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OpenHarmony 3D顯示支持

作者：軟通動(dòng)力HOS
系統(tǒng) OpenHarmony
本文主要介紹了OpenHarmony上，GPU Mesa3D圖形驅(qū)動(dòng)相關(guān)知識(shí)，也是OpenHarmony技術(shù)峰會(huì)OS內(nèi)核及視窗分論壇陳甲印所講內(nèi)容后續(xù)延申，論壇相關(guān)材料已隨附件上傳。

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前言

OpenHarmony系統(tǒng)是一個(gè)非常先進(jìn)，現(xiàn)代化設(shè)計(jì)理念的新系統(tǒng)。

其系統(tǒng)架構(gòu)圖如下：

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一、圖形子系統(tǒng)架構(gòu)圖

圖形子系統(tǒng)是最復(fù)雜的一個(gè)，標(biāo)準(zhǔn)版這里2D的部分。

foundation\graphic\graphic_2d\rosen\modules\render_service主要是實(shí)現(xiàn)了2D的顯示3D的顯示這里沒有實(shí)現(xiàn)，那怎么實(shí)現(xiàn)3D？

3D現(xiàn)在還沒有進(jìn)入主線，那有沒有實(shí)現(xiàn)3D的其他方式？

我們可以使用Mesa3D 編譯到OpenHarmony，用OpenGL 接口來顯示3D！

Mesa是開源的三維計(jì)算機(jī)圖形庫，以MIT許可證發(fā)行，實(shí)現(xiàn)了OpenGL、OpenGL ES、Vulkan、OpenCL等API。Mesa庫可以使應(yīng)用程序更容易的支持GPU加速功能，提升用戶體驗(yàn)。

Mesa庫編譯到OpenHarmony后，我們就可以使用OpenGL了，

OpenGL（Open Graphics Library）是一組用于渲染2D、3D矢量圖形的跨語言、跨平臺(tái)的應(yīng)用程序編程接口（API）。

它定義了渲染有關(guān)的行為和動(dòng)作，但不提供具體的實(shí)現(xiàn)，具體實(shí)現(xiàn)可由各個(gè)GPU芯片廠自己實(shí)現(xiàn)，也可以使用開源的實(shí)現(xiàn)，

如 Mesa。

OpenGL ES的版本：

OpenGL ES 1.0 以 OpenGL 1.3 規(guī)范為基礎(chǔ)

OpenGL ES 1.1 以 OpenGL 1.5 規(guī)范為基礎(chǔ)

OpenGL ES 2.0 以 OpenGL 2.0 規(guī)范為基礎(chǔ)

OpenGL ES 3.0 在 OpenGL 3.x 和 4.x 的基礎(chǔ)上增加了許多新的功能。

OpenGL ES(OpenGL for Embedded Systems)是免授權(quán)費(fèi)的，跨平臺(tái)的，功能完善的2D和3D圖形應(yīng)用程序接口API。它針對(duì)多種嵌入式系統(tǒng)專門設(shè)計(jì)。它可以認(rèn)為是OpenGL的一個(gè)子集、可以應(yīng)用于嵌入式設(shè)備上。

這樣，我們?cè)贠penharmony里邊可以使用Mesa3D，可以用OpenGL ES 接口在OpenHarmony里寫3d的程序或者游戲！

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RenderService新框架主要分為。

接口層：為ArkUI應(yīng)用提供的圖形Native API能力。

框架層：圖形子系統(tǒng)核心框架。

引擎層：提供底層圖形庫和適配能力。

二、Mesa 3D 介紹

Mesa 3D 是一個(gè)在 MIT 許可證下開放源代碼的三維計(jì)算機(jī)圖形庫，以開源形式實(shí)現(xiàn)了 OpenGL 的應(yīng)用程序接口，是一個(gè)幾乎和 OpenGL 相同的免費(fèi)開源圖形 API，它在功能上一點(diǎn)也不輸給 OpenGL。

OpenGL 的高效實(shí)現(xiàn)一般依賴于顯示設(shè)備廠商提供的硬件，而 Mesa 3D 是一個(gè)純基于軟件的圖形應(yīng)用程序接口。由于許可證的原因，它只聲稱是一個(gè) “類似” 于 OpenGL 的應(yīng)用程序接口。由于 Mesa 3D 的 API 是和 OpenGL 相同，具體的 OpenGL 版本瀏覽 Mesa 3D 官方網(wǎng)站，我們可以這么認(rèn)為它就是 OpenGL 的軟件模擬，GPU 光柵處理器的一個(gè)實(shí)現(xiàn)。我們知道如果要實(shí)現(xiàn)一個(gè) OpenGL，其本身是一個(gè)設(shè)備器，不能實(shí)現(xiàn)窗體的透明，如果我想要實(shí)現(xiàn)窗體透明，又想要有 3D 的應(yīng)用，可以試試它。

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Mesa可以劃分為前端和后端：前端包括libGL、libEGL、libgbm、libglapi等，后端為libgallium_dri。

Mesa隨著時(shí)間，演進(jìn)為Gallium3D架構(gòu)后，可以通過Gallium模塊加不同平臺(tái)相關(guān)的Backend實(shí)現(xiàn)，進(jìn)一步分割了Vendor HW driver 模塊以及與平臺(tái)窗口系統(tǒng)，使系統(tǒng)更加模塊化。

三、集成 Mesa3D 庫步驟

OpenHarmony3.1Release及之后的版本已經(jīng)使用新的RenderService渲染框架替換了原來的Weston。RenderService提供了更強(qiáng)的2D/3D繪制能力、新的動(dòng)畫和顯示效果框架。

Render Service新框架已經(jīng)在frameworks代碼中針對(duì)OpenGL接口做了封裝，可以直接對(duì)接mesa庫。
OpenHarmony適配Mesa3D庫的步驟：

A、編譯Mesa3D庫

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OpenHarmony社區(qū)已經(jīng)將Mesa庫移植到了系統(tǒng)中，在三方庫目錄內(nèi)，路徑：third_party/mesa3d ，其中Mesa/ohos是OpenHarmony的工程編譯目錄，提供了適配好的編譯腳本，支持交叉編譯?；赗ender Service新顯示框架，需要使用build_ohos.py編譯腳本，build_wayland_and_gbm.py是針對(duì)舊的Weston顯示框架的編譯腳本。

其中的BUILD.gn 中可以看到：

source = "gpu/libEGL.so.1.0.0"
  install_enable = true
  install_images = [ chipset_base_dir ]
  relative_install_dir = "chipsetsdk"
  subsystem_name = "xxx_products"
  part_name = “xxx_products"
  symlink_target_name = [
    "libEGL.so.1",
    "libEGL.so",
    "libGLESv1.so",
    "libEGL_impl.so",
  ]
}

必須的輸出庫文件有l(wèi)ibEGL.so.1.0.0， 和需要的符號(hào)鏈接文件。

libEGL.so.1
libEGL.so,
libGLESv1.so,
libEGL_impl.so
#cp build-ohos/install/lib/libGLESv1_CM.so.1.1.0      ../device/<…>/hardware/gpu/
#cp build-ohos/install/lib/libGLESv2.so.2.0.0      ../device/<…>/hardware/gpu/
#cp build-ohos/install/lib/libgbm.so.1.0.0      ../device/<…>/hardware/gpu/
#cp build-ohos/install/lib/libglapi.so.0.0.0      ../device/<…>/hardware/gpu/
#cp build-ohos/src/gallium/targets/dri/libgallium_dri.so      ../device/<…>/hardware/gpu/
#cp build-ohos/install/lib/dri/panfrost_dri.so          ../device/<…>/hardware/gpu/

Render Service默認(rèn)會(huì)在 /vendor/lib64/chipsetsdk 目錄加載第三方的OpenGL庫，因此需要將上邊的幾個(gè)so 庫拷貝到這個(gè)目錄。

constexpr const char *VENDOR_LIB_PATH = "/vendor/lib64/chipsetsdk/";
    constexpr const char *SYSTEM_LIB_PATH = "/system/lib64/";
#else
    constexpr const char *VENDOR_LIB_PATH = "/vendor/lib/chipsetsdk/";
    constexpr const char *SYSTEM_LIB_PATH = "/system/lib/";
#endif

#ifdef PRODUCT_RK3568
constexpr const char *LIB_EGL_NAME = "libEGL_impl.so";
constexpr const char *LIB_GLESV1_NAME = "libGLESv1_impl.so";
constexpr const char *LIB_GLESV2_NAME = "libGLESv2_impl.so";
constexpr const char *LIB_GLESV3_NAME = "libGLESv3_impl.so";
#else
constexpr const char *LIB_EGL_NAME = "libEGL.so.1.0.0";
constexpr const char *LIB_GLESV1_NAME = "libGLESv1_CM.so.1.1.0";
constexpr const char *LIB_GLESV2_NAME = "libGLESv2.so.2.0.0";
constexpr const char *LIB_GLESV3_NAME = "libGLESv2.so.2.0.0";
#endif
}

B、修改graphic配置，啟用GPU

在項(xiàng)目配置中啟用GPU。

vendor/…/config.json
{
      "subsystem": "graphic",
      "components": [
        {
          "component": "graphic_standard",
          "features": [
            "graphic_standard_feature_ace_enable_gpu = true",
            "graphic_standard_feature_rs_enable_eglimage = true"
          ]
        }
      ]
    },

實(shí)現(xiàn)Display適配代碼。

Display適配代碼需要針對(duì)不同的硬件平臺(tái)進(jìn)行處理，OpenHarmony在drivers/peripheral/display/hal 內(nèi)提供了小型系統(tǒng)和標(biāo)準(zhǔn)系統(tǒng)的實(shí)現(xiàn)樣例。

針對(duì)ARM平臺(tái)的L2標(biāo)準(zhǔn)系統(tǒng)，建議參考RK3568項(xiàng)目的實(shí)現(xiàn)：
device/soc/rockchip/rk3568/hardware/display/src
linux內(nèi)核配置需要確認(rèn)啟用：

CONFIG_DRM_GEM_SHMEM_HELPER=y
CONFIG_DRM_SCHED=y
CONFIG_DRM_PANFROST=y
# CONFIG_DRIVERS_HDF_DISP is not set

系統(tǒng)只能到鴻蒙logo界面，不能進(jìn)入launcher桌面。
CONFIG_DRM_PANFROST 是開源的arm drm驅(qū)動(dòng)，Mesa庫需要使用這個(gè)驅(qū)動(dòng)。

測(cè)試

1、modetest測(cè)試

輸出顯示信息

#./modetest

顯示彩條

#./modetest -M rockchip -s 140@108:1920x1080 -P 84@108:1920x1080 -a

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2、hellocomposer測(cè)試

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3、render service測(cè)試

#./render_service_client_app_demo
#./render_service_client_gravity_demo
#./render_service_client_modifier_demo
#./render_service_client_rs_demo

總結(jié)

本文主要介紹了OpenHarmony上，GPU Mesa3D圖形驅(qū)動(dòng)相關(guān)知識(shí)，也是OpenHarmony技術(shù)峰會(huì)OS內(nèi)核及視窗分論壇陳甲印所講內(nèi)容后續(xù)延申，論壇相關(guān)材料已隨附件上傳。

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責(zé)任編輯：jianghua 來源： 51CTO 開源基礎(chǔ)軟件社區(qū)
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