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Wayland

Wayland est un protocole permettant à un compositeur de communiquer avec ses clients ; un compositeur étant un gestionnaire de fenêtres utilisant un tampon en mémoire pour gérer chaque fenêtre et y appliquer des effets visuels.

Wayland est aussi le nom de la librairie implémentant ce protocole.

Les environnements GNU/Linux majeurs, tels que Gnome et KDE, supportent ou prévoient de supporter Wayland. Un compositeur nommé Weston a été développé en même temps que Wayland pour servir de référence en terme d'implémentation du protocole.

Une couche de compatibilité, XWayland, permet de faire fonctionner la plupart des applications pour Xorg avec Wayland.

Pourquoi Wayland ?

Jusqu'à présent, l'affichage était géré par Xorg, un logiciel proposant une implémentation libre d'un protocole (X11) datant des années 80.

Les usages ont beaucoup changé depuis, avec la généralisation des compositeurs graphiques avec des effets visuels avancés pour afficher les fenêtres, et donc un rendu complexe. Cela n'était pas du tout optimal, le protocole X11 n'ayant évidemment pas été conçu pour ça.

De plus, X11 pose un problème de sécurité, puisque les informations sont échangées (entre les fenêtres/applications) sans aucun souci de confidentialité, autorisant des applications à en "espionner" d'autres.

Wayland lui, isole les entrées/sorties de chaque fenêtre, et limite la quantité de code exécutée en tant que root.

L'architecture de Wayland optimise le fonctionnement des compositeurs, et facilite le rendu aujourd'hui complexe de l'image des fenêtres, en sécurité et avec de meilleures performances.

Pré-requis

Wayland fonctionne seulement avec les systèmes utilisant KMS (Kernel-based mode-setting), une fonctionnalité du noyau dépendant entre autres du pilote de carte graphique utilisé. Par exemple, avec les pilotes propriétaires nVidia, des réglages manuels peuvent être nécessaires1).

Un compositeur implémentant le protocole Wayland (Mutter, Kwin, Enlightenment, Weston…) est aussi nécessaire (sinon Wayland tout seul ne fait rien, et c'est toujours un serveur X qui serait utilisé).

Les pilotes de cartes graphiques implémentent pour la plupart une API (interface de programmation) nommée GBM (Generic Buffer Management), à l'exception des pilotes propriétaires nVidia qui implémentent dans leur coin EGLStreams, EGLStreams n'étant pas supportée par tous les compositeurs existants (Sway et Mutter semblent être les seuls au moment de la rédaction de cet article).

Environnements

Les environnements de bureau majeurs suivants supportent Wayland :

Gnome Shell Environnement par défaut d'Ubuntu Gnome
Enlightenment Seule la version E17 est disponible dans les dépôts officiels
KDE Plasma Environnement par défaut d'Kubuntu
Liri Shell Bureau du projet Liri OS (non disponible sur Ubuntu)
sway gestionnaire de fenêtres en mosaïque (tiling) pour Wayland, héritier de i3

Wayland est aussi très utilisé dans le domaine des smartphones avec Linux (Plasma Mobile, Tizen OS, Sailfish OS), et même des montres connectées GNU/Linux (Asteroid OS) !

D'autres gestionnaires de fenêtres moins répandus (et donc aussi absents des dépôts), ainsi que des environnements spécifiques à certaines utilisations marginales, ne sont pas détaillés ici.

Librairies graphiques

Ces informations sont fournies à titre indicatif, mais un système distribué nativement avec une session labellisée "Wayland" (comme la session Wayland d'Ubuntu Gnome depuis sa version 17.04 par exemple) devrait théoriquement gérer tout seul ces configurations.

GTK+ 3

Régler la variable d'environnement GDK_BACKEND=wayland.

GTK+ 3 est la librairie utilisée par les applications des environnements GNOME, Mate, Xfce, Cinnamon, Budgie, …

Qt 5

Pour faire fonctionner une application Qt 5 avec le plugin Wayland, régler la variable d'environnement QT_QPA_PLATFORM=wayland-egl (le paquet fournissant le plugin devant être installé).

Qt est la librairie utilisée entre autres par les environnements KDE Plasma, LXQt, ou encore l'interface de LiriOS (non disponible pour Ubuntu).

Clutter

Régler la variable d'environnement CLUTTER_BACKEND=wayland.

Clutter est entre autres utilisé pour les parties "pas en GTK+" de Gnome Shell.

SDL

Un support expérimental de Wayland existe depuis SDL 2.0.2 ; Pour lancer une application SDL (principalement des jeux vidéos) sur Wayland, réglez SDL_VIDEODRIVER=wayland.

GLFW

Un support expérimental de Wayland existe depuis GLFW 3.1 et peut être activé avec l'option CMake -DGLFW_USE_WAYLAND=ON au moment de la compilation.

EFL

Les librairies EFL (environnement Enlightenment et applications liées) supportent totalement Wayland. Voir cette page.

Weston

Weston est l'implémentation de référence d'un gestionnaire de fenêtre avec composition graphique pour Wayland.

Un article lui est dédié ici.

Ce que nous apprend Weston

En terme de performances, on voit que les fenêtres peuvent être pivotées, animées, zoomées, leurs transparences modifiées, etc. bref, des effets de composition plutôt complexes. Pourtant, Weston reste très rapide, fluide et léger en mémoire. En comparaison, les temps de réactions des applications utilisant XWayland se ressentent d'ailleurs parfois.

Avec Wayland, l'enregistrement de l'écran (capture photo ou vidéo) doit être géré par l'environnement, alors qu'il était jusqu'à présent indépendant de l'environnement utilisé. Vos anciens logiciels de capture d'écran pour Xorg risquent de ne plus fonctionner !

Il s'agit là d'une question de sécurité : les applications n'ayant pas la possibilité de "connaître" la position et le contenu des fenêtres de leurs voisines avec Wayland, ces informations doivent être "demandées" à l'environnement (et notamment au compositeur en ce qui concerne les fenêtres).

Problèmes divers

Impossible de lancer une application comme admin

Wayland n'autorise pas de manipulations aussi dangereuses : cette éventualité doit désormais être gérée individuellement par chaque environnement.

Une possibilité pour contourner ce problème (si l'environnement ne prévoit rien) est d'utiliser xhost pour autoriser "root" à accéder à la session X de l'utilisateur. En tant qu'utilisateur normal ("localuser" étant votre nom) :

xhost si:localuser:root

Après la manipulation, retirez l'accès :

xhost -si:localuser:root

Voir aussi


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