支持的像素格式，在 GPU 的机器代码中编译着色器)。此外，它还为应用程序提供了一些抽象的、依赖于驱动程序的接口(interface)。

然后是依赖于驱动程序的 OpenGL 客户端库/驱动程序。在 Windows 上，这得到
由代理通过 opengl32.dll 加载，在 Unix 系统上，它位于两个位置:

X11 GLX 模块和驱动依赖 GLX 驱动

和/usr/lib/libGL.so 可能包含一些依赖于驱动程序的东西，用于直接渲染

在 MacOS X 上，这恰好是“OpenGL 框架”。

正是这部分将 OpenGL 调用转换为对 (2) 中描述的驱动程序部分中的驱动程序特定函数的调用。

最后是实际的 OpenGL API 库，Windows 中的 opengl32.dll 和 Unix 中的/usr/lib/libGL.so；这主要只是将命令传递给正确的 OpenGL 实现。

实际通信是如何发生的不能一概而论:

在 Unix 中，3<->4 连接可能发生在套接字上(是的，它可能，并且如果你愿意，它确实会通过网络)或通过共享内存。在 Windows 中，接口(interface)库和驱动程序客户端都加载到进程地址空间中，因此没有太多的通信，而是简单的函数调用和变量/指针传递。在 MacOS X 中，这类似于 Windows，只是 OpenGL 接口(interface)和驱动程序客户端之间没有分离(这就是为什么 MacOS X 跟上新的 OpenGL 版本的速度如此缓慢的原因，它总是需要完整的操作系统升级才能提供新的框架)。

3<->2 之间的通信可以通过 ioctl、读/写或通过将一些内存映射到进程地址空间并配置 MMU 以在对该内存进行更改时触发一些驱动程序代码。这在任何操作系统上都非常相似，因为您总是必须跨越内核/用户空间边界:最终您会经历一些系统调用。

系统和 GPU 之间的通信通过外围总线及其定义的访问方法发生，因此 PCI、AGP、PCI-E 等通过端口 I/O、内存映射 I/O、DMA、IRQ 工作。