Графическая среда KDE
Каждый пользователь так или иначе формирует на своем персональном компьютере некоторую рабочую среду, которая для него наиболее удобна (точнее, которую он таковой считает, исходя из своих знаний и привычек). Можно формировать эту среду, подобрав один из оконных менеджеров (который больше всего нравится) и затем подбирая отдельные программы для выполняемой работы.
Однако имеет смысл вначале просмотреть возможности одной из разработанных в последние годы интегрированных графических сред. В английской терминологии часто используют сокращение GUI — Grafical User Interface, т. е. графический интерфейс пользователя. Будем его использовать в качестве сокращения, причем без перевода, именно как GUI. GUI представляет собой уже подобранную и проверенную совокупность программ для работы в графическом режиме, включающую в себя и менеджер окон и набор других программ, обладающих единообразным интерфейсом. Пожалуй, можно сказать, что именно единообразие интерфейса является ключевым моментом, определяющим преимущества использования GUI вместо создания собственной среды.
Существует уже несколько графических сред, как свободно распространяемых, так и коммерческих. Из свободно распространяемых наибольшую известность приобрели KDE и GNOME. Мне лично больше нравится KDE. Возможно, это определяется тем обстоятельством, что именно эта среда была первой, с которой я начал работать, и притом вполне успешно. В то время как первая встреча с GNOME была несколько неудачной. Говорят, что в последнее время коллектив разработчиков GNOME сделал большой шаг вперед, но я пока остаюсь приверженцем KDE.
В гл. 15 я попытаюсь ближе познакомить вас с графической средой KDE. Здесь же я хочу рассказать только о том, как добиться, чтобы оболочка KDE запускалась у вас по команде startx. После инсталляции некоторых дистрибутивов (например, Black Cat Linux версии 6.02) по этой команде по умолчанию запускается GNOME. Справиться с этой проблемой очень просто. Если вы внимательно прочитали предыдущий подраздел, то знаете, что startx просто вызывает команду xinit с нужными параметрами, одним из которых является файл /etc/X11/xinit/xinitrc (если подобного файла нет в вашем домашнем каталоге). А в файле /etc/X11/xinit/xinitrc производится вызов либо файла Xclients из домашнего каталога пользователя, либо общесистемного файла /etc/X11/xinit/Xclients:
if [ -f $HOME/.Xclients ]; then
exec $HOME/.Xclients
elif [ -f /etc/X11/xinit/Xclients ]; then
exec /etc/X11/xinit/Xclients
Просмотрев, в свою очередь, файл /etc/X11/xinit/Xclients, вы увидите, что выбор графической среды определяется тем, что прописано в файле /etc/sysconfig/desktop.
Если при установке такой файл не был создан, создайте его сами и запишите в него одно слово: KDE (создать такой файл можно командой cat > /etc/sysconfig/desktop). После перезапуска графической оболочки вы получите желаемый результат: будет запущена графическая оболочка KDE. А уж о том, как настроить ее, читайте в гл. 15 или на русской версии сайта KDE (http://www.kde.ru).
Использование менеджера дисплея
Систему X Window можно запускать автоматически при включении компьютера, используя программу, которая называется менеджером дисплея (X Display Manager — xdm). В этом случае пользователь сразу видит привлекательную графическую среду, и нет необходимости специально запускать графический интерфейс командой startx. При этом сохраняется возможность переключиться в текстовую консоль, набрав <Ctrl>+<Alt>+<F#>, а потом вернуться обратно в графическую среду, используя комбинацию <Ctrl>+<Alt>+<F7>.
Для того, чтобы запускать xdm при загрузке ОС, надо отредактировать файл /etc/inittab. В этом файле имеется строка вида
id:3:initdefault:
определяющая уровень запуска по умолчанию (об уровнях запуска можно почитать в разд. 8.2). Замените эту строку строкой следующего вида:
id:5:initdefault:
Такое изменение заставляет Linux при запуске переходить на 5-й уровень. А в конце того же файла /etc/inittab обычно прописана строка
x:5:respawn:/usr/bin/X11/xdm –nodaemon,
которая означает, что на этом уровне запуска должен запускаться менеджер дисплея xdm.
Если вы решили запускать xdm при старте и хотите использовать, например, глубину цвета 24 бита на пиксел вместо применяемой по умолчанию 8 bpp (и ваша видеокарта и монитор поддерживают ее), вы должны изменить файл /etc/X11/xdm/Xservers (в нем всего одна строка) следующим образом:
:0 local /usr/X11R6/bin/X -bpp 24
Если вы установили KDE, то вместо xdm, вероятно, запускается kdm. После установки Black Cat Linux, например, строка в /etc/inittab, определяющая менеджер дисплея, имеет вид:
x:5:respawn:/etc/X11/prefdm –nodaemon,
а /etc/X11/prefdm есть ссылка на /usr/bin/kdm.
Очень важное примечание:
Имейте в виду, что команда respawn в только что приведенной строке означает, что при попытках перезапуска системы будет происходить перезапуск менеджера дисплея. В частности, нажатие "магической" комбинации <Ctrl>+<Alt>+<Del> будет повторно запускать систему в той же конфигурации. Поэтому если вы после установки xdm будете как-то менять системные настройки и в результате ошибочных действий нарушите хрупкое равновесие системы X Window, вы попадете в очень затруднительную ситуацию. У меня, например, после одного из опытов с редактированием файла /etc/X11/XF86Config экран после загрузки стал черным и дальше компьютер ни на что не реагировал, кроме <Ctrl>+<Alt>+<Del>, а по этой комбинации происходила просто перезагрузка и выход в ту же ситуацию. На этот случай надо помнить, как перевести систему в однопользовательский режим, а прочитать об этом вы можете в следующей главе (точнее, в разд. 8.2).
Как работает видеосистема компьютера
Вы должны понимать, что этот раздел не является руководством для специалистов по созданию видеосистем. Изложение работы видеосистемы здесь дается очень поверхностное, только с той целью, чтобы читатель понимал значение параметров, которые ему придется как-то изменять при настройке графического режима. В основу этого раздела положена статья И. Николаева "FAQ по настройке монитора в Xfree" (http://knot.pu.ru/faq/xfaq.html).
Видеосистема компьютера состоит из видеоадаптера и монитора (когда мы будем говорить о мониторах, будут иметься в виду мониторы, построенные на электронно-лучевых трубках).
Как вы знаете, изображение на экране монитора состоит из отдельных точек. Точки формируются электронным лучом и располагаются в виде строк. Монитор делает две независимых вещи: развертку луча и высвечивание отдельных точек, из которых строится изображение на экране. Управление монитором заключается в том, чтобы задать число точек в строке (разрешение по горизонтали), число строк на экране (разрешение по вертикали) и интенсивность каждого из трех основных цветов в каждой точке.
Функцию управления монитором осуществляет видеоадаптер. Видеоадаптер передает в монитор три сигнала: видео сигнал (RGB), строчную синхронизацию (HS), и кадровую синхронизацию (VS). По сигналу горизонтальной (строчной) синхронизации происходит возврат луча с конца каждой строки к началу следующей, а сигнал вертикальной (кадровой) синхронизации определяет момент возврата луча из правого нижнего угла экрана в верхний левый. Частоты генерации этих двух сигналов (измеряемые числом импульсов в секунду) необходимо знать для правильной установки и настройки X сервера. Значения частот горизонтальной и вертикальной синхронизации должны быть указаны в документации к вашему монитору. Частота вертикальной синхронизации (обозначим ее VSF) обычно указывается в герцах (Hz) и находится в пределах 50–180 Гц. Частота горизонтальной синхронизации (HSF) задается в килогерцах (KHz) и принимает значения в диапазоне от 31 до 135 КГц.
Современные мониторы обычно являются многочастотными, т. е. допускают выбор частот вертикальной и горизонтальной синхронизации из определенного диапазона допустимых значений. Некоторые мониторы (особенно дешевые) могут иметь несколько фиксированных значений допустимых частот. Целесообразно выбирать максимально возможные значения частот синхронизации из числа допустимых для получения наилучшего разрешения. Однако будьте осторожны: установка значений, превышающих допустимые, может повредить монитор!
Есть еще одна важная частота — число точек, которые могут быть отображены на экране за одну секунду. Электронный луч перемещается по экрану с конечной скоростью (которая ограничена не скоростью перемещения самого луча, а параметрами микросхем видеоадаптера). В английской документации эта частота называется "the card's dot clock". Будем называть эту частоту тактовой частотой развертки, и обозначать как DCF (dot clock frequency).
Следующий существенный параметр — это частота обновления экрана (которую будем обозначать как SRR — screen refresh rate). Чем выше эта частота, тем меньше устают глаза при работе с компьютером, потому что уменьшается мерцание экрана. Не рекомендуется выбирать частоту обновления экрана меньше 60 Гц — частоты мерцания флуоресцентных ламп. Стандарт VESA рекомендует выбирать для нее значение не менее 72 Гц.
Но задать очень большое значение частоты обновления экрана невозможно, потому что она не может быть больше, чем тактовая частота развертки (DCF), поделенная на произведение числа точек в строке и числа строк на экране. На самом деле частота обновления экрана еще меньше, потому что на перемещение электронного луча от конца строки в начало следующей и из левого нижнего угла экрана в правый верхний требуется некоторое время, т. е. дополнительные такты работы тактового генератора видеоадаптера. Кроме того, для создания четких границ изображения на экране, электронный луч обычно перемещается на несколько точек левее и правее видимой части изображения, а также пробегает одну-две строки выше и ниже изображения (это темные полосы, окружающие изображение на экране). Поэтому фактически число необходимых для вывода изображения точек в строке (обозначим его HFL — Horizontal Frame Length — размер фрейма по горизонтали) и число необходимых строк на экране (Vertical Frame Length — VFL) больше, чем размеры видимого изображения. Точнее
HFL = (число невидимых точек слева) + (число видимых точек в строке) + (число невидимых точек справа) + (число тактов, необходимых для перевода луча к началу новой строки).
Аналогичное соотношение действует для размера фрейма по вертикали — VFL и поэтому имеет место формула:
SRR = DCF / (HFL * VFL).
Именно эта частота и является частотой обновления экрана (SRR = VSF) и должна лежать в границах, заданных для частоты вертикальной синхронизации вашего монитора. Таким образом, частота вертикальной синхронизации монитора и тактовая частота видеоадаптера накладывают ограничения на предельное разрешение изображения на экране.
Еще одно ограничение накладывается обьемом памяти на плате видеоадаптера. В цветном мониторе каждая точка высвечивается тремя электронными лучами, которые одновременно направлены в данную точку. Цвет каждой отдельной точки на экране формируется путем смешивания трех основных цветов: красного (R), зеленого(G) и голубого(B). Интенсивность каждого из этих трех цветов определяется уровнем сигнала в соответствующем луче. Изображение для вывода на экран формируется в видеопамяти, которая физически расположена на плате видеоадаптера, но входит в общее адресное пространство оперативной памяти компьютера. Изображение хранится в памяти в цифровом виде, и преобразование его в аналоговый сигнал RGB является одной из основных задач видеоадаптера, для чего на плате видеоадаптера обычно ставится цифро-аналоговый преобразователь — ЦАП.
Количество возможных цветов для каждой точки, очевидно, ограничено тем, сколько различных уровней сигнала для каждого луча может сформировать видеоадаптер, а также обьемом видеопамяти. Но обычно выходные сигналы видеоадаптера обеспечивают число уровней, достаточное для отображения картинки, записанной в видеопамять, так что определяющим параметром становится именно ее обьем.
Формула, определяющая ограничения на разрешение экрана и количество воспроизводимых цветов, очень проста: (объем видеопамяти в байтах) должен быть не меньше, чем (число видимых точек в строке) * (число видимых строк на экране) * (число байт на точку).
Например, если вы хотите выбрать разрешение экрана 1024 * 768 и иметь 16 миллионов цветов для каждой точки (4 байта на точку), то вам надо иметь 1024 * 768 * 4 = 3145728 байт памяти. Если же у вас всего 2 Мбайт памяти, то придется либо выбрать меньшее разрешение, либо меньшее количество цветов. Вы легко можете сами составить таблицу соответствий между различными комбинациями значений видеопараметров и объемом необходимой памяти.
О том, как вся эта теория применяется при настройке графического режима, будет рассказано в следующих разделах.
Конфигурирование X-сервера
Рассмотрим ситуацию, когда после инсталляции Linux вы либо не можете выйти в графический режим, либо недовольны тем, как выводится изображение в графическом режиме. Если вы при инсталляции задали автоматический выход в графический режим, то вам может показаться, что система вообще отказывается загружаться. Именно поэтому я рекомендовал вам при инсталляции отказаться от автоматической загрузки в графику. Если вы все же попали в такую ситуацию, то попробуйте выйти в однопользовательский режим. О том, как это сделать, рассказано в разд. 8.2.5.
Итак, в графический режим вы выйти не можете, но текстовый режим вам доступен, и, значит, можно воспользоваться некоторыми программами или командами ОС Linux для настройки графического режима. Будем предполагать, что пакет XFree86 у вас установлен, и все файлы, упоминаемые ниже, на диске имеются. Если это не так, то сначала установите пакет XFree86, (о том, как устанавливаются программные пакеты, рассказано в гл. 10). Если эти предварительные условия выполнены, я надеюсь, что приводимые ниже инструкции по настройке графического режима позволят вам осуществить эту настройку.
Предупреждение
Согласно документации к Xfree86 для некоторых типов мониторов, особенно старых моделей, задание недопустимых значений частот вертикальной и горизонтальной развертки может повредить монитор. Поэтому автор не может гарантировать, что, следуя приведенным ниже советам, вы получите желаемый результат, и не повредите вашему компьютеру! Все, что вы будете делать, вы будете делать на свой страх и риск!
Настройка /etc/X11/XF86Config
Теперь, когда вы знаете, как устроен файл XF86Config, определяющий настройки X сервера, и где какую настойку задавать, давайте подробно разберем, как его (X сервер) настроить, редактируя файл /etc/X11/XF86Config. Точнее, нашей целью пока что будет только получение на экране серого прямоугольника с крестиком-курсором посередине, а процедура запуска графической среды в целом будет рассматриваться позже.
Как было сказано выше, создать первоначальную версию файла /etc/X11/XF86Config можно с помощью программы Xconfigurator в 3 й версии XFree86 или командой:
[root]# /usr/X11R6/bin/XFree86 -configure
в 4–й версии XFree86. В последнем случае создается конфигурационный файл /root/XF86Config.new. Его можно опробовать с помощью команды
[root]# XFree86 -xf86config /root/XF86Config.new
явно указывая X-серверу, какой конфигурационный файл использовать. Но проще сразу перенести его в каталог /etc/X11 под именем XF86Config-4 и работать стандартным образом.
Итак, вы имеете какой-то вариант файла /etc/X11/XF86Config-4. Попробуйте просто запустить графический режим командой X (еще раз напомню, что это просто ссылка на сервер и если команда не работает, то ссылка должна быть создана, либо нужно вместо X указывать имя используемого сервера, может быть, даже с указанием полного пути). Если вам удалось запустить X-сервер, и вы увидели курсор посредине экрана, то, значит, вы можете пропустить оставшийся текст данного подраздела и перейти к разд. 7.4.
Если вы увидели черный экран или какие-то мелькающие полоски, то вернитесь в текстовый режим, нажав комбинацию <Ctrl>+<Alt>+<Backspace> (эта комбинация может выручить вас в случае многих затруднений с графическим режимом, так что рекомендую запомнить, что она позволяет завершить работу X-сервера, а, значит, и графического режима в целом). Однако не слишком торопитесь воспользоваться этой магической комбинацией, поскольку переход в графический режим требует определенного времени; я вначале несколько раз прерывал загрузку комбинацией <Ctrl>+<Alt>+<Backspace> и не мог понять, почему у меня графика не запускается, хотя вся причина заключалась в моей поспешности.
Однако, поскольку существует опасность повредить монитору неправильным заданием параметров, лучше не заниматься экcперементами с непредсказуемыми последствиями. Целесообразней вначале протестировать тот вариант файла, который был создан, и посмотреть, нет ли в нём явных ошибок. Для этого нужно воспользоваться командой
[root]# X -probeonly > probe.log 2>&1
Эта команда запускает X-сервер в тестовом режиме и выдает протокол в файл probe.log. После запуска этой команды на экране что-то помелькает, и вновь появится командная строка оболочки, а в текущем каталоге появится файл probe.log.
В этом файле много очень полезной информации, которую надо использовать при настройке X Window (отметим, что в файле протокола /var/log/XFree86.0.log содержится еще больше информации, но нам достаточно и того, что есть в probe.log). В первых строках файла probe.log содержатся сообщения о версии XFree86 и версии ядра Linux. Затем идет сообщение о том, куда записывается протокол работы (обычно это /var/log/XFree86.0.log), и какой конфигурационный файл используется (Помните, выше было сказано, что программа ищет этот файл в нескольких местах? Так что не лишне будет узнать, какой именно файл используется.).
(==) Log file: "/var/log/XFree86.0.log", Time: Mon Feb 12 17:20:25 2001
(==) Using config file: "/etc/X11/XF86Config-4"
Далее в probe.log идет небольшое пояснение тех служебных пометок, которые используются в этом файле в начале информационных строк: (--) — означает, что соответствующие значения получены путем тестирования; (**) — означает, что установки взяты из конфигурационного файла (в нашем случае — из /etc/X11/XF86Config-4); (++) — означает, что установки взяты из командной строки запуска; (==) — означает, что используются установки по умолчанию; (II) — за таким значком следует информационное сообщение; (WW) — за таким значком следует предупреждение; (EE) — за таким значком следует сообщение об ошибке.
Ошибки надо, естественно, постараться исправить путем соответствующей модификации файла /etc/X11/XF86Config-4. Но мы пока продолжим рассмотрение файла probe.log, в котором далее идет несколько чисто информационных строк (отметим, что в них отображена взаимосвязь секций конфигурационного файла):
(**) |-->Screen "Screen0" (0)
(**) | |-->Monitor "Monitor0"
(**) | |-->Device "Card0"
(**) |-->Input Device "Mouse0"
(**) |-->Input Device "Keyboard0"
(**) FontPath set to "unix/:-1"
(**) RgbPath set to "/usr/X11R6/lib/X11/rgb"
(**) ModulePath set to "/usr/X11R6/lib/modules"
(--) using VT number 7
и сообщения о том, какие модули загружаются, вроде следующего:
(II) Loading /usr/X11R6/lib/modules/fonts/libbitmap.a
(II) Module bitmap: vendor="The XFree86 Project" compiled for 4.0.2, module version = 1.0.0
После исправления тех ошибок, о которых сообщают строки, помеченные значком (EE), беремся за строки с предупреждениями. В частности, вы наверняка увидите строки следующего вида:
(WW) MGA(0): Monitor0: Using default hsync range of 28-33kHz
(WW) MGA(0): Monitor0: using default vrefresh range of 43-72Hz
вслед за которыми последует множество указаний на отбраковку каких-то видеорежимов монитора:
(WW) MGA(0): Default mode "1856x1392" deleted (hsync out of range)
Строки эти являются сообщениями о тех режимах, которые X-сервер не в состоянии отображать. О важности правильного выбора частот вертикальной и горизонтальной синхронизации было уже сказано неоднократно. Тем не менее, здесь появляется повод вспомнить об этом снова. Проверьте правильность их задания еще раз.
Снова выполнив после этого команду
[root]# X -probeonly > probe.log 2>&1
и заглянув в файл probe.log, вы увидите, какие режимы для вас недоступны (обычно это режимы с высоким разрешением, типа 1600 * 1200).
Давайте теперь отыщем в файле probe.log две строки следующего вида (цифры у вас, конечно, могут быть другими):
(--) MGA(0): Virtual size is 640x480 (pitch 640)
(**) MGA(0): Default mode "640x480": 25.2 MHz, 31.5 kHz, 60.0 Hz
а также строку вида (она находится где-то отдельно от двух предыдущих)
(**) MGA(0): Depth 24, (--) framebuffer bpp 24
В совокупности эти три строки указывают на то, что у вас (точнее, у меня) используется глубина цвета 24 и разрешение экрана "640 x 480" с частотой обновления картинки 60 Гц. Такие параметры совершенно неудовлетворительны, поэтому снова обращаемся к корректировке /etc/X11/XF86Config-4. Вначале надо задать нужную глубину цвета. Естественно, побольше. Предельно допустимое значение определяется объемом видеопамяти. О том, как его рассчитать, было сказано в предыдущем подразделе.
В файле /etc/X11/XF86Config-4 для каждой глубины цвета задается своя подсекция Display в секции Screen. Выбор нужной подсекции определяется строкой вида
DefaultColorDepth 24
секции Screen. Чтобы изменить разрешение экрана, например, на значение 1024 x 768, вставляем во все подсекции Display секции Screen строку
Modes "1024x768"
( разрешение выбираете по своему вкусу из стандартного ряда "640 x 350", "640 x 400", "640 x 480", "800 x 600", "1024 x 768", "1152 x 864", "1280 x 1024", "1600 x 1200" и т.д.). Можно ограничиться добавлением только одной такой строки в ту подсекцию Display, которая задана строкой DefaultDepth (или DefaultColorDepth). После этого снова выполняем команду
[root]# X -probeonly > probe.log 2>&1
чтобы убедиться, что нет грубых ошибок, и, если таковых нет, можем рискнуть и запустить графический режим командой X.
Надо иметь в виду, что отсутствие указаний на ошибки еще не гарантирует успешный запуск графического режима. Если результатом этой команды снова будет черный экран, то выйдите из графического режима с помощью комбинации <Ctrl>+<Alt>+<Backspace> и снова внимательно проанализируйте вывод команды
[root]# X -probeonly > probe.log 2>&1
Если графический режим не запускается, попытайтесь задать меньшее разрешение или меньшую глубину цвета. Обычно таким образом удается добиться успешного запуска графического режима при желаемом разрешении "1024 x 768".
Но может быть и иначе. У меня, например, на одном из компьютеров никак не удавалось запустить графический режим с разрешением "1024 x 768", графическая оболочка нормально загружалась только при разрешении "800 x 600", а при более высоком — загрузка осуществлялась, но экран дрожал и трясся. С этой проблемой мне удалось справиться путем явного задания строки Modeline в секции Monitor и подбора указанных в ней значений параметров. Делал я это следующим образом. Вначале, не обращая внимания на мерцание и дрожание экрана, запустил графический режим и программу xvidtune (о ней будет рассказано ниже). С ее помощью (кнопка "Show") определил, что по умолчанию используется режим, имеющий следующие параметры:
# 1024x768 @ 85 Hz, 68.31 kHz hsync
Modeline "1024x768" 94.5 1024 1072 1168 1376 768 769 772 808 +hsync
Я прописал эти две строки явным образом в секции Монитор и стал менять различные параметры строки Modeline. В конце концов, удалось определить, что причиной дрожания изображения являлась слишком высокая частота тактового генератора (DotClock) — 94.5 МГц. Уменьшение ее до 94 МГц привело к стабилизации изображения. Частота обновления экрана при этом снизилась до 84,55 Гц, но это, на мой взгляд, несущественно. Впрочем, при желании ее можно даже повысить, если еще поэкспериментировать с программой xvidtune. Я же этим ограничился, а окончательную корректировку изображения провел с помощью аппаратных средств монитора.
О программе xvidtune надо рассказать отдельно. Эта программа очень полезна для окончательного выбора оптимального видеорежима. Но запустить её можно только после того, как запустится графический режим. Выйдите в графический режим командой startx и запустите xvidtune в окне эмулятора терминала. Вы увидите вначале суровое предупреждение:
Рис. 7.2. Первое сообщение программы xvidtune
в котором сообщается, что ни разработчик программы, ни XFree86 Project Inc. не несут никакой ответственности за последствия ее применения. И если вы не понимаете, что делаете, то лучше не беритесь! Говорят, что на старых типах мониторов неправильной установкой параметров можно добиться того, что ваш монитор начнет дымиться (за счет неправильной установки частот синхронизации, насколько я понимаю). Но я надеюсь, что вы будете достаточно осторожны и семь раз подумаете, прежде чем применить какое-то значение режима. Если так, то вперед!
Закрываем окно с предупреждением (кнопка OK) и видим основное окно программы xvidtune (рис. 7.3).
Рис. 7.3. Основное окно программы xvidtune
Теперь вы можете начать настраивать изображение на мониторе. Если вы хотите сместить его вправо, то щелкните мышкой по кнопке Right (обратите внимание на изменение некоторых цифр в окне программы), а затем по кнопке Apply. Вы увидите, что изображение сдвинется вправо. Аналогично можно подвинуть его влево (кнопка Left), вверх (Up) и вниз (Down). Можно также увеличить размер изображения по горизонтали (Wider) или вертикали (Taller) и, наоборот, уменьшить (соответственно Narrower и Shorter).
Запомните, что первоначальные установки можно всегда вернуть нажатием клавиши R или щелчком по кнопке Restore. Эта возможность особенно полезна в тех случаях, когда необходимо восстановить стабильный режим работы после слишком кардинальных изменений, когда изображение на экране пропадает вовсе или начинает мелькать. Кнопка Fetch служит для запроса текущих значений установок режима работы монитора.
Кнопка Auto является переключателем, т. е. в режиме Auto (изображение кнопки инвертируется, т. е. отображается белыми буквами на черном фоне) нажатие на кнопки Up/Down/Right/Left и Wider/Narrower/Shorter/Taller приводит к немедленному (без щелчка по кнопке Apply) изменению размера или положения изображения.
Кнопка Test временно переключает установки в указанные значения. Кнопка Show служит для того, чтобы вывести выбранные значения на стандартный вывод (практически — в окно эмулятора терминала, из которого была запущена программа). Строка выводится в формате "Modeline", т. е. в том виде, как она должна быть записана в файле XF86Config. Кнопка Next переключает X-сервер в следующий видеорежим, а кнопка Prev — в предыдущий видеорежим (как они заданы в строке "Modes").
После того, как вы подобрали оптимальные с вашей точки зрения значения параметров видеорежима, запишите эти значения на бумагу. Не забудьте записать и приведенные в правом нижнем углу значения частот вертикальной и горизонтальной синхронизации. Формально они не нужны, но обычно пишутся в комментарии к строке "Modeline". На всякий случай нажмите кнопку Show и завершите работу программы нажатием кнопки Quit. После этого осталось проверить, правильно ли вы записали значения и вписать новую строку "Modeline" в файл XF86Config.
Теперь еще обратите внимание на то, что как бы мы не изменяли положение изображения, остается неизменным значение Pixel Clock в правом нижнем углу окна программы xvidtune. Этот параметр не поддается изменению в рамках программы xvidtune. Но после того, как выбраны размеры и положение изображения на экране, можно и нужно рассчитать наилучшее значение этого параметра. Принцип расчета прост: берем максимально допустимое для вашего монитора значение частоты горизонтальной синхронизации и делим его на размер фрейма по горизонтали (это последнее число в группе HTimings), выданное программой xvidtune. Это предельно допустимое значение частоты DotClock, которое может быть задано в строке "Modeline". Для перестраховки я немного округляю это значение в сторону уменьшения, чтобы не превысить максимальное значение частоты горизонтальной синхронизации. На этом формирование строки "Modeline" можно считать завершенным.
Аналогично можно подобрать значения для других таких строк (для других разрешений), но, честно признаюсь, что мне эксперименты по изменению видеорежимов через некоторое время наскучили. Я выбрал для себя один режим работы дисплея и успокоился. Думаю, что так же будет и у вас. Но прежде, чем затвердить свой выбор, создайте по одной подсекции Display для каждого из возможных значений глубины цвета. В файле XF86Config имеется как минимум одна такая подсекция, соответствующая глубине цвета 8 бит. Таких подсекций в секции Screen может быть несколько, поэтому не изменяйте существующую, а скопируйте ее (можно несколько раз) и подкорректируйте новые экземпляры в соответствии со своими пожеланиями. А выбор той подсекции, которая будет использоваться, осуществляется заданием нужной глубины цвета в параметре DefaultColorDepht секции Screen, таким вот примерно образом: DefaultColorDepht 24. Пример того, как может выглядеть секция Screen в итоге, был уже приведен выше, когда описывалась структура файла XF86Config, так что здесь не будем приводить его повторно.
На этом рассказ о настройке X-сервера закончен и можно перейти к вопросу о настройке графического режима в целом и как можно на этот процесс повлиять.
Сбор необходимых данных
Для настройки вам потребуются некоторые данные, а именно:
названия фирм-производителей видеоадаптера и монитора (берутся из документации; если нет, можно обойтись и без них);
тип набора микросхем, применяемых в видеоадаптере (по нему определяется тип X-сервера, который должен работать у вас);
объем имеющейся видеопамяти;
допустимые интервалы частот горизонтальной и вертикальной синхронизации для вашего монитора (берутся из документации на монитор; эти две частоты надо узнать обязательно).
К числу необходимых для установки X Window сведений относятся также тип вашей мыши и клавиатуры. Работать в графическом режиме без мыши довольно неудобно, а без клавиатуры и вовсе нельзя, так что X-сервер должен быть настроен на использование имеющихся у вас типов этих устройств.
Кое-какую информацию можно получить с помощью программы SuperProbe (её вывод можно перенаправить в файл, например, sprobe.txt):
[root]# SuperProbe > sprobe.txt
Заглянув в этот файл (воспользуйтесь клавишей <F3> в программе Midnight Commander), вы узнаете тип набора микросхем и обьем имеющейся у вас видеопамяти. У меня, например, SuperProbe выдала в одном случае
Chipset: S3 Trio64 (Port Probed)
Memory: 1024 Kbytes
RAMDAC: Generic 8-bit pseudo-color DAC
(with 6-bit wide lookup tables (or in 6-bit mode))
в другом случае
Chipset: Trident 3DImage985 (PCI Probed)
Memory: 4096 Kbytes
RAMDAC: Trident Built-In 15/16/24-bit DAC
(with 6-bit wide lookup tables (or in 6-bit mode))
Тип микросхем видеоадаптера необходимо знать в том случае, если у вас третья версия XFree86. Вообще говоря, программа инсталляции Linux автоматически определяет, какой сервер у вас должен стоять и инсталлирует его. Одновременно в каталоге /etc/X11/ формируется ссылка с именем X на этот сервер примерно такого вида:
@X -> /usr/X11R6/bin/XF86_SVGA (для 3 й версии XFree86).
@X -> /usr/X11R6/bin/XFree86 (для 4 й версии XFree86).
Загляните в каталог /etc/X11 и если обнаружите, что файла-ссылки с именем X там нет, создайте такую ссылку командой
[root]# ln -s /usr/X11R6/bin/XFree86 X
(естественно, файл /usr/X11R6/bin/XFree86 должен существовать).
Структура файла /etc/X11/XF86Config
Конфигурация X-сервера определяется файлом /etc/X11/XF86Config (для 3 й версии XFree86) или /etc/X11/XF86Config-4 (для 4 й версии XFree86), поэтому самый правильный способ настройки X-сервера состоит в прямом редактировании этого файла.
Примечание
Если быть точным, то X-сервер при запуске ищет конфигурационный файл в нескольких местах, а именно: /etc/X11/XF86Config-4 /etc/XF86Config /etc/X11/XF86Config /usr/X11R6/etc/XF86Config <XRoot>/lib/X11/XF86Config, где <XRoot> означает каталог, в котором была установлена система XFree86 (обычно это /usr/X11R6).
Создавать файл XF86Config полностью с нуля не стоит. Если вы не отказались от установки X Window в процессе инсталляции системы (именно от установки, а не от автоматического запуска, не путайте!), то такой файл у вас уже есть. Если по каким-то причинам вы устанавливали XFree86 отдельно от установки Linux, то запустите одну из программ, которые позволяют такой файл сформировать. Когда у меня стояла 3-я версия XFree86, я пользовался для создания этого файла программой Xconfigurator. В 4 й версии для создания конфигурационного файла можно воспользоваться утилитами xf86config или xf86cfg, или же использовать опцию configure X-сервера. Для этого дайте такую команду:
[root]# /usr/X11R6/bin/XFree86 -configure
Эта команда молча отрабатывает, сообщая в конце, что создала новый конфигурационный файл /root/XF86Config.new. Ниже приводится файл /root/XF86Config.new, который сформировался у меня (в дальнейшем речь пойдет в основном о версии 4 XFree86, так что особых упоминаний об этом делать не будем.).
Section "ServerLayout"
Identifier "XFree86 Configured"
Screen 0 "Screen0" 0 0
InputDevice "Mouse0" "CorePointer"
InputDevice "Keyboard0" "CoreKeyboard"
EndSection
Section "Files"
RgbPath "/usr/X11R6/lib/X11/rgb"
ModulePath "/usr/X11R6/lib/modules"
FontPath "/usr/X11R6/lib/X11/fonts/misc/"
FontPath "/usr/X11R6/lib/X11/fonts/Speedo/"
FontPath "/usr/X11R6/lib/X11/fonts/Type1/"
FontPath "/usr/X11R6/lib/X11/fonts/CID/"
FontPath "/usr/X11R6/lib/X11/fonts/75dpi/"
FontPath "/usr/X11R6/lib/X11/fonts/100dpi/"
EndSection
Section "Module"
Load "extmod"
Load "xie"
Load "pex5"
Load "glx"
Load "dri"
Load "GLcore"
Load "dbe"
Load "record"
EndSection
Section "InputDevice"
Identifier "Keyboard0"
Driver "keyboard"
EndSection
Section "InputDevice"
Identifier "Mouse0"
Driver "mouse"
Option "Protocol" "PS/2"
Option "Device" "/dev/mouse"
EndSection
Section "Monitor"
Identifier "Monitor0"
VendorName "Monitor Vendor"
ModelName "Monitor Model"
EndSection
Section "Device"
Identifier "Card0"
Driver "trident"
VendorName "Trident"
BoardName "3DImage985"
BusID "PCI:1:0:0"
EndSection
Section "Screen"
Identifier "Screen0"
Device "Card0"
Monitor "Monitor0"
SubSection "Display"
Depth 8
EndSubSection
SubSection "Display"
Depth 15
EndSubSection
SubSection "Display"
Depth 16
EndSubSection
SubSection "Display"
Depth 24
EndSubSection
EndSection
Section "DRI"
EndSection
Как видите, файл XF86Config состоит из нескольких секций, имеющих следующую структуру:
Section "Название_секции"
Identifier "Name"
SectionEntry
...
EndSection
Строки, начинающиеся символом "#", являются комментариями. Секции могут быть расположены в файле в произвольном порядке. Могут присутствовать следующие секции: ServerLayout — общие установки; InputDevice — описания устройств ввода; Screen — конфигурация экрана; Device — описания графических карт; Monitor — описания монитора; Modes — описания видеорежимов; Files — пути к файлам; ServerFlags — опции сервера; VideoAdaptor — описание адаптера Xv (как сказано в интерактивном руководстве man, никто не говорит, что это такое, даже если знает!); Module — динамически загружаемые модули; DRI — конфигурация DRI; Vendor — установки для оборудования конкретных поставщиков (Vendor-specific configuration).
причем наличие всех секций не обязательно, но могут существовать несколько разных секций одного типа (только они должны иметь уникальные идентификаторы).
Секция ServerLayout имеет наивысший приоритет, т. е. именно с нее начинается анализ файла XF86Config при загрузке X-сервера. Эта секция определяет, какие устройства ввода/вывода будут использоваться в X-сессии. Устройства ввода — это клавиатура и мышь, которые задаются в секциях InputDevice (такие секции создаются отдельно для каждого устройства). Устройства вывода обычно состоят из нескольких независимых компонентов (графический адаптер и монитор), которые связываются воедино в секции Screen, на которую указывает ссылка в секции ServerLayout. Таким образом, секция ServerLayout должна содержать, как минимум, следующие строки:
Section "ServerLayout"
Identifier "MainSection"
Screen 0 "Screen0" 0 0
InputDevice "Mouse0" "CorePointer"
InputDevice "Keyboard0" "CoreKeyboard"
EndSection
Секция Screen определяет используемые монитор и видеоадаптер и задает режимы работы экрана. Она может иметь примерно такой вид:
Section " Screen"
Identifier "Screen0"
Device "Trident 3DImage985 (generic)"
Monitor "ViewSonic|ViewSonic G771"
DefaultColorDepth 24
Subsection "Display"
Depth 8
Modes "1024x768" "800x600" "640x400"
ViewPort 0 0
EndSubsection
Subsection "Display"
Depth 16
Modes "1024x768" "800x600" "640x480"
ViewPort 0 0
EndSubsection
Subsection "Display"
Depth 24
Modes "1024x768" "800x600" "640x480"
ViewPort 0 0
EndSubsection
Subsection "Display"
Depth 32
Modes "1024x768" "800x600" "640x480"
ViewPort 0 0
EndSubsection
EndSection
Как видите, она содержит указания на используемый графический адаптер (задается в секции Device с идентификатором "Matrox Millenium G200") и монитор (задается в секции Monitor с идентификатором "Monitor0").
Cекция Screen может содержать несколько подсекций (Subsection) Display, по одной такой подсекции на каждую глубину цвета. В каждой такой подсекции вы должны прописать те режимы монитора, которые будете использовать. Режимы задаются в строке Modes. Они указываются путем перечисления их наименований, взятых из секции Monitor (в точности в том виде, как эти названия указаны после слова Modeline). В одной строке можно перечислить любое число таких имен режимов. Первый из указанных режимов будет запускаться по умолчанию, в остальные можно будет переключаться (циклически), нажимая комбинацию клавиш <Ctrl>+<Alt>+<+> или <Ctrl>+<Alt>+<-> (используются клавиши <+> и <-> на цифровой клавиатуре).
В этой подсекции указывается также размер виртуального экрана, который будет использоваться сервером. Соответствующая строка имеет вид "Virtual xdim ydim", где xdim и ydim — размерности виртуального экрана. Например, вы можете иметь дисплей с разрешением 800 * 600, а размер виртуального экрана задать равным 1024 * 768. Тогда в каждый момент времени вы будете видеть на дисплее только часть полного изображения. Надо, однако, учитывать, что видеопамять должна хранить изображение, равное по размеру виртуальному экрану, а также то, что нежелательно занимать всю память хранением виртуального экрана, поскольку в этом случае не остается резерва на кэширование, что может повлечь потерю 30-40% производительности сервера.
Секция Monitor обычно начинается тремя строками, в которых указывается производитель монитора и его модель, однако если у вас только одна секция Monitor, то эти строки вполне могут иметь вид:
Identifier "Unknown"
VendorName "Unknown"
ModelName "Unknown"
Далее идут две очень важные строки, определяющие допустимые значения частот вертикальной и горизонтальной синхронизации. Для современных мульти-частотных мониторов эти строки могут иметь примерно такой вид:
HorizSync 30–70
VertRefresh 50–180
Для мульти-частотных мониторов с фиксированными частотами:
HorizSync 31.5, 35.2
VertRefresh 60, 65
Для мульти-частотных мониторов с несколькими интервалами допустимых частот:
HorizSync 15–25, 30–50
VertRefresh 40-50, 80–100
Частоты горизонтальной синхронизации задаются в килогерцах, частоты вертикальной синхронизации (обновления экрана) — в герцах.
Внимание!
Обязательно проверьте, что здесь указаны значения, соответствующие характеристикам вашего монитора, приведенным в документации.
Секций Monitor в файле может быть несколько, они различаются уникальными идентификаторами (первая строка в секции). В 4-й версии XFree86 перечисление режимов монитора в этой секции является необязательным, поскольку X-сервер использует встроенный список стандартных VESA-режимов. Однако явное задание режима в секции Monitor и не возбраняется, причем, если заданный вами режим получит такое же название, как один из стандартных режимов, будут использованы ваши установки. Встроенные режимы с именами, не встречающимися в секции Monitor, будут использоваться сами по себе.
Видеорежимы могут быть заданы также в секции Modes. Таких секций в файле тоже может быть несколько. Каждая из них задает некоторый набор видеорежимов, на который можно сослаться из секции Monitor, используя ключевое слово UseModes.
Режимы могут задаваться в двух эквивалентных форматах: в виде одной строки или несколькими строками. Вот пример задания одного и того же режима в этих двух форматах:
Modeline "640x480example" 25.175 640 664 760 800 480 491 493 525 -HSync +VSync
Mode "640x480example"
DotClock 25.175
Htimings 640 664 760 800
VTimings 480 491 493 525
Flags "-HSync +VSync"
EndMode
Первое слово в каждом формате (Modeline или Mode), как и слово EndMode, являются служебными. По ним X-сервер определяет, что данная строка или группа строк служат для задания видеорежима. Следующее слово (в кавычках) является названием данного режима. Вы можете выбрать это название по своему вкусу (хотя, как пишет Игорь Николаев , "я бы не стал использовать в названии ничего, кроме цифр и букв латинского алфавита").
Следующее число (оно может быть дробным) задает тактовую частоту развертки (частоту вывода точек на экран) в мегагерцах.
Далее следуют четыре целых числа (группа Htimings), определяющих параметры строки, а, значит, разрешение по горизонтали. Первое из этих чисел задает число видимых точек в строке. Чтобы пояснить значение следующих трех чисел, надо иметь в виду, что началом строки на экране считается не самая левая точка в строке (она попадает в невидимую, затемненную область экрана), а левая граница видимого изображения. Поэтому первое число в этой группе определяет число точек от начала до конца видимой части строки. Второе число — число точек от начала строки до начала импульса горизонтальной синхронизации (в этот момент начинается перемещение электронного луча с правой границы экрана на левую).
Третье число — число тактов развертки от начала изображения до того момента, когда электронный луч будет готов к выводу следующей строки изображения. То есть разность третьего и второго чисел задает длительность интервала, отводимого на перевод электронного луча от правой (с точки зрения пользователя) границы экрана к левой границе. И, наконец, четвертое число — общее число тактов, затрачиваемых на формирование одной строки изображения (с учетом невидимой части и времени, необходимого для перевода луча на новую строку).
Аналогично формируются следующие 4 числа (VTimings) в описании формата, только в данном случае речь будет идти о числе строк на экране (видимых и невидимых) и импульсе вертикальной синхронизации (началом экрана считаем верхнюю границу видимой части изображения).
О последней группе параметров в описании видеорежима (группа Flags) мы поговорим позже, когда рассмотрим вопрос о том, как правильно сформировать значения числовых параметров.
В большинстве случаев нет необходимости в наличии секции Modes и строки UseModes, так как достаточно встроенного в сервер набора видеорежимов, соответствующих стандарту VESA. При запуске X-сервера он автоматически выбирает из возможных режимов лучший вариант, поддерживаемый монитором и видеокартой (решение принимается на основе значений, указанных в строках HorizSync и VertRefresh секции Monitor, так что очень важно, чтобы они были заданы корректно).
Следующая секция Device, описывает вашу видеоплату. По-видимому, самая важная строка в этой секции — указание на драйвер. У меня эта строка имеет вид:
Driver "mga"
В этой секции могут быть также указаны следующие данные: тип набора микросхем (Chipset); количество видеопамяти (указывается в килобайтах); допустимые значения тактовой частоты развертки (dot-clocks) или наименование используемого генератора тактовой частоты; тип RAMDAC (RAMDAC — это часть графического контроллера, отвечающая за преобразование изображения из цифровой в аналоговую форму).
Эти параметры были, по-видимому, критичны для старых видеоплат, но для современных они перестали играть существенное значение. Большинство современных видеоплат имеют программируемые генераторы частот, которые могут задавать тактовую частоту развертки в очень широких пределах. Только в том случае, если у вас какой-то экзотический тип видеоплаты (особенно если вы знаете, что она поддерживает только ограниченное число частот генератора), надо позаботиться о корректном задании режимов в этой секции. В этом случае вначале воспользуйтесь программой SuperProbe для того, чтобы узнать нужные параметры, а затем пропишите полученные значения в секции Device.
Две секции InputDevice определяют мышь и клавиатуру (в 3-й версии XFree86 вместо секций InputDevice имелись секции: Keyboard и Pointer). Во-первых, здесь нужно указать тип клавиатуры. Помните, что обычная клавиатура для персональных компьютеров обозначается как "Generic 102-key PC (intl)" вместо предлагаемого по умолчанию варианта "Generic 101-key PC". Однако наиболее часто сейчас встречаются 104-клавишные клавиатуры, так что секция, определяющая конфигурацию клавиатуры должна содержать следующие строки:
Option "XkbRules" "xfree86"
Option "XkbModel" "pc104"
Option "XkbLayout" "ru"
Option "XkbOptions" "grp:ctrl_shift_toggle"
Последняя из этих строк определяет переключатель, который будет менять раскладку клавиатуры с американской на русскую (в данном примере — <Ctrl>+<Shift>).
Кроме того, здесь можно указать протокол для работы с клавиатурой (Xqueue или Standart), скорость повтора (the repeat rate), а также переопределить значения некоторых клавиш. Для начала, пожалуй, не стоит тут слишком экспериментировать. Подробнее о настройке клавиатуры будет рассказано в разд. 9.3.
В отдельной секции InputDevice задаются параметры работы мыши. Самые существенные в этой секции 2 строки (для примера привожу строки из своего файла):
Option "Protocol" "PS/2"
Option "Device" "/dev/mouse"
определяющие протокол и файл устройства. Если ваша мышь подключена к специальному ("мышиному") разъему, то в качестве параметра Protocol должно быть указано либо "PS/2", либо более длинное слово, оканчивающееся на "PS/2". Остальные протоколы используются для мышей, подключаемых через последовательный порт. Обратите внимание на то, что не всегда протокол совпадает с названием фирмы-производителя. Так, некоторые из мышей фирмы Logitech используют либо протокол MouseMan, либо Microsoft. Если ваша мышь выпущена относительно недавно, можно поставить "Auto" в графе Protocol.
Секция Files содержит несколько строк, в которых прописаны пути к файлу с базой цветов (это таблица, задающая соответствия между цифровым и словесным заданием цветов, эту строку не стоит редактировать) и каталогам с файлами шрифтов. Путей к каталогам со шрифтами может быть задано несколько. Убедитесь только, что все указанные каталоги существуют и действительно являются каталогами шрифтов (там должен быть специальный файл fonts.dir, создаваемый командой mkfontdir, этот файл не рекомендуют создавать вручную). Если при запуске сервер будет выдавать сообщение типа "Can't open default font 'fixed'" или что-то еще в таком роде, это свидетельствует о том, что в секции Files ошибка в указании пути к файлу шрифтов (нужный шрифт не найден).
В этой же секции могут быть заданы пути к каталогам, содержащим загружаемые модули. Какие именно модули загружаются, и параметры загрузки определяются в секции Module, о которой мы сейчас говорить не будем, как и о секциях ServerFlags, VideoAdaptor, DRI, Vendor. Оставьте эти секции в том виде, как они созданы программой конфигурации.
Выбор и настройка менеджера окон
Если вам удалось добиться того, что X Window работает, у вас имеется масса возможностей для дальнейшей настройки. Конкретный набор этих возможностей зависит от того, какой менеджер окон вы используете. Менеджеров окон существует много, и можно организовать выбор менеджера окон на этапе загрузки графического режима. Вот пример, показывающий как можно сделать это с помощью файла .xinitrc:
#!/bin/sh
# $HOME/.xinitrc
usermodmap=$HOME/.Xmodmap
xmodmap $usermodmap
xset s noblank # отключаем хранитель экрана
xset s 300 2 # запуск screensaver-а через 5 мин.
xset m 10 5 # установка ускорения мыши
rxvt -cr green -ls -bg black -fg white -fn 7x14 \ -geometry 80x30+57+0 &
if [ "$1" = "" ] ; then WINMGR=wmaker # по умолчанию WINMGR=wmaker
else WINMGR=$1
fi
$WINMGR
Хотя это и не обязательно, можно сделать этот файл исполняемым с помощью команды
[user]$ chmod +x .xinitrc.
Этот вариант .xinitrc позволяет вам выбрать менеджер окон, попробуйте, например:
[user]$ startx startkde
Если администратор хочет создать одинаковое начальное окружение для всех пользователей, можно сделать так, чтобы по умолчанию для пользователя создавался скрипт .xinitrc, который ссылается на общий стартовый скрипт:
#!/bin/sh
. /usr/local/lib/site.xinitrc
XFree86 и его составные части
Графический интерфейс в Linux строится на основе стандарта X Window System (заметьте, что Window, а не Windows) или просто "X" (в просторечии — "иксы"), первоначальный вариант которого был разработан в 1987 году в Массачусетском технологическом институте. Начиная со второй версии этот стандарт поддерживался консорциумом X, созданным в январе 1988 г. с целью унификации графического интерфейса для ОС UNIX. С 1997 года консорциум X преобразован в X Open Group (http://www.x.org). В настоящее время действует версия 11 выпуск 6 стандарта на графическую подсистему для UNIX-систем, которая кратко обозначается как X11R6.
Свободно распространяемая реализация стандарта X11R6 для UNIX-систем с процессорами 80386/80486/Pentium (в том числе для ОС Linux) была создана группой программистов, которую вначале возглавлял Дэвид Вексельблат (David Wexelblat). Эта реализация известна как XFree86 (http://www.xfree86.org), и может использоваться не только в Linux, но и в System V/386, 386BSD, FreeBSD и других версиях UNIX для систем на базе процессоров Intel x86. В настоящее время выпущена уже 4-ая версия XFree86, однако, и 3-я версия еще широко используется и входит в состав основных дистрибутивов Linux.
Система X Window построена на основе модели "клиент/сервер". Правда, модель эта в данном случае используется как бы в "перевернутом" виде. Дело в том, что X сервер работает на компьютере пользователя (а не на каком-то удаленном "сервере") и обеспечивает вывод изображения на экран монитора. X-сервер работает непосредственно с "железом": видеосистемой, устройствами ввода и динамиком. Может быть, для некоторых читателей назначение этой программы будет понятнее, если назвать ее драйвером видеосистемы. Эта программа захватывает оборудование и предоставляет его возможности другим программам как ресурсы (собственно, именно поэтому она и считается сервером) по особому протоколу, который называется X-протокол, или протокол сетевой связи (X Network Protocol). Кстати, специализированный компьютер, на котором исполняется исключительно X-сервер, называется (аппаратным) X-терминалом.
Но сам X-сервер изображение не формирует, он только "доставляет" графику видео-драйверу. Если запустить только X-сервер, вы увидите просто серый экран с характерным крестиком курсора посредине. С помощью мыши этот крестик можно перемещать по экрану. И все! На нажатие кнопок мыши и клавиш никакой видимой реакции не следует. И невидимой тоже — сервер готов передавать эти сигналы своим клиентам, а клиенты пока не запущены. Хотя на самом деле некоторые комбинации клавиш X перехватывает и обрабатывает. Это <Ctrl>+<Alt>+<Backspace> — завершение работы сервера (если эта возможность не запрещена при конфигурации), <Ctrl>+<Alt>+<+> и <Ctrl>+<Alt>+<-> — "горячее" переключение доступных видеорежимов, и <Control>+<Alt>+<F#> — переключение в другую виртуальную консоль.
Чтобы получить на экране какие-то более содержательные изображения, одного X-сервера недостаточно, надо запустить менеджер окон и хотя бы одну программу-клиент, которая будет формировать изображение. В роли "клиентов" X-сервера выступают приложения, работающие с X Window, например графический редактор GIMP, текстовый редактор Corel WordPerfect, эмулятор терминала xterm и другие.
Между клиентами и сервером стоят еще два очень важных компонента графического интерфейса: библиотека графических функций X-lib и менеджер окон (рис. 7.1). X-Lib содержит графические функции, которые обеспечивают выполнение низкоуровневых операций с графическими образами. Менеджер окон вызывает функции из X-Lib для управления дисплеем и выполнения любых преобразований изображений в окнах.
Когда X-приложение запускается, оно передает управление менеджеру окон. Менеджер окон обеспечивает выполнение всех операций с окнами: прорисовку рамок, меню, иконок, полос прокрутки и других элементов окна, а также предоставляет возможность изменять вид и положение окна в процессе работы в соответствии с потребностями пользователя.
Менеджер окон также вызывает соответствующие функции для программ-клиентов в тех случаях, когда пользователь взаимодействует с приложением с помощью клавиатуры и мыши. Именно поэтому при настройке XFree86 необходимо задать не только видеокарту, но и мышь и клавиатуру. Оконному менеджеру нужно знать характеристики этих устройств, чтобы выполнять свои задачи.
Расширенные графические среды типа Motif, CDE, KDE, GNOME, GNUStep и т. д. не замещают перечисленные выше компоненты системы X Window, а расширяют и дополняют их. KDE, например, добавляет библиотеку графических функций Qt в дополнение к X-Lib. Motif имеет собственный набор графических функций. GNOME использует библиотеку GTk+, которая составляет основу GIMP. Кроме того, в GNOME используется также CORBA (The Common Object Request Broker Architecture — универсальная архитектура посредничества при запросе объектов) и библиотека Imlib для дальнейшего расширения возможностей графической подсистемы.
Рис. 7.1. Архитектура графической системы в Linux
Поскольку клиент и сервер являются отдельными процессами, они могут работать на разных компьютерах, а взаимодействовать по сети. Приложения можно запустить, например, на мейнфрейме, а картинка будет выводиться на экран персонального компьютера. Эта очень мощная особенность системы X Window является одним из основных отличий ее от MS Windows.
Кстати, в Linux (и вообще в UNIX) нет жесткого деления между графическими и текстовыми программами, как в MS Windows или OS/2. С точки зрения системы нет разницы между программой, работающей в графике, и обычной. Программы для графического режима запускают как обычные программы, т. е. из командной строки, из Midnight Comander'а и т.п. Единственным необходимым условием для их работы является то, что должен работать X-сервер. При необходимости программа сама обращается к X-серверу (через TCP/IP в общем случае, и через локальный сокет в частном, когда X-сервер и X-клиент работают на одной машине). Делает она путем вызова библиотечных функций из X-lib. Все, что ей надо для работы, это знать, где искать X-сервер (для этого используется либо переменная окружения DISPLAY, либо опция в командной строке). Более того, существуют даже программы, которые умеют работать и с X-сервером и с обычным текстовым терминалом (например, emacs) и сами разбираются при старте, как именно им работать в данном случае.
Конечно, приведенный выше рис. 7.1 очень схематичен. К примеру, как мы уже упоминали, взаимодействие библиотеки X lib с сервером в общем случае осуществляется по протоколам TCP/IP. Так что следовало бы еще отобразить программное обеспечение, реализующее протоколы TCP/IP. Еще одним важным ресурсом графической подсистемы являются шрифты. Оперировать со шрифтами может как непосредственно X-сервер, так и специальная программа, которая называется сервер шрифтов, и которую также следовало включить в рисунок.
Для каждого из типовых компонентов графической системы существует множество конкретных реализаций. В состав пакета XFree86 версии 3 входят несколько различных серверов, причем выбор конкретного сервера зависит от того, какие у вас видеоплата и монитор. Например, сервер XF86_Mono — это сервер для монохромных видео-режимов; XF86_S3 — сервер для карт, основанных на S3; XF86_S3V — сервер для S3 ViRGE и ViRGE/VX; XF86_SVGA — сервер для карт, работающих в режимах Super-VGA. Последнюю версию списка поддерживаемых X-сервером видеокарт вы можете найти на сайте http://www.xfree86.org/.
В четвертой версии XFree86 уже один X-сервер для большинства видеоадаптеров, называется он XFree86 и располагается в каталоге /usr/X11R6/bin/. Обычно на него делается ссылка с именем X, так что запустить X-сервер можно просто введя в командной строке букву X.
Различных менеджеров окон тоже существует очень много, и вы можете использовать любой из них по своему выбору. Вот несколько примеров.
fvwm — Free Virtual Window Manager.
fvwm2 — улучшенный вариант fvwm, позволяющий, в частности, использовать различные темы рабочего стола и динамические меню. Официальный сайт разработчиков FVWM и FVWM2 — http://www.hpc.uh.edu/fvwm/.
fvwm95 — менеджер окон с графическим интерфейсом в стиле Windows 95.
IceWM (http://berta.fri.uni-lj.si/~markom/icewm) — это оконный менеджер, который может эмулировать различные стандарты оконных систем (в частности, OS/2 Workplace Shell), имеет, по некоторым отзывам, довольно маленький обьем и быстро работает.
Enlightenment (http://www.Enlightenment.org) — один из самых развитых менеджеров окон.
Можно упомянуть также Motif — коммерческий продукт, используемый во многих UNIX-системах, или его бесплатный аналог LessTif (http://www.lesstif.org), а также Xview — Linux-версию интерфейса OpenLook фирмы Sun.
Описание нескольких оконных менеджеров (Window Maker, IceWM, FLWM, FailSafe) и их сравнительный анализ вы можете найти в книге А.Федорчука .
Разные менеджеры окон могут обеспечивать различный вид окон за счет использования различных рамок и оконных меню. Но все они используют одну и ту же базовую графическую утилиту X Window — X сервер.
Итак, вы теперь в общих чертах представляете, из каких основных частей формируется графический интерфейс в Linux. Как видите, строится он по модульному принципу и вполне возможно "собрать" его самостоятельно из отдельных компонент. Но для начинающего пользователя этот путь не самый легкий. К счастью, и не обязательно этим путем идти, поскольку разработаны (и включены практически во все дистрибутивы) так называемые интегрированные графические среды. Наиболее известными представителями таких сред являются KDE (http://www.kde.org) и GNOME (http://www.gnome.org).
Основу интегрированной графической среды KDE (K Desktop Enviroment) образует расширенная библиотека графических функций Qt фирмы Troll Tech (http://www.trolltech.com/). С использованием этой библиотеки построены собственный оконный менеджер kwm, файл-менеджер kfm, центр управления KDE (аналог панели управления Windows) и множество других компонентов, вплоть до собственного офисного пакета KOffice. Сказанное не означает, что все эти компоненты разрабатываются какой-то одной фирмой. Просто различные и независимые разработчики используют единый подход, единую идеологию создания и оформления программных продуктов. В результате получается функционально полный пакет программ, в рамках которого могут быть решены практически все задачи управления компьютером и программной средой (если не сказать, что вообще все задачи, решаемые на компьютере).
В состав версии 2.1 KDE включен файловый менеджер Konqueror, который предоставляет уникальные возможности доступа к файлам. Кроме того, что он позволяет просматривать файлы большинства известных форматов на локальных дисках, он является и интернет-браузером, по своим возможностям вполне сравнимым с Internet Explorer или Netscape Navigator.
Другой графической средой того же класса, что и KDE, является пакет GNOME (GNU Network Object Model Environment), который разрабатывается в рамках проекта GNU, а значит, относится к классу свободно распространяемого ПО (KDE до недавнего времени не полностью соответствовал этому понятию, потому что библиотека Qt распространялась не на условиях GPL; хотя сейчас ситуация изменилась и KDE тоже является свободно распространяемым). GNOME строится на основе библиотеки графических функций GTK+.
Существуют и другие разработки интегрированных графических сред, которые, однако, пока не достигли той степени развития, как KDE или GNOME, например, Xfce (http://www.xfce.org), dfm (http://www-c.informatik.uni-hannover.de/~kaiser/dfm/dfm.html) и другие.
До недавнего времени установка и настройка графического интерфейса Linux представляла собой довольно непростую задачу. Однако программы инсталяции последних версий дистрибутивов Linux (например, русифицированой версии Red Hat Linux 7.1) уже вполне успешно с ней справляются, автоматически определяя тип монитора и видеоадаптера и выбирая подходящее разрешение экрана. Но я все же приведу здесь некоторые рекомендации по настройке X Window для начинающих пользователей, имея в виду, что с некоторыми вариантами аппаратного обеспечения настройки все же придется подбирать вручную. А для того, чтобы подходить к процессу настройки осознанно, надо в общих чертах представлять, как работает видеосистема вашего компьютера.
Рисунок заимствован из статьи J.Barr-а в LinuxWorld (http://www.linuxworld.com/lw-1999-04/lw-04-vcontrol.html).
Запуск системы X Window.
Запустить X Window можно несколькими способами. Иногда при инсталляции ОС соглашаются с предложением инсталлятора запускать их автоматически. Если при инсталляции все прошло нормально, то вы будете сразу после запуска ОС попадать в графический режим. Однако, судя по моему опыту (особенно по опыту работы с 3-й версией XFree86), система X далеко не всегда устанавливается автоматически, поэтому в разделе об инсталляции ОС я советовал отказаться от автоматического запуска. Как же запустить графическую оболочку?
Из предыдущего текста вы должны знать, что вначале необходимо запустить X-сервер. Это можно сделать, непосредственно запустив на выполнение подходящий сервер из каталога /usr/X11R6/bin. Вы уже знаете, что в результате вы увидите на экране серый прямоугольник с крестиком курсора мыши посередине. Но дальше вы вряд ли чего-нибудь добьетесь, поскольку не запущен менеджер окон и ни одной программы-клиента. Поэтому просто нажмите комбинацию клавиш <Ctrl>+<Alt>+<Backspace> для того, чтобы завершить работу X-сервера.
Несколько более успешный (но все еще не самый правильный) способ выхода в графический режим состоит в том, что вы даете команду xinit.
Программа xinit (она расположена в каталоге /usr/X11R6/bin) предназначена для запуска сервера системы X Window и хотя бы одной программы-клиента.
Если в командной строке не указано, какой именно X-сервер запускать, xinit ищет в домашнем каталоге пользователя файл .xserverrc, чтобы выполнить содержащийся в нем скрипт запуска сервера. Если такого файла нет, xinit по умолчанию выполняет следующий скрипт:
X :0
т. е. запускает программу с именем X на дисплее с номером 0. При этом предполагается, что в одном из каталогов, перечисленных в путях поиска, найдется программа с именем X. Как вы уже знаете, это должна быть ссылка на подходящий сервер. Используя скрипт .xserverrc, удостоверьтесь, что по команде exec в нем запускается существующий X-сервер. В противном случае загрузка будет происходить очень медленно и завершится немедленным выходом.
Если в командной строке запуска xinit не указана клиентская программа, которую надо запускать, программа xinit ищет в домашнем каталоге пользователя файл .xinitrc, чтобы выполнить его как скрипт, запускающий клиентские программы. Если такого файла не существует, xinit по умолчанию выполняет вместо этого скрипта команду:
xterm -geometry +1+1 -n login -display :0
Если вы после установки Red Hat Linux еще не создали свой файл .xinitrc, и просто запустите команду xinit из командной строки, вы увидите почти пустой рабочий стол с единственным окном терминала. Поскольку менеджера окон нет, вы ничего не можете сделать с этим окном (переместить, изменить размер и т. д.), но вы можете в этом окне запустить другие программы, в том числе менеджер окон. Перейдите, например, в каталог /usr/X11R6/bin и дайте команду fvwm или twm (один из этих оконных менеджеров обычно по умолчанию установлен). После этого вид экрана несколько изменится, вы сможете перемещать окна (обычным способом, захватывая мышкой заголовок окна), а по щелчку левой кнопкой по пустому полю рабочего стола получите выход в меню.
Если остановиться на таком способе вызова графического интерфейса, то каждый раз при его запуске придется повторять одну и ту же последовательность команд (не считая других минусов этого метода). Естественно, что пользователю стоит воспользоваться возможностью создания скрипта .xinitrc для автоматизации этой рутинной работы.
Ниже приведен пример скрипта .xinitrc, который запускает часы, несколько терминалов и оставляет менеджер окон в качестве "последнего" клиента.
#!/bin/sh
xrdb -load $HOME/.Xresources
xsetroot -solid gray &
xclock -g 50x50-0+0 -bw 0 &
xload -g 50x50-50+0 -bw 0 &
xterm -g 80x24+0+0 &
xterm -g 80x24+0-0 &
twm
Важно отметить, что программы, запускаемые из .xinitrc, должны запускаться в фоновом режиме, если только они не завершаются немедленно. Иначе эти программы будут препятствовать запуску других программ. Однако одна из запущенных программ (обычно менеджер окон или эмулятор терминала) должна выполняться не в фоновом режиме, а на переднем плане, чтобы работа скрипта не завершалась (завершением работы этой программы пользователь сообщает программе xinit, что закончил работу и что сама программа xinit должна завершиться). В приведенном примере, если менеджер окон правильно сконфигурирован, то для завершения работы в X-сессии достаточно выбрать команду Exit в меню менеджера twm.
Аргументы, заданные в командной строке вызова xinit, позволяют обойти выполнение скриптов .xinitrc и .xserverrc. В командной строке может быть указана альтернативная программа-клиент и/или альтернативный сервер. Клиентская программа должна быть первым аргументом в командной строке вызова xinit. Для того чтобы вызвать конкретный X-сервер, добавьте двойное тире (после указания программы-клиента и ее аргументов), после которого укажите имя нужного сервера.
Имена программы-сервера и программы-клиента должны начинаться со слэша (/) или точки (.). В противном случае они воспринимаются как аргументы, добавляемые в командную строку вызова соответствующей (предыдущей) программы. Таким образом, можно добавлять аргументы (например, задавать цвета фона и текста), не вводя заново всю командную строку.
Если конкретное имя сервера не указано и следом за двойным тире идет двоеточие с последующей цифрой, xinit будет воспринимать это число как номер дисплея вместо предполагаемого по умолчанию нуля. Вообще все следующие за двойным тире аргументы добавляются к командной строке вызова сервера.
Вот несколько примеров командной строки вызова программы xinit.
[user]$ xinit
Этой командой будет запущен сервер, на который указывает ссылка (линк) X, и выполнен пользовательский скрипт .xinitrc, если таковой существует, а иначе просто запущен xterm.
[user]$ xinit -- /usr/X11R6/bin/Xqdss :1
Таким образом, можно запустить какой-то конкретный сервер на альтернативном дисплее.
[user]$ xinit –geometry =80x65+10+10 -fn 8x13 -j -fg white -bg navy
По этой команде будет запущен сервер, на который указывает ссылка X, и запускаемой по умолчанию команде xterm будут переданы аргументы, перечисленные в командной строке. Скрипт .xinitrc будет проигнорирован.
[user]$ xinit -e widgets -- .Xsun -l -c
В этом случае для запуска сервера используется команда .Xsun -l -c, а запускаемому по умолчанию программе-клиенту xterm будет переданы аргументы -e widgets.
Поскольку пользователю-новичку обычно не хватает квалификации для создания собственного варианта скрипта .xinitrc, администраторы сайтов могут помочь им в вызове графического интерфейса, создав общедоступный скрипт, выполняющий эту функцию. Такие скрипты обычно называются x11, xstart, или startx и являются удобным способом создания простого интерфейса для пользователей-новичков. Вот пример простейшего скрипта такого вида:
#!/bin/sh
xinit /usr/local/lib/site.xinitrc -- /usr/X11R6/bin/X bc
При инсталляции стандартной версии Red Hat Linux создается более сложный вариант скрипта startx, который расположен в каталоге /usr/X11/bin (вы можете его просмотреть). Для него существует и man-страница, в которой говорится, что этот скрипт создается просто как образец для администраторов сайтов, и предназначен для создания собственных вариантов такого скрипта.
Если просмотреть стандартный вариант скрипта startx, мы увидим, что практически он сводится к выполнению всего-навсего трех команд:
xauth add $display . $mcookie
xauth add `hostname -f`$display . $mcookie
xinit $clientargs -- $display $serverargs
То есть, в конечном итоге, startx вызывает уже рассмотренную нами команду xinit, только предварительно формирует нужные значения аргументов командной строки для нее. Первый аргумент — имя файла xinitrc, причем если в домашнем каталоге пользователя есть файл .xinitrc, то берется он (с указанием пути), а если в домашнем каталоге нет такого файла, то берется общесистемный файл /etc/X11/xinit/xinitrc, т. е. "clientargs" = "/etc/X11/xinit/xinitrc".
Аналогично формируется значение переменной serverargs: если существует файл .xserverrc в домашнем каталоге пользователя, то переменная serverargs будет указывать на него. Если такого файла нет, то serverargs укажет на /etc/X11/xinit/xserverrc. Переменной display присваивается значение: 0. Далее в скрипте startx производится анализ аргументов, которые были заданы в командной строке при его вызове (эту часть мы пока не будем детально разбирать, поскольку для начала будем вызывать скрипт без параметров) и, наконец, в конец строки вызова xinit добавляется -auth $HOME/.Xauthority. Таким образом, сразу после установки системы (пока пользователь не создал файлов .xinitrc и .xserverrc в своем домашнем каталоге) будет вызываться в следующем виде:
xinit /etc/X11/xinit/xinitrc -- :0 /etc/X11/xinit/xserverrc -auth ?$HOME/.Xauthority
Команды xauth и опция -auth $HOME/.Xauthority, передаваемая X-серверу, служат для авторизации пользователя, запускающего графический режим. Механизмы авторизации нас пока не интересуют, так что рассматривать эту часть не будем (если интересно, см. интерактивное руководство man с параметром Xsecurity).
