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  • Linux的XServer

    linux本身没有图形界面,linux现在的图形界面的实现只是linux下的应用程序实现的:
             图形界面并不是linux的一部分,linux只是一个基于命令行的操作系统,linux和Xfree的关系就相当于当年的DOS和WINDOWS 3.0 一样,

    windows 3.0不是独立的操作系统,它只是DOS的扩充,是DOS下的应用程序级别的系统,不是独立的操作系统,同样XFree只是 linux下的一个应用程序而已。

    不是系统的一部分,但是X的存在可以方便用户使用电脑。WINDOWS 95及以后的版本就不一样了,他们的图形界面是操作系统的一部分,

    图形界面在系统内核中就实现了,没有了图形界面windows就不成为windows 了,但linux却不一样,没有图形界面linux还是linux,

    很多装linux的WEB服务器就根本不装X服务器。这也WINDOWS和linux 的重要区别之一。 

    X是协议,不是具体的某个软件:
      X是协议,就像HTTP协议,IP协议一样。这个概念 很多初学者甚至学习 LINUX有一定时间的人都混淆,一个基于X的应用程序需要运行并显示内容时他就联接到X服务器,

    开始用X协议和服务器交谈。比如一个X应用程序要在屏幕 上输出一个圆,X应用程序只负责告诉X服务器在屏幕的什么地方用什么颜色画一个多大的圆,而具体的"画"的动作,

    比如这个圆如何生成,用什么显卡的驱动程 序去指挥显卡完成等等工作是由X服务器来完成的。X服务器还负责捕捉键盘和鼠标的动作,假设X服务器捕捉到鼠标的左键被按下了,

    他就告诉X应用程序:亲爱 的应用程序先生,我发现鼠标被按下了,您有什么指示吗?协议是需要具体的软件来实现的,这就是下面我要讲的: 

    如何判断linux是否安装了x-server

    rpm -q X-server 查询是否安装
    yum list installed 查询已经安装的软件包

    linux图形界面又称x系统,其主要包含如下几个部分:
    a)xserver
    b)显示管理器(Display Manager) 例如(gdm kdm xdm等)
    c)窗口管理器(Window Manager) 例如(metacity ,fluxbox等)
    d)DM 和 WM之上的一些图形应用程序 
    在使用中一般都是b,c,d三者集合起来构成一个完整的集成工作环境,例如KDE ,GNOME等,这就是我们平时所说的广义上的xclient

    a)xserver 主要提供基本的显示接口共xclient使用,并将用户的操作等也反映给xclient,是xclient与硬件的一个中间层。xserver相关的两个主要部分是
    (1) xorg.conf
        xorg.conf是X Server的主要配置文件,它包含一个当前系统的硬件资源列表。X Server就是根据这些硬件资源“组织”出基本的图形能力。xorg.conf文件在/etc/X11/xorg.conf,主要包含几个字段:
        Files:          X系统使用的字体存放目录(字体的具体使用由FontConfig工具主持)
        InputDevice:    输入设备,如键盘鼠标的信息
        Monitor:        显示器的设置,如分辨率,刷新率等
        Device:         显示卡信息
        Screen:         由Monitor和Device组装成一个Screen,表示由它们向这个Screen提供输出能力
        ServerLayout:   将一个Screen和InputDevice组装成一个ServerLayout,在具有多个显示设备的系统中,可能有多个Screen和多个ServerLayout,用以实现不同的硬件搭配。
        在最近的xorg版本中,X Server已经开始自动侦测硬件,现在的xorg.conf已经都成了默认名称。具体细节还待查,但基本原理还是不变的。
    (2) X session(X会话)
        X session是指X server启动后直到X server关闭之间的这段时间。这期间一切跟X相关的动作都属于X session的内容。管理X session的程序称为Display Manager,常听说的gdm或kdm就是gnome/kde所分别对应的Display Manager。
        开启一个X session,也就是开始了图形界面的使用。在开启的过程中,Display Manager会对用户进行认证(也就是用户名密码的输入),运行事先设置好的程序(比如scim输入法就是这个时候启动的)等等。
        这个开启过程要执行的一系列操作都可以在/etc/X11/Xsession以及/etc/X11/Xsession.d/目录下看到,其他还有一些配置文件如Xsession.options, Xresource等,都是执行的X session的初始化过程。仔细阅读这些脚本或配置文件,可以帮助你更好地理解X

    b)Display Manager
        上面说过,Display Manager(后简称DM)是管理X session的程序,常见的有gdm, kdm, xdm等。对于默认进入X界面的Linux系统,必须将DM程序在开机时执行,即:/etc/rc2.d/S13gdm。下面我们从手工启动X的过程,看一下DM为我们做了哪些工作。
        如果没有设置DM在开机时运行的话,手动启动X使用startx命令。man startx
        可以知道,startx的作用可以看作是Display Manager的一种隐性实现。它使用xinit命令,分别根据/etc/X11/xinit/xinitrc和/etc/X11/xinit/xserverrc中所指定的设置唤起X。
        其中,xserverrc执行X server的运行任务;xinitrc则运行Xsession命令。从/etc/X11/Xsession脚本的内容可以看出,它也就是进入/etc /X11/Xsession.d/目录轮询地执行所有脚本。很明显,这些也就是前面所说的Xsession初始化工作。
        综合起来说,Display Manager完成三个任务:1, X Server的启动; 2, X session的初始化; 3, X session的管理。

    c)Window Manager
        X Server提供了基本的图形显示能力。然而具体怎么绘制应用程序的界面,却是要由应用程序自己解决的。而Window Manager(桌面管理器,后简称WM)就是用来提供统一的GUI组件的(窗口、外框、菜单、按钮等)。否则,应用程序们各自为政,既增加了程序开发的负担,不统一的桌面风格对视觉也是不小的挑战。
        WM的启动由DM控制,在gdm的登录窗口,我们可以进行选择。常见的WM有:Metacity(Gnome默认的WM), fluxbox, fvwm, E17等。

    d)X Clients
        最后,就是X Client了。X客户端程序,顾名思义,就是使用X服务的程序。firefox,gedit等等都属于X Client程序。X Client部分值得考虑一下的就是DISPLAY环境变量。它主要用于远程X Client的使用。该变量表示输出目的地的位置,由三个要素组成:
        [host]:display[.screen]
        host指网络上远程主机的名称,可以是主机名、IP地址等。默认的host是本地系统,你可以在自己系统上echo $DISPLAY看一下。
        display和screen分别代表输出画面的编号和屏幕的编号。具体细节由于硬件的缺乏,还有待进一步研究。


    独立安装x window所需要的每一个包
    yum install xorg-x11-server-Xorg
    yum install xorg-x11-server-utils
    yum install xorg-x11-utils
    yum install xorg-x11-xinit
    yum install xorg-x11-apps
    yum install xorg-x11-twm
    yum install xterm
    xorg-x11-drv-fbdev-0.4.3-2.el6.x86_64
    xorg-x11-drv-intel-2.21.12-2.el6.x86_64


    组合安装x window
    yum groupinstall "X Window System"
    yum groupinstall GNOME Desktop Environment
    yum groupinstall KDE Desktop Environment
    安装完毕后,执行startx,即可进行X window(KDE)。


    启动X主要有两种方法:
    一是Display Manager,如XDM、GDM、KDM,此种方法通过图形界面登录;
    一种是通过xinit,此种方法适用于字符界面登录。我们常用于登录X的startx命令也是通过传递参数给xinit来启动X的,
    也就是说,最终启动X的是xinit。startx只是一个bash脚本。


    xinit启动过程
    先看手册页    man xinit
    xterm是一个x window system上的终端模拟器;
    xinit是启动Xserver和Xclient的。xinit会运行一个xinitrc的文件,这个文件你可以自己编写,可以把xterm写进xinitrc的。

    xinit 的用法为: xinit [[client] options ] [-- [server] [display] options] 。其中 client 用于指定一个基于 X 的应用程序, client 后面的 options 是传给这个应用程序的参数, server 是用于指定启动哪个 X 服务器,一般为 /usr/bin/X 或 /usr/bin/Xorg , display 用于指定 display number ,一般 为 0 ,表示第一个 display , option 为传给 server 的参数。
    如果不指定 client , xinit 会查找 HOME ( 环境变量 ) 目录下的 .xinitrc 文件,如果存在这个 文件, xinit 直接调用 execvp 函数执行该文件。如果这个文件不存在,那么 client 及其 options 为:  xterm -geometry +1+1 -n login -display :0 。
    如果不指定 server , xinit 会查找 HOME( 环境变量 ) 目录下的 .xserverrc 文件,如果存在这个文件, xinit 直接调用 execvp 函数执行该文件。如果这个文件 不存在,那么 server 及其 display 为:  X :0 。如果系统目录中不存在 X 命令,那么我们需要在系统目录下建立一个名为 X 的链接,使其指向真正的 X server 命令( Ubuntu 下为 Xorg )。

    下面是几个关于 xinit 应用的例子:

    1)xinit /usr/bin/xclock -- /usr/bin/X :0
    该例子将启动 X server , 同时将会启动 xclock 。请注意指定 client 或 server 时,需要用绝对路径,否则 xinit 将因无法区别是传给 xterm 或 server 的参数还是指定的 client 或 server 而直接当成是参数处理。 

    2)在 HOME 下新建 .xinitrc 文件,并加入以下几行:
    xsetroot -solid gray &
    xclock -g 50x50-0+0 -bw 0 &
    xterm -g 80x24+0+0 &
    xterm -g 80x24+0-0 &
    twm
    当 xinit 启动时,它会先启动 X server ,然后启动一个 clock ,两个 xterm ,最后启动窗口管理器 twm 。
    请注意:
    最后一个命令不能后台运行,否则所有命令都后台运行的话 xinit 就会返回退出,同样的,除最后一个命令外都必须后台运行,否则后面的命令将只有在该命令退出后才能运行。 
    看到这里,眼尖的人或许早以看出 xinit 的功能完全可以由脚本来实现,例如要启动 X Server 和一个 xterm ,就像 xinit 默认启动的那样,只需要在新建一个脚本或在 rc.local 中加入:
    X&
    export DISPLAY=:0.0
    xterm
    这个实现完全正确,然而却并没有完全实现 xinit 所具有的功能, xinit 所有的一项功能就是当最后一个启 动的 client (如上面第二个例子中的 twm 窗口管理器)退出后, X 服务器也会退出。而我们的脚本实现中当我们退出 xterm 后并不会退出 X server 。 



    因为 startx 就是通过调用 xinit 启动 X 的。 xinit 是一个二进制文件,并非是一个脚本。它的主要功能是启动一个 X 服务器,同时启动一个基于 X 的 应用程序。 

    因此startx的用法跟xinit一样:startx [ [ client ] options ... ] [ -- [ server ] options ... ]
    startx的几种启动方式
    由对 startx 脚本的分析,我们可以知道 startx 主要有三种启动方式:
    a) 一种是自己指定要启动的 client 和 server , 例如: startx /usr/bin/xclock -- /usr/bin/X :0 ;
    b)一种是通过在 $HOME 下新建 .xinitrc 文件来指定要启动的多个 client 和 .xserverrc 来指定要启动的 server;
    c)还有一种是直接输入 startx 而不指定参数,这也就是我们启动 gnome 桌面的方法。
    在 c 这种启动方法中, startx 脚本会先去看系统目录( /etc/X11/xinit/ )下的 rc 文件是否存在,如果不存在就会用默认的 xterm 和 /usr/bin/X 来启动 xinit 。显然, startx 启动的不是 xterm ,而是 gnome 桌面,因此 gnome 的启动是通过系统文件 /etc/X11/xinit/xinitrc 来指定的。
    综上所述, startx 的默认启动过程为: startx 调用并将系统文件 /etc/X11/xinit/xinitrc 和 /etc/X11/xinit/xserverrc 作为参数传给 xinit , xinit 就会先执行系统文件 /etc/X11/xinit/xserverrc 以启动 X Server ,然后执行 /etc/X11/xinit/xinitrc ,而 xinitrc 则会执行脚本 /etc/X11/Xsession ,而 Xsession 则会按顺序调用执行 /etc/X11/Xsession.d 目录下的文件,从而最终调用了 gnome-session 这个用于 启动 GNOME 桌面环境的程序


    启动Xserver
    user@host:~$X :0 &
    在Xserver上启动xterm
    user@host:~$xterm -display :0 &
    在Xserver上的xterm中执行
    user@host:~$metacity &
    以初始化一个简单的窗口管理器
    在Xserver上的xterm中即可执行firefox等需要X环境的程序


    图形2d,3d加速简介
    为了是linux下图形更加流畅,必须使用加速。常用的加速方法如下
    加速常见有三种方式
    a)ShadowFB
    ShadowFB是xserver自带的与体系结构无关的2D加速方式,它将系统framebuffer复制一份,并且在拷贝回framebuffer中实现图形旋转等操作,这样可以起到一定加速作用,但是效果不好。
    b) XAA
    XAA全称XFree86 Acceleration Architecture,是由 Harm Hanemaayer 在1996年写的一个显卡硬件2D加速的驱动结构,目前大多数的显卡去动均支持这种驱动模式
    c) EXA
    EXA是X.Org发起的用于取代XAA加速的驱动结构,修改的宗旨是是XRender更加好用。
    历史上对2D 和3D加速已经做了区分,2D加速主要使用的是XAA结构,3D加速主要是通过DRM(Direct Rendering Manage) 提供.而EXA提供了比XAA更好集成XRender的结构,同时也提高了XAA的2D加速效果。
    EXA采用的方法是通过实现对OpenGL的加速以实现同时对2D,3D图像的加速,这样2D图像就可以看作是3D图像的一个子集。


    一个基于Xlib的简单例子了解Client流程
    Xlib是对X协议的的一个简单的封装,可以让程序员不用了解细节而编写图形相关程序。实际上程序员直接调用Xlib的很少,更多使用的是
    GTK+ ,QT等图形库。这些又是基于Xlib的图形库。

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  • 原文地址:https://www.cnblogs.com/caoyingjielxq/p/9638705.html
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