Linux 桌面GUI及其启动流程

Published: December 18, 2018 by keyou

为了让大家更好的理解 ChromiumOS 系统的UI启动流程，这里将它和Ubuntu系统的启动进行对比。

Linux GUI 涉及到的术语

Init systems(Init)

用户空间启动的第一个进程，PID=1，进程名一般为init，用来（根据配置文件）启动系统中的其他进程；
常见的实现有 System V Init(SysV，最老的，新的init大多都兼容它的启动脚本)，SystemD（兼容SysV），Upstart（兼容SysV和SystemD）,OpenRC(基于SysV)，runit
对比： https://www.tecmint.com/best-linux-init-systems/ ，https://wiki.gentoo.org/wiki/Comparison_of_init_systems

Display Manager(DM)

别名Login Manager,提供系统登陆界面，并且负责启动 Display Server，一般会允许配置登录后要执行的程序，默认登录后会执行相应桌面环境的session程序，比如gnome-session,mate-session，如果需要的话这些session程序会启动WM程序，可以通过配置直接启动一个普通的应用程序，这时没有可用的WM，除非程序自己实现相关功能，DM一般也会允许配置对应的greeter程序，该程序专门用来显示登陆界面；
常见的实现有 LightDM,GDM,SDDM;

Display Server(DS)

用来为上层应用提供和鼠标，键盘，GPU等硬件交互的能力，一般通过定义好的协议来和上层应用通信，常见的协议包括 X11,Wayland,SurfaceFlinger,QuartzCompositor,DirectFB,SPICE等，；
常见的实现有 X.org Server,X Window System,Xephyr,Xvfb,Weston,Mutter,Kwin,Enlightenment;

Window Manager(WM):

为GUI程序提供“窗口”这一概念，提供窗口标题栏，最大化最小化关闭按钮，阴影，窗口re-parent等功能，有些WM同时提供root window,它提供壁纸等功能；
常见的实现有 Compiz,Mutter,Kwin，dwm.exe，openbox,awesome等;
对比： https://en.wikipedia.org/wiki/Comparison_of_X_window_managers

Greeter:

Desktop Environment(DE):

mate

其中有几点需要说明：

systemd 是目前主流的 Init 系统；
lightdm 是目前主流的 DM 系统；
Xorg 的介绍见 X window system(X11) 介绍；
mate-session 是 Mate 桌面环境提供的 SM。Mate桌面环境是由 gnome2 发展而来，个人觉得它比 gnome2/3 都更好用；
macro 是 Mate 默认的WM，可以通过配置替换成其他的WM，比如 Compiz;
Greeter（登陆界面）程序是 DM 提供的，不随着你安装的 DE 的改变而改变，Greeter 程序在登陆后就会退出，如果要更换登陆界面，可以安装独立的 Greeter 程序，然后配置lightdm使之生效；
安装了不同的DE之后，一般可以在 Greeter 界面上选择登陆后要使用的 DE；
有些 WM 是没有独立的进程的，在Ubuntu18默认的系统上，使用gnome3的DE，它的WM（Mutter）是集成在gnome-shell中的，所以看不到独立的进程；

mate

说明：

upstart 是由ubuntu开发的并行Init系统，用于取代System-V，文档见 http://upstart.ubuntu.com/；
ChromiumOS 把 Display Manager 和 Session Manager 进行了合并，都是由 session_manager 程序提供；
Display Server 的实现在 components/exo 目录下，没有独立的进程，运行在 chrome 进程中，实现了 wayland 协议；
Desktop 和 Window Manager 都是由 ash 模块提供，同样没有独立的进程，运行在 chrome 进程中；
exo 是一个不完整的 wayland 服务器，有些api没有实现，因此只能运行部分 wayland 程序；
在 components/exo/wayland/clients 目录下提供了好几个简单的 wayland 客户端程序，可以通过ninja编译之后拷贝到系统中直接运行；
在 ui/display/manager/display_manager.xx 文件中定一个名为 DisplayManager 的类，它是用来管理显示器的，相当于 MonitorManager，并不是图中提到的Display Manager;