wayland协议详解一

文章目录

• 一、前言
• 二、Wayland客户端的完整生命周期
• • 1.建立连接-敲门
  • 2.获取注册表
  • 3.设置监听器-翻译官
  • 4.同步等待
  • 5. 创建 Surface：得到一块“画布”
  • 6. 给画布配上“画框”
  • 7. 设置监听器：让窗口能“听话”
  • 8. 设置窗口状态
  • 9. 创建 EGL 窗口

一、前言

为什么需要理解Wayland客户端生命周期？

在Linux图形生态系统中，Wayland正逐渐成为X Window系统的现代替代方案。与传统的X11架构不同，Wayland采用了一种更简洁、更安全的客户端-服务器模型。理解Wayland客户端从启动到显示窗口的完整生命周期，是开发基于Wayland的图形应用、嵌入式系统GUI或桌面环境的基础。

本文将深入剖析Wayland客户端与合成器（Compositor）交互的完整流程，通过代码示例和架构图，帮助您掌握Wayland编程的核心概念。

// 核心架构层示意图
┌─────────────────────────────────────────┐
│ 应用程序层 (Application) │
├─────────────────────────────────────────┤
│ wl_display – 协议状态机 │← 对象分发中心
│ │ 管理所有Wayland对象
├─────────────────────────────────────────┤
│ wl_event_loop – 事件调度器 │← 事件等待与分发
│ │ 处理I/O和多路复用
├─────────────────────────────────────────┤
│ wl_connection – 底层传输层 │← UNIX套接字/共享内存
│ │ 序列化和反序列化消息
└─────────────────────────────────────────┘
│ Wayland合成器 │
└─────────────────────────────────────────┘

组件功能详解：

二、Wayland客户端的完整生命周期

1.建立连接-敲门

// 最简单直接的方式
struct wl_display *display = wl_display_connect(NULL);
if (!display) {
// 连不上？可能是：
// 1. 合成器没启动（比如Weston、KWin）
// 2. WAYLAND_DISPLAY环境变量没设对
// 3. 没权限访问那个socket文件
fprintf(stderr, "大哥，合成器不在家啊\\n");
exit(1);
}

关键点：

• wl_display_connect() 建立到合成器的unix套接字连接
• 可以通过参数指定特定的显示名称，NULL表示使用默认值
• 连接成功后，客户端获得一个wl_display对象；
• 建立TCP式的连接，但不是网络，是本地进程间通信

2.获取注册表

连上了，但两眼一抹黑。合成器家都有啥「家具」（功能接口）？得问问。

// 拿到「家庭清单」
struct wl_registry *registry = wl_display_get_registry(display);

现在registry就是个空壳，得配上「翻译官」（监听器）才能看懂清单内容。

3.设置监听器-翻译官

// 定义两个关键回调：看到新家具 & 家具被搬走
static struct wl_registry_listener registry_listener = {
.global = registry_handle_global, // 「哟，来了个新东西」
.global_remove = registry_handle_remove // 「唉，那个东西没了」
};

// 实际处理函数
static void registry_handle_global(void *data,
struct wl_registry *registry,
uint32_t name,
const char *interface,
uint32_t version) {
struct my_app *app = data;

// 最关键的几个判断
if (strcmp(interface, "wl_compositor") == 0) {
// 画布管理员！有了它才能创建绘制表面
app->compositor = wl_registry_bind(registry, name,
&wl_compositor_interface, 4);
}
else if (strcmp(interface, "xdg_wm_base") == 0) {
// 现代窗口管理器（比老旧的wl_shell好用多了）
app->xdg_shell = wl_registry_bind(registry, name,
&xdg_wm_base_interface, 3);
}
else if (strcmp(interface, "wl_output") == 0) {
// 显示器信息
app->output = wl_registry_bind(registry, name,
&wl_output_interface, 3);
}
// 还有一堆扩展接口，比如零拷贝的dmabuf
}

4.同步等待

// 这是关键一步！很多人卡在这里
wl_display_roundtrip(display);

这个roundtrip()到底在等啥？

执行一次与 Wayland 服务端的往返通信（roundtrip），确保所有全局接口的通告事件 已被接收并处理完毕。这是后续接口绑定和资源创建的必要前提。

5. 创建 Surface：得到一块“画布”

window->surface = wl_compositor_create_surface(display->compositor);

这步干了啥：

• 向合成器申请一块空的绘制区域
• surface 是 Wayland 里最基础的绘图单元，纯数据，没窗口属性
• 可以理解为“一张白纸”，还没决定怎么用（窗口/弹出层/子表面）

6. 给画布配上“画框”

window->shell_surface = wl_shell_get_shell_surface(display->shell, window->surface);

关键转变：

• wl_shell 是早期的窗口管理接口
• 把纯 surface 变成带窗口属性的 shell_surface
• 现在有了窗口该有的东西：标题栏、边框、最小化按钮（看合成器实现）

7. 设置监听器：让窗口能“听话”

wl_shell_surface_add_listener(window->shell_surface, &shell_listener, window);

监听器通常要处理：

static struct wl_shell_surface_listener shell_listener = {
.ping = handle_ping, // 合成器探活“你还在吗？”
.configure = handle_configure, // 窗口尺寸/状态变化
.popup_done = handle_popup_done // 弹出层关闭
};

为什么需要 ping？ 合成器定期发 ping，客户端得回 pong。不回？合成器认为你卡死了，直接杀掉窗口。这是 Wayland 防假死机制。

8. 设置窗口状态

if (fullscreen) {
wl_shell_surface_set_fullscreen(window->shell_surface,
WL_SHELL_SURFACE_FULLSCREEN_METHOD_DEFAULT,
0, display->output);
} else {
wl_shell_surface_set_toplevel(window->shell_surface); // 设为顶级窗口
wl_shell_surface_set_maximized(window->shell_surface, display->output);
}

9. 创建 EGL 窗口

window->egl_window = wl_egl_window_create(window->surface, width, height);

这才是图形显示的关键：

• wl_egl_window 是 EGL 扩展
• 把 Wayland surface 包装成 EGL 能识别的 native window
• 后面就能用 eglCreateWindowSurface() 创建 EGL surface