28 - X-сервер в Linux

Сразу хочу сказать, что здесь никакой воды про x-сервер в linux, и только нужная информация. Для того чтобы лучше понимать что такое x-сервер в linux, x-server , настоятельно рекомендую прочитать все из категории Операционная система LINUX.

Сегодня мы поговорим о графике в Linux. В отличии от Windows графическая подсистема в Linux не является неотъемлемой частью - она существует отдельно от ядра системы. Именно поэтому есть возможность работать вLinux без графической подсистемы - только в алфавитно-цифровом режиме.

Графическая подсистема в Linux называется X Window System. Разрабатывалась она изначально как модель клиент/сервер, поэтому и состоит из двух частей: сервера и клиента. В роли сервера выступает процесс  x-server , а в роли клиентов графические приложения. Клиент и сервер общаются между собой по правилам описанным в X-протоколе. Собственно сам X-сервер и состоит из двух больших частей: это набор драйверов для работы с устройствами ввода-вывода и X-протокол для работы с приложениями.

Сейчас важно понять, что с устройствами ввода (клавиатурой, мышью и другими) и устройствами вывода (видеоадаптеры, мониторы и прочие) взаимодействует именно X-сервер, а не приложения. Мы не будет углубляться в подробности X-протокола и тонкости взаимодействия всех компонентов. Отметим себе, что X-сервер взаимодействует с приложениями при помощи механизма unix-сокетов и internet-сокетов. Возможность взаимодействия через internet-сокеты позволяет X-серверу и клиенту работать в связке находясь на разных компьютерах объединенных в сеть.

Попробуем выполнить несколько практических упражнений, которые помогут разобраться с основами взаимодействия X-сервера и приложений. Как правило на рабочей станции уже запущен один экземпляр X-сервера. Запустим еще один экземпляр командой (команда должна запускаться от имени суперпользователя):

или командой:

В результате на одной из виртуальных консолей будет запущен экземпляр X-сервера. На этой консоли вы увидите черный (либо серый) экран с крестиком вместо указателя мыши. Теперь перейдите на свободную консоль и наберите команду:

Перейдите на консоль в которой запущен X-сервер. Вы должны увидеть в левом верхнем углу аналоговые часы. Программа xclock в данном примере является клиентом для X-сервера. С помощью ключа -display мы указали программе с каким X-сервером ей нужно взаимодействовать, то есть какой X-сервер выведет на устройство вывода (монитор) изображение программы xclock.

X-сервер, который запускается по умолчанию при загрузке системы имеет порядковый номер 0. То есть командаxclock -display :0 выведет часы на седьмую виртуальную консоль.

Вернемся к нашим часам на втором экземпляре X-сервера. Вы видите что у программы нет привычной окантовки окна с кнопками свернуть, развернуть, закрыть. Дело в том, что их рисует не X-сервер, а другой процесс, который называется менеджер окон. Менеджер окон также занимается масштабированием и перемещением изображения программ. Такое разделение функций также повышает гибкость всей графической подсистемы X Window. Так как вы можете выбирать какой менеджер окон использовать для прорисовки рамок приложений.

Чтобы на нашем втором экземпляре X-сервера запустить менеджер окон по умолчанию выполните команду x-window-manager –display=0:1 и снова вернитесь на консоль где запущен второй X-сервер. Теперь вы видите вокруг часов привычную рамку и верхнюю полоску окна с тремя привычными кнопками. Окно можно масштабировать и перемещать по экрану, используя “мышь”, а также закрыть его нажав на привычный “крестик”.

Как уже было сказано, X-сервер работает с устройствами ввода/вывода информации. Основной конфигурационный файл в котором хранятся настройки X-сервера называется /etc/X11/xorg.conf. Хотя во многих современных настольных дистрибутивах этот файл пустой, так как за настройку оборудования отвечает другая подсистема, тем не менее X-сервер продолжает читать конфигурацию из этого файла. Рассмотрим этот файл, так как возможны ситуации когда параметры ваших устройств ввода/вывода будут автоматически определяться некорректно и тогда ручная правка файла /etc/X11/xorg.conf может помочь решить проблему.

Файл /etc/X11/xorg.conf разбит на секции при помощи ключевых слов section и end section. Об этом говорит сайт https://intellect.icu . Рассмотрим наиболее важные секции.

В секции “ServerFlags” указываются опции с которыми запускается X-сервер:

В секции “Files” указываются пути к файлам которые могут понадобиться в работе X-сервера. Например, здесь указываются путь к шрифтам X-сервера. Причем путь может указывать на другой компьютер в сети на котором установлен XFS (X Font Server):

В секции “Modules” указываются модули, которые будут подгружаться во время загрузки X-сервера:

Секция “InputDevice“. Таких секций может быть несколько и отличаются они уникальным идентификатором (Identifier). Одна секция “Input Device” отвечает за одно устройство ввода. То есть в настольных компьютерах есть как минимум две такие секции: одна для описания клавиатуры, и одна для описания манипулятора “мышь”.

Небольшое замечание к секции “InputDevice” для клавиатуры. Именно в этой секции определяются раскладки клавиатуры для графического окружения. Обращаю на это ваше внимание, так как для алфавитно-цифрового режима (виртуальные консоли, например) раскладку поддерживает драйвер терминала встроенный в ядро.

Если у вас есть манипулятор “мышь” с более чем тремя кнопками и дополнительные кнопки не работают, то реакцию на эти дополнительные кнопки можно определить в секции “InputDevice” для этого устройства. Например, параметр Option “ZAxisMapping” “4 5″ отвечает за прокрутку колесика “мышки”. Если числа 4 и 5 поменять местами, то прокрутка будет реализована в обратном направлении.

Секции “Device“, “Monitor” и “Screen” являются секциями, которые отвечают за устройства вывода информации. В секции “Device” прописана информация о видеоадаптере и драйверах для него, в секции “Monitor” описаны характеристики монитора, а в секции “Screen” характеристики экрана (разрешение и прочие). Количество этих секций в зависимости от конфигурации может быть разное, но как минимум каждая из них присутствует в единичном экземпляре в файле xorg.conf.

Секция “ServerLayout“. Таких секций также может быть несколько. В них содержится информация о вариантах использования X-сервером устройств ввода/вывода. То есть если у вас есть несколько, мониторов или клавиатур, то можно прописать несколько секций “ServerLayout“. В одной будет указана одна клавиатура, в другой - другая.

Об этих и других параметрах можно подробно прочесть в справке Linux - man Xserver, man xorg.conf, man X и других разделах.

В секции “Monitor” может быть важный параметр - modeline. Рассмотрим его более подробно. Как правило X-сервер правильно определяет технические характеристики монитора, если монитор отдает информацию об этих характеристиках используя DDC-протокол. Не вдаваясь в подробности, достаточно знать, что в VGA-шнуремонитора должны быть два или три дополнительных провода, по которым эта информация попадает в видеоадаптер и далее в X-сервер. Как правило они есть, и X-сервер правильно определяет и настраивает частоты и разрешения монитора. Но бывают ситуации, когда информация DDC не поступает и необходимо самостоятельно прописать технические параметры монитора - частоты вертикальной и горизонтальной развертки, разрешение и другие.

Для этого в секции “Monitor” необходимо прописать один или несколько параметров modeline. Рассмотрим для примера следующую строку:

В кавычках указывается название параметра modeline - “1024×768@60″ - оно может быть любым и никак не влияет ни на какие характеристики. Далее идет число указывающее частоту тактового генератора видеоадаптера (dot clock) - 65.0. Четыре следующих числа - 1024 1048 1184 1344 - указывают на разрешение по горизонтали. 1024 - это и есть само разрешение по горизонтали - количество видимых точек в строке. 1048 - это общее количество точек в строке, в том числе и невидимых (черная кромка экрана). 1184 - это число тактов развертки от начала строки до импульса синхронизации, а 1344 - это общее число тактов необходимое на формирование одной строки.

Числа 768 771 777 806 означают ту же информацию только для вертикального разрешения. Если вы не совсем поняли, что значат эти параметры не расстраивайтесь. В любом случае вам не нужно вычислять их вручную, так как они должны быть указаны в документации к вашему монитору. И ваша задача просто найти эти параметры и правильно прописать их в строке modeline.

-vsync, -hsync или могут быть +vsync, +hsync, обозначают тип синхроимпульса. Эти параметры также берутся из документации к монитору.

Строк modeline может быть несколько, а может быть только одна - для нужного вам разрешения.

Хотя такое ручное добавление параметров уже редкость, тем не менее еще может иметь место, и поэтому будьте осторожны в установке этих параметров, так как неправильная их установка может привести даже к выходу монитора из строя.

При решении проблем с запуском X-сервера, много информации можно почерпнуть из файла/var/log/Xorg.0.log, в котором можно увидеть все сообщения о процессе запуска X-сервера.

Давайте теперь более подробно поговорим о дисплей менеджерах (Display managers) или менеджерах экрана.

Вы должны помнить, что для того, чтобы начать работу в алфавитно-цифровом режиме, вы должны ввести логин и пароль, которые запрашивает консольная программа getty. getty проверяет введенные данные, и если они корректны, то пускает пользователя в систему, предоставляя доступ к командному интерпретатору. Дисплей менеджер - графический аналог программы getty. Основная задача менеджера экрана - это предоставить пользователю графический интерфейс для ввода логина и пароля, проверить введенные логин и пароль и в случае успеха пустить пользователя в систему запустив для него графическую оболочку или менеджер окон.

Термином графическая оболочка очень часто называют как оконные менеджеры (WindowMaker, IceWM,Blackbox, JWM и другие), так и полнофункциональные графические оболочки (GNOME, KDE, XFCE и другие).

Базовым дисплей менеджером Linux является xdm. Для двух наиболее популярных графических оболочекGnome и KDE существуют свои дисплей менеджеры - gdm и kdm соответственно. Кроме основной функции, дисплей менеджеры имеют и ряд дополнительных: возможность выбрать язык ввода, предоставить возможность выбора оконного менеджера или графической оболочки, возможность, не заходя в систему, выключить компьютер.

Конфигурационные файлы дисплей менеджера xdm, расположены в каталоге /etc/X11/xdm/. Поле успешной регистрации пользователя в системе с помощью xdm, будет выполнятся скрипт Xsession, расположенный в/etc/X11/xdm/. Из этого скрипта будет выполнен запуск скрипта /etc/X11/Xsession, который продолжит загрузку графической подсистемы.

Конфигурационные файлы для дисплей менеджера gdm расположены в каталоге /etc/gdm/, а для kdm в каталоге /etc/kde4/kdm (для четвертой версии KDE).

Если вы работаете в алфавитно-цифровом режиме, то для перехода в графический режим достаточно выполнить команду startx. В результате будет запущен графическая среда по умолчанию. Дисплей менеджер в процессе выполнения скрипта startx, не запускается, так как пользователь уже аутентифицировался в системе при помощи программы getty

Пожалуйста, пиши комментарии, если ты обнаружил что-то неправильное или если ты желаешь поделиться дополнительной информацией про x-сервер в linux Надеюсь, что теперь ты понял что такое x-сервер в linux, x-server и для чего все это нужно, а если не понял, или есть замечания, то не стесняйся, пиши или спрашивай в комментариях, с удовольствием отвечу. Для того чтобы глубже понять настоятельно рекомендую изучить всю информацию из категории Операционная система LINUX