Wayland

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Wayland
Wayland Logo.svg
Wayland demo 2.png
Wayland演示
原作者 Kristian Høgsberg
初始版本 2008
穩定版本 1.5.0[1] / 2014年5月20日;2個月前 (2014-05-20)
預覽版本 1.4.93 / 2014年5月12日;2個月前 (2014-05-12)
開發狀態 活躍
编程语言 C
操作系统 类Unix系统
类型 显示服务
许可协议 MIT許可證
網站 http://wayland.freedesktop.org/
Linux:X Server與Wayland Compositor
Wayland compositors, libwayland-client and toolkits

Wayland是一款規定顯示服務器(稱為Wayland Compositor)與其客戶機之間通信方式的協議[2],它最初由英特爾开源技术中心(Open Source Technology Center, OSTC)的雇員Kristian Høgsberg於2008年发起用以取代X Window System,Kristian當時已在領導AIGLX的開發。Wayland與X Window System的最大不同在於,它規定由客戶機自身負責窗口邊框和裝飾的繪製,並且客戶機能夠通過EGL以及一些Wayland特定的EGL擴展直接在顯存中渲染自己的緩衝區。如此一来,窗口管理器就变成了一个显示管理服务,专门负责渲染那些屏幕上的程序。这比X Window System中的窗口管理器要更简单、高效。作者表示「每一個显示画面皆是完美的,我的意思是应用程序將能充分地去控制图形的显示,使我們完全無法察觉任何的撕裂、延迟、重画及闪烁」[3][4]

Wayland最初的實現(主要是libwayland-server、libwayland-client、libwayland-EGL以及合成器的參考實作Weston)使用C語言編寫並按照MIT許可證釋出。现有的Compositor例如CompizKWinMutter对Wayland都有着不同程度的支持。

歷史[编辑]

Kristian Høgsberg,一位专注于Linux图形开发的软件工程师,在2008年发起了Wayland project。当时他在紅帽公司[5],现供職于英特爾公司[6]

Wayland是自由软件,它的库(libwayland-server和libwayland-client)以MIT License授权,示例程序和Compositor一开始以GPLv2授权。现在整个Project都是以MIT License授权的了。直到2010年11月份,Wayland还仅仅只能在IntelNvidiaAMD的开源驱动上运行。

「Wayland」这个名字来自于Wayland,MA。据说Høgsberg是在开车穿过那个小镇时得到灵感的。

设计[编辑]

The Wayland display server protocol relys on EGL

Wayland运用既有的Linux核心技术,像是Direct Rendering Manager(DRM),Kernel Mode-Setting(KMS)以及Graphics Execution Manager(GEM)以提供一個最小化的显示管理服务。Wayland混合器(compositor)在2010年6月已从桌面常用的OpenGL改为OpenGL ES[7]。這個專案也開發支援Wayland顯示的Qt,而不需要X。大部分應用程式都有望獲得透過函式庫,無需修改程式即可支援Wayland。

近些年来,GNU/Linux桌面图形开发者从X server中移除了一大堆的与渲染有关的接口到内核中。现在,已经有许多功能被移入内核(内存管理任务调度模式设置(KMS)等等)或是程序库(cario、pixman、freetype、fontconfig、pango等等),所以窗口系统需要做的事情大大减少了。但是X11协议十分巨大、庞杂,并且它包括了许多已经过时的模块。虽然开发者们为了使X server适应现代化的计算机体系结构而开发出了XRandR、XRender、Composite等一些额外扩展,但这终究是治标不治本,同时这也会增加维护的难度。

Wayland是一款协议,但与X server不同的是,Wayland只做它必须要做的事情。下面以「鼠标点击按钮引发按钮更新动作」来说明一下Wayland和X server的区别:

X架构

在X中

  1. 内核捕获鼠标点击事件并发送给X server。
  2. X server会计算该把这一事件发送给哪个窗口(事实上,窗口位置是由Compositor控制的,X server并不能够正确的计算Compositor做过特效变化之后的按钮的正确位置)。
  3. 应用程序对此事件进行处理(将引发按钮更新动作)。但是,在此之前它得向X server发送绘制请求。
  4. X server接收到这条绘制请求,然后把它发给视频驱动来渲染。X还计算了更新区域,并且这条「垃圾信息」发送给了Compositor。
  5. 这时,Compositor知道它必须要重新合成屏幕上的一块区域。当然,这还是要向X server发送绘制请求的。
  6. 开始绘制。但是X server还会去做一些不必要的本职工作(窗口重叠计算、窗口剪裁计算等)。
Wayland架构

在Wayland中

  1. 内核捕获鼠标点击事件并发送给Wayland Compositor。
  2. 由于是直接发给Wayland Compositor的,所以Wayland Compositor会正确地计算出按钮的位置。同时它会把这一事件发送给按钮所在的应用程序来处理。
  3. 应用程序直接渲染,无需向Wayland Compositor请求。只需在绘制完成之后向Wayland Compositor发送一条信息表明这块区域被更新了。
  4. Wayland Compositor收到这条信息后,立即重新合成整个桌面。

目前,Wayland使用OpenGL ES而不是传统的OpenGL。“从长远来看,我们需要完整的OpenGL支持,但问题是libGL会带来X的依赖性......”[8]另一方面,使用OpenGL ES会使得Wayland更容易支持移动设备[9]。Wayland目前并不支持网络透明性,但未来可能会支持[10]

媒体关注[编辑]

Phoronix於2008年11月發表了一篇标题為「Wayland: A New X Server For Linux」的文章[3],披露Wayland這項新的项目。Kristian透過他的網誌對此關注作出回應,他告示大眾Wayland並非一個新的X server而是一個顯示伺服器,並聲明這個新興的專案尚處於未成熟的階段[11]

使用[编辑]

Ubuntu[编辑]

馬克·沙特爾沃思於2010年11月4日宣佈Wayland將作為Ubuntu未來某一未定版本Unity介面的顯示伺服器[12]。但是2013年3月份,Canonical确认他们将开发一个新的显示服务Mir而不是使用Wayland来替代X[13]

Fedora[编辑]

Adam Jackson在Fedora项目的邮件列表里表示,Fedora在未来很可能会默认使用Wayland。「……因为它在许多方面都有重大的进步……」[14]紅帽與英特爾正著手為Fedora 21提供对Wayland的正式支援。

Qt[编辑]

Qt 5.x提供了QtWayland模塊以支持Wayland協議[15],藉由-platform命令列選項,Qt應用程式可以在運行時切換圖形後端,如X與Wayland[16]。2011年1月,Wayland支持搬進了上游Qt版本庫的Lighthouse分枝[17]

KDE[编辑]

KWinKDE的視窗管理器加入支持OpenGL ES輸出[18],已在KDE SC 4.7發布[19]。目前,KWin已經完成Wayland的初步移植[20]。在2012年1月發布的KDE SC 4.8,KDE將支援X下執行Wayland。在2012年夏天發布的KDE SC 4.9,將可以直接執行Wayland,主要用於支援行動設備,也就是Plasma Active[21]

GNOME[编辑]

GNOME從3.10開始支持Wayland[22]

Compiz[编辑]

Compiz开发者们已经把它对X的依赖部分变成了一个可选插件。同时,Canonical正在为Compiz添加OpenGL ES的支持。众所周知,目前Wayland正是使用OpenGL ES,这使将得Compiz能够更容易迁移到Wayland。

Sailfish OS[编辑]

Jolla的第一款裝置使用Wayland[23]

工具包[编辑]

截止到2012年3月:

Clutter对Wayland已经有完整的支持。

Enlightenment Foundation Libraries对Wayland已经有完整的支持。

Qt5除了对client有一些改动之外,对Wayland已经有完整的支持。

GTK+3.4.0,发布于2012年03月26日,对Wayland的支持有一些缺陷。不过过随着3.4.1更新版本的发布,这个问题得到了缓解。

SDL的Wayland支持正在开发中。

参见[编辑]

參考資料[编辑]

  1. ^ Kristian Høgsberg. Wayland and Weston 1.5.0 is released. 2014-05-20 [2014-05-20] (英文). 
  2. ^ Wayland. [2013-09-18] (英文). "Wayland is a protocol for a compositor to talk to its clients as well as a C library implementation of that protocol." 
  3. ^ 3.0 3.1 Michael Larabel. Wayland: A New X Server For Linux. Phoronix Media. 2008-11-03 [2013-11-09] (英文). 
  4. ^ D. J. Walker-Morgan. New Wayland X server looks to how a modern desktop works. Heise Media UK Ltd. 2008-11-06 [2013-11-09] (英文). 
  5. ^ Kristian Høgsberg. Wayland - A New Display Server for Linux. Linux Plumbers Conference, 2009. [2013-11-09] (英文). (Video available here[1])
  6. ^ Kristian Høgsberg. EGL and GLES1/2 on Linux. Linux Plumbers Conference, 2010. [2013-11-09] (英文). 
  7. ^ Michael Larabel. Wayland Meets Some Summer Love w/ New Changes. Phoronix Media. 2010-06-06 [2013-11-09] (英文). 
  8. ^ Kristian Høgsberg. Blender3D & cursor clamping.. 2010-12-09 [2013-11-09] (英文). 
  9. ^ Michael Larabel. Wayland's Weston Running On Android. Phoronix Media. 2012-05-24 [2013-11-09] (英文). 
  10. ^ Kristian Høgsberg. Network transparency argument. 2010-11-09 [2013-11-09] (英文). "Wayland isn't a remote rendering API like X, but that doesn't exclude network transparency. Clients render into a shared buffer and then have to tell the compositor the what they changed. The compositor can then send the new pixels in that region out over the network. The Wayland protocol is already violently asynchronous, so it should be able to handle a bit of network lag gracefully. Remote fullscreen video viewing or gaming isn't going to work well, but I don't know any other display system that handles that well and transparently." 
  11. ^ Kristian Høgsberg. Premature publicity is better than no publicity. 2008-11-03 [2013-11-09]. 
  12. ^ Mark Shuttleworth. Unity on Wayland. 2010-11-04 [2010-11-04] (英文). 
  13. ^ Michael Larabel. Ubuntu Announces Mir, A X.Org/Wayland Replacement. Phoronix Media. 2013-03-04 [2013-11-09] (英文). 
  14. ^ Adam Jackson. Ubuntu moving towards Wayland. 2010-11-09 [2013-11-09] (英文). 
  15. ^ What is QtWayland?. Qt Project Hosting. 2013-05-08 [2013-11-09] (英文). 
  16. ^ Getting started with Lighthouse. Qt Project Hosting. 2011-06-29 [2010-12-17] (英文). 
  17. ^ Kristian Høgsberg. Add wayland lighthouse plugin. 2011-01-25 [2013-11-09] (英文). 
  18. ^ Martin Gräßlin. KWin runs on OpenGL ES. 2010-11-28 [2013-11-09] (英文). "It does not only help, it is a must have to start working for Wayland. So to say it’s the first part of the KWin port to Wayland" 
  19. ^ Martin Gräßlin. On the Road to Modern OpenGL (ES). 2011-01-18 [2013-11-09] (英文). 
  20. ^ Martin Gräßlin. KWin goes Wayland. 2011-06-11 [2013-11-09] (英文). "Initial Implementation of a Wayland Server in KWin." 
  21. ^ Michael Larabel. KDE Draws Up Plans For Wayland In 2012. Phoronix Media. 2011-08-07 [2013-11-09] (英文). "but the first phase (Wayland under X) should be achieved for the winter release of KDE (Software Compilation 4.8, due out next January). Martin hopes that the second phase of the Wayland upbringing, where KDE is working directly atop Wayland, will be ready for the summer 2012 release (KDE SC 4.9)." 
  22. ^ GNOME 3.10 Released!. The GNOME Project. 2013-09-25 [2013-11-13] (英文). 
  23. ^ Michael Larabel. Jolla's First Smartphone Powered By Wayland. Phoronix Media. 2013-07-13 [2013-11-09] (英文). 

外部連結[编辑]