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Articulo de referencia

Wayland (protocolo)

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Wayland es un protocolo de comunicación que especifica la comunicación entre un servidor de visualización y sus clientes, así como una implementación de biblioteca C de ese protocolo. [ 10 ] Un servidor de visualización que utiliza el protocolo Wayland se llama compositor Wayland , porque además realiza la tarea de un administrador de ventanas de composición .

Wayland es desarrollado por un grupo de voluntarios liderado inicialmente por Kristian Høgsberg como un proyecto comunitario de código abierto y libre con el objetivo de reemplazar el Sistema X Window con un sistema de ventanas seguro [ 11 ] [ 12 ] [ 13 ] [ 14 ] y más simple para Linux y otros sistemas operativos tipo Unix . [ 10 ] [ 15 ] El código fuente del proyecto se publica bajo los términos de la Licencia MIT , una licencia de software libre permisiva . [ 15 ] [ 7 ] El proyecto Wayland también desarrolla una implementación de un compositor Wayland llamado Weston . [ 10 ]

Descripción general

El módulo evdev del kernel de Linux recibe un evento y lo envía al compositor de Wayland. El compositor de Wayland examina su grafo de escena para determinar qué ventana debe recibir el evento. El grafo de escena corresponde a lo que está en pantalla y el compositor de Wayland entiende las transformaciones que puede haber aplicado a los elementos del grafo de escena. Por lo tanto, el compositor de Wayland puede seleccionar la ventana correcta y transformar las coordenadas de la pantalla a coordenadas locales de la ventana, aplicando las transformaciones inversas. Los tipos de transformación que se pueden aplicar a una ventana solo están restringidos a lo que el compositor puede hacer, siempre que pueda calcular la transformación inversa para los eventos de entrada. Como en el caso de X, cuando el cliente recibe el evento, actualiza la interfaz de usuario en respuesta. Pero en el caso de Wayland, el renderizado lo realiza el cliente a través de EGL, y el cliente simplemente envía una solicitud al compositor para indicar la región que se actualizó. El compositor de Wayland recopila las solicitudes de daño de sus clientes y luego vuelve a componer la pantalla. El compositor puede entonces emitir directamente un ioctl para programar un cambio de página con KMS.
  1. El módulo evdev del kernel de Linux recibe un evento y lo envía al compositor Wayland .
  2. El compositor de Wayland examina su grafo de escena para determinar qué ventana debe recibir el evento. El grafo de escena se corresponde con lo que se muestra en pantalla, y el compositor de Wayland comprende las transformaciones que haya aplicado a los elementos del grafo. De este modo, el compositor de Wayland puede seleccionar la ventana correcta y transformar las coordenadas de pantalla a coordenadas locales de la ventana, aplicando las transformaciones inversas. Los tipos de transformación que se pueden aplicar a una ventana solo están limitados por las capacidades del compositor, siempre que este pueda calcular la transformación inversa para los eventos de entrada.
  3. Al igual que en el caso de X, cuando el cliente recibe el evento, actualiza la interfaz de usuario en respuesta. Pero en el caso de Wayland, el renderizado lo realiza el cliente a través de EGL , y el cliente simplemente envía una solicitud al compositor para indicar la región que se actualizó.
  4. El compositor de Wayland recopila las solicitudes de corrección de errores de sus clientes y luego recompone la pantalla. A continuación, el compositor puede emitir directamente una llamada ioctl para programar un cambio de página con KMS .

El proyecto Wayland Display Server fue creado por el desarrollador de Red Hat, Kristian Høgsberg, en 2008. [ 16 ]

A partir de 2010, los gráficos de escritorio de Linux pasaron de tener "un montón de interfaces de renderizado ... todas comunicándose con el servidor X , que está en el centro del universo" a colocar el kernel de Linux y sus componentes (es decir, Direct Rendering Infrastructure (DRI), Direct Rendering Manager (DRM)) "en el medio", con "sistemas de ventanas como X y Wayland... en una esquina". Esto será "un sistema gráfico mucho más simplificado que ofrecerá más flexibilidad y mejor rendimiento". [ 17 ]

Høgsberg podría haber añadido una extensión a X como lo han hecho muchos proyectos recientes, pero prefirió "[empujar] X fuera de la ruta crítica entre los clientes y el hardware" por razones explicadas en las preguntas frecuentes del proyecto : [ 15 ]

Lo que es diferente ahora es que gran parte de la infraestructura se ha movido del servidor X al kernel (gestión de memoria, programación de comandos, configuración de modo ) o bibliotecas ( cairo , pixman, freetype , fontconfig , pango , etc.), y queda muy poco que deba suceder en un proceso de servidor central. ... [Un servidor X tiene] una tremenda cantidad de funcionalidad que debes soportar para afirmar que habla el protocolo X, pero nadie lo usará jamás. ... Esto incluye tablas de códigos, rasterización y almacenamiento en caché de glifos, XLFD (¡en serio, XLFD!), y toda la API de renderizado principal que te permite dibujar líneas punteadas, polígonos, arcos anchos y muchas más primitivas gráficas al estilo de los años 80. Para muchas cosas hemos podido mantener el servidor X.org moderno agregando extensiones como XRandR , XRender y COMPOSITE ... Con Wayland podemos mover el servidor X y toda su tecnología heredada a una ruta de código opcional. Llegar al punto en que el servidor X sea una opción de compatibilidad en lugar del sistema de renderizado principal llevará tiempo, pero nunca lo lograremos si no lo planificamos.

El protocolo Wayland se representa mediante un archivo .xml que viene con el compilador Wayland, el cual puede compilar el archivo wayland.xml en las bibliotecas C pertinentes para que las aplicaciones y las implementaciones de compositores las utilicen. La implementación de referencia oficial para un compositor Wayland se llama Weston . El proyecto también está desarrollando versiones de GTK y Qt que renderizan en Wayland en lugar de en X. Se espera que la mayoría de las aplicaciones obtengan soporte para Wayland a través de una de estas bibliotecas sin necesidad de modificar la aplicación.

Las versiones iniciales de Wayland no han proporcionado transparencia de red , aunque Høgsberg señaló en 2010 que la transparencia de red es posible. [ 18 ] Se intentó como un proyecto de Google Summer of Code en 2011, pero no tuvo éxito. [ 19 ] Adam Jackson ha imaginado proporcionar acceso remoto a una aplicación Wayland ya sea mediante "pixel-scraping" (como VNC ) o haciendo que envíe un "flujo de comandos de renderizado" a través de la red (como en RDP , SPICE o X11 ). [ 20 ] A principios de 2013, Høgsberg estaba experimentando con transparencia de red usando un servidor Wayland proxy que envía imágenes comprimidas al compositor real. [ 21 ] [ 22 ] En agosto de 2017, GNOME vio la primera implementación de servidor VNC pixel-scraping bajo Wayland. [ 23 ] En los compositores Wayland modernos, la transparencia de red se maneja en una implementación de xdg-desktop-portal que implementa el portal RemoteDesktop.

Muchos compositores de Wayland también incluyen una implementación de xdg-desktop-portal para tareas comunes como un selector de archivos nativo para aplicaciones nativas y entornos aislados como Flatpak ( xdg-desktop-portal-gtk se usa comúnmente como selector de archivos alternativo), grabación de pantalla, transparencia de red, capturas de pantalla, selección de color y otras tareas que podrían requerir la intervención del usuario y representar riesgos de seguridad. Cabe destacar que xdg-desktop-portal no es específico de Flatpak ni de Wayland, y puede usarse con otros sistemas de empaquetado y de ventanas.

Arquitectura de software

Arquitectura de protocolo

En la arquitectura del protocolo Wayland, un cliente y un compositor se comunican a través del protocolo Wayland utilizando las bibliotecas de implementación de referencia.
En la arquitectura del protocolo Wayland, un cliente y un compositor se comunican a través del protocolo Wayland utilizando las bibliotecas de implementación de referencia.

El protocolo Wayland sigue un modelo cliente-servidor en el que los clientes son las aplicaciones gráficas que solicitan la visualización de búferes de píxeles en la pantalla, y el servidor (compositor) es el proveedor de servicios que controla la visualización de estos búferes.

La implementación de referencia de Wayland ha sido diseñada como un protocolo de dos capas: [ 24 ]

  • Una capa de bajo nivel o protocolo de comunicación que gestiona la comunicación entre procesos entre los dos procesos involucrados —clientey compositor— y laserialización de los datos que intercambian. Esta capa se basa en mensajes y generalmente se implementa utilizando los servicios IPC del kernel, específicamente los sockets de dominio Unix en el caso de Linux y otros sistemas operativos tipo Unix . [ 25 ]
  • Una capa de alto nivel construida sobre ella, que maneja la información que el cliente y el compositor necesitan intercambiar para implementar las características básicas de un sistema de ventanas . Esta capa se implementa como un "protocolo asíncrono orientado a objetos". [ 26 ]

Si bien la capa de bajo nivel se escribió manualmente en C , la capa de alto nivel se genera automáticamente a partir de una descripción de los elementos del protocolo almacenada en formato XML . [ 27 ] Cada vez que cambia la descripción del protocolo en este archivo XML, el código fuente en C que implementa el protocolo se puede regenerar para incluir los nuevos cambios, lo que permite un protocolo muy flexible, extensible y a prueba de errores.

La implementación de referencia del protocolo Wayland se divide en dos bibliotecas : una biblioteca para ser utilizada por los clientes de Wayland llamada libwayland-clienty una biblioteca para ser utilizada por los compositores de Wayland llamada libwayland-server. [ 28 ]

Descripción general del protocolo

El protocolo Wayland se describe como un "protocolo asíncrono orientado a objetos ". [ 26 ] Orientado a objetos significa que los servicios ofrecidos por el compositor se presentan como una serie de objetos que residen en el mismo compositor. Cada objeto implementa una interfaz que tiene un nombre, varios métodos (llamados solicitudes ) y varios eventos asociados . Cada solicitud y evento tiene cero o más argumentos, cada uno con un nombre y un tipo de dato . El protocolo es asíncrono en el sentido de que las solicitudes no tienen que esperar respuestas sincronizadas o confirmaciones (ACK) , evitando el tiempo de retardo de ida y vuelta y logrando un rendimiento mejorado.

Los clientes de Wayland pueden realizar una solicitud (una invocación de método) sobre un objeto si la interfaz de este admite dicha solicitud. El cliente también debe proporcionar los datos necesarios para los argumentos de dicha solicitud. Así es como los clientes solicitan servicios al compositor. El compositor, a su vez, envía información al cliente haciendo que el objeto emita eventos (probablemente también con argumentos). Estos eventos pueden ser emitidos por el compositor como respuesta a una solicitud específica, o de forma asíncrona, en función de la ocurrencia de eventos internos (como los de un dispositivo de entrada) o cambios de estado. Las condiciones de error también son señalizadas como eventos por el compositor. [ 26 ]

Para que un cliente pueda realizar una solicitud a un objeto, primero debe indicarle al servidor el número de identificación que utilizará para identificar dicho objeto. [ 26 ] En el compositor existen dos tipos de objetos: objetos globales y objetos no globales. El compositor anuncia los objetos globales a los clientes cuando se crean (y también cuando se destruyen), mientras que los objetos no globales suelen ser creados por otros objetos que ya existen como parte de su funcionalidad. [ 29 ]

Las interfaces, sus solicitudes y eventos son los elementos centrales que definen el protocolo Wayland. Cada versión del protocolo incluye un conjunto de interfaces, junto con sus solicitudes y eventos, que se espera que estén presentes en cualquier compositor Wayland. Opcionalmente, un compositor Wayland puede definir e implementar sus propias interfaces que admitan nuevas solicitudes y eventos, extendiendo así la funcionalidad más allá del protocolo central. [ 30 ] Para facilitar los cambios en el protocolo, cada interfaz contiene un atributo de "número de versión" además de su nombre; este atributo permite distinguir variantes de la misma interfaz. Cada compositor Wayland expone no solo las interfaces disponibles, sino también las versiones compatibles de dichas interfaces. [ 31 ]

Interfaces principales de Wayland

Las interfaces de la versión actual del protocolo Wayland se definen en el archivo protocol/wayland.xml del código fuente de Wayland. [ 27 ] Este es un archivo XML que enumera las interfaces existentes en la versión actual, junto con sus solicitudes, eventos y otros atributos. Este conjunto de interfaces es el mínimo requerido para ser implementado por cualquier compositor de Wayland.

Algunas de las interfaces más básicas del protocolo Wayland son: [ 30 ]

wl_display
el objeto global central, un objeto especial para encapsular el propio protocolo Wayland.
wl_registro
el objeto de registro global, en el que el compositor registra todos los objetos globales que desea que estén disponibles para todos los clientes.
wl_compositor
un objeto que representa al compositor y se encarga de combinar las diferentes superficies en una sola salida
wl_surface
un objeto que representa un área rectangular en la pantalla, definida por una ubicación, tamaño y contenido de píxeles.
wl_buffer
un objeto que, al adjuntarse a un objeto wl_surface , proporciona su contenido visualizable.
wl_output
un objeto que representa el área visible de una pantalla
wl_pointer , wl_keyboard , wl_touch
objetos que representan diferentes dispositivos de entrada como punteros o teclados
asiento wl
un objeto que representa un asiento (un conjunto de dispositivos de entrada/salida) en configuraciones de múltiples asientos

Una sesión típica de cliente Wayland comienza abriendo una conexión con el compositor mediante el objeto wl_display . Este es un objeto local especial que representa la conexión y no reside en el servidor. Mediante su interfaz, el cliente puede solicitar al compositor el objeto global wl_registry , donde se almacenan todos los nombres de los objetos globales, y vincular aquellos que le interesen. Normalmente, el cliente vincula al menos un objeto wl_compositor, desde donde solicitará uno o más objetos wl_surface para mostrar la salida de la aplicación en la pantalla. [ 29 ]

Interfaces de extensión de Wayland

Un compositor de Wayland puede definir y exportar sus propias interfaces adicionales. [ 30 ] Esta característica se utiliza para extender el protocolo más allá de la funcionalidad básica proporcionada por las interfaces principales, y se ha convertido en la forma estándar de implementar extensiones del protocolo Wayland. Algunos compositores pueden optar por agregar interfaces personalizadas para proporcionar características especializadas o únicas. El compositor de referencia de Wayland, Weston, las utilizó para implementar nuevas interfaces experimentales como banco de pruebas para nuevos conceptos e ideas, algunos de los cuales posteriormente se convirtieron en parte del protocolo principal (como la interfaz wl_subsurface agregada en Wayland 1.4 [ 32 ] ).

Protocolos de extensión al protocolo central

Protocolo XDG-Shell

El protocolo XDG-Shell (consulte freedesktop.org para obtener más información sobre XDG) es una forma extendida de gestionar superficies en compositores Wayland (no solo Weston). La forma tradicional de manipular superficies (maximizar, minimizar, pantalla completa, etc.) es mediante las wl_shell_*()funciones que forman parte del protocolo Wayland principal y que se encuentran en libwayland-client , pero que ahora están obsoletas . Por el contrario, se supone que el compositor Wayland proporciona una implementación del protocolo xdg-shell. Por lo tanto, encontrará el archivo de cabecera <xdg-shell-client-protocol.h> en el árbol de código fuente de Weston.

xdg_shell es un protocolo destinado a sustituir a wl_shell a largo plazo, pero no formará parte del protocolo principal de Wayland. Comienza como una API no estable, pensada inicialmente para su uso como entorno de desarrollo, y una vez que se definan las funcionalidades requeridas por varios shells de escritorio, podrá finalmente estabilizarse. Proporciona principalmente dos nuevas interfaces: xdg_surface y xdg_popup. La interfaz xdg_surface implementa una ventana de estilo escritorio que se puede mover, redimensionar, maximizar, etc.; proporciona una solicitud para crear una relación padre/hijo. La interfaz xdg_popup implementa un menú emergente de estilo escritorio; un xdg_popup siempre es transitorio para otra superficie y también tiene captura implícita. [ 33 ]

Protocolo IVI-Shell

IVI-Shell es una extensión del protocolo central Wayland, dirigida a dispositivos de infoentretenimiento en vehículos (IVI). [ 34 ]

Modelo de renderizado

El compositor Wayland y sus clientes utilizan EGL para dibujar directamente en el framebuffer; X.Org Server con XWayland y Glamor.
El compositor Wayland y sus clientes utilizan EGL para dibujar directamente en el framebuffer ; X.Org Server con XWayland y Glamor .

El protocolo Wayland no incluye una API de renderizado. [ 35 ] [ 15 ] [ 36 ] [ 37 ] : 2 En cambio, Wayland sigue un modelo de renderizado directo , en el que el cliente debe renderizar el contenido de la ventana en un búfer compartible con el compositor. [ 38 ] Para ello, el cliente puede optar por realizar todo el renderizado por sí mismo, utilizar una biblioteca de renderizado como Cairo u OpenGL , o confiar en el motor de renderizado de bibliotecas de widgets de alto nivel con soporte para Wayland, como Qt o GTK . El cliente también puede utilizar opcionalmente otras bibliotecas especializadas para realizar tareas específicas, como Freetype para el renderizado de fuentes .

El búfer resultante con el contenido de la ventana renderizada se almacena en un objeto wl_buffer . El tipo interno de este objeto depende de la implementación. El único requisito es que los datos del contenido se puedan compartir entre el cliente y el compositor. Si el cliente utiliza un renderizador de software (CPU) y el resultado se almacena en la memoria del sistema , entonces el cliente y el compositor pueden usar memoria compartida para implementar la comunicación del búfer sin copias adicionales. El protocolo Wayland ya proporciona de forma nativa este tipo de búfer de memoria compartida a través de las interfaces wl_shm [ 39 ] y wl_shm_pool [ 40 ] . La desventaja de este método es que el compositor puede necesitar realizar trabajo adicional (generalmente para copiar los datos compartidos a la GPU) para mostrarlos, lo que lleva a un rendimiento gráfico más lento.

El caso más típico es que el cliente renderice directamente en un búfer de memoria de vídeo utilizando una API acelerada por hardware (GPU) como OpenGL , OpenGL ES o Vulkan . El cliente y el compositor pueden compartir este búfer en el espacio de la GPU utilizando un controlador especial para referenciarlo. [ 41 ] Este método permite al compositor evitar la copia adicional de datos a través de sí mismo del método cliente-compositor-GPU del búfer de memoria principal, lo que resulta en un rendimiento gráfico más rápido y, por lo tanto, es el preferido. El compositor puede optimizar aún más la composición de la escena final que se mostrará en la pantalla utilizando la misma API de aceleración de hardware que un cliente API.

Cuando se completa el renderizado en un búfer compartido, el cliente Wayland debe indicar al compositor que presente el contenido renderizado del búfer en la pantalla. Para ello, el cliente vincula el objeto búfer que almacena el contenido renderizado al objeto superficie y envía una solicitud de "confirmación" a la superficie, transfiriendo el control efectivo del búfer al compositor. [ 24 ] A continuación, el cliente espera a que el compositor libere el búfer (señalizado por un evento) si desea reutilizarlo para renderizar otro fotograma, o puede usar otro búfer para renderizar el nuevo fotograma y, cuando finaliza el renderizado, vincula este nuevo búfer a la superficie y confirma su contenido. [ 42 ] : 7 El procedimiento utilizado para el renderizado, incluyendo el número de búferes involucrados y su gestión, está completamente bajo el control del cliente. [ 42 ] : 7

Comparación con otros sistemas de ventanas

Diferencias entre Wayland y X

Hay varias diferencias entre Wayland y X con respecto al rendimiento, la mantenibilidad del código y la seguridad: [ 43 ]

Arquitectura
El gestor de composición es una característica adicional e independiente en X, mientras que Wayland fusiona el servidor de visualización y el compositor en una sola función. [ 44 ] [ 36 ] Además, incorpora algunas de las tareas del gestor de ventanas , que en X es un proceso independiente del lado del cliente. [ 45 ]
Composición
La composición es opcional en X, pero obligatoria en Wayland. En X, la composición es "activa"; es decir, el compositor debe obtener todos los datos de píxeles, lo que introduce latencia. En Wayland, la composición es "pasiva", lo que significa que el compositor recibe los datos de píxeles directamente de los clientes. [ 46 ] : 8–11
Representación
El propio servidor X es capaz de realizar el renderizado, aunque también se le puede indicar que muestre una ventana renderizada enviada por un cliente. En cambio, Wayland no expone ninguna API para el renderizado, sino que delega estas tareas a los clientes (incluido el renderizado de fuentes, widgets, etc.). [ 44 ] [ 36 ] Las decoraciones de ventana se renderizan en el lado del cliente (por ejemplo, mediante un kit de herramientas gráficas) o en el lado del servidor (por el compositor) con el protocolo opcional xdg-decoration , si el compositor decide implementar dicha funcionalidad. [ 47 ]
Seguridad
Wayland aísla la entrada y la salida de cada ventana, logrando confidencialidad, integridad y disponibilidad para ambas. El diseño original de X carecía de estas importantes características de seguridad, [ 12 ] [ 13 ] [ 14 ] aunque se han desarrollado algunas extensiones para intentar mitigarlo. [ 48 ] [ 49 ] [ 50 ] Además, con la gran mayoría del código ejecutándose en el cliente, se necesita menos código con privilegios de root , lo que mejora la seguridad, [ 12 ] aunque varias distribuciones populares de Linux ahora permiten que el servidor X se ejecute sin privilegios de root. [ 51 ] [ 52 ] [ 53 ] [ 54 ]
Redes de contactos
El sistema X Window es una arquitectura diseñada principalmente para funcionar en red. Wayland no ofrece transparencia de red por sí mismo; [ 15 ] sin embargo, un compositor puede implementar cualquier protocolo de escritorio remoto para lograr la visualización remota. Además, se están realizando investigaciones sobre la transmisión y compresión de imágenes en Wayland, lo que proporcionaría acceso remoto al búfer de fotogramas similar al de VNC . [ 22 ]

Compatibilidad con X

XWayland es un servidor X que se ejecuta como cliente Wayland y, por lo tanto, es capaz de mostrar aplicaciones cliente X11 nativas en un entorno de composición Wayland. [ 55 ] [ 56 ] Esto es similar a la forma en que XQuartz ejecuta aplicaciones X en el sistema de ventanas nativo de macOS . El objetivo de XWayland es facilitar la transición del Sistema de Ventanas X a entornos Wayland, proporcionando una forma de ejecutar aplicaciones no portadas mientras tanto. XWayland se incorporó a la versión 1.16 de X.Org Server . [ 57 ]

Los kits de herramientas de widgets como Qt 5 y GTK 3 pueden cambiar su backend gráfico en tiempo de ejecución, [ 58 ] lo que permite a los usuarios elegir en el momento de la carga si desean ejecutar la aplicación sobre X o sobre Wayland. Qt 5 proporciona la -platformopción de línea de comandos [ 59 ] para tal efecto, mientras que GTK 3 permite a los usuarios seleccionar el backend GDK deseado configurando la GDK_BACKENDvariable de entorno Unix . [ 58 ] [ 60 ]

Compositores de Wayland

Elementos típicos de una ventana . El protocolo Wayland no especifica qué software es responsable de renderizar la decoración de la ventana . [ 47 ]
Plasma 5.24.0 (febrero de 2022) en Wayland ( kwin_waylandcompositor) bajo Arch Linux

Los servidores de visualización que implementan el protocolo de servidor de visualización Wayland también se denominan compositores Wayland porque, además, realizan la función de un gestor de ventanas de composición .

Una biblioteca llamada wlroots es una implementación modular de Wayland que funciona como base para varios compositores. [ 61 ]

Algunos compositores de Wayland destacados son:

  • Weston : una implementación del equipo de desarrollo de Wayland. Para obtener más información sobre Weston, consulte a continuación. 
  • Enlightenment tenía soporte para Wayland desde la versión 0.20 [ 62 ]
  • KWin , el compositor Wayland predeterminado de KDE Plasma [ 63 ] , ha estado configurado por defecto en Wayland desde KDE Plasma 6.0. En Plasma 6.4, la compatibilidad de KWin con sesiones X11 se separó en una base de código independiente. [ 64 ] En Plasma 6.8, KDE ya no admitirá KWin-X11 .
  • Mutter , el compositor Wayland predeterminado de GNOME [ 65 ], deshabilitó la sesión X11 en tiempo de compilación en GNOME 49. El código de sesión X11 de Mutter se eliminó en GNOME 50.
  • labwc es un compositor Wayland apilable basado en wlroots inspirado en Openbox . Está diseñado como un compositor simple sin animaciones para sistemas que tal vez no sean lo suficientemente potentes como para ejecutar compositores con animaciones y efectos de escritorio. [ 66 ] Se utiliza como compositor predeterminado de Raspberry Pi OS . [ 67 ]
  • Sway : un compositor Wayland de mosaico, basado en wlroots; es un reemplazo directo para el gestor de ventanas i3 X11 . [ 68 ] [ 69 ] [ 70 ]
  • Hyprland : un compositor Wayland de mosaico escrito en C++ . Entre las características más destacadas de Hyprland se incluyen el mosaico dinámico, ventanas con pestañas y un renderizador personalizado que proporciona animaciones de ventana, esquinas redondeadas y desenfoque Dual-Kawase en ventanas transparentes. [ 71 ] [ 72 ] 
  • Woodland : un compositor de apilamiento de ventanas basado en wlroots para Wayland, escrito en C, inspirado en TinyWL y centrado en la simplicidad y la estabilidad. 
  • niri – un compositor Wayland con mosaico desplazable escrito en Rust . [ 73 ] 
  • Wayfire es un compositor Wayland apilado basado en wlroots con animaciones y efectos de escritorio inspirados en Compiz . [ 74 ]
  • Phoc, un compositor Wayland para dispositivos móviles como el PinePhone que utiliza la biblioteca wlroots. Se usa frecuentemente con el intérprete de comandos móvil Phosh . [ 75 ]
  • River : un compositor basado en wlroots escrito en Zig . Proporciona su propio protocolo para la gestión de ventanas; no realiza la gestión de ventanas por sí mismo. [ 76 ] 
  • xfwl4: un reemplazo planificado para xfwm de Xfce , escrito en Rust. [ 77 ]

Weston

Weston es un compositor Wayland desarrollado previamente como la implementación de referencia del protocolo por el proyecto Wayland. [ 78 ] [ 79 ] Está escrito en C y se publica bajo la licencia MIT .

Weston solo es compatible oficialmente con Linux debido a sus dependencias de características específicas del kernel, como la configuración del modo del kernel (KMS), el gestor de ejecución gráfica (GEM) y udev . En Linux, gestiona la entrada mediante evdev y la gestión del búfer mediante la gestión genérica del búfer (GBM). En 2013 se anunció un prototipo para FreeBSD. [ 80 ]

El compositor admite la protección de contenido digital de alto ancho de banda (HDCP) [ 81 ] y utiliza GEM para compartir búferes entre las aplicaciones y el compositor. Presenta una arquitectura de complementos con "capas" que proporcionan elementos como barras de acoplamiento y paneles. [ 22 ] Las aplicaciones son responsables de renderizar sus propias decoraciones de ventana.

Weston admite la renderización mediante OpenGL ES [ 82 ] o la biblioteca pixman para la renderización por software . [ 83 ] Se evita la pila completa de OpenGL para prevenir la incorporación de GLX y otras dependencias del sistema X Window . [ 84 ]

En 2013, un desarrollador de RealVNC propuso una interfaz de escritorio remoto para Weston . [ 85 ]

Maynard

Maynard (en enero de 2017)

Maynard es un shell gráfico y ha sido escrito como un complemento para Weston, al igual que GNOME Shell ha sido escrito como un complemento para Mutter . [ 86 ]

Raspberry Pi Holdings, en colaboración con Collabora, lanzó Maynard. [ 87 ] [ 88 ]

libinput

libinput se creó para consolidar la pila de entrada en varios compositores de Wayland.

El código de Weston para manejar dispositivos de entrada (teclados, punteros, pantallas táctiles, etc.) se separó en su propia biblioteca independiente, llamada libinput , cuyo soporte se integró por primera vez en Weston  1.5. [ 89 ] [ 90 ]

Libinput gestiona los dispositivos de entrada para múltiples compositores Wayland y también proporciona un controlador de entrada genérico para X.Org Server . Su objetivo es ofrecer una única implementación para múltiples compositores Wayland con una forma común de gestionar los eventos de entrada, minimizando al mismo tiempo la cantidad de código de entrada personalizado que los compositores deben incluir. Libinput proporciona detección de dispositivos (a través de udev ), gestión de dispositivos, procesamiento de eventos de dispositivos de entrada y abstracción. [ 91 ] [ 92 ]

La versión 1.0 de libinput sucedió a la versión 0.21 e incluyó soporte para tabletas, conjuntos de botones y gestos de panel táctil. Esta versión mantendrá una API/ABI estable. [ 93 ]

Como GNOME/GTK y KDE Frameworks 5 [ 94 ] han incorporado los cambios necesarios, Fedora 22 reemplazará los controladores evdev y Synaptics de X.Org con libinput. [ 95 ]

Con la versión 1.16, el servidor X.Org obtuvo soporte para la biblioteca libinput en forma de un envoltorio llamado xf86-input-libinput . [ 96 ] [ 97 ]

Módulo de seguridad Wayland

Wayland Security Module es una propuesta que se asemeja a la interfaz del módulo de seguridad de Linux que se encuentra en el kernel de Linux . [ 98 ]

Algunas aplicaciones (especialmente las relacionadas con la accesibilidad ) requieren capacidades privilegiadas que deberían funcionar en diferentes compositores de Wayland. Actualmente, las aplicaciones que utilizan Wayland generalmente no pueden realizar tareas delicadas, como tomar capturas de pantalla o inyectar eventos de entrada, sin pasar por xdg-desktop-portal u obtener acceso privilegiado al sistema. El modelo de seguridad impuesto por Wayland también crea problemas de posicionamiento del ratón al intentar escribir texto en muchos juegos. [ 99 ]

Wayland Security Module es una forma de delegar las decisiones de seguridad dentro del compositor a un motor de decisiones de seguridad centralizado. [ 98 ]

Adopción

El protocolo Wayland está diseñado para ser sencillo, de modo que sea necesario definir e implementar protocolos e interfaces adicionales para lograr un sistema de ventanas integral. Si bien muchos kits de herramientas gráficas ya son totalmente compatibles con Wayland, los desarrolladores de los intérpretes gráficos están colaborando con los desarrolladores de Wayland para crear las interfaces adicionales necesarias.

Distribuciones de Linux para escritorio

La mayoría de las principales distribuciones de Linux utilizan Wayland por defecto. Algunos ejemplos notables son:

  • Debian incluye Wayland como sesión predeterminada para GNOME desde la versión 10 (Buster) , publicada el 6 de julio de 2019. [ 100 ]
  • Fedora, a partir de la versión 25 (lanzada el 22 de noviembre de 2016), utiliza Wayland para la sesión de escritorio de GNOME Workstation Edition, con X.Org como alternativa si el controlador gráfico no admite Wayland. [ 101 ] Fedora utiliza Wayland como predeterminado para la sesión de KDE Plasma Edition a partir de la versión 34 (lanzada el 27 de abril de 2021). Ambas ediciones de Fedora dejaron de usar X.Org por defecto en Fedora 41 (lanzada el 29 de octubre de 2024). [ 102 ]
  • Manjaro incluye Wayland de forma predeterminada en la edición GNOME de Manjaro 20.2 (Nibia) (lanzada el 22 de noviembre de 2020). [ 103 ]
  • Raspberry Pi OS , una adaptación de Debian, ofrece la opción de usar Wayland desde la versión 11 (Bullseye) , lanzada el 3 de diciembre de 2021. Wayland se convirtió en la opción predeterminada en la versión 12 (Bookworm) , lanzada el 10 de octubre de 2023.
  • Red Hat Enterprise Linux incluye Wayland como sesión predeterminada en la versión 8, publicada el 7 de mayo de 2019. [ 104 ]
  • El modo de escritorio de Steam OS 3.7 pasó de Plasma 5.27 a KDE Plasma 6.2; sin embargo, en ese momento, Valve aún utilizaba por defecto la sesión X.Org. El modo de escritorio de Steam OS 3.8 pasó a KDE Plasma 6.4, y con esta versión de Steam OS, Valve cambió el modo de escritorio a la sesión Wayland por defecto. [ 105 ]
  • Ubuntu se envió con Wayland por defecto en Ubuntu 17.10 (Artful Aardvark). [ 106 ] Sin embargo, Ubuntu 18.04 LTS volvió a X.Org por defecto debido a varios problemas. [ 107 ] [ 108 ] Desde el lanzamiento de Ubuntu 21.04 en 2021, Wayland es nuevamente el predeterminado. [ 109 ] A partir de Ubuntu 25.10, debido a GNOME 49, la versión de GNOME utilizada en esa versión, la sesión de X.Org se deshabilitó en tiempo de compilación. Como la siguiente versión de GNOME, GNOME 50, vería la sesión de X.Org eliminada por completo, [ 110 ] y debido a que Ubuntu 26.04 es una versión LTS de Ubuntu, Ubuntu no volvió a habilitar la sesión de X.Org para permitir probar 25.10 solo con la sesión de Wayland en preparación para Ubuntu 26.04. [ 111 ] [ 112 ]
  • Slackware Linux incluyó Wayland el 20 de febrero de 2020 [ 113 ] para la versión de desarrollo, -current, que se convirtió en la versión 15.0 en 2022. Sin embargo, Wayland todavía no es la opción predeterminada. [ 114 ]

Soporte del kit de herramientas

Los conjuntos de herramientas compatibles con Wayland incluyen los siguientes:

  • La EFL cuenta con el apoyo total de Wayland, excepto en lo referente a la selección. [ 115 ]
  • GTK 3.20 tiene soporte completo para Wayland. [ 116 ]
  • Qt 5 ofrece compatibilidad total con Wayland y puede utilizarse para escribir tanto compositores como clientes de Wayland.
  • La compatibilidad con SDL para Wayland debutó con la versión 2.0.2 [ 117 ] y se habilitó de forma predeterminada desde la versión 2.0.4. [ 118 ]
  • GLFW 3.2 tiene soporte para Wayland. [ 119 ]
  • FreeGLUT tiene soporte inicial para Wayland. [ 120 ]
  • FLTK es compatible con Wayland desde la versión 1.4.0 (noviembre de 2024). [ 121 ]

Entornos de escritorio

Entre los entornos de escritorio que se han portado de X11 a Wayland se incluyen GNOME , [ 122 ] KDE Plasma [ 123 ] y Enlightenment . [ 124 ] Actualmente, Xfce también está desarrollando un compositor Wayland. [ 125 ]

  • GNOME 3.20 fue la primera versión en tener una sesión Wayland completa. [ 126 ] GNOME 3.22 incluyó soporte Wayland mucho mejorado en GTK, Mutter y GNOME Shell. [ 127 ] GNOME 3.24 envió soporte para los controladores propietarios de Nvidia bajo Wayland. [ 128 ] En GNOME 49, la sesión X.Org estaba deshabilitada por defecto y en GNOME 50, el soporte para la sesión X.Org se eliminó del código fuente. [ 110 ] Esto no elimina la capacidad de ejecutar aplicaciones X11 en la sesión Wayland de GNOME a través de XWayland .
  • KDE Plasma comenzó a admitir Wayland en la versión 5. [ 129 ] La versión 5.4 de Plasma fue la primera con una sesión Wayland completa. [ 130 ] En KDE Plasma 6.0, Wayland se convirtió en la sesión predeterminada, con X.Org disponible como sesión de reserva. [ 131 ] En KDE Plasma 6.4, KWin vio la sesión X.Org [ 64 ] En KDE Plasma 6.8, cuyo lanzamiento está programado para principios de 2027, KDE Plasma dejará de admitir la sesión X11. [ 132 ] Esto no elimina la capacidad de ejecutar aplicaciones X11 en la sesión Wayland de KDE Plasma a través de XWayland .
  • En noviembre de 2015, se anunció Enlightenment e20 con soporte completo para Wayland. [ 133 ] [ 62 ] [ 134 ]
  • En enero de 2026, Xfce anunció xfwl4 , el equivalente de Wayland de xfwm . xfwl4 se escribirá en Rust usando smithay, [ 125 ] el mismo conjunto de herramientas utilizado por COSMIC de System76 , utilizado en Pop!_OS desde la versión 24.04. A diferencia de GNOME y KDE Plasma, en abril de 2026, los desarrolladores de Xfce anunciaron que la sesión X11 no se descontinuaría ni se eliminaría mientras hubiera desarrolladores dispuestos a mantener xfwm.

Otro software

Otro software compatible con Wayland incluye lo siguiente:

  • Intelligent Input Bus está trabajando en la compatibilidad con Wayland, podría estar listo para Fedora 22. [ 135 ]
  • RealVNC publicó una vista previa para desarrolladores de Wayland en julio de 2014. [ 85 ] [ 136 ] [ 137 ]
  • wayvnc es un servidor VNC para compositores Wayland basados ​​en wlroots.
  • Maliit y el teclado Plasma de KDE son dos teclados virtuales utilizados como marco de método de entrada que se ejecutan bajo Wayland. [ 138 ] [ 139 ] [ 140 ] [ 141 ]
  • kmscon admite Wayland con wlterm. [ 142 ]
  • Mesa tiene soporte para Wayland integrado. [ 143 ]
  • Eclipse fue diseñado para ejecutarse en Wayland durante un proyecto GSoC en 2014. [ 144 ]
  • La interfaz del sistema de ventanas ( WSI ) de Vulkan es un conjunto de llamadas a la API que cumplen una función similar a la de EGL para OpenGL y OpenGL ES, o GLX para OpenGL en X11. Vulkan WSI incluye soporte para Wayland desde el primer día: VK_USE_PLATFORM_WAYLAND_KHR. Los clientes de Vulkan pueden ejecutarse en servidores Wayland sin modificar, como Weston, GENIVI LayerManager, Mutter/GNOME Shell, Enlightenment y otros. La WSI permite que las aplicaciones detecten las diferentes GPU del sistema y muestren los resultados de la renderización de la GPU en un sistema de ventanas. [ 145 ]
  • Waydroid (anteriormente llamado Anbox -Halium) es un contenedor para que las aplicaciones de Android se ejecuten en distribuciones de Linux que utilizan Wayland.

Hardware móvil e integrado

Weston se ejecuta en postmarketOS

El hardware móvil y embebido compatible con Wayland incluye lo siguiente:

Historia

Wayland utiliza renderizado directo sobre EGL.
Wayland utiliza la renderización directa sobre EGL .

Kristian Høgsberg, un desarrollador de gráficos Linux y X.Org que anteriormente trabajó en AIGLX y DRI2 , comenzó Wayland como un proyecto de tiempo libre en 2008 mientras trabajaba para Red Hat . [ 153 ] [ 154 ] [ 155 ] [ 156 ] Su objetivo declarado era un sistema en el que "cada fotograma sea perfecto, con lo que quiero decir que las aplicaciones podrán controlar la renderización lo suficiente como para que nunca veamos desgarro, retraso, redibujado o parpadeo". Høgsberg estaba conduciendo por la ciudad de Wayland, Massachusetts, cuando los conceptos subyacentes "cristalizaron", de ahí el nombre ( Weston y Maynard también son ciudades cercanas en la misma área, continuando la referencia). [ 155 ] [ 157 ] Otros desarrolladores prominentes iniciales para Wayland incluyen a Daniel Stone, Peter Hutterer y Pekka Paalanen.

En octubre de 2010, Wayland se convirtió en un proyecto de freedesktop.org . [ 158 ] [ 159 ] La lista de correo de desarrolladores se migró en ese momento a wayland-devel , que a partir de 2026 está alojada a través de GNU Mailman. [ 160 ]

Las bibliotecas de cliente y servidor de Wayland se publicaron inicialmente bajo la licencia MIT , [ 161 ] mientras que el compositor de referencia Weston y algunos clientes de ejemplo usaban la licencia pública general GNU versión 2. [ 162 ] Posteriormente , todo el código GPL se relicenciaba bajo la licencia MIT "para facilitar la transferencia de código entre la implementación de referencia y las bibliotecas reales". [ 163 ] En 2015 se descubrió que el texto de la licencia utilizado por Wayland era una versión ligeramente diferente y anterior de la licencia MIT, y el texto de la licencia se actualizó a la versión actual utilizada por el proyecto X.Org (conocida como licencia MIT Expat ). [ 7 ]

Wayland funciona con todos los controladores compatibles con Mesa con soporte para DRI2 [ 143 ] así como con los controladores de Android a través del proyecto Hybris . [ 164 ] [ 165 ] [ 166 ]

Comunicados

Véase también

Referencias

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