介绍---memory和client/server

很粗略的，我们可以从三个主要角度来看待memory：

1. CPU可以读写的，称为system memory，我们一般写的程序都是使用system memory。

2. CPU可写GPU可读的，属于video memory，这种memory在驱动程序中具有重要意义，是驱动程序软件和GPU硬件的桥梁。驱动程序往此memory写入硬件指令，GPU读取指令然后执行。

3. CPU可读GPU可写的，也属于video memory，在驱动开发中也很重要。GPU将某些执行状态或者反馈数据写入此memory，驱动程序读取就可以了解GPU的状态。

frame buffer也属于video memory，它是GPU可写的，一般来说，也是GPU可读但CPU不可读的。

【说明】应用程序和驱动程序都是由CPU执行的，所以，所谓的CPU的读写，就是应用程序/驱动程序的读写属性。

考察一个OpenGL应用程序，如下图所示，应用程序在system memory中准备好数据，将指针传递给driver。driver有两种处理方法：

1. driver在自己内部分配memory，即时的将应用程序system memory中的数据拷贝过来。这样，接下去假如在应用程序中修改了其system memory中的数据，并不影响已经被拷贝到driver中的数据。

2. driver只是简单的记录下指针值，然后，只在这块数据真正被需要用到的时候，driver才去指针对应位置去获取数据。在这中间，假如在应用程序中修改了其system memory中的数据，显然driver所取得的数据是修改后的值。

【说明】opengl一开始只定义了第二种方式，由于存在局限性（后面会详述），在03年提出的verter buffer object技术开始支持第一种方式。

不管是哪种方式，driver都需要分配出video memory，用恰当的方法将app的system memory中的数据拷贝转换到video memory中，然后GPU读取执行即可。

但是，在第一种方式下，考虑到可能存在video memory不足的情况，此时，video memory可能会被其他数据覆盖另作他用，所以，driver往往还会分配出system memory作为备份。换而言之，app的system memory中的数据，在driver中会有两份拷贝，一份在driver的system memory中，另一份在video memory中。

【说明】写完后才觉得，可能以下内容并不适合新手，假如对ogl有一定了解的，可以继续往下看。

现在是介绍state概念的合适时机了，根据Spec，OpenGL是一个状态机state machine，意指OpenGL Pipeline中存在多个属性，glAPI可以修改这些属性，而glAPI的执行结果也取决于这些属性的当前值。所有的属性值构成了一个状态，此即状态机的名称由来。换句话说，见上图，ogl是一个有记忆效果的模块，前面glAPI的不同调用会影响后面glAPI的结果。

【说明】这这里，属性并不是一个专业术语，只是为了解释方便使用的一个词语，其意思是状态机中的一个个子状态。比如说，有没有启用光照，当前眼睛位置在哪里，等等，这些都是子状态（属性），所有的子状态构成了一个状态机，有时候我们也简称为状态。我们也往往会称呼子状态为状态。一般来说，并不会引起歧义。

所以，在driver中，都会存在一个数据结构，其变量名一般都叫gc，取OpenGL Context的意思，它维护着在ogl中的当前状态。ogl状态由两部分组成，client state和server state，大部分的状态都是server state，是完全属于driver/ogl内部维护的state；回想上面介绍的driver对app system memory处理的两种方法中的第二种，不可避免的，有些状态是和app相关的，被称为client state。

那么，为什么app相关的是client state，而完全从属于driver/ogl的是server state，而不是将两者的client/server名称换一下呢。我们可以从linux/X的角度去考量。

当一切都在一台机器上执行的时候，比较难以理解。所以，下图示意了两台电脑通过网络连接在一起的情况。电脑A上跑着Linux/X，最终用户坐在电脑B前面，用和电脑B连接的键盘鼠标进行输入，远程登录到电脑A上，并启动了一个应用程序，在和电脑B连接的显示器上看到这个应用程序的图形图像输出。根据X协议的规定，电脑A被称为client端，而电脑B被称为server端。

假如这个应用程序是一个OpenGL程序的话，opengl driver是处于机器B上的，因为这样才能操作机器B上的显卡最终在机器B的显示器上显示绘制结果。

当app和driver在同一台电脑上时，两者是处于同一个进程中的；而当我们将app和driver分到两台电脑时，两者是无法处于一个进程中的，我们就会明白client state和server state确实是有区别的。假如采用第二种方式，每次需要时driver都需要借助X协议通过网络获取app system memory的数据，那会是非常缓慢的；因此，诸如vertex buffer object等技术就引入了第一种方式，数据在一开始就被拷贝到driver中，不在需要缓慢的X协议了，甚至，即使是在同一台电脑中，假如video memory足够多或者分配策略足够好，vertex buffer object技术也能提高速度，因为假如数据一直都在video memory中，就不需要频繁的进行从system memory到video memory的拷贝了。