Трёхмерная отрисовка с помощью OpenGL

Программа стартует, используя для отрисовки OpenGL;
Библиотека mesa предоставляет вам этот самый API OpenGL. Она использует конкретные драйверы вашей видеокарты для преобразования вызовов OpenGL к приемлемому для видеокарты виду. Если внутри драйвера используется Gallium, то подключается ещё и разделяемый компонент, который превращает вызовы OpenGL в общее промежуточное представление, TGSI. После преобразования вызовов внутри Gallium низкоуровневому драйверу остаётся лишь оттранслировать TGSI в аппаратные команды, понятные железке;
libdrm использует специальные ioctl для связи с ядром Linux;
Ядро Linux (поскольку имеет право на это) может выделять области памяти для видеокарты как непосредственно на видеокарте, так и в системной памяти;
После всего этого mesa на своём уровне использует DRI2 для связи с Xorg, чтобы убедиться, что произошло переключение буфера, а позиции окон и т.д. — синхронизированы.