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libdrm 和 libgbm

news 2025/8/16 13:38:03

libdrm 和 libgbm 是密切相关但功能侧重点不同的两个库，它们常常配合使用于 GPU 显存管理、EGL 图形渲染以及硬件加速管线中，尤其是在 Wayland、OpenGL ES、VAAPI 等图形栈中。下面从结构、功能、作用关系等角度为你详解。

🔧 一、基本定义与定位

项目	`libdrm`	`libgbm`
名称	Direct Rendering Manager 用户空间库	Generic Buffer Management 通用缓冲管理库
所属层级	低层（硬件封装接口）	高层（缓冲抽象封装）
主要用途	提供对 DRM 内核接口的访问，如 GEM buffer 等	为 EGL/OpenGL ES 提供平台无关的 buffer 接口
常见场景	DRM buffer 分配与管理	分配 render target buffer，创建 EGLSurface
所依赖的库	内核 DRM 接口	依赖 `libdrm`（内部通过它分配 buffer）

🔗 二、二者关系：libgbm 是基于 libdrm 的封装层

可以这样理解：

✅ libgbm 是构建在 libdrm 基础上的高级 buffer 管理接口，专为与 EGL/OpenGL 渲染系统配合而设计。

➕ libgbm 封装了：

buffer 创建（调用 libdrm）
format 指定（如 GBM_FORMAT_XRGB8888, GBM_BO_USE_RENDERING）
dma-buf 导出（用于零拷贝给视频编解码器）
和 EGL 的整合（EGLImage、EGLSurface）

🔄 三、常见调用链与结构图

应用程序↓
libgbm↓ 调用
libdrm↓
DRM/KMS 驱动↓
GPU 显存管理

示例流程：

gbm_create_device(fd) ← 传入 DRM 设备文件（如 /dev/dri/card0）
gbm_bo_create() ← 创建 GPU buffer
gbm_bo_get_fd() ← 导出为 dma-buf fd，用于 VAAPI 编码或其他设备共享

🎯 四、使用场景对比

场景	使用 `libdrm`	使用 `libgbm`
OpenGL 渲染到屏幕	✅（分配 framebuffer）	✅（创建 buffer 绑定到 EGLSurface）
Wayland buffer 提交	✅（支持 dma-buf 导出）	✅（更方便创建 EGLImage）
VAAPI 编码硬件加速	✅（显存作为输入）	✅（创建 buffer 并传出 dma-buf）
原始 GEM buffer 操作	✅（可更灵活控制）	❌（不暴露底层 handle）
应用于 Mesa EGL/KWin/weston	⛔️ 直接调用较繁琐	✅（为 Mesa 平台抽象标准接口）

🧪 五、简单代码对比

🔧 使用 `libdrm`：

drm_fd = open("/dev/dri/card0", O_RDWR);
struct drm_mode_create_dumb create = { width, height, bpp };
ioctl(drm_fd, DRM_IOCTL_MODE_CREATE_DUMB, &create);

✨ 使用 `libgbm`（封装更高层）：

int drm_fd = open("/dev/dri/card0", O_RDWR);
struct gbm_device* dev = gbm_create_device(drm_fd);
struct gbm_bo* bo = gbm_bo_create(dev, width, height,GBM_FORMAT_XRGB8888, GBM_BO_USE_RENDERING);
int dma_buf_fd = gbm_bo_get_fd(bo);  // 输出为 dma-buf

🧠 总结：libdrm vs libgbm

项目	`libdrm`	`libgbm`
级别	底层库	高层封装库
依赖关系	不依赖 `libgbm`	✅ 依赖 `libdrm`
接口粒度	粗、灵活	抽象、简洁，易与 EGL/Wayland 接轨
是否支持 dma-buf	✅ 支持 GEM 导出为 dma-buf	✅ 更方便地导出 dma-buf
用于图形栈位置	DRM/KMS 原始操作层	OpenGL、EGL 中 GBM 平台适配层

🧰 附：常见应用中两者配合使用

应用 / 框架	使用 `libdrm`	使用 `libgbm`
Wayland Compositor（如 Weston）	✅	✅
Mesa EGL Platform	⛔️	✅
GStreamer + OpenGL sink	✅（硬件 buffer 传输）	✅
自定义 DRM framebuffer 显示程序	✅	可选