X.Org Server は、 X.Org Foundationによって管理されているX Window System (X11)ディスプレイ サーバーの無料かつオープン ソースの実装です。

クライアント側X Window Systemプロトコルの実装は、 X11ライブラリの形で存在し、Xサーバーとの通信に役立つAPIとして機能します。[4] X11には、このような主要なXライブラリが2つ存在します。最初のライブラリは、C言語のX11 APIであるXlibです。 [5]しかし、2001年後半には、別のC言語XライブラリであるXCBも作成されました。[6]他にも、他の言語のXlibやXCBのインターフェースとして、あるいはより小規模なスタンドアロンXライブラリとして、より小規模なXライブラリが存在します。[要出典]

X.Org Foundation が X Server をサポートするサービスには、リリースのパッケージ化、認証 (有料)、コードの改善の評価、Web サイトの開発、寄付金の分配の処理などが含まれます。[要出典]リリースは、世界中の開発者によってコード化、文書化、パッケージ化されています。[要説明]

ソフトウェアアーキテクチャ

xdpyinfoX.Org Serverの情報を表示するコマンド

X.Orgサーバーは、Xウィンドウシステムコアプロトコルバージョン11（X11）のサーバー側と、RandRなどのその拡張機能を実装しています。[7]

バージョン1.16.0では、 systemdベースの起動と管理のサポートが統合され、起動パフォーマンスと信頼性が向上しました。 [8]

デバイス非依存X（DIX）

デバイス非依存X（DIX）は、X.Orgサーバーの一部であり、クライアントと対話し、ソフトウェアレンダリングを実装します。メインループとイベント配信はDIXの一部です。[9]

Xサーバーには、Xコアプロトコルをサポートするために実装しなければならない膨大な機能があります。これには、コードテーブル、グリフのラスタライズとキャッシュ、XLFD、そしてグラフィックスプリミティブを描画するコアレンダリングAPIが含まれます。

デバイス依存X（DDX）

デバイス依存X（DDX）は、Xサーバーのうちハードウェアとやり取りする部分です。X.Orgサーバーのソースコードでは、「hw」以下の各ディレクトリが1つのDDXに対応しています。ハードウェアには、グラフィックカード、マウス、キーボードが含まれます。各ドライバはハードウェア固有であり、個別のロード可能なモジュールとして実装されています。

2Dグラフィックドライバー

歴史的な理由により、X.Orgサーバーには、何らかの2Dレンダリングアクセラレーションをサポートするグラフィックデバイスドライバーが依然として含まれています。以前は、モード設定は、特定のビデオコントローラーハードウェア（例：GPU ）固有のXサーバーグラフィックデバイスドライバーによって行われていました。このモード設定機能には、様々なGPUで2Dアクセラレーションが利用可能になった際に、追加のサポートが追加されました。モード設定機能はDRMに移行され、DRMモード設定インターフェースを通じて公開されています。この新しいアプローチは「カーネルモード設定」（KMS）と呼ばれています。しかし、2Dレンダリングアクセラレーションはそのまま残っています。

Debianでは、X.Org Server用の2Dグラフィックドライバは個別にパッケージ化されており、xserver-xorg-video-*と呼ばれています。[10]インストール後、2Dグラフィックドライバファイルは以下にあります/usr/lib/xorg/modules/drivers/。xserver-xorg-video-nouveauパッケージはnouveau_drv.so215KiBのサイズでインストールされ、プロプライエタリなNvidia GeForceドライバは8MiBのサイズのファイルでインストールされnvidia_drv.so、Radeon Softwareはfglrx_drv.so約25MiBのサイズで インストールされます。

利用可能な無料かつオープンソースのグラフィックデバイスドライバは、Mesa 3Dプロジェクト内で開発されています。これらのドライバは必要に応じて再コンパイルできますが、X.Orgサーバーが複数のバージョンにわたって安定したAPI/ABIを維持しているため、プロプライエタリなDDX 2Dグラフィックドライバの開発は大幅に容易になります。

バージョン1.17では、モード設定のための汎用メソッドがメインライン化されました。Debianxf86-video-modesettingパッケージと呼ばれるパッケージはxserver-xorg-video-modesetting廃止され、それに含まれる汎用モード設定DDXはサーバーパッケージに移動され、KMS対応のデフォルトDDXとなり、AMD、Intel、NVidiaのGPUの大部分をサポートしました。

2016年4月7日、AMDの従業員Michel Dänzerはxf86-video-atiバージョン7.7.0 [11]とxf86-video-amdgpuバージョン1.1.0 [12]をリリースしました。後者にはPolarisマイクロアーキテクチャのサポートが含まれていました。

加速アーキテクチャ

少なくともXAA（XFree86アクセラレーションアーキテクチャ）、[13] EXA、UXA、SNAがあります。

XAA は、Device-Independent-X (DIX) と Device-Dependent-X (DDX) (ここではLinux カーネルなどの 2D グラフィックス ドライバー) 間の API です。

X Window Systemにおいて、XFree86アクセラレーションアーキテクチャ（XAA）は、ビデオカードの2DハードウェアアクセラレーションをXサーバで利用できるようにするドライバアーキテクチャです。[14] [15]これは1996年にHarm Hanemaayerによって作成され、XFree86バージョン3.3で初めてリリースされました。XFree86 4.0では完全に書き直されました。[16] X.Org Server 1.13では再び削除されました。

ほとんどのドライバは、XAA モジュールを使用してアクセラレーションを実装します。XAA はデフォルトでオンになっていますが、必要に応じてサーバー構成ファイル (XF86Configまたはxorg.conf) で個々の機能のアクセラレーションをオフにすることができます。

ARK チップセットのドライバーは、XAA の元の開発プラットフォームでした。

X.Org Serverリリース6.9/7.0では、 XAAが現行のビデオカードに対して速度面でほとんどメリットをもたらさないため、XAAの代替としてEXAがリリースされました。EXAは、Xサーバー全体をOpenGL対応に移行するための中間段階とみなされています。

グラマー

Glamorは、Xサーバ用の汎用的でハードウェアに依存しない2Dアクセラレーションドライバであり、XレンダリングプリミティブをOpenGL操作に変換し、既存の3D OpenGLドライバを活用します。[17]このように、Glamorは機能的にApple Quartz CompositorのQuartz ExtremeやQuartzGL（2Dパフォーマンスアクセラレーション）に似ています。

GLAMORの最終的な目標は、すべてのDDX 2Dグラフィックスデバイスドライバとアクセラレーションアーキテクチャを廃止して置き換え、サポートされているすべてのグラフィックチップセットごとにX 2D固有のドライバを作成する必要性を回避することです。[18] [19] [20] Glamorにはシェーダをサポートする3Dドライバが必要です。[21]

Glamorのパフォーマンスチューニングは、2014年のGoogle Summer of Codeで採用されました。[22] GlamorはXephyrとDRI3をサポートしており、[23]一部の操作を700～800%高速化できます。[24] X.Org Serverのバージョン1.16にメインライン化されて以来、Glamorの開発は継続され、1.17リリースのパッチが公開されました。[25]

仮想化

仮想化環境内のゲストシステム上で実行されるX.Org Serverインスタンスには、独自の特別なDDX（xf86-video-qxl）が存在します。これは「QXLビデオデバイス」用のドライバです。SPICEはこのドライバを使用しますが、なくても動作します。

Debian リポジトリでは xserver-xorg-video-qxl と呼ばれています。https://packages.debian.org/buster/xserver-xorg-video-qxl を参照してください。

入力スタック

Debianでは、入力関連のドライバは にあります/usr/lib/xorg/modules/input/。このようなドライバは、例えばevdev_drv.so、mouse_drv.so、synaptics_drv.soなどの名前が付けられますwacom_drv.so。

バージョン1.16では、X.Orgサーバーはlibinputライブラリのサポートをと呼ばれるラッパーの形で取得しましたxf86-input-libinput。[26]トロントで開催されたXDC 2015では、設定可能なマウスをサポートする汎用ライブラリとしてlibratbagが導入されました。[27] [28] xserver-xorg-input-joystickは、X.Orgサーバーが従来のジョイスティックやゲームパッドを扱うための入力モジュールで、Xでゲームをプレイするためのものではなく、ジョイスティックやゲームパッドでカーソルを制御するためのものです。[29] [30]

その他のDDXコンポーネント

Xウェイランド
XWaylandは、X.Orgサーバーのコードベースに適用される一連のパッチであり、Waylandプロトコル上で動作するXサーバーを実装します。これらのパッチは、Waylandへの移行中にX11アプリケーションとの互換性を確保するためにWayland開発者によって開発・保守されており、[31] 2014年にX.Orgサーバーのバージョン1.16でメインライン化されました。[8]ユーザーがWeston内からXアプリケーションを実行すると、リクエストを処理するためにXWaylandが呼び出されます。[32]
Xクォーツ
XQuartz は、XWayland がWayland コンポジターに X11 を統合するのと同様に、X11 プロトコルのサポートをApple Inc.のQuartz コンポジターに統合するための一連のパッチです。
エクススパイス
XspiceはX.Org Server用のデバイスドライバです。QXLフレームバッファデバイスをサポートし、SPICEプロトコルを介してディスプレイをエクスポートするX.Org Serverを起動するためのラッパースクリプト[33]が含まれています。これにより、 KVM仮想化を必要とせずに、リモートデスクトップ環境でSPICEを使用できるようになります。
ゼファー
XephyrはX-on-X実装です。バージョン1.16.0以降、Xephyrは新しい2Dアクセラレーションサブシステム（Glamor）の主要な開発環境として機能し、単一マシンでの迅速な開発とテストを可能にしています。[8]
ランドR
RandR（サイズ変更と回転）は、X11 [34]プロトコルの拡張として書かれた通信プロトコルです。XRandRは、画面のルートウィンドウのサイズ変更、回転、反転機能を提供します。RandRは画面のリフレッシュレートの設定を担当します。[35]複数のモニターの制御を可能にします。[36]

IPC

X.Org サーバーおよびすべての x-client は、それぞれ独立したプロセスとして実行されます。Unix/Linux では、プロセスは他のプロセスについて何も知りません。他のプロセスと通信するには、カーネルが利用可能なプロセス間通信(IPC) メカニズムを介して通信を調整することに完全に依存します。Unix ドメインソケットは、同じマシン上で実行されているプロセスとの通信に使用されます。特別なソケット関数呼び出しは、システムコールインターフェースの一部です。インターネットドメインソケットはローカルでも使用できますが、プロトコルオーバーヘッド (チェックサム、バイトオーダーなど) がないため、Unix ドメインソケットの方が効率的です。

X.Org サーバーはD-Busを使用しません。

ソケットは、Xサーバと様々なXクライアントのプロセス間通信（IPC）において最も一般的な方法です。TCP/IPドメイン内およびUNIXドメイン内でのローカル通信のためのアプリケーションプログラミングインターフェース（API）を提供します。Xトランスポートインターフェースには、TLI（トランスポート層インターフェース）など、他にもいくつかのAPIが記述されています。Xクライアント・サーバー間のIPCの他のオプションには、MIT共有メモリ拡張（MIT-SHM）などのX Window System拡張機能が必要です。

マルチシート構成

マルチシートとは、複数の「シート」を備えた1台のコンピュータを指します。複数のユーザーがコンピュータの前に座り、ログインして、同時に独立してコンピュータを使用できます。コンピュータには複数のキーボード、マウス、モニターが接続されており、各「シート」にはキーボード、マウス、モニターがそれぞれ1台ずつ割り当てられています。「シート」とは、特定の作業領域に割り当てられたすべてのハードウェアデバイスで構成されます。少なくとも1つのグラフィックデバイス（グラフィックカード、または出力と接続されたモニターのみ）とキーボードとマウスで構成されます。ビデオカメラやサウンドカードなども含まれる場合があります。

Linux カーネルの VT システムと X コア プロトコル (特に、X がルート ウィンドウとグラフィック カードの出力の関係を定義する方法) の制限により、マルチシートは通常の Linux ディストリビューションではそのままでは動作せず、特別な構成が必要になります。

マルチシート アセンブリを構成するには、次の方法があります。

  • ホスト xorg-server 上の複数のXephyrサーバー
  • xorgサーバーの複数インスタンス
    • 座席ごとにグラフィックカード1枚
    • 全席に1枚のグラフィックカード

xorg-server で使用されるコマンドライン オプションは次のとおりです。

  • -isolateDevice bus-idデバイスリセット（出力）をbus-idで指定されたデバイスのみに制限します。bus-id文字列は、bustype:bus:device:function（例：'PCI:1:0:0'）の形式です。現在、PCIデバイスの分離のみがサポートされています。つまり、bustypeが'PCI'以外の場合、このオプションは無視されます。
  • vtXXたとえば、Debian 9 Stretch のデフォルトは 7 です。つまり、Ctrl+ +を押すと、ユーザーは xorg-server を実行している VT に切り替えることができます。AltF7

最初のモニターを使用しているユーザーのみがVTコンソールを使用でき、+ + x で選択できます。他のユーザーにはGDMログイン画面が表示され、通常通りxorg-serverを使用できますが、VTは使用できません。 CtrlAltF

1 人のユーザーが 1 枚のグラフィック カードの異なるポートに接続された複数のモニターを利用できるとしても (RandR を参照)、xorg-server の複数のインスタンスに基づく方法では複数のPCIグラフィック カードが必要になるようです。

1枚のグラフィックカードのみを使用してマルチシートを構成することは可能ですが、Xプロトコルの制限により、Xディスプレイマネージャ制御プロトコルXDMCPを使用する必要があります。[37]

Xdmx (Distributed Multihead X) もあります。

採択

UnixとLinux
X.Orgサーバーは、多くのフリーソフトウェアUnix系オペレーティングシステムで動作し、ほとんどのLinuxディストリビューションやBSD系オペレーティングシステムにも採用されています。また、 Solarisオペレーティングシステム用のXサーバーでもあります。X.Orgは、 Minix 3のリポジトリでも入手可能です。
ウィンドウズ
CygwinのMicrosoft Windows用Xサーバの実装であるCygwin/Xは、 VcXsrv [38] ( Visual C++ Xサーバ[39] )やXmingと同様にX.Orgサーバを使用しています。PuTTYなどのSSHクライアントでは、サーバとクライアントの両方でX11転送が有効になっている場合、X11転送を介してXアプリケーションを起動できます。
OS X / macOS
Mac OS X Leopard (10.5)より前のバージョンのOS XにはXFree86 ベースのサーバーが同梱されていましたが、10.5 の X サーバーは X.Org コードベースを採用しました。[40] OS X Mountain Lion (10.8)以降、X11 は OS X にバンドルされておらず、代わりに、たとえばオープンソースのXQuartzプロジェクトからインストールする必要があります。[41]バージョン 2.7.4 の時点で、X11.app/XQuartz は高解像度のRetina ディスプレイのサポートを X11 アプリに公開していません。X11 アプリは高解像度ディスプレイでピクセル倍増モードで実行されます。
オープンVMS
OpenVMS用のDECwindows X11サーバーの現在のバージョンはX.orgサーバーをベースにしています。[42]

歴史

X.Org Server などのディスプレイ サーバーは、ウィンドウ システムを実装し、クライアントにサービスを提供します。

現代のX.Org Foundationは、X標準を監督し、公式リファレンス実装を公開していた組織が、元XFree86開発者と協力し、2004年に誕生しました。[43] X.Org Serverの最初のバージョンであるX11R6.7.0は、XFree86 4.4 RC2からフォークされました。 [1]フォークの直接的な理由は、XFree86 4.4の最終リリース版の新しいライセンスに対する意見の相違でしたが、分裂前にも貢献者間でいくつかの意見の相違が表面化していました。以前のXFree86開発者の多くがX.Org Serverプロジェクトに参加しています。

2005年には、X.Orgサーバーのソースコードのモジュール化に多大な努力が払われ、[44]年末までにデュアルリリースが実現しました。X11R7.0.0リリースでは、 GNU Autotoolsに基づく新しいモジュール式ビルドシステムが追加され、X11R6.9.0では古いimakeビルドシステムが維持され、両方のリリースは同じコードベースを共有しています。それ以来、X11R6.9ブランチは凍結された状態で維持され、進行中の開発はすべてモジュール式ブランチで行われています。新しいビルドシステムでは、プラグインとドライバーをロードするためにdlloader標準のダイナミックリンカーの使用も導入され、古い独自の方法は非推奨になりました。モジュール化の結果、多くのUnixシステムで、X11バイナリは独自の/usr/X11R6サブディレクトリツリーからグローバルツリーに移動されました。 /usr

2006年6月には、X.OrgサーバーのソースコードベースをCVSからgitに移行するという新たな取り組みが行われました。[45]どちらの取り組みも、プロジェクトに新しい開発者を呼び込むという長期的な目標がありました。アラン・クーパースミスは次のように述べています。[46]

ここでの私たちの取り組みの一部は技術的なものでした。Imakeからautomakeへ、そしてCVSからgitへの移行を推進した原動力の一つは、開発者が既に使い慣れていて生産性を高めている他のプロジェクトで使われているツールを活用することでした。X.Orgを1つの巨大なツリーから200以上の小さなツリーに分割したモジュール化プロジェクトの目標は、変更されていない数メガバイトのソフトウェアやフォントをダウンロードしてビルドすることなく、単一のライブラリやドライバのバグを修正できるようにすることでした。

7.1 リリースでは、KDrive フレームワーク ( Keith Packardによって書かれた X の小さな実装で、X.Org 開発者がEXAなどの新しいアイデアのテスト場として使用したXFree86に基づいていない) が X.Org サーバーのメイン コードベースに統合されました。

2008年、カーネルモード設定（KMS）ドライバをベースにした新しいDRI2がDRIに取って代わりました。この変更は、ドライバがサーバーおよびユーザー空間（UMS）からカーネル空間へと移行されたため、X.Orgサーバーアーキテクチャにおける大きなマイルストーンとなりました。

2013年、Keith Packard氏によってDRI3とPresent拡張機能の初期バージョンが記述・コーディングされ、より高速でティアリングのない2Dレンダリングを実現しました。同年末までに、GLXの実装はRed HatのAdam Jackson氏によって書き直されました。[47]

2025年6月、X.Org Serverの非公式フォークであるXlibreがリリースされました。[48] [49]

リリース

参照

参考文献

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Wikimedia Commons には、X.Org Serverに関連するメディアがあります。
  • 公式サイト
  • VcXsrv – Windows用の完全に更新されたXサーバー
  • VcXsrv – Windows 用の SourceForge の古いリポジトリ