Pokrok, nebo zpětný chod ve vývoji grafických ovladačů a rozhraní (GUI) pro Linux.

Chytil jsem se xchaosovy nabídky [TeckaCZ] dokončit nějaký článek, na jehož dokončení sám nemá čas. Sám jsem fanouškem GNU/Linuxu a jiných obskurních operačních systémů, takže jsem si vybral právě téma nového X serveru pro GNU/Linux. Někdy budu psát GNU/Linux a někdy jen Linux podle toho jak se mi zachce, přestože souhlasím s názorem Richarda Stallmana [GNU/Linux nebo Linux], že se to má psát GNU/Linux.

Takže zpět k tématu. Různé zdroje [Slashdot], [Phoronix: Wayland], [ABClinuxu] přišly s "fantastickou" zprávou, že vzniká nový X server pro GNU/Linux. Pracovník Red Hatu začal psát nový X server s názvem Wayland. Jedná se o malý X server napsaný v C na zelené louce. Mládí projektu a nezatíženost starým kódem dokumentuje informace, že projekt zatím obsahuje jen něco málo přes 3000 řádků kódu. Jak se lze dočíst v odkazech [Phoronix: GEM], [Phoronix: KMS], [Kerneltrap: Kernel Graphic Subsystem] je Wayland postaven na moderních technologiích jako jsou "kernel mode setting" (KMS) a "graphics execution manager" (GEM).

Jaké jsou dnes tedy možnosti pro spuštění grafického režimu a GUI v Linuxu?!

Máme zde tradiční obludné X servery s vlastními ovladači všemožných grafických karet, se síťovou komunikací s klienty, s 3D akcelerací a mnoha dalšími fíčurami. Tyto programy z uživatelského prostoru přistupují k portům a paměti na grafické kartě například pomocí funkcí ioperm, iopl, takže kernel se nestará o grafický ovladač ani nastavení grafického režimu. Kernel pouze umožňuje, aby program v uživatelském prostoru mohl cvičit s hardware. Tradice říká, že Unixy, un*x-like systémy a tedy i GNU/Linux nemají grafické ovladače v jádře a o grafiku a grafické ovladače se stará X Window systém v uživatelském prostoru. Tak tomu bylo velmi dlouho, protože Unix kdysi vznikl bez grafického rozhraní a grafika se řešila později a vyřešilo se to tak, že se vytvořil samostatný X server mimo jádro. GNU/Linux už tento model jenom převzal.

X servery jsou ovšem rozsáhlý kusanec software pro malé embedded zařízení a tak vznikl další způsob práce s grafikou a tím se do jádra dostal i framebuffer, který umožňuje provozovat grafický režim s menší náročností a bez X serveru. Ovladače grafických karet jsou v tomto případě přímo v jádře a ke grafickému bufferu přistupují klienti přes zařízení /dev/fb0. Je to jednoduché, ale zároveň omezené na 2D grafiku bez 3D akcelerace. Samozřejmě existuje možnost provozování X serveru nad framebufferem, ale to je spíše nouzová varianta.

A teď se objevuje zmíněný Wayland a má to být nová moderní cesta pro linuxovou grafiku. Pro technické detaily odkazuji na odkazy.

A už se vzdalujeme od tématu k zábavnějším věcem. Já osobně jsem fanoušek modularizace a myslím si, že co opravdu nemusí být v jádře to má být v uživatelském prostoru. Grafické ovladače a grafický subsystém jsou podle mne prvním kandidátem co patří pryč z jádra. Dalšími kandidáty na to co se má vyhodit z jádra jsou souborové systémy, správa paměti, správa procesů.

Takže pochybuji o tom zda KMS a grafické ovladače v jádře jsou pokrok. Ale do Linuxu se dostane cokoliv co je technicky proveditelné a z pragmatického hlediska hned užitečné. Pokud se někdy podaří dokončit a rozšířit mezi lidi operační systém GNU/Hurd a já doufám, že se to nad mikrojádrem L4 povede, tak skvělou vlastností toho systému bude to, že grafický systém bude automaticky mimo jádro. Pak nastane čas na různé vtipné implementace grafických systémů.

Jen pro zajímavost, autor linuxového jádra Linus Torvalds kdysi řekl [Linus: Say no to drugs] : "Řekněte NE DROGÁM a máte naději, že neskončíte jako lidé kolem Hurdu". Já jsem pro legalizaci měkkých drog, takže jsem logicky i pro legalizaci a rozšíření GNU/Hurdu :-) A chci (grafické) ovladače pryč z jádra.

Kromě Linuxu, který doma používám na běžnou práci, se zajímám o experimentální a minoritní operační systém Plan 9 z Bellových laboratoří [Plan9]. Plan9 má ještě monolitický kernel s ovladačem grafiky v jádře, ale okenní systém Rio [Plan9: Rio] běží v uživatelské prostoru a je to skvělé GUI rozhraní, které je tak hnusné až je nádherné. GUI Rio se nedá co do grafických efektů srovnávat s KDE či Gnome, ale použitelnost je podle mého názoru větší i s jednoduššími prostředky. Programátoři mohou psát grafické programy jednak pomocí jednoduché C knihovny libdraw a nebo, a to je na tom nádherné, jenom třeba pomocí shellového skriptu a zapisováním do souboru /mnt/win. Tak lze vytvářet veškeré grafické rozhraní v programu, protože okenní systém Rio je fakticky file-server a to se projevuje tím, že nabízí pár souborů (např. /mnt/win) v souborovém systému kam lze zapisovat textové příkazy.

Portaci a přizpůsobení GUI Rio pro vznikající GNU/Hurd bych jednou velmi rád viděl. A snad se Rio dostane i do Linuxu až dospěje projekt Glendix [Glendix]. Jenom pro doplnění, Plan 9 vytvářeli v Bellových laboratořích staří otcové Unixu, kteří viděli chyby v návrhu Unixu a chtěli vytvořit něco lepšího a nezatíženého historií. Pěknou kapitolu o Plan 9 si přečtěte v knize Umění unixového programování od Erika Raymonda, jenž lituje že tak pěkně vymyšlený systém nemá žádnou budoucnost v hlavním proudu [Plan9's future?].

Nakonec už jenom malá zmínka o pokusu ze začátku 80. let, kdy Rob Pike navrhnul a sestrojil v Bellových laboratořích grafický terminál Blit pro Unix [BLIT], [BLIT: pdf]. Rob Pike se později velmi podílel na vzniku Plan9 a právě on má prsty v tom, jak vypadá GUI Rio. Podívejte se na video o Blitu [BLIT: video], pak se podívejte na screenshot GUI Rio [Plan9: Rio] a bude vám vše jasné.

[TeckaCZ] http://teckacz.cz/index.php?clanekid=686

[GNU/Linux nebo Linux] http://en.wikipedia.org/wiki/GNU/Linux_naming_controversy

[Slashdot] http://linux.slashdot.org/article.pl?sid=08/11/03/2217216&from=rss

[Phoronix: Wayland] http://www.phoronix.com/scan.php?page=article&item=xorg_wayland&num=1

[ABClinuxu] http://www.abclinuxu.cz/zpravicky/wayland-novy-lehky-x-server

[Phoronix: GEM] http://www.phoronix.com/scan.php?page=news_item&px=NjQ3Ng

[Phoronix: KMS] http://www.phoronix.com/scan.php?page=article&item=kernel_modesetting&num=1

[Kerneltrap: Kernel Graphic Subsystem] http://kerneltrap.org/node/8242

[Linus: Say no to drugs] http://groups.google.com/group/mlist.linux.kernel/msg/b8e066481248b875

[Plan9] http://plan9.bell-labs.com/plan9/

[Plan9: Rio] http://plan9.bell-labs.com/plan9/img/screenshot.gif

[Glendix] http://glendix.org/

[Plan9's future?] http://www.faqs.org/docs/artu/plan9.html

[BLIT] http://en.wikipedia.org/wiki/Blit_(computer_terminal)

[BLIT: pdf] http://citeseerx.ist.psu.edu/viewdoc/download;jsessionid=60190079ADC370F021734616063652DA?doi=10.1.1.36.2871&rep=rep1&type=pdf

[BLIT: video] http://www.youtube.com/watch?v=waTL1abCm9I