Kurze Wege

Bei Wayland dient der Compositor auch gleich als Display-Server (Abbildung 4), dem der Kernel Ereignisse direkt übergibt. Wayland erlaubt es dem Compositor, diese ebenfalls direkt an die Clients zu übermitteln. Die resultierenden Damage Events wiederum senden die Clients direkt an den Compositor zurück (Abbildung 5).

Abbildung 4: Bei Wayland ist der Display-Server der Compositor.
Abbildung 5: Kurze Wege bei Wayland.

Der Compositor ermittelt nun, welchem Fenster das Ereignis gilt und welche Änderungen daran bereits vorgenommen wurden – Letzteres erkennt er anhand des Szenengraphen [6]. Das Ereignis leitet er direkt an die Clients weiter, die das Rendering selbst berechnen und danach die Aktualisierung des Fensters an den Compositor zurückmelden. Der zeichnet das Fenster neu und sendet einen Systemaufruf (ioctl) an das Kernel-Mode-Setting [7], um einen Pageflip anzufordern.

Dass die Clients das Rendern selbst übernehmen können, ermöglicht die Direct Rendering Infrastructure DRI [8], die Client und Server das Nutzen eines gemeinsamen Video-Pufferspeichers erlaubt. Bei Bedarf verlinkt der Client auf eine Rendering-Bibliothek wie OpenGL respektive Vulkan oder die Rendering-Engines von Qt oder GTK+, die dann direkt in den gemeinsamen Puffer schreiben.

Als einziger Nachteil von Wayland gegenüber X11 gilt das Fehlen der Netzwerkfähigkeiten. Allerdings gibt es mit dem Remote Desktop Protocol RDP sowie Virtual Network Computing (VNC) heute bessere Möglichkeiten, Desktops oder einzelne GUI-Anwendungen übers Netz zu schicken. Auch ein RDP- oder VNC-Server, der direkt auf Wayland aufsetzt, wäre denkbar.

Aus Sicherheitsaspekten kommt hier einer historisch bedingten Schwachstelle von X11 ohnehin weit mehr Gewicht zu: Da der X-Server direkt mit der Hardware korrespondiert, läuft er traditionell mit Root-Rechten. Das Kernel Mode Setting KMS macht diese Vorgehensweise zwar mittlerweile eigentlich überflüssig, kommt dazu aber bisher wenig zum Einsatz. Wayland dagegen benötigt grundsätzlich keine Root-Rechte, da es über den Kernel mit der Hardware kommuniziert.

Der Entwicklungsstand von Wayland

Wayland und Weston liegen inzwischen in Version 1.9 vor. Das Protokoll selbst gilt als ziemlich ausgereift, sodass die Entwickler derzeit keine neuen Funktionen mehr implementieren. Das verschafft den Programmierern der Compositoren von KDE, Gnome, Enlightenment, Sailfish OS oder Tizen die nötige Zeit, die Arbeit an ihren Wayland-Implementationen zu beenden und diese zu testen.

Der Referenz-Compositor Weston [9] dagegen bringt laufend neue experimentelle Technologien und Schnittstellen mit (Abbildung 6). Dazu zählt etwa das Atomic Kernel Mode Switching [10], mit dem sich völlig flackerfreie Darstellungswechsel realisieren lassen. Schon Weston 1.5 enthielt mit Libinput eine Bibliothek, die Eingabegeräte verschiedener Compositoren verwaltet und die damit Treiber wie evdev, synaptics oder wacom ersetzen soll. Fedora nutzt Libinput seit Version 22 zum Verwalten der Ein- und Ausgabegeräte (Abbildung 7).

Abbildung 6: Der Wayland-Compositor bedient verschiedene Clients.
Abbildung 7: Libinput kümmert sich um Ein- und Ausgabe-Events sowie die Geräte dahinter.

In Sachen Compositor zählt das Gnome-Projekt als am fortschrittlichsten: Fedora enthält bereits seit über einem Jahr experimentelle Unterstützung für Wayland. In der Standardinstallation von Fedora 23 bietet das System im Anmeldemanager die Möglichkeit an, eine Wayland-Sitzung zu starten. Fedoras Experimentierdistribution "Rawhide" geht sogar noch einen Schritt weiter und nutzt Wayland seit Kurzem als Standard. Hier muss der Anwender gegebenenfalls manuell die Datei /etc/gdm/custom.conf editieren, um noch eine herkömmliche X.org-Session zu erhalten. Da nicht jeder "Rawhide" testen möchte, versprechen die Entwickler, alle Wayland betreffenden Fehlerbereinigungen zeitnah auch in Fedora 23 einfließen zu lassen. Damit bleiben Anwender des Fedora-Desktops bei Systemaktualisierungen sehr nah am aktuellen Wayland-Entwicklungsstand.

Um Wayland mithilfe eines Live-Images von Fedora 23 zu testen, müssen Sie nach dem Start des Systems ein Passwort für den Live-User anlegen, sonst erscheint die Wayland-Option nicht im Anmeldemanager. Dazu klicken Sie in der rechten oberen Ecke des Desktops auf den abwärts gerichteten Pfeil und wählen Live System User | Account Settings. Dort tragen Sie dann das Passwort ein. Fedora legt Wert auf möglichst sichere Passwörter und erzwingt diese auch.

Danach wechseln Sie zu Live System User | Logout und gelangen so in den Anmeldemanager, wo Sie über das Zahnrad-Symbol links neben Anmelden die Wayland-Session wählen (Abbildung 8). Danach spielen Sie am besten direkt die neuesten Aktualisierungen ein. Das klappt am schnellsten mit dem Befehl sudo dnf upgrade in einem Terminal. Zur Kontrolle, ob wirklich eine Gnome-Wayland-Sitzung läuft, setzen Sie auf der Konsole das Kommando aus Listing 1 ab. Im Erfolgsfall zeigt es einen Socket auf /run/user/1000 an.

Abbildung 8: Eine Wayland-Sitzung im Gnome-Anmeldemanager GDM.

Listing 1

$ ls -l $XDG_RUNTIME_DIR/wayland-0
srwxr-xr-x. 1 liveuser 0 Dec 10 14:56 /run/user/1000/wayland-0

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