Программирование в X Window средствами Free Pascal

Система X Window представляет совокупность программ и библиотек. Сердцем ее является отдельный UNIX-процесс, существующий на компьютере, к которому присоединен дисплей. Именно сервер знает особенности конкретной аппаратуры, знает, что надо предпринять, чтобы закрасить пиксель на экране, нарисовать линию или другой графический объект. Он также умеет воспринимать сигналы, приходящие от клавиатуры и мыши.

Сервер общается с программами-клиентами, посылая или принимая от них порции (пакеты) данных. Если сервер и клиент работают на разных машинах, то данные посылаются по сети, если же компьютер один, то для передачи данных используется внутренний канал. Например, если сервер обнаруживает, что нажата кнопка мыши, то он подготавливает соответствующий пакет и посылает его тому клиенту, в чьем окне находится курсор мыши. И наоборот, если программе надо что-либо вывести на экран дисплея, то она создает необходимый пакет данных и посылает его серверу.

Состав пакетов и их последовательность определяются специальным протоколом. Но чтобы программировать для X, совсем не обязательно знать детали реализации сервера и протокола обмена. Система предоставляет библиотеку процедур, с помощью которых программы осуществляют доступ к услугам X на высоком уровне. Так для того, чтобы вывести на экран точку, достаточно вызвать процедуру XDrawPoint(), передав ей соответствующие параметры. Последняя выполняет всю черновую работу по подготовке и передачи пакетов данных серверу. Упомянутая библиотека называется Xlib. Она помещается в файле lX11.a (libX11.so), который, как правило, находится в каталоге /usr/X11R6/lib. Прототипы функций библиотеки, используемые ею структуры данных, типы и прочее определяется в файлах-заголовках из директории /usr/include/X11.

На рис. 1.1 представлена схема общения клиентов и сервера.

Рис. 1.1. Общая схема общения программ-клиентов и X-сервера

Посылка порций данных, особенно если она осуществляется через сеть, операция достаточно медленная. Чтобы повысить производительность системы, Xlib не отправляет пакеты сразу, а буферизует их в памяти машины, на которой выполняется программа-клиент. Собственно передача выполняется в тот момент, когда клиент вызывает процедуру, ожидающую получения событий от сервера, например XNextEvent(). Программа может явно инициировать отправку пакетов, обратившись к функциям XFlush() или XSync().

1.1.2 X-окно

Как уже упоминалось ранее, окно - это базовое понятие в X. Оно представляет прямоугольную область на экране, предоставляемую системой программе-клиенту. Последняя использует окно для вывода графической информации. На рис. 1.2 показан общий вид окна в X Window.

Рис. 1.2. Общий вид окна X Window

Из рисунка видно, что окно имеет внутренность и край. Основными атрибутами окна являются ширина и высота внутренности, а также ширина края. Далее мы будем говорить ширина и высота, а слово "внутренность" станем опускать. Упомянутые параметры окна называются его геометрией.

С каждым окном связывается система координат. Ее начало находится в левом верхнем углу окна. Ось x направлена вправо, а ось y - вниз. Единица измерения по обеим осям - пиксель.

Окна могут быть двух типов: InputOutput (для ввода-вывода) и InputOnly (только для ввода). Окно первого типа - это обычное окно. Окно второго типа не может использоваться для рисования. У данного окна нет края, оно "прозрачно". Заметим, что окна этого типа используются достаточно редко.

X Window позволяет программе создавать несколько окон одновременно. Они связаны в иерархию, в которой одни являются родителями, а другие потомками. Сам сервер на каждом экране создает одно основное окно, которое является самым верхним родителем всех остальных окон. Это окно мы будем называть главным или корневым.

Корневое окно всегда занимает весь экран. Это окно не может уничтожаться, меняться размеры или сворачиваться. Когда приложение создает окна, сначала должно быть создано по крайней мере одно окно верхнего уровня. Это окно становится прямым потомком корневого окна до тех пор, пока не отобразится. Прежде, чем это окно отобразится, оконный менеджер извещается об операции размещения окна. Оконный менеджер имеет привилегию "удочерить" новое окно верхнего уровня. Это используется для добавления окна, которое будет содержать новое окно и использоваться, чтобы нарисовать рамку, заголовок окна, системное меню и т.п.