Глава 6. Wayland

Wayland представляет собой новый сервер дисплеев, однако он отличается от Xorg в нескольких важных аспектах. Во-первых, Wayland является всего лишь протоколом, который выступает в качестве промежуточного слоя между клиентами и использует для этого альтернативный механизм, исключающий зависимость от X-сервера. Xorg включает как протокол X11, используемый для управления удалёнными дисплеями, так и X-сервер, который будет принимать соединения и отображать окна. В случае Wayland композитный менеджер или оконный менеджер вместо традиционного X-сервера предоставляет сервер дисплея.

Так как Wayland не является X-сервером, то традиционные подключения к экранам X будут требовать использования других методов, таких, как VNC или RDP, для управления удалёнными рабочими столами. Во-вторых, Wayland может управлять композитными соединениями между клиентами и композитным менеджером как отдельной сущностью, которой не нужно поддерживать протоколы X.

Wayland относительно нов, и не всё программное обеспечение обновлено для работы без дополнительной поддержки Xwayland. Так как Wayland не обеспечивает функцию X-сервера и ожидает, что эту поддержку обеспечивают композитные менеджеры, то оконным менеджерам X11, которые ещё не поддерживают Wayland, будет требоваться запуск Xwayland без параметра -rootless. При исключении параметра -rootless обеспечивается поддержка оконного менеджера X11.

В настоящее время большое количество программного обеспечения, включая Firefox, будет работать с Wayland с минимальными проблемами. Также доступно несколько оболочек рабочего стола, таких, как замена Compiz Fusion, известная как Wayfire, а также Sway, замена для оконного менеджера i3.

Чтобы использовать функциональность определения клавиатурных комбинаций в композитных менеджерах, ядро системы должно поддерживать драйвер evdev(4). По умолчанию он включён в ядро GENERIC, однако, если оно было кастомизировано и поддержка evdev(4) была исключена, то будет требоваться загрузка модуля ядра evdev(4). Кроме того, пользователи Wayland должны быть членами группы video. Для того, чтобы быстро выполнить это изменение, воспользуйтесь командой pw:

Установка Wayland проста; нет ничего сложного в собственно настройке протокола. Основной объём действий будет зависеть от выбранного композитного менеджера. Приступим к установке seatd прямо сейчас и пропустим один шаг, являющийся частью установки и настройки композитного менеджера, так как для работы seatd необходимо предоставить пользовательский доступ к определённым устройствам.

Все композитные менеджеры, описанные здесь, должны работать с драйверами с открытым кодом graphics/drm-kmod; однако графические адаптеры NVidia могут иметь проблемы при использовании проприетарных драйверов. Начнём с установки следующих пакетов:

Как только протокол и поддерживающие пакеты будут установлены, композитный менеджер должен создать пользовательский интерфейс. В следующих разделах будут рассмотрены несколько композитных менеджеров. Всем композитным менеджерам, использующим Wayland, для работы потребуется каталог, заданный в переменной окружения, что может быть выполнено следующей командой интерпретатора командной строки bourne shell:

Важно отметить, что большинство композитных менеджеров будут выполнять поиск конфигурационных файлов в каталоге XDG_RUNTIME_DIR. В показываемых здесь примерах будет использоваться параметр для указания конфигурационного файла в ~/.config, чтобы разделить хранение временных и конфигурационных файлов. Для каждого композитного менеджера рекомендуется настроить алиас для загрузки соответствующего конфигурационного файла.

Даемон seatd помогает композитным менеджерам управлять доступом к совместно используемым системным устройствам, в том числе графическим адаптерам, для непривилегированных пользователей. Для традиционных менеджеров X11, таких как Plasma и GNOME, необходимости в seatd нет, однако для композитных менеджеров Wayland, обсуждаемых здесь, его необходимо будет активировать на уровне системы, и он должен быть запущен до начала работы в окружении композитного менеджера. Для активации и запуска даемона seatd прямо сейчас, а также на этапе инициализации системы:

После этого для получения GUI необходимо будет установить композитный менеджер, который похож на оболочку X11. Здесь рассматриваются три из них, а также базовые параметры настройки, настройки блокировки экрана и рекомендации по получению дополнительной информации.

Wayfire является композитным менеджером, нацеленным на простоту и широкие возможности настройки. Доступно несколько функций, и он возвращает несколько элементов из ранее выпущенной графической оболочки Compiz Fusion. Все его компоненты на современном оборудовании выглядят прекрасно. Для запуска и работы Wayfire начните с установки требуемых пакетов:

Пакет alacritty представляет собой эмулятор терминала. Однако он не совсем обязателен, так как другие эмуляторы терминала, такие как kitty и Terminal из XFCE-4, были протестированы и проверены на предмет работоспособности под управлением композитного менеджера Wayfire. Настройка Wayfire относительно проста; он использует файл, который нужно адаптировать при проведении любых настроек. Для начала скопируйте файл с примером в каталог с настройками среды исполнения, а затем отредактируйте его:

Значения по умолчания должны удовлетворить большинство пользователей. Внутри конфигурационного файла уже настроены такие пункты, как знаменитый cube, и имеются инструкции, помогающие с доступными настройками. Несколько ключевых настроек включают в себя:

В этом примере из конфигурационного файла подразумевается работа монитора в указанном режиме с указанной частотой в герцах. К примеру, режим должен задаваться как widthxheight@refresh_rate. Параметр position указывает на выдачу в заданную точку экрана. Значения по умолчанию должно подойти большинству пользователей. Наконец, параметр transform определяет преобразование фона, а scale будет масштабировать выдачу с заданным коэффициентом. Значения по умолчанию для этих параметров должно подойти большинству пользователей; для получения дополнительной информации обратитесь к документации.

Как отмечалось, Wayland является новой технологией, и ещё не все приложения работают с этим протоколом. На данный момент sddm, видимо, не поддерживает запуск и управление композитными менеджерами в Wayland. Вместо него в этих примерах использовалась утилита swaylock. Конфигурационный файл содержит параметры для запуска swayidle и swaylock для режимов простоя и блокировки экрана.

Параметр, который служит для определения действия, выполняемого тогда, когда система находится в режиме простоя, задаётся следующим образом:

А таймаут для блокировки определяется при помощи следующих строк:

Первый параметр заблокирует экран по истечении 300 секунд, а после ещё 300 экран выключится в соответствии с опцией dpms_timeout.

И, наконец, следует описать клавишу <super>. В большинстве конфигураций используется этот параметр, и он соответствует обычной клавише Windows на клавиатуре. Эта клавиша присутствует на большинстве клавиатур; в случае её отсутствия она должна быть переопределена в этом конфигурационном файле. К примеру, чтобы блокировать экран, нажмите и удерживайте клавишу super, клавишу shift и нажмите escape. Если определения не были изменены, это приведёт к вызову приложения swaylock. В соответствии с настройками по умолчанию swaylock будет демонстрировать серый экран; однако приложение имеет массу настроек и хорошо документировано. Кроме того, так как установливалась версия swaylock-effects, имеется несколько доступных опций, таких как эффект размытия, который можно увидеть при помощи следующей команды:

Имеется также параметр --clock, который на экране блокировки будет отображать часы с датой и временем. При установке пакета x11/swaylock-effects также была установлена используемая по умолчанию конфигурация pam.d. В ней заданы параметры, которые должны подойти большинству пользователей. Имеются и более сложные опции; обратитесь к документации по PAM для получения дополнительной информации.

Подошло время протестировать Wayfire и посмотреть, сможет ли он запуститься на системе. Просто наберите следующую команду:

Композитный менеджер должен запуститься и отобразить фоновое изображение с полоской меню вверху экрана. Wayfire попытается выдать список установленных совместимых приложений для оболочки рабочего стола и представить их в этом выпадающем меню; к примеру, если установлен файловый менеджер XFCE-4, то он отобразится в этом выпадающем меню. Если какое-то конкретное приложение совместимо и имеет определённую ценность для назначения комбинации клавиш для его вызова, то это может быть сделано определением клавиатурной последовательности при помощи конфгурационного файла wayfire.ini. В Wayfire также имеется инструмент настройки под названием Wayfire Config Manager. Он имеется в выпадающем меню, но также может быть запущен из терминала выдачей следующей команды:

В этом приложении могут быть активированы, отключены или настроены различные конфигурационные параметры Wayfire, включая специальные эффекты. Кроме того, для организации более удобного пользовательского интерфейса в конфигурационном файле могут быть активированы менеджер фоновых изображений, панель и инструмент запуска приложений.

Наконец, диспетчер задач, используемый по умолчанию и указанный в файле wayfire.ini, является пакетом x11/wf-shell, и может быть заменён другими панелями, если этого захочет пользователь.

Композитный менеджер Hikari использует несколько концепций, направленных на организацию работы, таких как листы, рабочие пространства и так далее. В этом смысле он подобен панельному оконному менеджеру. Если описывать подробнее, то работа композитного менеджера начинается с одного рабочего простанства, что похоже на виртуальные рабочие столы. Hikari использует одно рабочее пространство или виртуальный рабочий стол для взаиодействия с пользователем. Рабочее пространство состоит из нескольких ракурсов, которые являются рабочими окнами в композитном менеджере, сгруппированными в виде листов или групп. Как листы, так и группы формируются из набора ракурсов; повторимся, что это окна, которые группируются вместе. При переключении между листами или группами активный лист или группа становится рабочим пространством. Страница справки содержит больше подробностей о функциях каждого объекта, однако для целей этого документа просто считайте, что одно рабочее пространство использует один лист. Установка Hikari состоит из одного пакета, x11-wm/hikari, и эмулятора терминала alacritty:

Hikari использует конфигурационный файл hikari.conf, который может быть размещён в XDG_RUNTIME_DIR либо указан при запуске при помощи параметра -c. Конфигурационный файл автозапуска не является обязательным, однако может несколько упростить миграцию на этот композитный менеджер. Настройка начинается с создания конфигурационного каталога Hikari и копирования в него конфигурационного файла для редактирования:

Настройка структурирована в несколько различных разделов, таких как ui, outputs, layouts и так далее. Для большинства пользователей значения по умолчанию будут работать достаточно хорошо; однако понадобится сделать несколько важных изменений. К примеру, переменная $TERMINAL в пользовательском окружении обычно не задаётся. Изменение этой переменной или корректировка файла hikari.conf таким образом:

Приведёт к запуску терминала alacritty при нажатии привязанной клавиатурной комбинации. Проходя по конфигурационному файлу, следует отметить, что заглавные буквы используются для обозначения клавиш для пользователя. К примеру, клавиша L, используемая для запуска терминала по нажатию L+Return, на самом деле является ранее обсуждённой супер клавишей, или клавишей с логотипом Windows. Таким образом, при настройках по умолчанию удержание клавиши L/super/Windows и нажатие Enter откроет заданный эмулятор терминала. Переопределение других клавиш для запуска приложений требует создания определений для действий. Для этого действие должно быть указано в разделе с действиями, к примеру:

После этого действие может быть назначено в разделе keyboard, который определён внутри раздела bindings:

После перезапуска Hikari удерживание клавиши с логотипом Windows и нажатие клавиши b запустит веб-браузер. У этого композитного менеджера отсутствует полоска меню, и пользователям рекомендуется как минимум настроить эмулятор терминала перед миграцией. Страница справки содержит большой объём документации, с которой необходимо ознакомиться перед выполнением полной миграции Ещё одной положительной стороной Hikari является то, что при миграции на этот композитный менеджер он может быть запущен в окружении рабочего стола Plasma и GNOME, позволяя апробировать его до полного перехода.

Блокировка экрана в Hikari проста, так как стандартный конфигурационный файл pam.d и утилита разблокировки включены в пакет. Функция блокировки экрана привязана к клавишам L (клавиша с логотипом Windows)+ Shift + Backspace. Следует отметить, что все ракурсы, не помеченные как публичные, будут скрыты. Эти ракурсы никогда не будут принимать ввод в режиме блокировки, однако следует озаботиться о том, что может быть показаны чувствительные данные. Для некоторых пользователей может оказаться проще перейти на другой инструмент блокировки, такой как swaylock-effects, рассмотренный в этом разделе. Для запуска Hikari используйте следующую команду:

Sway является плиточным композитным менеджером, который пытается быть заменой оконному менеджеру i3. Он должен работать с актуальной пользовательской конфигурацией i3; однако новые возможности могут потребовать некоторой дополнительной настройки. В последующих примерах предполагается новая установка без какой-либо миграции конфигураций i3. Для того, чтобы установить Sway и важные компоненты, выполните следующую команду пользователем root:

Для получения базового конфигурационного файла выполните следующие команды, а затем отредактируйте конфигурационный файл после его копирования:

Базовый конфигурационный файл имеет много настроек по умолчанию, которые подойдут большинству пользователей. Необходимо сделать несколько важных изменений, как показано ниже:

В предыдущем примере загружаются правила xkb для evdev(4), а клавиша $mod настроена на клавишу с логотипом Windows для определения клавиш быстрого вызова. Затем эмулятор терминала был настроен на alacritty и была определена команда для блокирования экрана; подробности об этом следуют позже. Ключевое слово output указало Sway на режим, позицию, рисунок фона, а также на растяжение этого фонового рисунка для заполнения всего экрана. Наконец, swaylock настроен на работу в фоновом режиме и блокировку экрана после таймаута в 300 секунд, с переводом экрана или монитора в спящий режжим после 600 секунд. Цвет экрана блокировки задан как 000000, что соответствует чёрному цвету, что также определено здесь. При использовании swaylock-effects с параметром --clock могут также отображаться часы. Обратитесь к странице справки для получения информации о дополнительных опциях. Также следует изучить страницу справки о sway-output(5); в ней содержится большой объём информации о доступных настройках параметров отображения.

При работе в Sway для вызова меню приложения удерживайте клавишу с логотипом Windows (mod) и нажмите клавишу d. Навигация по меню может осуществляться при помощи клавиш со стрелками на клавиатуре. Есть также возможности по созданию панели инструментов и добавлению панели задач; прочтите страницу справки по sway-bar(5) для получения дополнительной информации. Конфигурация, применяемая по умолчанию, добавляет дату и время в правый верхний угол. Пример можно найти в разделе Bar конфигурационного файла. По умолчанию в конфигурацию на включена блокировка экрана, кроме примера выше, активирующего таймер блокировки. Для создания клавиатурной комбинации для блокировки экрана требуется следующая строка в разделе Key bindings:

Теперь экран может быть заблокирован при помощи комбинации, заключающейся в удержании клавиши с логотипом Windows, нажатии и удержании клавиши shift и затем нажатия клавиши ввода. При установке Sway, как из пакета, так и из Коллекции Портов FreeBSD, устанавливается файл по умолчанию для pam.d. Конфигурация по умолчанию должна подойти большинству пользователей, однако также доступны и более сложные настройки. Прочтите документацию по PAM для получения дополнительной информации.

Наконец, для выхода из Sway и возвращения в интерпретатор командной строки удерживайте клавишу с логотипом Windows, клавишу shift, и нажмите клавишу e. Будет выдано сообщение с вариантом выхода из Sway. Во время миграции Sway может быть запущен из эмулятора терминала на рабочем столе X11, таком как Plasma. Это несколько упрощает тестирование различных изменений и клавиатурных комбинаций до момента полной миграции на этот композитный менеджер. Для запуска Sway выполните следующую команду:

При установке Wayland должен быть установлен двоичный файл Xwayland, если только Wayland не строился без поддержки X11. Если файл /usr/local/bin/Xwayland не существует, установите его при помощи следующей команды:

После того, как Xwayland будет установлен, настройте его при помощи выбранного композитного менеджера. Для Wayfire в файле wayfire.ini требуется следующая строка:

В композитном менеджере Sway по умолчанию Xwayland должен быть включён. Несмотря на это, рекомендуется вручную добавить конфигурационную строку в файл ~/.config/sway/config, подобно следующему:

Наконец, для Hikari изменения не требуются. Поддержка Xwayland встроена по умолчанию. Для отключения такой поддержки перестройте пакет из коллекции портов и отключите поддержку Xwayland на этом этапе.

После внесения этих изменений запустите композитный менеджер из командной строки и вызовите терминал при помощи комбинации клавиш. Работая в этом терминале, выполните команду env и поищите переменные DISPLAY. Если композитному менеджеру удалось полноценно запустить X-сервер Xwayland, то эти переменные окружения должны иметь вид, подобный следующему:

В этой выдаче присутствует дисплей Wayland, используемый по умолчанию, а также дисплей, заданный для сервера Xwayland. Другим способом удостовериться в том, что Xwayland функционирует корректно, является установка и проверка работы небольшого пакета package:[x11/eyes]. Если приложение xeyes запускается, и глаза следят за указателем мыши, то Xwayland функционирует корректно. Если выдаётся сообщение об ошибке, подобное тому, что ниже, то что-то произошло при инициализации Xwayland, и может потребоваться переустановка:

В случае использования некоторых композитных менеджеров, таких как Wayfire, Xwayland может не запускаться корректно. В таких случаях env будет выдавать следующую информацию о переменных окружения DISPLAY:

Несмотря на то, что Xwayfire был установлен и настроен, приложения X11 не будут запускаться ввиду проблемы с дисплеем. Для обхода этой ситуации удостоверьтесь, что уже имеется экземпляр Xwayland, использующий UNIX-сокет, следующими двумя методами. Во-первых, проверьте выдачу команды sockstat и поищите X11-unix:

Должно выдаваться что-то, подобное следующим данным:

Это предполагает существование сокета X11. Затем это может быть верифицировано попыткой выполнения команды Xwayland в ручном режиме из эмулятора терминала, работающего под управлением композитного менеджера:

Если сокет X11 уже доступен, то пользователю должно быть выдано следующее сообщение об ошибке:

Так как имеется активный X-дисплей, использующий нулевой номер, переменная окружения была просто некорректно задана, для исправления чего измените значение переменной окружения DISPLAY на :0 и попробуйте запустить приложение ещё раз. В следующем примере используется пакет mail/claws-mail в качестве приложения, которому требуется сервис Xwayland:

После этого изменения приложение mail/claws-mail должно теперь использовать Xwayland и работать так, как ожидалось.

Ранее в этом документе отмечалось, что Wayland не предоставляет доступ в стиле X-сервера, как это делает Xorg. Вместо этого пользователи свободны в выборе протокола доступа к удалённому рабочему столу, такого как RDP или VNC. В Коллекцию Портов FreeBSD включён wayvnc, который будет поддерживать композитные менеджеры, основанные на wlroots, вроде тех, что описываются здесь. Это приложение может быть установлено при помощи:

В отличие от некоторых других пакетов, wayvnc поставляется без конфигурационного файла. К счастью, страница справки описывает важные параметры, и они могут быть перенесены в простой конфигурационный файл:

Потребуется сформировать файлы с ключами безопасности, а их использование настоятельно рекомендуется для обеспечения повышенного уровня безопасности соединений. При запуске wayvnc будет искать конфигурационный файл в ~/.config/wayvnc/config. Такое поведение может быть переопределено опцией -C конфигурационный_файл при запуске сервера. Таким образом, для запуска сервера wayvnc выполните следующую команду:

Хотя существует несколько менеджеров регистраций, которые постепенно переходят на использование Wayland, одним из вариантов является менеджер x11/ly с текстовым пользовательским интерфейсом (TUI). Обходясь минимальными настройками, ly будет запускать Sway, Wayfire и другие менеджеры, выдавая окно регистрации в процессе инициализации системы. Для установки ly запустите следующую команду:

Будет выдано несколько советов по настройке, при этом шагами по активации является добавление следующих строк в файл /etc/gettytab:

Затем откорректируйте строку ttyv1 в файле /etc/ttys так, чтобы она соответствовала следующей:

После перезагрузки системы должно появиться приглашение ко входу в систему. Для настройки специфичных параметров, таких как используемый язык, отредактируйте /usr/local/etc/ly/config.ini. Как минимум, этот файл должен указывать на выделенный tty, заданный ранее в /etc/ttys.

Когда отобразится окно входа в систему, нажатие клавиш со стрелками влево и вправо будет изменять выбор оконного менеджера из списка различных поддерживаемых.

Одной полезной утилитой Wayland, которую могут использовать любые композитные менеджеры, является waybar. Хотя Wayfire поставляется с меню запуска, лёгкая в использовании и быстрая панель задач является хорошим инструментом для любого композитного менеджера или оболочки рабочего стола. Панелью задач, совместимой с Wayland, быстрой и лёгкой в настройке, и является waybar. Для установки пакета и утилиты, поддерживающей управление аудио, запустите следующую команду:

Для создания конфигурационного каталога и копирования конфигурационного файла по умолчанию выполните следующие команды:

Утилита lavalauncher обеспечивает панель запуска для различных приложений. С пакетом не поставляется пример конфигурационного файла, поэтому должны быть выполнены следующие действия:

Пример конфигурационного файла, который включает только Firefox и предполагает размещение на экране справа, приводится ниже: