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Wayfire 迁移进展(二):Xwayland HiDPI 以及 waybar

这几天完成了一个很重要的功能:我让 Xwayland 支持 HiDPI 了!

实际上让 Xwayland 支持 HiDPI 的补丁早就有了,但是我当时尝试的时候补丁并不能很好地应用,我手动修了修,不明不白地应用上之后,并没有能够正常使用。现象是,DPI 是对了,但是窗口大小会不断地缩为原来的四分之一(长宽都减半),全屏时也只占左上角的四分之一。

这几天我给 xorg-xwayland 打上了新版补丁,然后在一番理解之后,给 wlroots 写好了相应的补丁,现在 Xwayland 终于也可以看清晰了!

这两个补丁,xwayland 那边是通过一个 X 窗口属性来设置缩放倍数,然后 xwayland 会告诉混成器自己的窗口使用了对应的缩放倍数,这样混成器就不会当它不支持缩放、强行给拉伸一下了。当然还有输入坐标的转换之类的。缩放倍数为 2 时,X 客户端会看到之前两倍的显示大小,并且 X 使用的坐标是 Wayland 这边的两倍,所以 Wayland 的输入事件从 X 服务器传给 X 客户端的时候需要乘以 2。

混成器这边,需要了解客户端传过来的 X 坐标和 Wayland 坐标不再相同,需要进行相应的转换。没有进行转换的结果就是,客户端告诉混成器说自己是 1024x1024 的窗口大小,然后实际上创建出来是 512x512 的。混成器再告诉客户端你现在只有这么大,然后客户端说好,我调整一下。于是又变小了……

两个补丁打上之后,由于头文件有变化,混成器可能需要重新编译一遍。然后按 X 的方式设置 HiDPI,比如设置 Xft.dpi: 192 或者 winecfg 里设置 dpi 为 192。如果有运行于 Xwayland 的 GTK 3 程序,也要设置 GDK_SCALE=2 GDK_DPI_SCALE=0.5。然后执行以下命令设置 X 属性,让 Xwayland 做相应调整:

xprop -root -format _XWAYLAND_GLOBAL_OUTPUT_SCALE 32c -set _XWAYLAND_GLOBAL_OUTPUT_SCALE 2

接下来就能愉快地 wine 和 gimp 啦~

这几天做的另一个比较大的动作是配置好了 waybar。我也不知道这个组件叫什么好,很多地方都叫面板(panel),i3 / sway 那边直接叫 bar。它现在经常出现在屏幕顶部所以我也有时叫它顶栏。总之就是显示窗口信息、系统托盘和状态指示器啥的那一条。

我是从它自带的配置文件修改的,但是风格给完全改掉了。原本的风格是一块一块的彩色背景的字,我嫌太过显眼,经过一番调整之后,给改成了黑底上的彩色字,跟我原来的 Awesome 差不多,也和我显示器的黑边挺配的。指示器的放置也是差不多的。十分遗憾的是并没有合适的窗口列表小部件可用。它自带的那个 wlr/taskbar 会把所有工作区的窗口全部显示出来,很挤。而且不知道为什么,一旦加上它之后就最小要占用 34px 的高度,太占空间了,所以作罢。我打算以后自己实现一个,现在就拿正在播放的媒体凑一下吧。它现在长这样:

我的 waybar

左边就是使用 playerctl 做的媒体信息。左键可暂停播放,滚轮切歌。字的颜色是和窗口边框匹配的。

中边留着给窗口标题。

右边依次是:

  • idle 禁制器。点一下眼睛亮起来,禁用无活动时自动休眠。
  • CPU 和 load 信息。
  • CPU 温度。太高了会变红。
  • 内存使用率。
  • 电池信息。充满电又插着电源线,它就隐藏起来了。预期充电或者使用的时候图标会出现,并且可以看到剩余时间。如果在放电并且电量低,应该会变红并且闪烁。这设定跟我 Awesome 的那个一样,不知道等到什么时候才能用上,到时候才能看到效果了。
  • 音量。左键单击是切换静音,滚轮调节音量。图标会显示设备类型(我这里有内建、HDMI(实际上是走的 DP)、蓝牙三种)。麦克风静音的时候也会显示图标。
  • 系统托盘。它终于可以在多个屏幕上同时显示啦~
  • 时钟。

我最终还是用上了那个包名为「otf-font-awesome」的图标字体。

waybar 比 Awesome 的 bar 好配置多了。很方便使用外部程序来定义。也不一定要用定时器。程序可以一直跑着,一行一条状态更新,就不需要在「更新不及时」和「更新太频繁消耗资源、干扰调试」之间抉择了。

我把 wayfire、waybar 以及其它一些东西的配置文件上传到 GitHub dotconfig 仓库了。XDG 标准路径挺好的。

还有一些小的更新——

壁纸我使用了 swaybg,因为它支持不同显示器使用不同的壁纸,这样我的 e-ink 墨水屏就可以独享纯白壁纸了~或者什么时候我专门找张合适的黑白壁纸也挺好的。

fcitx5 输入条的文字 padding 太大。鉴于我现在日常使用 Wayland 了,我改了我这个主题,适配 Wayland。X 那边也没有太难看。

fcitx5-paste-primary 已经添加了 Wayland 支持,虽然实现很不优雅……

看图软件,使用 imv(同时支持 Wayland 和 X)取代了 sxiv。许多图片要预览的话,thunar 或者 geeqie 也挺好的。

以及一些已经报告的 bug:

还有一些未报告和未调查清楚的 bug,等事情明了之后我再更新啦~

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Wayfire 迁移进展

这几天又解决了一些问题,记一下。

Wayfire 部分:

  • 部分按键绑定无效的问题,Super+数字键无效是因为这个是 git 版本才有的。PrintScreen 无效是因为需要写成KEY_SYSRQ……
  • 窗口标题的问题。显示中文的 pr 已经提交。也把 scale 插件的问题一起修了。
  • 要不显示标题栏也很好办,首先 preferred_decoration_mode = server 让窗口们都用 wayfire 画的装饰,然后设置 height = 0 这样就看不到标题栏啦(窗口边框还留着;连边框都不想要的话可以不加载这个插件就好了)。
  • lightdm 启动不了 wayfire 的问题,在 ~/.xprofilesleep 1 就好了。相关 issue:Missing some input devices in wayland session · Issue #63 · canonical/lightdm
  • 嗯,lightdm 是会给 Wayland 会话 source ~/.xprofile 的。所以在里边判断 XDG_SESSION_TYPE 环境变量然后做相应的处理就好了。另外 sddm 是会 source ~/.profile 的。
  • invert 和 zoom 插件只支持一个显示器的问题,没有再次复现。可能是 git 版修了吧。
  • 挂起之后恢复,没键盘鼠标的问题大概也好了?今天我只遇到过一次没键盘,重新插了一下……
  • resize 调整窗口时保持比例(比如用于 scrcpy)。我已经在自己的 fork 中加入这个功能。
  • 锁屏使用 swaylock。不过它只锁屏并不会关显示器,所以我又写了个 xset dpms force off 的等价程序
  • HiDPI 下 Xwayland 窗口是糊的。通过改变插值算法(默认的 GL_LINEAR -> GL_NEAREST)来缓解。sway 默认就支持这个。这个 nearest 算法在整数倍放大时,会不那么糊,不过颗粒感会很明显(就是把显示器分辨率给降回去啦)。
  • 哦,还有个 git 版本的新问题:slurp 或 swaylock 在运行时,会消耗不少 CPU。我发现是由于 wayfire 一直在发送 configure 事件造成不断地重绘,已经给补上并提交 pr 了。

我的 Wayfire fork 位于 https://github.com/lilydjwg/wayfire/tree/lilydjwg,里边有什么请自行看提交历史。不过要注意的是,这个分支我可能会 push -f 以清理历史。

应用程序部分:

  • flameshot 需要设置 XDG_CURRENT_DESKTOP=sway 才能工作,然而在多显示器的时候只会给用户编辑左上角的部分,还是没法用。于是我用回传统的「选择+截图」组合了,只不过在 Wayland 下是 slurp + grim 这个组合。
  • wl-paste 和 xsel 不同步的问题,是由于 wlroots Xwayland 在窗口没有焦点时,被禁止与 Wayland 部分同步剪贴板。
  • 我装好 xdg-desktop-portal{,-wlr},设置好 XDG_CURRENT_DESKTOP 环境变量,然后重置了一下 obs-studio 的配置文件之后,它能工作了。不过只能录整个屏幕,不能按窗口录啦(由于更容易意外录到别的内容,反而不那么安全了)。

然后是剩下的问题:

  • spicy 无法捕获键盘是因为 wayfire 没有实现那个协议。有空我去 patch 一下好了。
  • 火狐还是不能录屏。听说是协议有更新火狐还没跟上?
  • wireshark 的菜单会显示在屏幕最右边。
  • mako 的通知文字经常是糊的,reload 一下什么的可能会好。也遇到过它不显示,reload 一下又好了的情况。
  • GTK 3 程序的右键菜单,上下会多出一部分内边距并被加上的圆角。圆角我还能忍,但多这么一部分不能选中就很难看了,然后火狐的多级菜单还没把这个考虑进去,没对齐各级菜单……

解决这各种问题挺累的,我就不仔细核查和整理了。本文只是个记录,把已经完成的事项从我的 TODO 列表转存到博客而已啦=w=

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不同情况下的图形效果

我在上一篇说到,Wayland 下再也不会遇到撕裂了。后来群友说,这是 Intel 的 modesetting 驱动特有的问题。所以我又重新比较了一下。为了让事实说话,而不是靠很容易有偏见的主观感受,我使用 Sony Xperia XZ2 Compact 手机的「慢动作」功能,以 960fps 录制了不同情况下,火狐滚动同一页面的效果。不过视频我就不放了,上传费时又占地方。

首先是我长期使用的组合:X11 + Intel 集成显卡 + modesetting DDX,窗口管理器是 Awesome 3.5.9,混成器是 picom。这种情况下有非常严重的斜线撕裂,在画面内容变化大的时候(如无过渡切桌面、视频镜头转换、大幅度滚动页面)必现。撕裂的样子如下(「慢动作」的分辨率有限,亮度低是预期现象):

X11 Intel 上的画面撕裂

可以很清楚地看到,截图中的页面是由两帧的内容拼接而成的。而且左下的是后一帧,右上的是前一帧,我不知道为什么会是这样子。我记得以前它不会撕这么大条斜线的啊,是斜-水平-斜的样子。反正都很难受就是了。我以前以为这种撕裂是时不时出现的,但多次「慢动作」慢放表明,它发生的频繁度大大超出了我之前的感受。

这个组合还有个问题是:外接显示器时,鼠标会跟着画面的更新而闪烁。画面更新越多越频繁,它闪烁得越快,而且和更新的区域也有关系。因为眼睛总跟着鼠标跑,所以即使它大部分时候不影响定位,但对主观感受的伤害应该也挺大的。

然后 Wayland + Intel 集成显卡,混成器是 Wayfire。完全观察不到撕裂。鼠标光标也很稳定不闪。

X11 + Nvidia 独立显卡 + 官方闭源驱动。还是 Awesome + picom 的组合,输出还是经过 Intel 显卡。也完全观察不到撕裂。不过有个更严重的问题——我的外接显示器每十来秒会黑屏几秒。听说把显示器关掉重开就可以解决,不过我无意使用这个方案,就不理它了。除了我之前提到的容易崩溃之外(其实我也不知道现在它还崩不崩),这显卡不支持视频硬件加速。这意味着我根本没办法看 4k 视频。PS: 火狐的 WebRender 能正常自行启用。

X11 + Intel 集成显卡 + Nvidia PRIME Offloading。我只是好奇地试一试这个方案啦。以前这个方案里火狐没办法启用图形加速,只能用「basic」渲染器来着。现在火狐有了 Software WebRender,倒是也能比较好地跑起来了。依旧会撕裂,好像比用 Intel 显卡要好那么一点点?

然后对比一下水族馆的图形性能数据:

  • X11 + Intel 显卡,30fps 左右。
  • Wayland + Intel 显卡:接近 60fps。
  • X11 + Nvidia 显卡:30-40ftps。
  • X11 + PRIME,这个比较令我意外,竟然也在 30fps 上下。要知道这个是纯 CPU 实现的,没有 GPU 加速的呀。

其实 WebGL 我用得不多啦(Google 地图更常卡在网络 I/O 上而不是渲染上)。更多的是播放在线(YouTube)视频啦。

  • X11 + Intel 显卡,1080p 60fps,GPU 用满,丢帧三分之一!4k 60fps 也差不多。原来重点不是分辨率(反正 GPU 的解码能力还没用满),重点是视频的帧率啊。
  • Wayland + Intel 显卡,4k 60fps 都不怎么丢帧,更不说其它了。GPU 图形计算用到一半左右。
  • 没有更多方案了。我这 CPU,软件解 4k 会卡成 PPT 的。

综上,Wayland 的表现是最好的!好吧虽然遇到了挺多问题的,不过我大概都能修或者绕过。虽然撕裂不全是 X11 的错,但是确实有客观证据证明它体验不好,不是 Wayfire 的特效太绚烂太怀旧让我偏心了~

Category: Linux | Tags: X window Wayland 显示驱动
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Wayland 初体验

前天得知 wayfire 能够直接在 X Window 下运行之后,我就尝试了一下。很好,能跑。虽然不能捕获键盘,从而与外边窗口管理器重复的快捷键无法使用,但至少它的鼠标光标位置是对的,能够用来测试。我在 QEMU 里跑过 KDE Wayland、sway 和 wayfire,无一例外鼠标位置不对。KDE 里是缩放倍数设为 2 之后,鼠标的实际坐标会翻倍。后两者基于 wlroots 的,鼠标的实际坐标位于显示的光标上方几十像素处。总之没法用。

在 X Window 里粗略地配置了一下 wayfire 之后,我就想实际在外边跑跑看。结果被惊艳到了,感觉就像年轻了24岁一样!

优势

尝试几次之后,我终于把 wayfire 跑起来了。

首先是火狐图形性能翻倍!

我打开火狐,跑了一下 WebGL 水族馆(微软的 FishGL 没啦)。接近 60fps,是我在 X Window 下跑的两倍有余!再试试 YouTube 的 4K 视频,竟然几乎不掉帧!我的电脑的性能原来这么好的吗……在 X Window 下,火狐播放这 4K 视频,会占满 GPU,并且 CPU 也几乎用满,丢掉约十分之一的帧。而在 Wayland 下竟然只用了一半的 GPU,CPU 用量也不怎么高。而且操作起来很流畅,右键菜单一点就出来,鼠标划过菜单项,高亮也跟得很紧。

画面再也不撕裂啦!

一直以来,我切换窗口、播放视频、快速滚动窗口内容的时候,时不时能见到画面撕裂。一般是在中间附近,一道水平接着倾斜接着再水平的裂痕会一闪而过,其上和其下是两帧不同的内容。读过 xplain 以及 Wayland Book,我知道这是由于 X Window 服务端与客户端之间并不同步,显示画面时,缓冲区里有啥画啥,并不在乎客户端有没有画完,导致相邻的两帧拼接在了一起。而 Wayland 会使用双重缓冲,客户端在缓冲区里画好了,才告诉混成器这一帧画好了、可以显示出去了。而在画好之前就显示上一次提交的缓冲区内容,所以永远不会出现画一半的情况。

我的光标也不再闪烁啦!

我也不知道为啥,我在 X Window 下,特别是接外接显示器的屋里,鼠标光标会像遥远的星星一样闪啊闪的,有时候闪得甚至影响我操作。我用的 picom 混成器的选项我改来改去,不光没能解决这个问题,反而是搞得它时不时崩溃一下了。我也不知道这是怎么回事,按理说鼠标光标由硬件绘制的,不应该时有时无啊。而在 wayfire 里,光标一直很稳定,从来不闪烁。我是返回到 X Window 下才注意到这一点的。

特效!

尝试 wayfire 的一大原因是我看中了它的特效。当年我初入 Linux 的时候,就挺喜欢 compiz 的特效的,只是后来因为性能问题才转到 Awesome 的。wayfire 有好多我当年常用的特效,果冻、火焰、立方体、展览,还有那个翻页一样的切换效果叫啥来着。没有纸飞机倒是有点可惜。

其它的 Wayland 混成器,KDE 我已经尝试过了,虽然是 X Window 版本,但功能应该是一致的。同样 sway 的对应 X Window 版本 i3 我也尝试过了。结论是,我并不是很在意平铺,但是我很在意键盘操控性。wayfire 也有较为丰富的键盘操作设置,应该也可以通过插件来扩展。

已解决的问题

虽然有上边这些优势,我还是回到 Awesome 来了,因为还有不少问题和需要配置的地方呢。此节记录一下我已经解决的问题。

  • GVim。因为 GVim 使用的是 GTK,所以改一改让它支持 Wayland 并没有很难。我改好的版本在我的 vim fork 的 wayland 分支上。目前还缺少两个重要功能:终端里的剪贴板,以及 +clientserver。
  • mpv 是糊的。研究发现这是因为我加了no-hidpi-window-scale参数。它是为了解决 X Window HiDPI 下窗口过大的问题,但到了 Wayland 下使用它就会导致并不进行 HiDPI 缩放了。
  • 窗口焦点不会跟随鼠标。这是在平铺式窗口管理器里使用很广泛的特性。wayfire-plugins-extra 里有个 follow-mouse 插件可以实现这个。
  • GTK 的鼠标主题、禁用动画设置等不生效。原来在 Wayland 下 GTK 不读取~/.config/gtk-3.0/settings.ini,可以使用 dconf-editor 去编辑 org.gnome.desktop.interface 下的选项
  • xfce4-notifyd 的通知会被当成普通窗口,置于屏幕中间并且有标题栏。有一个 fork 修复了此问题,不过我还是决定使用更轻量的 mako(不是 Python 的那个模板引擎哦)。
  • Xwayland 跑 PRIME offloading 时,Minecraft 的画面会来回抖动。于是只好放弃 NVidia 显卡改成 Intel 显卡了(反正自从我买了 4K 显示器之后就都跑不动了 QAQ)。
  • fcitx5
    • GTK 中,在输入编码的时候,按一次键闪烁一下。csslayer 说是不这样做就无法移动窗口。于是我改了一下代码,选择移不动。反正也只有在屏幕边缘的时候才需要移动。Qt 那边这个问题倒是不大,因为 fcitx5-qt 总是在应用程序的窗口范围内绘制候选词窗口,能够判断什么时候需要移动,所以只是在屏幕边缘的时候闪一闪。
    • Qt 中(就是 Telegram 啦),在窗口下方输入的时候候选词窗口会悬在文本上空。我改了一下代码,现在能够准确定位到文本的上方紧贴着了。代码已经 pr。
    • fcitx5-configtool 不显示部分图标。把GNOME_DESKTOP_SESSION_ID=0环境变量加上就好了。这个环境变量莫名其妙地解决了不少问题呢。

剩下的问题

我暂时还是以 Awesome 为主,因为还有很多问题有待解决:

  • Vim 不支持剪贴板、clientserver 特性。我打算通过另外的方式实现。工作量有些大。
  • SPICE 客户端 spicy 无法捕获键盘,造成虚拟机里无法使用与外边相同的快捷键。
  • LightDM 启动 wayfire 会话时会立即退出,而实际上 wayfire 是已经启动了的。各种日志里均没有找到任何有用的信息。
  • wl-paste 获取的剪贴板内容与 Xwayland 的并不同步。似乎大部分程序都支持两种剪贴板协议,但是 wl-paste 和 Xwayland 各支持其中之一?
  • Xwayland 不支持 HiDPI。有个补丁,但是会造成窗口一直缩小再缩小。
  • fcitx5
    • 候选词的内边距有些大。有空再调了。
    • fcitx5-paste-primary 不支持 Wayland。有空再加了。
  • wayfire
    • 窗口标题不支持中文。我倒是打算给 wayfire 加个不显示标题栏的选项。
    • 的 fast switch(真的很快)会导致全屏窗口取消全屏。
    • 似乎不支持触摸板拖拽的时候中断一下。应该很好修补吧?
    • 只能切换到本工作区的上一个窗口,不能跨工作区
    • invert 和 zoom 插件只支持某一个显示器。前者我用不到,但后者应该还有些用处的。
    • 设置的 Super+数字键 切换工作区无效。
    • 我还没想好我那些环境变量去哪里设置比较好。~/.xprofile没啦,~/.pam_enviroment我也不想用。在考虑使用 systemd 那个功能,或者我自己 wrapper 一下 wayfire。

缺憾

  • 使用 libinput 取代了 synpatics,非常好用的画圈滚动(一直画、一直滚)没了。

结语

还有挺多东西要配置的。锁屏啦,壁纸啦,还有未发现的问题啦,等等。慢慢来吧。Wayland 真的挺顺滑的。

对了,有个有意思视频给大家看一下。

这是我还没运行通知守护进程时,火狐发出的通知窗口,不知道为什么被反复创建和销毁。

Category: Linux | Tags: X Window X window Wayland

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