106.1 Lezione 1

Il sistema X Window fornisce i meccanismi per disegnare forme bidimensionali di base (e forme tridimensionali tramite estensioni) su un display. È diviso in un client e un server e nella maggior parte delle installazioni in cui è necessario un desktop grafico, entrambi questi componenti si trovano sullo stesso computer. Il componente client assume la forma di un’applicazione, quali un emulatore di terminale, un gioco o un browser web. Ogni applicazione client informa il server X sulla posizione e le dimensioni della finestra sullo schermo di un computer. Il client gestisce anche ciò che entra in quella finestra e il server X mette sullo schermo il disegno richiesto. Il sistema X Window gestisce anche l’input da dispositivi come mouse, tastiere, trackpad e altro.

Il sistema X Window è compatibile con la rete e più client X da diversi computer su una rete possono effettuare richieste di disegno a un singolo server X remoto. Il ragionamento alla base di ciò è che un amministratore o un utente può avere accesso a un’applicazione grafica su un sistema remoto che potrebbe non essere disponibile sul proprio sistema locale.

Una caratteristica fondamentale del sistema X Window è che è modulare. Nel corso dell’esistenza di X Window System sono state sviluppate e aggiunte al suo framework nuove funzionalità. Questi nuovi componenti sono stati aggiunti solo come estensioni al server X, lasciando intatto il protocollo X11 di base. Queste estensioni sono contenute nei file di libreria Xorg. Esempi di librerie Xorg includono: libXrandr, libXcursor, libX11, libxkbfile e molte altre, ognuna delle quali fornisce funzionalità estese al server X.

Un display manager fornisce un login grafico a un sistema. Questo sistema può essere un computer locale o un computer in rete. Il display manager viene avviato dopo l’avvio del computer e avvia una sessione del server X per l’utente autenticato. Il display manager è anche responsabile di mantenere il server X attivo e funzionante. I display manager di esempio includono GDM, SDDM e LightDM.

Ogni istanza di un server X in esecuzione ha un display name per identificarla. Il nome visualizzato contiene quanto segue:

Il display name indica anche a un’applicazione grafica dove l’output debba essere visualizzato e su quale host (se si utilizza una connessione X remota).

L'`hostname` si riferisce al nome del sistema che visualizzerà l’applicazione. Se un nome host manca dal nome visualizzato, viene assunto l’host locale.

Il displaynumber fa riferimento alla raccolta di “schermi” che sono in uso, sia che si tratti di un singolo schermo di laptop o di più schermi su una workstation. A ogni sessione del server X in esecuzione viene assegnato un numero di visualizzazione a partire da 0.

Lo screennumber predefinito è 0. Questo può essere il caso se solo uno schermo fisico o più schermi fisici sono configurati per funzionare come uno schermo. Quando tutte le schermate in una configurazione multi-monitor sono combinate in un’unica schermata logica, le finestre dell’applicazione possono essere spostate liberamente tra le schermate. In situazioni in cui ogni schermata è configurata per funzionare indipendentemente l’una dall’altra, ogni schermata ospiterà le finestre dell’applicazione che si aprono al loro interno e le finestre non possono essere spostate da una schermata all’altra. Ogni schermo indipendente avrà il proprio numero assegnato. Se è in uso un solo schermo logico, il punto e il numero dello schermo vengono omessi.

Il nome visualizzato di una sessione X in esecuzione è memorizzato nella variabile d’ambiente DISPLAY:

L’output descrive in dettaglio quanto segue:

Per illustrare ulteriormente questo concetto, fare riferimento al diagramma seguente:

Per avviare un’applicazione su uno schermo specifico, assegna il numero dello schermo alla variabile d’ambiente DISPLAY prima di avviare l’applicazione:

Questo comando avvierà il browser Web Firefox sullo schermo a destra nel diagramma sopra. Alcuni toolkit forniscono anche opzioni della riga di comando per istruire un’applicazione da eseguire su una schermata specificata. Vedere --screen e --display nella pagina man gtk-options (7) per un esempio. === Configurazione X Server

Tradizionalmente, il file di configurazione principale utilizzato per configurare un server X è il file /etc/X11/xorg.conf. Sulle moderne distribuzioni Linux, il server X si configurerà in fase di esecuzione quando il server X viene avviato e quindi non può esistere alcun file xorg.conf.

Il file xorg.conf è diviso in parti separate chiamate sections. Ogni sezione inizia con il termine Section e dopo questo termine c’è il nome della sezione che si riferisce alla configurazione di un componente. Ogni Section viene terminata da una EndSection corrispondente. Il tipico file xorg.conf contiene le seguenti sezioni:

I file di configurazione specificati dall’utente risiedono anche in /etc/X11/xorg.conf.d/. I file di configurazione forniti dalla distribuzione si trovano in /usr/share/X11/xorg.conf.d/. I file di configurazione che si trovano all’interno di /etc/X11/xorg.conf.d/ vengono analizzati prima del file /etc/X11/xorg.conf se quest’ultimo esiste nel sistema.

Il comando xdpyinfo viene utilizzato su un computer per visualizzare le informazioni su un’istanza del server X in esecuzione. Di seguito è riportato un esempio di output del comando:

Le parti più rilevanti dell’output sono in grassetto, come il nome del display (che è lo stesso del contenuto della variabile d’ambiente DISPLAY), le informazioni sulla versione del server X in uso, il numero e l’elenco di Estensioni Xorg in uso e ulteriori informazioni sullo schermo stesso.

Wayland è il nuovo protocollo di visualizzazione progettato per sostituire il sistema X Window. Molte moderne distribuzioni Linux lo utilizzano come server di visualizzazione predefinito. È pensato per essere più leggero sulle risorse di sistema e avere un ingombro di installazione inferiore rispetto a X. Il progetto è iniziato nel 2010 ed è ancora in fase di sviluppo attivo, compreso il lavoro di sviluppatori attivi ed ex. di X.org

A differenza del sistema X Window, non esiste alcuna istanza del server che gira tra il client e il kernel. Invece, una finestra client funziona con il proprio codice o con quello di un toolkit (come Gtk+ o Qt) per fornire il rendering. Per eseguire il rendering, viene effettuata una richiesta al kernel Linux tramite il protocollo Wayland. Il kernel inoltra la richiesta tramite il protocollo Wayland al Wayland compositor, che gestisce l’input del dispositivo, la gestione delle finestre e la composizione. Il compositore è la parte del sistema che combina gli elementi renderizzati nell’output visivo sullo schermo.

La maggior parte dei toolkit moderni come Gtk+ 3 e Qt 5 sono stati aggiornati per consentire il rendering su un sistema X Window o su un computer con Wayland. Non tutte le applicazioni autonome sono state ancora scritte per supportare il rendering in Wayland. Per l’esecuzione di applicazioni e framework ancora destinati al sistema X Window, l’applicazione può essere eseguita all’interno di XWayland. Il sistema XWayland è un server X separato che viene eseguito all’interno di un client Wayland e quindi esegue il rendering dei contenuti di una finestra client all’interno di un’istanza di server X autonoma.

Proprio come il sistema X Window usa una variabile d’ambiente DISPLAY per tenere traccia degli schermi in uso, il protocollo Wayland usa una variabile d’ambiente WAYLAND_DISPLAY. Di seguito è riportato un esempio di output da un sistema che esegue un display Wayland:

Questa variabile di ambiente non è disponibile sui sistemi che eseguono X.