【Linux】X Window Systemの使い方

LinuxにおけるX Window Systemの使い方についてまとめました。

X Window Systemとは

X Window System(X、X11)は、Linux系OSでGUIを実現するために使用されています。
X Window Systemは以下のようなクライアント・ サーバモデルで構成されます。

  • X サーバ
    • ユーザのハードウェア管理(ディスプレイの表示、キーボードからの入力処理など)を行うプログラム。ディスプレイ、キーボード、マウスなどが接続されたローカルホスト上で実行される。
  • X クライアント
    • データを処理し、Xサーバへ話しかけるプログラム。要はブラウザやエディタなど、ウィンドウを表示するプログラム。リモートホスト上で実行される。
  • アプリケーションサーバ
    データを処理しクライアントへ話しかけるプログラム。リモートホスト上で実行される
  • アプリケーションクライアント
    • ユーザのディスプレーや入力デバイスが接続されたプログラム。ローカルホスト上で実行される。

X Window System の設定(xorg.conf)

X Window System の設定は以下のコマンドを実行して生成される「/root/xorg.conf.new」をコピーしてファイル名を変更した「/etc/X11/xorg.conf」ファイルで行います。

$ Xorg　-configure

「/etc/X11/xorg.conf」ファイルは、複数のセクションの集まりで構成されます。
各セクションは Section “<セクション名>” 行で始まり、EndSection行で終了します。
「#」マークで始まる行は、コメント行です。

セクション名 概要
ServerFlags グローバルなX サーバの設定
ServerLayout Xサーバで制御される入出力デバイスの定義
Files X サーバへのサービス用パスを設定
Module Xサーバがロードする「/usr/X11R6/lib/modules/」内のモジュール(Xサーバの追加機能)を指定。
InputDevice Xサーバに対して1つの入力デバイスを設定。 システムには2つ以上のInputDeviceセクション(キーボード及びマウス)が必要となる。
Monitor モニタのタイプを設定。
Device ビデオカードを設定。1つ以上のDeviceセクションが必要。
Screen 1つのビデオカードを、DeviceセクションとMonitorセクションを参照して1つのモニタに結合する。
DRI DRI(Direct Rendering Infrastructure)用のパラメータを設定。DRIは、3D ソフトウェアアプリケーションが最新のビデオハードウェアに組み込まれた 3D ハードウェアアクセラレーション機能を活用できるようにするインターフェース。

X Window Systemの操作

① Xサーバー側（ローカル側）で以下のコマンドを実行してXサーバー接続許可リストに追加し、Xクライアントホスト(リモート)からのアクセスを許可します。

$ xhost　+Xクライアントホスト名

なお、すべてのクライアントからのアクセスを許可する場合は「xhost +」、アクセス許可を取り消す場合は「xhost -Xクライアントホスト名」を実行します。

②Xクライアント側(リモート側)で「DISPLAY=ホスト名:ディスプレイ番号.スクリーン番号」を実行し、環境変数DISPLAYにXサーバを指定します。

$ DISPLAY=ホスト名:0.0
$ export DISPLAY
  • 補足
    • 「ホスト名(Xサーバ名)」もしくは「XサーバのIPアドレス」を指定
    • ディスプレイ番号とスクリーン番号は通常0

③Xクライアント側で以下のコマンドを実行し、アプリケーションを起動します。

$ xclock &

④Xサーバ側にxclockが表示されます。

X Window Systemの開始

①ランレベル3の状態で「startx」コマンドを実行します。
(統合デスクトップ環境のGUI画面が表示されます、つまりCUI環境からGUI環境に移行します)

$ startx

② xinit コマンドを実行します

$  xinit

③ユーザーのホームディレクトリ内の .xinitrc ファイルを検索し、デスクトップ環境、実行すべき他の X クライアントアプリケーションを定義します。
.xinitrcファイルがない場合、システムデフォルトの「/etc/X11/xinit/xinitrc」ファイルを代わりに使用します。

④xinitrcスクリプトは、ユーザーのホーム ディレクトリ内で「.Xresources」「.Xmodmap」「.Xkbmap」、「/etc/X11/」ディレクトリ内で「Xresources」「Xmodmap」「Xkbmap」などのユーザー定義ファイルやシステムファイルを探し、見つかればそのファイルに従って設定されます。
例えば、XmodmapとXkbmapは、xmodmapユーティリティに使用され、キーボードの設定を行います。

⑤xinitrcスクリプトが「/etc/X11/xinit/xinitrc.d/」ディレクトリ内の全てのスクリプトを実行します。

⑥xinitrcスクリプトは、ユーザーのホームディレクトリ内の .Xclientsを実行します。
.Xclientsスクリプトは .Xclients-default ファイルにあるユーザー指定のデスクトップ環境を起動します。

⑦ウィンドウマネージャが開始され、デスクトップ環境で操作できます。

X Window Systemの主なコマンド

Xサーバー側のコマンド

  • xauth list
    • Xサーバごとの接続に使用される資格情報を表示

Xクライアント側のコマンド

  • xauthコマンド
    • ユーザ単位でXサーバへのアクセスを制限。
    • xauthのaddコマンドで、接続ユーザの「~/.Xauthority」ファイル（クライアント認証ファイル）にXサーバと同じ資格情報を保存。
    • Xサーバと資格情報が一致したユーザのみアクセス可能になる。
  • xhost
    • ホスト単位でXサーバへのアクセス許可・不許可を制御。ホスト単位の制御はセキュリティ上好ましくないため、xauthコマンドでユーザ単位でXサーバへのアクセスを制限するのが一般的。

Xのウィンドウ情報を表示(xwininfoコマンド)

「xwininfo」コマンドは、Xのウィンドウ情報を表示します。

オプション 概要
-id ウィンドウID(id)を表示。ウインドウIDがわかると、マウスなしで、コマンド行から対象ウィンドウを指定できる。
-tree 全ての子ウィンドウを表示
-root rootウィンドウの情報を表示
-stats 指定したウィンドウの位置や外観の情報を表示

実行例

$ xwininfo

Xサーバのディスプレイ情報を表示(xdpyinfo コマンド)

xdpyinfoコマンドは、Xサーバのディスプレイ情報を表示します。

オプション 概要
-ext all 詳細情報を表示

実行例

$ xdpyinfo

X フォントサーバー(xfs)

X サーバーは、「/etc/X11/xorg.conf」ファイルのFilesセクションのFontPathディレクティブに指定してあるフォントサーバ(xfs)に接続し、フォント情報を取得します。

オプション 概要
alternate-servers フォントサーバーが利用できない場合にの代替フォントサーバーの一覧を指定。
catalogue 使用するフォントパスの順番の一覧を指定。
client-limit フォントサーバーが処理するクライアントの最大数を指定(デフォルトは10)。
default-point-size デフォルトのフォントを指定(デフォルトの120は、12pt)
default-resolutions X サーバーによりサポートされている解像度のリストを指定。
use-syslog システムエラーログを使用するか指定。

ウィンドウマネージャ(twm)

「twm」は最小限の機能を備えたウィンドウマネージャです。
ウィンドウマネージャとは、 ウィンドウの外観、アイコン、カーソル、メニューなどを提供するXクライアントのアプリケーションの1つです。

ディスプレイマネージャ

ディスプレイマネージャの特徴は以下のとおりです。

  • デスクトップ環境を準備する
  • initやsystemdによりディスプレイマネージャーサービスが起動
  • ユーザにGUI環境のログインを提供

Xフォントサーバーにフォントを追加

以下の手順で追加します。

①以下のコマンドで「/usr/share/fonts/local/」ディレクトリを作成します。

$ mkdir　./usr/share/fonts/local/

②以下のコマンドをルート実行し、ディレクトリをxfsのパスに追加します。

$ chkfontpath　--add　/usr/share/fonts/local/

③ 追加したいフォントファイルを「/usr/share/fonts/local/」ディレクトリにコピーします。

④ ルートで以下のコマンドを実行し、フォント情報を更新します。

$ ttmkfdir　-d　/usr/share/fonts/local/　-o　/usr/share/fonts/local/fonts.scale

⑤ rootになり、以下のコマンドを実行し、xfsフォントサーバーを再読み込みします。

$ service　xfs　reload

【使用例】Xクライアント上で実行したGUIアプリケーションをXサーバ上のデフォルトディスプレイで表示させる場合の環境変数DISPLAYの設定

Xクライアント上で実行したGUIアプリケーションをXサーバ上のデフォルトディスプレイで表示させる場合、Xクライアント側の環境変数DISPLAYで以下のように表示先（Xサーバ）を指定します。

[Xサーバ]：ディスプレイ番号.スクリーン番号

デフォルトのディスプレイを使用する場合はディスプレイ番号に0を指定します。
例えば、XサーバのIPアドレスが「192.168.0.10」のとき環境変数DISPLAYで「192.168.0.10:0」もしくは「192.168.0.10:0.0」と指定します。

【使用例】Xクライアント上で実行したプログラム「xeyes」をXサーバのディスプレイに表示させる場合

Xクライアント上で実行したプログラム「xeyes」をXサーバのディスプレイに表示させる場合、以下の順でコマンドを実行します。
ここで、XサーバーのIPアドレスは「192.168.1.1」、XクライアントのIPアドレスは「192.168.1.2」とします。

Xサーバー側で以下のコマンドを実行し、xhostコマンドで、Xクライアントからのアクセスを許可します。

$ xhost +192.168.1.2

Xクライアント側で以下のコマンドを実行し、環境変数DISPLAYで表示先（Xサーバ）を指定し、Xサーバに表示させたいプログラム（xeyes）を実行します。

$ DISPLAY=172.16.0.1:0
$ export DISPLAY
$ xeyes &

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