Wir stellen Ihnen den Display-Server Wayland vor

Ein Blick auf die nahe Zukunft des Linux-Desktops, die in ausgewählten Distributionen jetzt langsam Einzug erhält: Mit Wayland steht der Desktop vor seiner bisher größten grundlegenden Änderung. Diese verspricht schnelle, perfekte Grafikdarstellung, flüssige Videos und Touch-Bedienung auch für kleine Systeme mit ARM-Prozessor. Denn Wayland verkürzt Programmen den Weg auf den Bildschirm und räumt mit überholten Konzepten auf.

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X11 wurde zu komplex

Der herkömmliche Linux-Desktop, egal mit welcher Arbeitsfläche, ist ein ganzer Stapel einzelner Komponenten, die schließlich Programmfenster auf den Bildschirm zeichnen und Benutzereingaben verarbeiten. Die älteste Komponente ist dabei das altehrwürdige X-Window-System, das eine grafische Oberfläche im Client-Server-Modell zusammenfügt. Die Kommunikation erfolgt über das Protokoll X11, um Daten zwischen Fenstern sowie Eingaben auszutauschen.

Das X-Window-System wurde 1984 für Unix-Maschinen von IBM und DEC entwickelt und ist auf die Bedürfnis der 80er-Jahre zugeschnitten: Terminal-Computer, die per Netzwerk mit einer zentraler Mainframe verbunden waren, bekamen durch X11 Grafikfähigkeiten. Dieses Client-Server-Prinzip hat sich bis heute gehalten, nur dass auf einem Linux-PC der X-Window-Server und die Programme alle lokal laufen. Zudem hat X11 zahlreiche Erweiterungen und Zwischenschichten bekommen, die sich um direkte Grafikausgaben in den Speicher von Grafikkarten kümmern und einen ganzen Zoo an Eingabeschnittstellen ausmachen.

Damit ist X11 zwar das Kunststück gelungen, auch nach 30 Jahren nicht obsolet zu werden, aber die Komplexität ist schwer zu handhaben. Grafische Linux-Programme kommunizieren nicht mit dem schlichten X-Window-System, sondern über einen Window Manager und Compositor, die Kontrollelemente, Fonts und Effekte auf den Bildschirm bringen.

Leistungsfähige Desktop-PCs können allein durch ihre Rechenleistung damit noch umgehen. Aber wer genau hinsieht, stellt fest, dass viele Programme wie Libre Office , Firefox und Videoplayer auf dem Desktop immer ein wenig hängen – egal wie schnell die Hardware ist.

Der Ansatz von Wayland

Das Client-Server-Modell bleibt auch bei Wayland das Funktionsprinzip. Allerdings ist die Server-Komponente kompakt und von Grund auf neu geschrieben. Sie verzichtet auf Merkmale, die in den 80er-Jahren noch wichtig waren. Wayland lädt die Fenstergestaltung auf die Clients ab, da diese zusammen mit dem Window Manager und Compositor schon jetzt einen Großteil der Arbeit erledigen. Damit verkürzen sich die Wege: Der Compositor, den die Desktop-Umgebung stellt, kommuniziert direkt mit Wayland ohne Umwege durch das X-Window-System. Damit ändert sich das Kommunikationsprotokoll zwischen Wayland-Server und Clients. Zu X11 ist Wayland nicht mehr kompatibel.

Es ist jedoch nicht nötig, dass sich die Entwickler sämtlicher Programme hinsetzen und ihr Projekt für Wayland umschreiben. Stattdessen ist es die Aufgabe der Desktop-Umgebungen, ihre jeweiligen Window Manager mit Compositor für Wayland fit zu machen.

Ein Programm für Gnome, das mit dem GTK-Toolkit geschrieben ist, muss sich beispielsweise um Wayland nicht kümmern, denn das erledigt Gnome selbst. Es gibt natürlich prominente Ausnahmen wie Libre Office und Firefox, die ihr eigenes Toolkit mitbringen und separat auf Wayland portiert werden müssen. Für diese Kandidaten gibt es in der Übergangsphase eine Kompatibilitätsschicht namens Xwayland, die einzelnen Clients einfach einen X-Window-Server zur Verfügung stellen kann.

Bisher haben drei Desktop-Umgebungen eine Wayland-Unterstützung in Angriff genommen: Gnome, KDE und Enlightenment. Gnome ist dabei am weitesten (Stand November 2015) und eignet sich deshalb für eine Testfahrt mit Wayland auf dem eigenen PC am besten. KDE wird mit Plasma 5 bald nachziehen.

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Gleichzeitig muss aber auch die Grafik-Hardware Wayland mit Kernel-Treibern unterstützten. Am besten funktioniert Wayland momentan auf Intel-Grafikchips und bei Nvidia und AMD/ATI mit den Open-Source-Treibern des Kernels.

Wayland ausprobieren

Eine Linux-Distribution, mit der sich Wayland ohne große Bastelei in einem Live-System ausprobieren lässt, ist Fedora. Im gerade frisch erschienenen Fedora 23 (auf Heft-DVD der nächsten LinuxWelt 2/2016) läuft der Standard-Desktop Gnome 3.18 bereits erstaunlich gut mit Wayland. Zum Testen laden Sie das installierbare Live-System von Fedora 23 herunter (1,4 GB) und starten den PC damit.

1. Im Live-System klicken Sie auf „Try Fedora“.

2. Öffnen Sie das Terminal, und legen Sie für den Live-Benutzer ein beliebiges Passwort mit dem Kommando

an.

3. Melden Sie sich dann über das Symbol rechts oben mit „Live System User -> Log out“ ab.

4. Auf dem Anmeldebildschirm klicken Sie neben der Schaltfläche „Sign in“ auf das Zahnradsymbol und wählen die Option „Gnome on Wayland“. Danach melden Sie sich mit dem zuvor gesetzten Passwort an.

Das Live-System läuft nun mit Wayland, sofern die Grafik-Hardware mitspielt. Beachten Sie, dass die virtuellen Grafiktreiber von Virtualbox und Qemu noch kein Wayland unterstützten. Hier fallen Sie automatisch zurück auf den Anmeldebildschirm.

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