如何編寫顯卡驅動？

01-26

題主是一點陣圖形引擎開發者，主要從事OpenGL，目前對GPU底層的詳細架構和工作原理還未掌握，希望可以通過編寫顯卡驅動的過程對GPU工作的各個階段有深入的理解，題主有看到一本講解CUDA的書，大致看了一下感覺還是不能透徹理解，同時也看了一本windows驅動開發的書，書里並沒講顯卡驅動的細節，希望各位NVIDIA的GPU架構師大神們可以推薦一下比較具體的學習資源和流程
補充一下，昨天看到龔大大回答的一個問題關於vbo是否會佔用內存以及可能發生的問題，龔大大提到需要根據驅動判斷，目前題主參考若干開源引擎初步實現圖形引擎各個模塊，由於GPU底層方面知識缺失嚴重，對於針對GPU的渲染優化方面異常乏力

謝 @Belleve 邀。

先潑幾桶冷水。

1. 底層詳細架構和工作原理，掌握和不掌握對圖形引擎開發沒有幫助。

2. 編寫顯卡驅動對GPU工作的各個階段有深入了解幫助有限。

3. CUDA尚且不理解，就別下到驅動了。

4. 以前Win DDK有一個ATI的驅動，後來刪掉了，顯卡驅動就那麼幾家做，其他人了解也沒用。

5. 你說你從事OpenGL，標籤卻是OpenGL ES。到底是哪個，先說清楚，平台不同驅動不同。

好，如果到此還沒熄滅的話，你可以從這裡開始

Windows Vista Display Driver Model

先搞清楚win上驅動的框架WDDM，然後看

Windows Display Driver Model (WDDM) Design Guide (Windows Drivers)

了解各個部分分別要求做什麼。接著看AMD的硬體文檔

Home - AMD

從公開資料上你能找到的信息也就到此為止了。具體往下，就是跟具體硬體相關的。要麼你找Linux下的開源驅動，要麼就進硬體廠商。

做圖形開發的沒必要懂驅動

做圖形驅動的沒必要懂圖形

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看一下WDDM就知道了。

圖形驅動的主要職能就是負責調配顯卡使用、管控各項資源（紋理、Buffer、Shader）、Shader的編譯與優化、渲染狀態的一致性驗證、從API到硬體Microcode的轉譯、數據從內存到GPU/顯存的傳送、響應硬體的反饋。

用兩個字概括就是，打雜。

題主你的需求和驅動關係都不太大。你還是要了解顯卡的Functional Spec，以及一些GPU架構方面的常識，這些都更重要一些。

這個問題是個開放問題，開放問題的好處就是可以各種install b...

硬體，驅動(OS kernel)和應用軟體(user mode)是三個不同領域，每塊都有其領域知識。看自己的悟性吧，如果我告訴你一個寫了若干年WDDM driver的未必會用DXSDK實現個shadow map，你肯定不行，但這是事實。

去看那本巨厚的 windows driver 的書吧，可能還需要看一下 windows internals 方便理解。

不過，這絕對是事倍功半的做法。OpenGL (ES) 的規範好好看幾遍就啥都有了，剩下N記和A記，ES的話PowerVR的開發者文檔掃一遍就挺感人了，驅動和硬體實現細節等需要了再找零碎資料看。

如果題主感興趣的話，我可以和你分享分享我對整個圖形驅動的一些研究和了解。從EGL, Mesa開源3d圖形庫，內核直接渲染API(drm),GPU工作原理來簡單的描述一下這個過程。希望對你有幫助。

EGL: 從名字就可以看出，這是openGL的擴展，目的是和本地窗口系統進行交互，獲得顯示的目的地，相關的配置，以及維護繪圖過程中的上下文。代碼量並不多，核心功能只有兩千多行代碼，能夠支持x11,windows等操作系統的窗口系統。

Mesa：這是用戶態的圖形驅動庫，也是對openGL標準的一個具體實現，如果你是做圖形引擎的，那麼你就會直接調用庫中的函數。注意，這是用戶態的邏輯，所有gl開頭的函數方法的實現都在庫中有具體的實現。Mesa一開始只有軟體實現，並不支持硬體加速，但是隨著顯卡圖形繪製管道的可編程型，同時AMD部分顯卡驅動的開源，尤其是直接渲染DRM的加入，Mesa就加入了硬體加速的實現。Mesa中由於歷史原因，在一開始默認只支持單進程的圖形繪製，認為只有一個圖形程序在運行，但是隨著發展，我們會要求同時在屏幕上的多個窗口繪製，為了保證和歷史的兼容，Mesa加入了上下文機制，同時裡面有一個分發表，注意這個分發表是就是各個驅動具體的實現所填充的函數地址。這樣在我們繪製圖形時，首先你需要獲取一個display，然後獲取相應的配置，RGB形式，是否支持模板，幀率等等。接著就是為當前創建一個繪製上下文。具體還有的很多的函數，這裡就不一一說了，但是需要明白的是，所有的這些邏輯都是基於libdrm.so提供的介面來實現的，通過ioctl來調用內核態的drm。

DRM：直接渲染管理，提供對顯存的管理，中斷，如何給GPU發命令等等，核心代碼12萬行。如果要明白GPU底層的工作原理，可以閱讀這部分代碼，沒有什麼參考資料，只能自己研究代碼，如果有什麼問題，可以給我留言。

希望對各位有幫助。

做顯卡驅動開發的來答一發，

首先聲明：顯卡驅動和圖形學半毛錢關係都沒有，你所需要的這些知識都在顯卡內部就封裝好了，如果想要了解的話可以讀顯卡的手冊。

顯卡驅動做的工作是將你調用的函數進行組裝，組裝成命令流。然後寫入顯卡ringbuffer記錄的下一個命令地址，而顯卡自己會有兩個寄存器，分別指向當前執行地址和ringbuffer寫入地址，只要執行不超過寫入就一直執行。而顯卡指令提供的命令方式其實和opengl的函數差距也不是特別大，頂多就是關於緩存什麼的需要顯卡驅動來管理一下。

所以如果你要做顯卡驅動的話，接觸的更多是驅動方面相關的知識，圖形學的知識幾乎用不到。

來，老規矩，看驅動代碼

https://github.com/Microsoft/graphics-driver-samples

顯卡驅動不可能是一個人能寫出來的，我覺得你如果只是想對開發有幫助看看這個文檔就夠了

https://fgiesen.wordpress.com/2011/07/09/a-trip-through-the-graphics-pipeline-2011-index/

Nvidia的驅動是閉源的，你看不到具體細節。如果實在想知道，可以看envytools的文檔，但確實對你開發圖形幫助不大。

要了解GPU內部的工作細節的話可以去做emulator，各大GPU硬體廠商應該都會有這個職位，用C++去實現GPU 的feature。