02 Ubuntu에서 Vulkan 시작하기 - 01

Getting Started

사전 준비

우리는 C/C++ 언어를 사용하여 Vulkan 앱을 개발할 것이다. 당연히 C/C++ 개발 환경이 마련되어 있어야 한다. 본 Tutorial은 gcc 와 make를 이용해서 작성되었다. GUI 부분은 xlib를 사용하였다. 다음 command를 사용하면 개발 툴 및 xlib 를 설치할 수 있다.

패키지 상태가 최신임을 확인하자

$ sudo apt-get update
$ sudo apt-get dist-upgrade

그리고 패키지를 설치해준다. build-essential package에는 gcc, g++, make 등이 포함되어 있다.

$ sudo apt-get install build-essential libx11-dev

NOTE: Cross Platform 지원 입장에서는 윈도우 생성에 glfw3와 같은 third-party library를 사용하는 방법도 있을 것이다. glfw3를 이용하여 Vulkan 앱을 만드는 방법은 향후 업데이트 예정이다.

NOTE: 현재 Tutorial은 xlib를 이용한 방법만 제공하고 있는데 향후 xcb를 이용하는 방법도 업데이트 예정이다.

Vulkan Driver

먼저 Vulkan 개발에 앞서 자신의 그래픽 카드가 Vulkan 드라이버를 지원하는지 부터 확인해야 한다. Vulkan 지원 여부는 각 Vendor의 홈페이지나 여기 또는 wiki에서 확인할 수 있다.

Intel Graphics 카드의 경우 공식적으로는 6세대 Skylake 이후 모델부터 Vulkan Driver를 지원하지만 Ubuntu의 경우, mesa 드라이버를 통해서 그 이전 버전의 GPU에서도 작동됨을 확인하였다. (단, Skylake 이전 모델에서는 version 1.1의 기능은 지원하지 않는다고 한다.) 실제로 필자의 경우도 Intel HD Graphics 5500 (Broadwell GT2) 환경에서 해당 Tutorial을 작성하였다.

Driver 설치하기

먼저 자신의 PC에 Vulkan Driver가 설치되어 있는지 확인해야 한다.

• Nvidia의 경우 홈페이지를 통해서 최신 드라이버를 설치해주면 된다. (우분투 18.04 버전 이후에는 apt를 통해서도 배포되고 있다)

• AMD의 경우 홈페이지를 통해서 최신 드라이버를 설치해주면 된다. 또는 apt를 통해 Mesa Vulkan Driver를 설치해줘도 된다.

• Intel의 경우 apt를 통해 Mesa Vulkan Driver를 설치하면 된다.

AMD 및 Intel의 경우 apt를 통해서 Mesa Vulkan Driver를 설치하고자 한다면, 아래 명령어를 실행해 주면 된다.

$ sudo apt-get install mesa-vulkan-drivers

설치 확인하기

만약 드라이버가 정상적으로 설치되었다면 /usr/share/vulkan/icd.d/ 또는 /etc/vulkan/icd.d/에 .json 파일이 있어야 한다. 보통 apt를 통해서 driver를 설치할 경우, /usr/share/vulkan/icd.d/에서 json파일을 발견할 수 있다.

이 파일들은 Vulkan Loader를 위한 파일들인데 이 부분에 대해서 나중에 기회가 되었을 때 다시 설명하도록 하고 지금은 생략하겠다. 그래도 궁금하신 분들은 공식 문서 [Vulkan Common Loader] 를 참조하기 바란다.

Vulkan SDK

Vulkan 개발에 앞서 우선 SDK를 설치해 보도록 하자. Vulkan SDK는 LunarG 홈페이지를 통해서 공식 배포되고 있다.

https://vulkan.lunarg.com/sdk/home

** 이 문서를 작성한 시점에서 최신버전은 1.1.85.0 버전이다.

Ubuntu의 경우 APT를 통해서 SDK 패키지를 설치할 수 있는데, 이 문서를 작성한 시점에서 등록되어 있는 버전은 1.1.70.0 이었다. 하지만 glsl to spir-v 컴파일러 같은 유틸리티는 포함되어 있지 않기 때문에 유틸리티 툴 때문이라도 홈페이지에서 다운로드 받아야 한다. 1.1.85.0에 포함된 툴을 사용하여 glsl을 컴파일 하더라고 1.1.70.0에서 사용하는데 아무 문제 없으므로, 툴만 빼서 쓰고 SDK는 apt를 이용해서 설치해도 된다.

홈페이지에서 다운 받아 설치하기

1. 먼저 위의 홈페이지에서 vulkansdk-linux-x86_64-1.1.xx.y.tar.gz 를 다운로드 받는다. (xx.y는 버전)

2. 적당한 곳에 압축을 푼다

   $ tar -xzf vulkansdk-linux-x86_64-1.1.xx.y.tar.gz
   

   압축을 풀면 1.1.xx.y 디렉토리가 생성되어 있을 것이다. 해당 디렉토리의 경로를 이후 $VULKAN_ROOT 라고 하겠다.

3. $VULKAN_ROOT 디렉토리에 들어가 보면 x86_64 디렉토리를 찾을 수 있다. 해당 디렉토리 안에 이미 build 되어 있는 SDK 및 Tool 들이 들어있다. 아래 스크린샷은 현재 단계까지의 과정을 보여준다.
   

   

4. 설치하는 방법은 사람마다 다르다. PATH 및 LD_LIBRARY_PATH 환경 변수를 설정하는 방법이 있고, 아니면 /usr/local/lib 와 같이 system path에 직접 Library 파일들을 복사하는 방법도 있다. 아래 2 방법 중에 자신이 원하는 방법으로 설치하기 바란다.

   NOTE: 당연한 말이지만 아래에 나오는 $VULKAN_ROOT는 2번에서 언급한 디렉토리 경로로 치환해서 사용해야 한다

   4.1. 환경변수를 설정하는 방법

   환경 변수를 직접 설정하고 싶다면 최소 다음 3가지를 등록하면 된다.

   Enviroment Variable	File / Path to Include
   PATH	$VULKAN_ROOT/x86_64/bin
   LD_LIBRARY_PATH	$VULKAN_ROOT/x86_64/lib
   VK_LAYER_PATH	$VULKAN_ROOT/x86_64/etc/vulkan/explicit_layer.d

   직접 export 명령어를 이용하여 등록해도 괜찮고, $VULKAN_ROOT 디렉토리에 보면 setup-env.sh 라고 script 파일이 있으니 이를 실행해도 된다.

   [ Script를 이용해서 등록하기 ]

   $ source $VULKAN_ROOT/setup-env.sh
   

   [ export 명령어로 직접 등록하기 ]

   $ export PATH=$VULKAN_ROOT/x86_64/bin:$PATH
   $ export LD_LIBRARY_PATH=$VULKAN_ROOT/x86_64/lib:$LD_LIBRARY_PATH
   $ export VK_LAYER_PATH=$VULKAN_ROOT/x86_64/etc/vulkan/explicit_layer.d
   

   4.2. System Path 에 직접 복사하는 방법

   환경 변수를 사용하지 않고 직접 System Path에 위 파일들을 복사하는 방법도 있다. 일반적으로 가장 많이 사용되는 디렉토리는 /usr 이며 보통은 /usr/local밑으로 복사한다.

   먼저 Tool과 Library 파일들을 복사한다. System Path이기 때문에 sudo 커멘드를 사용해야 한다.

   $ sudo cp $VULKAN_ROOT/x86_64/bin/* /usr/local/bin/
   $ sudo cp -R $VULKAN_ROOT/x86_64/lib/* /usr/local/lib/
   $ sudo ldconfig
   

   다음은 Vulkan validation layers 용 .json manifest 파일들을 복사해줘야 한다. 일반적으로 /etc/vulkan/ 밑으로 복사해 주면 된다.

   $ sudo mkdir -p /etc/vulkan/explicit_layer.d
   $ sudo cp $VULKAN_ROOT/x86_64/etc/vulkan/explicit_layer.d/* /etc/vulkan/explicit_layer.d/
   

   CAUTION : VK_LAYER_PATH 환경변수가 없어야 한다.

5. 마지막으로 Include Path를 잡아주면 된다. gcc에서 직접 -I 옵션을 통해 직접 경로를 지정해도 되지만 편의를 위해서 System Path에 복사를 해주도록 하자.

   NOTE: 당연한 말이지만 아래에 나오는 $VULKAN_ROOT는 2번에서 언급한 디렉토리 경로로 치환해서 사용해야 한다

   $ sudo cp -R $VULKAN_ROOT/x86_64/include/* /usr/local/include/
   

apt 를 통해서 설치하기

$ sudo apt-get install libvulkan-dev

위에서 언급했지만 apt를 통해서 설치할 수 있는것은 Library 파일들과 Vulkan validation layers 용 .json manifest 파일들이다. glsl to spir-v 컴파일러와 같은 툴은 포함되어 있지 않다. 해당 툴들은 바로 위 [홈페이지에서 다운 받아 설치하기] 를 참조하여 $VULKAN_ROOT/x86_64/bin/ 밑의 파일들을 설치하면 된다.