Linux的Ｘ視窗系統結構說明

一、說明
以X Server為中心，簡要地分為四層，

二、Ｘ方式與Framebuffer方式的差異

1. X方式

1) 什麼是Ｘ
我們常說的X Window，X，X11(指X協議的11版本)一般指X協議，或指是基於X協議的X服務端程式(X Server)

2) X Server與X Client

a) Ｘ協議指X Server及X Client組成的c/s架構，及其通訊協議的實現

b) X Server有主事件迴圈，由它來處理使用者輸入、顯示及與X Client通訊

c) X Client即Ｘ案頭上啟動並執行普通應用程式
應用程式如果想顯示資料，需要利用X Lib庫建立X視窗(X Client)，它通過Ｘ協議與X Server通訊，讓X Server完成顯示；X Server會把接到鍵盤滑鼠事件，傳給焦點所在的X Client處理

2. Framebuffer方式
Framebuffer方式相對簡單，它由核心直接支援，通常用於嵌入式系統。應用程式可以得到螢幕顯示地區的指標，然後對其寫資料來進行顯示，其中視窗的概念不強，它自身不帶視窗管理，需要應用軟體自己管理視窗。比如qtopia基本於framebuffer顯示時，qtopia自身實現了視窗管理功能

3. 應用程式的顯示方式
很多應用程式同時支援X和Framebuffer兩種模式顯示，如gtk，qt等，以下我們只討論它基本於Ｘ實現的部分

三、分層

1. 應用程式層(Application)
指Ｘ Window上運行所有帶圖形介面的應用程式，每個視窗都是一個X Client

1) X Lib app
直接使用X函數的應用程式，這種程式一般介面簡單，比較底層，比如很多視窗管理器直接寫在這層

2) Gtk app
gtk又分為gtk和gdk兩層，
gtk為控制項及主迴圈的實現
gdk相對底層，控制底層繪圖部分，它支援framebuffer、X11、DirectFb等
應用程式可調用gtk函數，也可直接調用gdk函數
gtk常和cairo一起實現二維特效

3) Qt app
Qt也通過調用X Lib實現圖形介面
Qt的優勢在於它是C++實現的，使用起來程式結構更好，也有較成熟的嵌入式版本

4) SDL app
SDL也通過調用X Lib實現圖形介面
SDL更底層，代碼少，沒有控制項，但做特殊效果很好用

2. 視窗管理器層(Window manager簡稱wm)
Window manager是特殊的X Client，也通過X Lib庫與X Server互動，與一般應用不同的是：它負責控制各個視窗的動作，及操作主視窗
WM的功能分為管理(manager)和工具(tools)，

1) Manager
負責各個視窗的建立銷毀／顯示隱藏／最大最小化／移動縮放，管理視窗隊列，設定焦點視窗，視窗轉場效果等

2) Tools
實現案頭工具條，案頭菜單等基本介面及小工具

3) 具體實現
實現通常有兩種方式：一種是manager和tools在一個程式中實現，一種是分開兩個程式實現，使用時可以隨意組合

a) qvwm, blackbox等較早期的wm，都是manager和tools在一個程式中實現的

b)
xfce、metacity等是分開的，例如：xfce包含tools和manager，但不在一個程式中實現，它的manager是xfwm，我們可在使用xfce時把xfwm替成metacity(metacity是一個manager，不帶tools)

3. X伺服器層(X Server)
主迴圈控制顯示，讀取裝置資料，與X Client通訊，事件迴圈，並把事件送給焦點視窗

1) 普通X Server
功能完整的X Server，代碼量大，支援全，常見的如XFree86，Ｘorg等

2) Tiny X Server
一般用於嵌入式系統，資源佔用小，代碼少，功能及邏輯相對簡單，如KDrive（Xvesa/Xchips/Xfbdev/Xi810……）

4. 系統底層(System)

1) Kernel
與硬體互動，獲得輸入裝置的資料，向顯示裝置輸出

2) Dev
檔案系統中的裝置檔案，程式通過對它的讀寫和操作與kernel互動，控制硬體

3) 中介層
在程式和Dev層之間，有時還需要庫或程式處理裝置資料，比如觸控螢幕就使用libts去除噪點，過濾出更有效資料