Capítulo 5. El sistema X Window

X no es el primer sistema de ventanas escrito para UNIX® pero es el más popular de todos ellos. El equipo original que desarrolló X trabajó en otro sistema de ventanas antes de escribir X. Ese sistema se llamó «W» (de «Window» que significa ventana en inglés). X era solo la siguiente letra en el alfabeto Romano.

X se puede llamar «X» «X Window System», «X11» y de otras formas. También puede usar el término «X Windows» para describir X11 si lo que quiere es ofender a algunas personas; si quiere saber más sobre esto consulte X(7).

X fue diseñado desde el principio pensando en redes y adoptó un modelo «cliente-servidor».

En el modelo de X el «servidor X» se ejecuta en la máquina que tiene el teclado, monitor y ratón. El servidor es responsable de manejar la pantalla, la entrada de datos a través del teclado, el ratón, etc. Cada aplicación X (como una XTerm o getenv(3)) es un «cliente». Un cliente manda mensajes al servidor como «Por favor dibuja una ventana en estas coordenadas» y el servidor devuelve mensajes como «El usuario ha pulsado el botón OK».

Sí solo hay un ordenador involucrado, como en una casa o una pequeña oficina, el servidor X y los clientes X seguramente se ejecutarán en el mismo sistema. Sin embargo, es perfectamente posible ejecutar el servidor X en un sistema de escritorio menos potente y ejecutar las aplicaciones X (los clientes) en, por ejemplo, la potente y cara máquina que sirve la oficina. En este panorama la comunicación entre el cliente X y el servidor tiene lugar a través de la red.

Esto confunde a algunas personas, porque la terminología es exactamente opuesta a lo que ellos esperan. Ellos esperan que el «servidor X» sea la máquina grande que hay en el sótano y que el «cliente X» sea la máquina de su mesa.

Es importante que recuerde que el servidor X es la máquina con el monitor y el teclado y que los clientes X son los programas que muestran las ventanas.

No hay nada en el protocolo que obligue a que el cliente y el servidor tengan que usar el mismo sistema operativo o incluso que estén en el mismo sistema. Es posible ejecutar un servidor X en Microsoft® Windows® o en el Mac OS® de Apple; de hecho hay varias aplicaciones libres y comerciales que hacen exactamente eso.

A partir de FreeBSD 5.3-RELEASE, el servidor X que se instala con FreeBSD es Xorg, que es libre y se distribuye bajo una licencia muy similar a la de FreeBSD. También hay servidores X comerciales para FreeBSD.

La filosofía de diseño de X es más parecida a la de UNIX®: «herramientas, no normas». Esto significa que X no impone cómo debe hacerse una tarea. En lugar de eso proporciona herramientas al usuario y es responsabilidad suya decidir qué hacer con ellas.

Esta filosofía se extiende a X; no impone como deben verse las ventanas en la pantalla, cómo moverlas con el ratón, qué teclas deberían usarse para moverse entre ventanas (por ejemplo Alt+Tab, en Microsoft® Windows®), cómo deben ser las barras de título en cada ventana, si tienen o no botón de cierre, etc.

En lugar de eso X delega esta responsabilidad en una aplicación llamada «gestor de ventanas». Hay docenas de gestores de ventanas disponibles para X: AfterStep, Blackbox, ctwm, Enlightenment, fvwm, Sawfish, twm, Window Maker, etc. Cada uno de estos gestores de ventanas tiene un aspecto diferente; algunos soportan «escritorios virtuales»; otros permiten personalizar las teclas para manejar el escritorio; otros tienen un botón de «Inicio» o algo similar; otros tienen «diseños modificables», permitiendo un cambio completo del aspecto mediante un nuevo diseño. Estos gestores de ventanas, y muchos otros, están en la categoría x11-wm de los ports.

Además, los entornos de escritorio KDE y GNOME tienen sus propios gestores de ventanas integrados con el escritorio.

Cada gestor de ventanas tiene diferentes mecanismos de configuración; en algunos debe escribir el fichero de configuración a mano, otros tienen herramientas gráficas para la mayor parte de la configuración; y al menos uno (Sawfish) tiene un fichero de configuración escrito en un dialecto del lenguaje Lisp.

La idea de X de hacer herramientas en vez de normas y se extiende a los «widgets» que se ven en la pantalla de cada aplicación.

«Widget» es un término que abarca todos los objetos en el interfaz de usuario que pueden pulsarse con el ratón manipularse de alguna manera: botones, «check boxes», listas, etc. Microsoft® Windows® los llama «controles».

Microsoft® Windows® y Mac OS® de Apple tienen una política de «widgets» muy rígida. Se supone que los desarrolladores de aplicaciones comparten el aspecto. En X no se consideró imponer un estilo gráfico o un conjunto de «widgets» al que adherirse.

Como resultado no se puede esperar que las aplicaciones de X tengan un aspecto homogéneo. Hay varios conjuntos de «widgets» y variaciones muy populares como el «widget» Athena creado en el MIT, Motif® (donde los «widgets» de Microsoft® Windows® fueron modelados, con todos los bordes biselados y tres tonos de gris), OpenLook, y otros.

Las aplicaciones más modernas de X usan un conjunto de «widgets» con mejor aspecto, o Qt, utilizado por KDE, o GTK+, que usa el proyecto GNOME. Se intenta que el aspecto del escritorio de UNIX® sea parecido, lo que hace la vida más fácil al usuario novato.

Antes de configurar X11 necesitará la siguiente información sobre el sistema:

X11 usa las especificaciones del monitor para determinar la resolución y la frecuencia de refresco a la que funcionará. Estas especificaciones se pueden encontrar normalmente en la documentación que viene con el monitor o en la web del fabricante. Se necesitan dos rangos de números: la frecuencia de refresco horizontal y la vertical.

El chipset de la tarjeta de vídeo define qué controlador utilizará X11 para comunicarse con el hardware gráfico. Con la mayoría de chipsets es posible detectarlo automáticamente pero es útil saberlo en caso de que la detección automática no funcione.

La memoria de la tarjeta gráfica determina la resolución y la profundidad de color a la que el sistema funcionará. Es importante saberlo para que el usuario conozca las limitaciones del sistema.

A partir de la versión 7.3 Xorg puede funcionar sin utilizar fichero de configuración; basta con teclear en el prompt:

Si no funciona, o si la configuración por omisión no es aceptable, hay que configurar X11 a mano.

La configuración de X11 es un proceso que consta de múltiples pasos. El primero es generar un fichero inicial de configuración. Como superusuario teclee:

Esto generará un fichero de configuración bastante esquemático pero completo en /root llamado xorg.conf.new (si ha utilizado su(1) o ha entrado directamente como superusuario afectará al valor que tenga la variable de directorio $HOME). X11 intentará probar el hardware gráfico del sistema y escribir un fichero de configuración en el que registrar los controladores de dispositivo adecuados para hacer funcionar el harware que haya detectado.

El siguiente paso es probar el fichero generado para verificar si Xorg puede funcionar con el hardware gráfico del sistema. Para ello teclee:

Si aparece una rejilla negra y gris junto con el cursor del ratón con forma de X es que la configuración ha tenido éxito. Para salir de la prueba pulse simultáneamente Ctrl+Alt+Retroceso.

Después modifique el fichero xorg.conf.new a su gusto. Abra el fichero con un editor de texto (como emacs(1) o ee(1)). Primero añada las frecuencias del monitor. Estas suelen estar expresadas en frecuencia de refresco horizontal y vertical. Estos valores se añaden al fichero xorg.conf.new en la sección "Monitor":

Las palabras HorizSync y VertRefresh podrían no existir en el fichero de configuración. Si no existen es necesario añadirlas con la frecuencia horizontal correcta puesta después de la palabra HorizSync y la frecuencia vertical correcta después de la palabra VertRefresh. En el ejemplo anterior se pusieron las frecuencias del monitor.

X permite usar las características DPMS (Energy Star) con los monitores que lo soportan. El programa xset(1) controla el «timeout», y puede forzar los modos «standby», suspendido o apagado. Si desea habilitar las características DPMS para su monitor tendrá que añadir la siguiente línea en la sección monitor:

Agrege a su xorg.conf.new la resolución por omisión y la profundidad de color deseada. Esto se define en la sección "Screen":

La palabra DefaultDepth describe la profundidad de color a la que arrancará por omisión. Esto puede sobrescribirse con el argumento -bpp de Xorg(1) (o XFree86(1)). La palabra Modes describe la resolución a la que funcionará para esa profundidad de color. Observe que sólo los modos estándar VESA están soportados por el hardware gráfico. En el ejemplo anterior la profundidad de color es 24 bits por pixel. En esta profundidad de color la resolución aceptada es 1024 por 768 pixels.

Para acabar guarde el fichero de configuración y pruébelo usando el modo de prueba descrito anteriormente

Si todo ha ido bien ha llegado el momento de ubicar el fichero de configuración donde Xorg(1) pueda encontrarlo. Puede dejarlo en /etc/X11/xorg.conf o /usr/local/etc/X11/xorg.conf.

El proceso de configuración de X11 ha concluido. Arranque Xorg mediante startx(1). Puede también arrancar el servidor X11 utilizando xdm(1).

Los tipos que X11 incluye por omisión no son precisamente ideales para las aplicaciones típicas. Los tipos grandes para presentaciones aparecen dentados y con un aspecto poco profesional, mientras que los tipos pequeños en getenv(3) son prácticamente ilegibles. Sin embargo hay varios tipos de letra libres Type1 de alta calidad (PostScript®) que se pueden usar con X11. Por ejemplo los tipos URW (x11-fonts/urwfonts) incluyen una versión de alta calidad de los tipos estándar Type 1 (Times Roman™, (Helvetica™, (Palatino™, y muchas otras). Las Freefonts (x11-fonts/freefonts ) incluyen muchas más pero la mayoría están pensadas para usarse con software gráfico como el Gimp y no son lo bastante completos para usarse como tipos de pantalla. Además X11 se puede configurar para usar tipos TrueType® con un esfuerzo mínimo. Para más detalles sobre esto consulte la página del manual X(7) o la sección de tipos TrueType®.

Para instalar los tipos Type1 desde los ports ejecute las siguientes órdenes:

Proceda del mismo modo con los FreeFonts o cualesquiera otras. Para que el servidor X las detecte añada la siguiente línea al fichero de configuración de X (/etc/X11/xorg.conf:

o bien desde una emulación de terminal durante una sesión X ejecute

Esto funcionará hasta que la sesión X se cierre a menos que lo añada a su fichero de inicio (~/.xinitrc en el caso de una sesión startx normal o ~/.xsession si hace login desde un gestor gráfico como XDM). Una tercera forma sería usando el nuevo fichero /usr/X11R6/etc/fonts/local.conf: consulte la sección de anti-aliasing.

Xorg se diseñó pensando en que utilizara tipos TrueType®. Hay dos módulos diferentes que pueden habilitar esta opción. El módulo freetype se usa en en este ejemplo porque es más consistente con el resto de «back-ends» de representación. Para habilitar el módulo freetype debe añadir la siguiente línea a la sección "Module" del fichero /etc/X11/xorg.conf.

Ahora haga un directorio para los tipos TrueType® (por ejemplo /usr/X11R6/lib/X11/fonts/TrueType) y copie todos los tipos TrueType® en este directorio. Recuerde que los tipos TrueType® no se pueden coger directamente de un Macintosh®; tienen que estar en formato UNIX®/MS-DOS®/Windows® para usarlas con X11. Una vez que los ficheros se hayan copiado en este directorio use ttmkfdir para crear un fichero fonts.dir, para que el representador de tipos de X sepa que se han instalado estos ficheros nuevos. ttmkfdir forma parte de la Colección de Ports de FreeBSD: x11-fonts/ttmkfdir.

Ahora añada el directorio TrueType® a la ruta de tipos. Esto es igual que lo anteriormente descrito sobre los tipos Type1. Ejecute:

o añada una línea FontPath en su /etc/X11/xorg.conf.

Esto es todo. Ahora getenv(3), Gimp, StarOffice™ y el resto de aplicaciones X debieran reconocer los tipos TrueType® instalados. Los tipos muy pequeños (como el texto en una pantalla con alta resolución viendo una página web) y los tipos muy grandes (Dentro de StarOffice™) se verán muchísimo mejor ahora.

Los «tipos anti-aliasing» han estado en X11 desde XFree86™ 4.0.2. Aunque la configuración de los tipos era incómoda antes de XFree86™ 4.3.0. A partir de XFree86™ 4.3.0 todos los tipos de X11 que se encuentren en /usr/local/lib/X11/fonts/ y ~/.fonts/ están disponibles automáticamente para aplicaciones que soporten Xft. No todas las aplicaciones soportan Xft pero muchas ya tienen soporte Xft. Ejemplos de aplicaciones que lo soportan son Qt 2.3 o superior (el «toolkit» del escritorio KDE), GTK+ 2.0 o superior (el «toolkit» del escritorio GNOME ) y Mozilla 1.2 o superior.

Para controlar qué tipos «anti-aliasing» o configurar las propiedades «anti-aliasing» crée (o edite, si ya existe) el fichero /usr/local/etc/fonts/local.conf. Se pueden modificar diversas opciones avanzadas del sistema de tipos Xft usando este fichero; esta sección describe solo algunas posibilidades simples. Para más detalles consulte fonts-conf(5).

Este fichero tiene que estar en formato XML. Preste especial atención a las mayúsculas y minúsculas y asegúrese de que las etiquetas están cerradas correctamente. El fichero empieza con la típica cabecera XML seguida de una definición DOCTYPE y después la etiqueta <fontconfig>:

Como se ha dicho antes todos los tipos en /usr/local/lib/X11/fonts/ y en ~/.fonts/ están ya disponibles para las aplicaciones que soporten Xft. Si usted desea añadir otro directorio además de estos dos árboles de directorios añada una línea similar a esta en el fichero /usr/local/etc/fonts/local.conf:

Después de añadir los nuevos tipos, y en especial los nuevos directorios de tipos, debe ejecutar la siguiente orden para reconstruir la caché de tipos:

Los «tipos anti-aliasing» hacen los bordes ligeramente borrosos, lo que hace que el texto muy pequeño sea más legible y elimina los escalones del texto grande pero puede causar fatiga visual aplicada al texto normal. Para excluir los tipos de menos de 14 puntos del «anti-aliasing» incluya las siguientes líneas:

El espacio entre algunos tipos también podría ser inapropiado con «anti-aliasing», por ejemplo en el caso de KDE. Una posible solución para esto es forzar que el espacio entre los tipos sea 100. Añada las siguientes líneas:

(Esto selecciona los otros nombres comunes para «tipos fixed» como "mono"); añada también lo siguiente:

Algunos tipos, como Helvetica, podrían tener problemas con «anti-aliasing». Normalmente esto se manifiesta en tipos que parecen cortados verticalmente por la mitad. En el peor de los casos podría causar que el funcionamiento de aplicaciones como Mozilla se interrumpiese. Para evitar esto puede añadir lo siguiente a local.conf:

Una vez que haya terminado de editar local.conf asegúrese de que el fichero termina con la etiqueta </fontconfig>. Si no lo hace los cambios que haya hecho serán ignorados.

Los tipos por omisión que vienen con X11 no son los ideales para «anti-aliasing». Puede encontrar otros mucho mejores en el port x11-fonts/bitstream-vera. Este port instalará el fichero /usr/local/etc/fonts/local.conf si aun no se ha creado. Si el fichero existe el port creara el fichero /usr/local/etc/fonts/local.conf-vera. Combine el contenido de este fichero con /usr/local/etc/fonts/local.conf y los tipos Bitstream reemplazarán automáticamente los tipos por defecto por X11 Serif, Sans Serif y Monospaced.

Por si esto fuera poco los usuarios pueden añadir sus propios ajustes mediante sus ficheros personales .fonts.conf. Los usuarios que deseen hacerlo deberán crear un fichero ~/.fonts.conf. Este fichero tiene que estar también en formato XML.

Un último punto: con pantallas LCD sería deseable un muestreo de subpixel, que consiste en configurar los componentes (separados horizontalmente) rojo, verde y azul para mejorar la resolución horizontal; los resultados pueden ser impresionantes. Para habilitarlo añada la siguiente línea a local.conf:

Una vez concluido el proceso «anti-aliasing» se debería activar la próxima vez que arranque X, aunque los programas necesitan saber como utilizarlo. En este momento el «toolkit» Qt es capaz de hacerlo, así que KDE entero puede usar «tipos anti-aliasing». GTK+ y GNOME también pueden usar «tipos anti-aliasing» mediante el «applet» «Font» (consulte Tipos «Anti-aliased» en GNOME para más detalle). Por omisión Mozilla 1.2 y versiones siguientes usarán automáticamente «tipos anti-aliasing». Para deshabilitarlos recompile Mozilla usando el parámetro -DWITHOUT_XFT.

El gestor de pantalla X (XDM) es una parte opcional del sistema X Window que se usa para la gestión de sesiones. Esto es útil en diferentes situaciones, como «Terminales X» con escritorios mínimos y grandes servidores de red. Como X Window System es independiente del protocolo y de la red hay muchas configuraciones posibles para ejecutar clientes y servidores X en diferentes equipos conectados a una red. XDM dispone de un interfaz gráfico para elegir a qué pantalla se quiere conectar y pedir la información de autentificación como el nombre de usuario y le contraseña.

XDM ac6túa como proveedor de la misma funcionalidad que getty(8) (consulte Configuración para más detalles). Esto quiere decir que se encarga de las entradas al sistema en la pantalla a la que está conectado y arranca el gestor de sesiones para que lo utilice el usuario (normalmente un gestor de ventanas X). XDM espera a que el programa termine, envía la señal de que el usuario ha terminado y que se le debería desconectar de la pantalla. En este punto XDM puede mostrar las pantallas de entrada al sistema y de selección de pantalla para que el siguiente usuario intente acceder al sistema.

El dæmon XDM está en /usr/local/bin/xdm. Este programa se puede arrancar en cualquier momento como root y empezará a gestionar la pantalla X en la máquina local. Si se quiere que XDM arranque cada vez que la máquina se encienda puede hacerlo añadiendo una entrada a /etc/ttys. Para más información sobre el formato y uso de este fichero consulte la Agregando una entrada a /etc/ttys. Por omisión hay una línea en /etc/ttys que permite arrancar el dæmon XDM en una terminal virtual:

Por omisión esta entrada está deshabilitada; para habilitarla cambie el campo 5 de off a on y reinicie init(8) usando los pasos descritos en la Forzar init a que relea /etc/ttys. El primer campo es el nombre de la terminal que que gestiona el programa, ttyv8. Es decir, XDM empezará a ejecutarse en la terminal virtual número 9.

El directorio de configuración de XDM está en /usr/local/lib/X11/xdm. En este directorio hay varios ficheros que se usan para intervenir en el comportamiento y la apariencia de XDM. Normalmente tendrá estos ficheros:

En este directorio también hay unos cuantos programas y «scripts» que se usan para arrancar el escritorio cuando XDM se está ejecutando. El objetivo de cada uno de estos ficheros será descrito brevemente. La sintaxis exacta y el uso de todos estos ficheros se describe en xdm(1).

La configuración por omisión es una simple ventana rectangular de acceso al sistema con el nombre de la máquina en la parte superior en un tipo de letra grande y unos campos para que introduzca«Login:» y «Password:» debajo. Este es un buen punto de partida para aprender a cambiar el aspecto de las pantallas de XDM.

Para que otros clientes puedan conectar al servidor de pantalla edite las reglas de acceso y habilite la escucha en la conexión. Por omisión se aplican restricciones. Si quiere que XDM escuche conexiones comente la siguiente línea en el fichero xdm-config:

y después reinicie XDM. Recuerde que los comentarios en los ficheros de opciones por defecto comienzan con el carácter«!» en vez del típico «\#». Puede aplicar controles más restrictivos. Consulte las opciones de ejemplo en Xaccess y la página de manual de xdm(1).

Hay algunas alternativas al programa por defecto XDM. Una de ellas, kdm (que se incluye con KDE) se describe más adelante en este capítulo. kdm ofrece muchas ventajas visuales y funcionalidad para permitir a los usuarios elegir su gestor de ventanas en el momento del acceso al sistema.

Una vez KDE está instalado en el sistema la mayoría de las cosas se pueden ir descubriendo utilizando las páginas de ayuda o sencillamente a golpe de ratón en los diversos menús. Los usuarios de Windows® y Mac® se sentiráan como en casa.

La mejor referencia para KDE es la documentación «on-line». KDE incluye su propio navegador, Konqueror, docenas de útiles aplicaciones y una extensa documentación. El resto de esta sección trata sobre cuestiones técnicas que son difíciles de aprender mediante una exploración al azar.