Nouveau

nouveau
首次发布1.0 / 2012年6月18日，​12年前​（2012-06-18）[1]
当前版本1.0.17（2021年1月23日，​3年前​（2021-01-23）[2]）
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操作系统Linux、BSD
平台x86、x86-64、ARM
类型驱动程序及韌體
许可协议MIT許可證
网站nouveau.freedesktop.org
中間：自由與開放原始碼堆疊。右方：專有驅動程式。

nouveau (/nuːˈvoʊ/) 是一個自由及開放原始碼顯示卡驅動程式（英语：Free and open-source graphics device driver），是為Nvidia的显示卡所編寫，也可用於屬於系统芯片的NVIDIA Tegra系列，此驅動程式是由一群獨立的軟體工程師所編寫，Nvidia的員工也提供了少许幫助。

該專案的目標為利用逆向工程Nvidia的專有Linux驅動程式來創造一個開放原始碼的驅動程式。由讓freedesktop.org託管的X.Org基金会所管理，並以Mesa 3D的一部份進行散布，該專案最初是基於只有2D繪圖能力的「nv」自由與開放原始碼驅動程式所開發的，但紅帽公司的開發者Matthew Garrett及其他人表示原先的程式碼被混淆處理過了[3]。nouveau以MIT許可證授權。

專案的名稱是從法文的「nouveau」而來，意思是「新的」[4]。這個名字是由原作者的的IRC客戶端的自動取代功能所建議的，當他鍵入「nv」時就被建議改為「nouveau」[5]。

軟體架構

Nouveau已經以Gallium3D風格顯示卡驅動程式的方式重寫了。

Nouveau是一個Gallium3D風格的驅動程式，並以DRI的方式運作。它結合了兩個内核元件：直接呈現管理員及KMS驅動程式，以及使用者空間元件的libDRM及Mesa 3D。

Nouveau計畫支援所有的Nvidia微架構： Tesla、Fermi、Kepler、Maxwell、Pascal和Volta。

調整頻率

由於技術原因，Nvidia的顯示卡都會以一個較低的頻率（稱為「時脈」）啟動，在啟動後，驅動程式就會設定一個較高的頻率。因為缺乏顯示卡的相關文件，nouveau最初並不具備這個功能，這導致了效能的顯著損失[6]。在2014年6月終於找到解決的方法，調整頻率功能的支援終於被加入到nouveau中[7][8][9]。

工具

動作中的REnouveau的截圖（REnouveau是左上角的藍色視窗）

與AMD形成強烈的對比，Nvidia並沒有提供任何關於顯示卡的文件。 nouveau的開發者被迫使用淨室逆向工程以獲得讓他們可以編寫nouveau的資料。該專案使用多種自訂的程式以協助其逆向工程，像是MmioTrace（記憶體映射I/O追蹤）[10]，REnouveau及Valgrind MMT[11]。參見Valgrind。

REnouveau

REnouveau （nouveau逆向工程）[12]是一個以GNU通用公共许可证授權（使用SDL）的收集大多數nouveau逆向工程資料的程式。NVIDIA專有驅動程式的使用者可以透過REnouveau提供他們的NVIDIA顯示卡的硬體資訊的方式來協助nouveau的開發。REnouveau以複製目前顯示卡MMIO標示空間的方式運作，然後繪製一些圖形並取得另一份MMIO的複製品，並輸出差異部份到一個文字檔中。它執行了大約六打不同的測試，並壓縮成tar.bz2壓縮檔，然後以电子邮件寄送，並自動轉送到專案的FTP伺服器供開發者進行分析。

已支援的介面

只有内核可以直接存取硬體，包括顯示卡。終端使用者軟體透過多種為特定功能所編寫的应用程序接口存取。Nouveau被以Gallium3D風格驅動程式的方式編寫，這就意味著它與其他Gallium3D驅動程式共享大多數的程式碼。多數此種共享程式碼都在Mesa 3D中可看到，並由各Linux发行版進行散佈。

渲染API

Mesa 3D及驅動程式都包含了多渲染界面的支援，設計則交由使用者空間的程式，像是电子游戏或计算机辅助设计軟體等，存取對應的SIP塊。

Direct3D

Direct3D第9版的自由及開放原始碼實做在Mesa 3D可看到。它可以被nouveau所使用。但任何使用Direct3D的軟體都是為Windows所編寫的，所以這個軟體只能在Linux上與Wine一起使用。

OpenGL

渲染介面OpenGL是由科纳斯组织開發的。這個API的實做是Nvidia或AMD專有驅動程式的一部份。另一種實做方式是由自由軟體愛好者所編寫的，像是Brian Paul或是Intel及其合作者在Mesa 3D中所實做。因為是Gallium3D風格的驅動程式，Nouveau只需要一點小修改就可以與這個實做一同運作。

視訊加速

Mesa 3D支援多重呈現界面，所有已設計好的使用者空間程式，像是GStreamer等程式都可以存取相對應的SIP塊。也可以使用為了這個目的設計的電子電路，雖然這樣做會相對於使用PureVideo來說消耗更多的電量。

Nouveau支援PureVideo技術，並提供VDPAU及XvMC的方式來存取它[13]。

計算用API

OpenCL

OpenCL

CUDA

Nouveau不支援CUDA技術。

歷史

左方：傳統方式的顯示卡驅動程式；右方：Gallium3D風格的顯示卡驅動程式。兩種類型都共享了許多自由及開放原始碼的程式碼。

Nouveau原先是使用Mesa 3D的DRI來呈現三维计算机图形，從而允許使用圖形處理器直接加速3D應用程式的圖形繪製；但在2008年2月對DRI的支援停止，並轉移到新的Gallium3D[14][15]。

在2013年9月23日[16]，Nvidia公開宣佈他們將會釋出一些關於他們的圖形處理器的文件，來解決NVIDIA的圖形處理器在Nouveau上的可用性。

截至2014年1月31日，Nvidia的Alexandre Courbot致力於在一個廣泛的修補程式集中加入nouveau對GK20A（Tegra K1）的初步支援[17]。

採用

對Linux圖形堆疊的說明：直接呈現管理員、KMS驅動程式、libDRM、Mesa 3D、顯示伺服器皆為視窗型系統的元件，但玩遊戲時並不直接需要這些元件。

nouveau驅動程式已被以下Linux發行版作為Nvidia顯示卡的預設開放原始碼驅動程式： Fedora 11[18]及openSUSE 11.3[19]。它也被包含在Ubuntu 9.04的套件庫中[20]，並在Ubuntu 10.04中作為預設的驅動程式[21] 它也包括在Debian的套件庫中[22]。這個驅動程式包含在這些作業系統中，但是並不允許3D硬體加速。

2009年12月10日被Linux內核2.6.33版接受成為暫時驅動程式[23]。

Fedora 13（2010年5月）允許安裝mesa-dri-drivers-experimental軟體包，可以此啟用實驗性的3D圖形硬體加速，若沒有安裝這個軟體包就無法啟用。

3D加速被Ubuntu 10.10包含在「libgl1-mesa-dri-experimental」軟體包中。

Compiz建議使用nouveau而非Nvidia專有驅動程式[24]。

2012年3月26日，nouveau驅動程式被標示為穩定，並從Linux核心的暫時驅動程式提升為核心驅動程式[25]。

2014年6月，Codethink回報可以在Linux內核 3.15上與Wayland一同執行，是使用EGL且是Tegra K1上的「100%開放原始碼的顯示卡驅動程式堆疊」[26]。

參見

參考資料

  1. ^ von Eitzen, Chris. Free NVIDIA graphics driver reaches version 1.0. The H - Open. Heinz Heise. 18 June 2012 [2014-07-25]. （原始内容存档于2014-07-28）. 
  2. ^ Mirkin, Ilia. [Nouveau] [ANNOUNCE] xf86-video-nouveau 1.0.17. nouveau (邮件列表). 2021-01-23 [2021-01-23]. （原始内容存档于2021-01-30）. 
  3. ^ Debian bug tracker. 17 August 2006 [7 April 2013]. （原始内容存档于2019-02-17）. 
  4. ^ nouveau Wiki. 7 July 2009 [23 September 2009]. （原始内容存档于2014-07-23）. 
  5. ^ The state of Nouveau, part I. LWN.net. 15 February 2008 [24 November 2009]. （原始内容存档于2012-03-01）. 
  6. ^ Nouveau vs. NVIDIA proprietary Linux vs. NVIDIA Windows 8.1. Phoronix. 2013-10-31 [2014-07-25]. （原始内容存档于2014-07-31）. 
  7. ^ Nouveau Re-Clocking Details Discussed Further. Phoronix. 2014-05-17 [2014-07-25]. （原始内容存档于2014-07-03）. 
  8. ^ Nouveau Re-Clocking Is Way Faster. Phoronix. 2014-06-20 [2014-07-25]. （原始内容存档于2014-07-23）. 
  9. ^ Nouveau PowerManagement documentation. freedesktop.org. [2014-07-25]. （原始内容存档于2014-08-09）. 
  10. ^ MmioTrace (Memory Mapped I/O Trace). nouveau Wiki. [2014-07-25]. （原始内容存档于2012-03-01）. 
  11. ^ Valgrind-mmt. nouveau Wiki. [2014-07-25]. （原始内容存档于2015-01-01）. 
  12. ^ REnouveau (Reverse Engineering for nouveau). nouveau Wiki. [2014-07-25]. （原始内容存档于2012-03-01）. 
  13. ^ Nouveau Video Acceleration. freedesktop.org. [2014-07-25]. （原始内容存档于2014-07-29）. 
  14. ^ The state of Nouveau, part 2. LWN.net. 26 February 2008 [7 March 2008]. （原始内容存档于2012-03-01）. 
  15. ^ Nouveau Companion 36 - The irregular Nouveau-Development companion. 7 March 2008 [7 March 2008]. （原始内容存档于2008年5月11日）. 
  16. ^ Nvidia offers to release public documentation on certain aspects of their GPUs. 2013-09-23 [2013-09-24]. （原始内容存档于2013-09-25）. 
  17. ^ drm/nouveau: initial support for GK20A (Tegra K1). 2014-01-31 [2014-07-25]. （原始内容存档于2014-09-06）. 
  18. ^ Michael Larabel. Testing Out The Nouveau Driver On Fedora 11. Phoronix. 2009-03-29 [2014-07-25]. （原始内容存档于2014-08-13）. 
  19. ^ Product highlights for openSUSE 11.3 version. openSUSE. [2010-12-29]. （原始内容存档于2011-03-04）. 
  20. ^ Michael Larabel. Ubuntu 9.04 To Get Nouveau Driver. Phoronix. 2010-12-09 [2014-07-25]. （原始内容存档于2014-07-28）. 
  21. ^ Bug #454821: Bugs: "xserver-xorg-video-nv" package: Ubuntu. [2010-02-24]. （原始内容存档于2019-10-18）. 
  22. ^ Debian. Nouveau nVidia drivers now available in Debian experimental. 2011-02-11 [2014-07-25]. （原始内容存档于2013-07-21）. 
  23. ^ Nouveau To Go Into Linux 2.6.33 Kernel!. Phoronix. 2009-12-11 [2014-07-25]. （原始内容存档于2014-08-08）. 
  24. ^ Sam Spilsbury, head maintainer of Compiz. Beware the benchmarks.. 2010-05-21 [2014-07-25]. （原始内容存档于2014-08-12）. Our recommendation: Use nouveau. 
  25. ^ Jonathan Corbet. The Nouveau driver graduates from staging. LWN.net. 2012-03-23 [2014-07-25]. （原始内容存档于2014-07-22）. 
  26. ^ Codethink Gets The NVIDIA Jetson TK1 Running With Linux 3.15, Wayland. Phoronix. 2014-06-12 [2014-07-25]. （原始内容存档于2014-07-14）. 

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