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陈霖翔-openkylin wayland合成器wlcom分析.pdf

编号：159298

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陈霖翔-openkylin wayland合成器wlcom分析.pdf

1、Openkylin Wayland合成器wlcom介绍2024.3打造中国操作系统核心力量打造中国操作系统核心力量陈霖翔麒麟软件有限公司CONTENTSCONTENTS目录录1.wayland协议与X协议差异2.wayland合成器发展现状3.wlcom合成器介绍4.wlcom合成器未来规划X11显示协议存在渲染效率欠缺、安全性不强、社区维护活跃度低等不足，正逐步被wayland显示协议替代X11显示协议始于1984，其设计已略显陈旧，自身架构缺陷凸显，社区活跃度低X11显示协议中合成器是一个X显示服务外的独立组件，通信开销大，且存在窗口内容与合成器不同步

2、的问题，容易造成图像撕裂X11显示框架安全性不强，X客户端可篡改其他X客户端窗口属性及显示内容X11合成管理器必须主动向X显示服务获取所有客户端图像数据进行图像合成。该过程将耗费一定时间，导致图像显示延迟wayland显示协议架构简洁，性能及灵活性出色，是下一代主流显示协议wayland合成器与Wayland显示服务合为一个整体组件，通信开销低，窗口内容与合成器同步，保证每一帧没有撕裂wayland 显示框架隔离了各客户端间的输入和输出，提高客户端的安全性wayland合成器被动接收客户端图像数据，实时进行图像合成X Client_lX Client_nX serverCompositore

3、vdevKMSwayland CompositorevdevKMSwayland client_l wayland client_nX11显示框架wayland显示框架kernelkernel2316231445 wayland协议与X协议差异1wayland合成器是wayland显示框架中的核心组件，提供接收输入事件、管理窗口显示、输出屏幕图像等基本功能。目前社区已研发出多个合成器，wlcom合成器取众家之长，追求兼容性好、性能强、易维护westonweston是wayland合成器的参考实现，实现Wayland的标准协议和基本功能为汽车、嵌入式、机械、工业、机顶盒和电视等非桌面用途提供了一

4、个基础的功能桌面环境未考虑窗口分层显示、工作区、应用特效等桌面用户使用需求以功能实现为主要目的，并未考虑性能优化仅具备X应用的基础显示能力kwinKDE社区开发，基于Qt和kwayland实现支持虚拟工作区、窗口层级设置，窗口显示位置设置等功能具备图像模糊、最大/小化动画等多种特效代码架构复杂，维护难度大相关代码依赖庞大，Qt、kwayland、KF5 等组件相互依赖，升级困难提供基本完善的X兼容能力，支持X核心协议，但未考虑部分特殊用户场景sway设计简单高效，基于wlroots实现采用平铺式窗口显示模式，更好利用屏幕空间美观度不足，不支持各种动画特效平铺式窗口显示模式入门难度高，且不符合普

5、通用户的使用习惯仅具备X应用的基础显示能力开源开源waylandwayland合成器发展现状合成器发展现状2框架自主设计：简化系统依赖、灵活功能拓展、增强X兼容性现有开源wayland合成器基于某些成熟开发框架，依赖庞杂，整体升级不便，wlcom仅依赖基础库wlcom通过整体设计架构改造，实现插件式框架结构，全插件管理，方便功能灵活扩展新增X兼容增强模块，解决X应用的生态兼容问题应用层系统库依赖框架QT开发框架键鼠输入分辨率设置窗口堆叠显示工作区管理圆角阴影主题设置主副屏切换空闲锁屏应用Dbus接口Pixman渲染窗口特效窗口管理Opengl渲染Vulkan渲染KwaylandKDE Fram

6、eworklibdrmlibinputlibcairolibxkbcommon插件式框架接口扩展插件功能扩展插件渲染扩展插件协议扩展插件抽象化X兼容增强插件安全协议插件分辨率设置窗口堆叠显示工作区管理wlcom合成器介绍3系统依赖简化、X兼容性增强、功能定制灵活wlcom合成器介绍3应用接口层功能框架层基础支撑层协议封装层硬件支持层系统依赖库特效框架采用单独特效库加载模式并支持特效自定义渲染方式，如自定义着色器X兼容框架提供获取屏幕图像数据能力、远程控制软件输入转换等能力输入管理框架实现多席位输入设备管理，解决多用户无法同时输入问题抛弃了kwin框架依赖，仅依赖系统的pixman、libdrm

7、等基础库提供对底层GPU、输入设备驱动交互支持支持景嘉微、摩尔线程等国产显卡及华为SOC集成芯片结合ukui组件功能需求，整合原有kde扩展协议，去繁从简，实现ukui-shell协议针对金融、政府领域需求，增加相关安全协议利用协议封装接口实现合成器所需提供的窗口管理、输入事件处理等基础功能支持Pixman、Opengl、Vulkan等渲染后端，局部刷新优化结合ukui应用开发框架需求，提供应用功能接口，便于灵活的系统功能开发提供外部插件功能接口，满足第三方应用定制化功能需求，灵活扩展应用层输入设备支持商用GPU支持外部插件接口库插件窗口管理插件图像渲染合成插件安全插件输出管理插件窗口装饰插件

8、特效插件功能框架接口库插件X兼容插件wlroots自研协议库插件信创GPU支持输入管理插件libdrmlibcairolibinputlibxkbcommon系统依赖库新增原始依赖重构安全协议目前合成器运行所需硬件驱动能力wlcom合成器介绍3函数参数能力drmGetCapDRM_CAP_PRIMEDRM_PRIME_CAP_IMPORT、DRM_PRIME_CAP_EXPORTDRM_CAP_CRTC_IN_VBLANK_EVENTVBLANK事件底层必须支持drmSetClientCapDRM_CLIENT_CAP_UNIVERSAL_PLANES必须支持获取多个plane层函数特性egl

9、QueryString(EGL_NO_DISPLAY,EGL_EXTENSIONS)EGL_EXT_platform_base、EGL_KHR_platform_gbmeglQueryString(GBM_PLATFORM,EGL_EXTENSIONS)EGL_KHR_image_base、EGL_EXT_image_dma_buf_import、EGL_KHR_no_config_context、EGL_KHR_surfaceless_context DRM支持 EGL支持GL_EXT_texture_format_BGRA8888、GL_EXT_unpack_subimage、GL_OES

10、_EGL_image、GL_OES_EGL_image_external OPENGLES支持wlcom合成器介绍31.wayland标准协议合成器目前支持的Wayland协议4.kde的协议 org_kde_kwin_server_decoration_manager、org_kde_plasma_shell、org_kde_plasma_window_management2.wayland官方扩展协议 zwp_linux_dmabuf_v1、zwp_primary_selection_device_manager_v13.wlroots协议5.自研协议 ukui-shell、screens

11、hot_control、kywc_xwayland_bridgezwlr_output_manager_v1、zwlr_output_power_manager_v1、zwlr_foreign_toplevel_manager_v1、zwlr-screencopy-unstable-v1、zwlr_layer_shell_v1支持所有的wayland核心协议，例如wl_compositor、wl_subcompositor、wl_shm、wl_drm、wl_seat、wl_data_device_manager、wl_output，其他标准协议xdg_wm_base、zxdg_decorati

12、on_manager_v1、zxdg_output_manager_v1自研X兼容增强插件，通过桥接转换协议打通特殊X接口到合成器通路，实现X应用广泛兼容xwayland通用开源合成器X 接口桥接转换协议xwaylandX兼容增强插件wlcom合成器X 接口目前国内主流应用还处于向wayland切换的过渡阶段目前已实现腾讯会议、向日葵、QQ、微信等主流第三方X应用的兼容适配特殊X接口转换的缺失，导致X应用部分功能异常X兼容增强插件wlcom合成器介绍3XgetImageCopyArea.X 接口XgetImageCopyArea.wlcom合成器介绍3 UKUI组件作为WAYLAND客户端应用

13、程序需要与合成器进行通讯，在开发过程中需要明确双方的对接形式。社区目前所采用的是客户端发送请求，服务端发送事件的形式，并用WAYLAND协议作为双方交互的准则。UKUI组件在开发过程中为了更好达到美观易用的效果，需要扩展交互接口，增强与服务端之间的交互能力。自研UKUI-SHELL协议，满足UKUI组件功能开发需求，并方便实现后续定制化业务需求。新增多种应用层级，满足桌面环境中复杂的层次排列关系新增多种窗口类型，满足不同桌面应用程序的使用场景丰富组件之间交互接口，提升组件间的协作能力自研UKUI-SHELL协议需求场景技术成果wlcom合成器介绍3 在银行、政府等单位某些特定场景中，因为信息安

14、全的需求，需要对截图内容或区域进行一定限制。例如屏幕中某一程序存在用户信息时，截图则必须进行屏蔽，防止信息泄露。因此，如何合理保护用户敏感数据，提高系统上信息安全要求，是当前面临的一个重要难题。新增wayland下防截屏协议，支持用户指定窗口防截屏及全屏防截屏提供Qt下防截屏设置接口，方便第三方软件使用目前已有奇安信浏览器、海泰浏览器通过调用接口实现防截屏功能开发，并在银行、政府等领域得以运用，为广大麒麟操作系统的用户提供更好的安全体验。自研安全防截屏插件需求场景技术成果wlcom合成器在兼容性、易用性、安全性、性能方面显著增强特色功能构建X协议转换框架，提升X11兼容能力，满足第三方X应用

15、的广泛兼容需求功能组件采用插件模式，支持灵活裁剪、按需定制实现防截图协议，对截图内容、区域进行管控，保护敏感数据，提高系统安全同硬件不同显示场景的并发渲染，提升业务场景渲染能力wlcom兼容性易用性安全性高性能wlcom合成器介绍3当前进展基本完成wlcom合成器与UKUI核心组件融合，支持ukui-session的运行，目前正抓紧与UKUI所有组件的功能适配，解决适配中出现的问题开发统一SDK，方便自研应用及UKUI组件的调用申请专利15项，已授权10项关联社区贡献：在wlroots、mesa等国际社区提交多个补丁X11兼容方案目前已适配主流媒体类、社交类、办公类等应用当前进展及未来规划4未来规划目前已在openkylin上成立wayland sig组，2024年在gitee上代码开源完善插件机制、特效框架、安全框架，扩展输入设备的支持，并持续适配openKylin，在openkylin 2.0发布时集成进入版本实现性能分析测量框架，持续提升合成器性能开发对外接口，形成对外调用文档，方便第三方应用开发适配工作合成器的安全增强组件开发实现国产厂商显卡适配当前进展及未来规划4感谢大家共同期待openkylin 2.0发布当前进展及未来规划4

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