106.1 Lição 1

O X Window System fornece os mecanismos para desenhar formas bidimensionais básicas (e formas tridimensionais por meio de extensões) em uma tela. Ele se divide em um cliente e um servidor e, na maioria das instalações em que uma área de trabalho gráfica é necessária, ambos os componentes estão no mesmo computador. O componente cliente assume a forma de um aplicativo, como um emulador de terminal, um game ou um navegador web. Cada aplicativo cliente informa ao servidor X sobre a localização e o tamanho de sua janela na tela do computador. O cliente também decide o que vai para aquela janela, e o servidor X exibe o desenho solicitado na tela. O X Window System também lida com os dados enviados por dispositivos como mouses, teclados, trackpads e muito mais.

O X Window System é compatível com rede. Múltiplos clientes X de diferentes computadores de uma rede podem fazer solicitações de desenho a um único servidor X remoto. A ideia por trás disso é que um administrador ou usuário pode ter acesso a um aplicativo gráfico em um sistema remoto que talvez não esteja disponível em seu sistema local.

Um recurso importante do X Window System é que ele é modular. Ao longo da existência do X Window System, recursos mais novos foram sendo desenvolvidos e adicionados à sua estrutura. Esses novos componentes foram adicionados apenas como extensões ao servidor X, deixando o protocolo central do X11intacto. Essas extensões estão contidas nos arquivos de biblioteca Xorg. Eis alguns exemplos de bibliotecas Xorg: libXrandr, libXcursor, libX11, libxkbfile e muitas outras que fornecem funcionalidades extras ao servidor X.

O gerenciador de exibição fornece um login gráfico para um sistema. Esse sistema pode ser um computador local ou uma máquina em uma rede. O gerenciador de exibição é iniciado após a inicialização do computador e inicia uma sessão do servidor X para o usuário autenticado. O gerenciador de exibição também é responsável por manter o servidor X em funcionamento. Como exemplo de gerenciadores de exibição, podemos citar o GDM, o SDDM e o LightDM.

Cada instância de um servidor X em execução possui um nome de exibição que a identifica. O nome de exibição contém o seguinte:

O nome de exibição também informa a um aplicativo gráfico onde ele deve ser renderizado e em qual hospedeiro (no caso de uma conexão X remota).

O hostname refere-se ao nome do sistema que exibirá o aplicativo. Se o nome de exibição não contiver o nome do hospedeiro, o host local será pressuposto.

O displaynumber faz referência à coleção de “telas” que estão em uso, seja uma única tela de laptop ou diversas telas em uma estação de trabalho. Cada sessão do servidor X em execução recebe um número de exibição começando em 0.

O screennumber padrão é 0. Esse pode ser o caso se apenas uma tela física ou diversas telas físicas estiverem configuradas para funcionar como uma só tela. Quando todas as telas de uma configuração de múltiplos monitores são combinadas em uma única tela lógica, as janelas do aplicativo podem ser movidas livremente entre as telas. Em situações em que cada tela é configurada para funcionar independentemente uma da outra, cada tela abrigará as janelas dos aplicativos que forem abertos dentro delas e as janelas não podem ser movidas de uma tela para outra. A cada tela independente será atribuído seu próprio número. Se houver apenas uma tela lógica em uso, o ponto e o número da tela serão omitidos.

O nome de exibição de uma sessão X em execução é armazenado na variável de ambiente DISPLAY:

A saída detalha o seguinte:

Para ilustrar melhor esse conceito, consulte o seguinte diagrama:

Para iniciar um aplicativo em uma tela específica, atribua o número da tela à variável de ambiente DISPLAY antes de iniciar o aplicativo: $

Esse comando iniciaria o navegador Firefox na tela à direita do diagrama acima. Alguns kits de ferramentas também oferecem opções de linha de comando para instruir um aplicativo a ser executado em uma tela especificada. Procure por --screen end --display na página do manual de gtk-options(7) para ver um exemplo..

Tradicionalmente, o principal arquivo de configuração usado para configurar um servidor X é o arquivo /etc/X11/xorg.conf. Nas distribuições Linux modernas, o servidor X configura a si mesmo em tempo de execução quando é iniciado e, portanto, nenhum arquivo xorg.conf pode existir.

O arquivo xorg.conf é dividido em estrofes separadas chamadas seções. Cada seção começa com o termo Section e, após este termo está o nome da seção, que se refere à configuração de um componente. Cada Section é encerrada por uma EndSection correspondente. Um arquivo xorg.conf típico contém as seguintes seções:

Os arquivos de configuração específicos ao usuário também residem em /etc/X11/xorg.conf.d/. Os arquivos de configuração fornecidos pela distribuição localizam-se em /usr/share/X11/xorg.conf.d/. Os arquivos de configuração localizados em /etc/X11/xorg.conf.d/ são analisados antes do arquivo /etc/X11/xorg.conf se ele existir no sistema.

O comando xdpyinfo é usado em um computador para exibir informações sobre uma instância do servidor X em execução. Veja abaixo um exemplo de saída do comando:

As partes mais relevantes da saída estão em negrito, como o nome da tela (que é idêntico ao conteúdo da variável de ambiente DISPLAY), as informações de versão do servidor X em uso, o número e a listagem das extensões do Xorg em uso e mais informações sobre a tela em si.

Wayland é o protocolo de exibição mais recente, criado para substituir o X Window System. Ele é o servidor de exibição padrão de muitas distribuições Linux modernas. Foi projetado para usar menos recursos do sistema e ocupar um espaço de instalação menor do que o X. O projeto foi iniciado em 2010 e ainda está em desenvolvimento ativo, com a colaboração de desenvolvedores e ex-desenvolvedores do X.org.

Ao contrário do X Window System, não existe uma instância de servidor executada entre o cliente e o kernel. Em vez disso, uma janela do cliente trabalha com seu próprio código ou o código de um kit de ferramentas (como Gtk + ou Qt) para realizar a renderização. Para que a renderização seja feita, uma solicitação é enviada ao kernel do Linux por meio do protocolo Wayland. O kernel encaminha a solicitação através do protocolo Wayland para o compositor Wayland, que gerencia os dados inseridos pelo dispositivo, o gerenciamento de janelas e a composição. O compositor é a parte do sistema que combina os elementos renderizados em uma saída visual na tela.

A maioria dos kits de ferramentas modernos, como o Gtk + 3 e o Qt 5, foram atualizados para permitir a renderização para um sistema X Window ou um computador executando o Wayland. Por enquanto, nem todos os aplicativos autônomos foram escritos para suportar a renderização no Wayland. Para aplicativos e estruturas que ainda precisam do X Window System para rodar, o aplicativo pode ser executado dentro do XWayland. O sistema XWayland é um servidor X separado que roda em um cliente Wayland e, portanto, renderiza o conteúdo da janela do cliente em uma instância independente do servidor X.

Assim como o X Window System usa uma variável de ambiente DISPLAY para controlar as telas em uso, o protocolo Wayland usa uma variável de ambiente WAYLAND_DISPLAY. Veja abaixo um exemplo de saída de um sistema executando um monitor Wayland:

Esta variável de ambiente não está disponível em sistemas que utilizam X.