IL SISTEMA X-WINDOW

Progettato per sistemi distribuiti, permette a piu' applicazioni di cooperare attraverso una rete (es. l'interfaccia grafica gira su una macchina diversa da quella dove gira il programma). Anche con architetture e/o sistema operativi diversi. Tutto avviene in maniera completamente trasparente all'applicazione.

Modello a strati

X non impone alcuno stile di interfaccia o di interazione con l'utente. Strati sw sopra a X si preoccupano di definire questo (vedere window manager e toolkits - tra poco).

X Protocol

• richieste (client->server): allocare una risorsa, leggere valori correnti di una risorsa, modificare valori di una risorsa. Interazione asincrona: server mette le richieste in coda e le soddisfa quando ha tempo.
• risposte (server->client): info di ritorno per certi tipi di richieste (es. allocare una risorsa, ritorna identificatore per accedere alla risorsa)
• eventi (server->client): Xlib (sul client) mette eventi in una coda da cui il programma puo' leggerli uno a uno per processarli (interazione asincrona)
• errori (server->client): generati in caso di richieste non valide.

X Server

Passa input dai device (tastiera, mouse) ai client.
Passa output (testo e grafica 2D) dai client al display.

X Lib

• ottenere risorse (finestre, pixmap, fonts ...)
• manipolare risorse (leggere, assegnare e modificare proprieta')
• ricevere input (eventi)
• inviare output (testi e grafica 2D)

X Client

Window Manager

X non fissa un particolare window manager, ne esistono vari, che utilizzano politiche diverse.

Window manager aggiunge decorazioni a finestre (bordo, barra del titolo, controlli per iconify, resize ecc.). Queste caratteristiche della finestra non sono gestite dal programma applicativo, il programma applicativo gestisce solo l'interno della finestra (comprese le sottofinestre).

Solo le top-level window di ogni applicazione sono gestite dal window manager. L'applicazione non ha il controllo della posizione e dimensione di queste, ne' del fatto che siano mappate o no. Puo' dare hints al window manager, ma non e' detto chi siano rispettati; e comunque l'utente puo' intervenire a cambiare la situazione.

Invece, l'applicazione ha il pieno controllo delle sottofinestre, e ha la responsabilita' di ridisegnarne il contenuto (refresh) quando

• la finestra cambia dimensioni
• la finestra torna visibile dopo essere stata (parzialmente) oscurata da altre, oppure iconificata

La libreria di base e i toolkit

Xtoolkit (sono vari): basati su Xlib, forniscono componenti di alto livello per la costruzione di interfacce grafiche

Un toolkit e' composto da

• una parte standard: Xt intrinsics
• una parte che varia a seconda del toolkit (widget set)

X Client che usa solo Xlib

• definire le sue finestre, la loro gerarchia (sottofinestre), la politica con cui le sottofinestre vengono risistemate quando le dimensioni della finestra madre vengono modificate, e molte altri dettagli per ogni singola finestra
• definire quali eventi sono catturati in ogni finestra
• implementare un ciclo dove attende un evento, guarda di che tipo e' e in che finestra si e' verificato, e agisce di conseguenza (ciclo degli eventi)

Vedremo un esempio di applicazione molto semplice (e tuttavia il codice e' complicato).

X Client che usa un Toolkit

Gli elementi di interfaccia sono chiamati widget (window object). Esempio: bottone, menu', maschera per acquisizione dati ... I widget sono raggruppati in tipi (classi).

Ogni tipo di widget ha:

• apparenza: alcune caratteristiche fisse e altre riconfigurabili
• comportamento: ciascun tipo di widget e' sensibile a certi eventi, il programmatore puo' associare azioni da eseguire quando si verifica un evento, dette callback

• creare i widget configurandoli come preferisce, definire callback, associarle ai widget
• lanciare main loop del toolkit, che automaticamente cattura eventi e chiama le callback associate (cioe' implementa il ciclo degli eventi)

Tipi di toolkit

X fornisce una libreria (API) di funzioni di base per definire e manipolare widget: la libreria Xt intrinsics.

Varie case forniscono widget set particolari da associare a Xt intrinsics, ottenendo cosi' un toolkit.

Xtoolkit = Xt intrinsics (parte standard X) + widget set (parte non standard)

Dentro l' X-client:

Esempi di widget sets:

• OSF Motif
• AT&T OpenLook
• MIT Athena (free, ma molto limitato)
• Lesstif (free, emula Motif)

File di esempio

• basicx.c: apre una finestra con al centro una stringa, la finestra e' sensibile alla pressione di un tasto del mouse o della tastiera e l'effetto e' la terminazione del programma
• makefile

Per Xt:

• basicxt.c: comportamento come basicx, ma codice molto piu' semplice (in realta' la finestra - implementata con un bottone - e' sensibile alla pressione solo del tasto sinistro del mouse)
• nextxt.c: apre una finestra con dentro due bottoni, il primo fa terminare il programma, il secondo fa apparire un'altra finestra; tale finestra secondaria sparisce quando si preme un bottone situato su di essa
• makefile per entrambi

Finestre da nextxt.c: 1) appena lanciato, 2) dopo aver ingrandito la finestra principale e aver fatto apparire la seconda finestra
1) 2)

Struttura di un programma che usa Xlib

• Connettersi a X server
• Creare finestra
• Specificare eventi che si vogliono catturare nella finestra
• Procurarsi le risorse che servono per produrre output nella finestra (es. fonts)
• Mostrare la finestra
• Iniziare un ciclo in cui
  • si attende un evento
  • a seconda del tipo di evento si fa qualcosa

• Expose - ridisegnare il contenuto della finestra
• ConfigureNotify - tenere conto delle nuove dimensioni della finestra
• KeyPress
• ButtonPress

Struttura di un programma che usa X toolkit

• Inizializzazione -- si ottiene finestra top level (quella gestita dal window manager)
• Creare come figlie o discendenti di top level tutte le altre finestre (widget) scegliendo per ciascuna finestra il tipo (classe) di widget adeguato
  Esempi:
  • box - per contenere altri widget
  • command - per bottoni
• Associare ai widget creati le callback necessarie
• Mostrare la finestra top level (e automaticamente tutte le sue discendenti)
• Chiamare il main loop di Xt - questo automaticamente gestisce attesa di eventi e chiamata delle callback relative

Altre potenzialita' di X che non vediamo

• Associazione a widget di comportamenti non previsti da chi li ha disegnati (i comportamenti previsti sono specificati associando callback, per quelli non previsti si usa un altro meccanismo che associa azioni a un widget su un evento)
• Configurazione delle risorse mediante file anziche' nel codice dell'applicazione

Altri strumenti per lo sviluppo di interfacce

• e' un pacchetto di dimensioni contenute ma completo
• possiede tutti i concetti base di un toolkit (filosofia object-oriented, eventi e callback,...)
• adatto a scopi didattici
• permette di ottenere interfacce esteticamente belle e funzionali
• ha associato un GUI designer
• e' public domain