X.Org 서버
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1. 개요
X.Org 서버는 X 윈도우 시스템 코어 프로토콜 버전 11(X11)을 구현하는 서버 사이드 소프트웨어이다. DIX(Device Independent X)와 DDX(Device Dependent X)로 구성되며, 하드웨어와 상호 작용하는 DDX는 2D 그래픽 드라이버, 입력 스택, XWayland, XQuartz, Xephyr, RandR 등의 구성 요소를 포함한다. X.Org 서버는 대부분의 리눅스 배포판과 BSD 변종을 포함한 유닉스 계열 운영 체제에서 사용되며, 윈도우, OS X, OpenVMS 등에서도 활용된다. X.Org 재단은 X 표준을 감독하고 공식적인 레퍼런스 구현을 발행하는 단체로, XFree86 개발자들이 합류하여 2004년에 설립되었다.
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X.Org 서버 - [IT 관련 정보]에 관한 문서 | |
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기본 정보 | |
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개발 | X.Org Foundation |
최초 릴리스 | 2004년 4월 6일 |
최신 안정화 버전 | 1.20.5 |
최신 안정화 버전 출시일 | 2019년 5월 30일 |
최신 버전 | 21.1.11 |
최신 버전 출시일 | 2024년 1월 16일 |
프로그래밍 언어 | C |
운영 체제 | 크로스 플랫폼 |
크기 | 3.7 MiB |
언어 | 영어 |
종류 | 디스플레이 서버 |
라이선스 | MIT 허가서 |
웹사이트 | X.Org |
2. 소프트웨어 구조
X.Org 서버는 서버 사이드의 X 윈도우 시스템 코어 프로토콜 버전 11(X11)과 RandR과 같은 확장 기능들을 구현한다.[97][6] X.Org 서버의 구조는 크게 하드웨어에 독립적인 부분(DIX)과 하드웨어에 의존적인 부분(DDX)으로 나눌 수 있으며, 이 외에도 프로세스 간 통신(IPC) 처리, 다중 사용자 환경(Multiseat) 지원 등의 기능을 포함한다.xdpyinfo
, X.Org 서버 정보를 보여주는 명령어
버전 1.16.0부터는 systemd 기반의 실행 및 관리를 지원하여 부팅 성능과 안정성을 향상시켰다.[98][30]
2. 1. DIX (Device Independent X)
DIX(Device Independent X영어)는 X.Org 서버의 일부로, 클라이언트와 통신하고 소프트웨어 렌더링을 구현한다.[99][7] 메인 루프와 이벤트 전달은 DIX의 일부분이다.[99]2. 2. DDX (Device Dependent X)
DDX(Device Dependent X)는 X.Org 서버에서 하드웨어와 통신하는 부분을 담당한다. 여기서 하드웨어는 그래픽 카드뿐만 아니라 마우스나 키보드와 같은 입력 장치도 포함한다.[7] 각 하드웨어에 맞는 DDX는 별도의 로드 가능한 모듈 형태로 구현되어 있으며, X.Org 서버 소스 코드의 "hw" 디렉토리 아래에서 각 DDX를 찾아볼 수 있다.[7]2. 2. 1. 2D 그래픽스 드라이버
X.Org 서버는 역사적인 이유로 일부 2D 렌더링 가속 기능을 지원하는 그래픽 장치 드라이버를 포함하고 있다. 과거에는 모드 설정이 특정 비디오 컨트롤러 하드웨어(예: GPU)에 특화된 X 서버 그래픽 장치 드라이버를 통해 이루어졌다. 이러한 드라이버에는 다양한 GPU에서 사용 가능한 모드 설정 기능과 함께 2D 가속 지원이 추가되었다. 이후 모드 설정 기능은 DRM으로 옮겨져 DRM 모드 설정 인터페이스를 통해 제공되었으며, 이 새로운 접근 방식을 커널 모드 설정(KMS)이라고 부른다. 하지만 2D 렌더링 가속 기능은 여전히 X.Org 서버의 드라이버에 남아 있다.데비안에서는 X.Org 서버용 2D 그래픽 드라이버가 개별 패키지로 제공되며, 패키지 이름은 `xserver-xorg-video-*` 형식을 따른다.[8] 설치된 2D 그래픽 드라이버 파일은 `/usr/lib/xorg/modules/drivers/` 경로에서 찾을 수 있다. 예를 들어, `xserver-xorg-video-nouveau` 패키지는 약 215KiB 크기의 `nouveau_drv.so` 파일을 설치하고, 독점 Nvidia GeForce 드라이버는 약 8MiB 크기의 `nvidia_drv.so` 파일을, Radeon Software는 약 25MiB 크기의 `fglrx_drv.so` 파일을 설치한다.
사용 가능한 자유 오픈 소스 그래픽 장치 드라이버는 주로 Mesa 3D 프로젝트 내에서 개발된다. 이러한 드라이버는 필요에 따라 다시 컴파일할 수 있다. 반면, X.Org 서버가 여러 버전에 걸쳐 안정적인 API/ABI(Application Programming Interface/Application Binary Interface)를 유지함에 따라 독점 DDX(Device Dependent X) 2D 그래픽 드라이버 개발이 상대적으로 용이해졌다.
X.Org 서버 1.17 버전부터는 커널 모드 설정(KMS)을 이용한 일반적인 모드 설정 방식이 핵심 기능으로 통합되었다. 이로 인해 기존의 `xf86-video-modesetting` 패키지(데비안에서는 `xserver-xorg-video-modesetting`)는 더 이상 사용되지 않으며, 포함되어 있던 일반 모드 설정 DDX는 서버 패키지 자체로 이동하여 AMD, Intel, Nvidia GPU 대부분을 지원하는 기본 DDX가 되었다.
2016년 4월 7일, AMD 소속 개발자인 Michel Dänzer는 `xf86-video-ati` 버전 7.7.0[9]과 `xf86-video-amdgpu` 버전 1.1.0[10]을 출시했다. 특히 `xf86-video-amdgpu` 1.1.0 버전에는 Polaris 마이크로아키텍처 기반 GPU에 대한 지원이 포함되었다.
2. 2. 2. 입력 스택
데비안에서는 입력과 관련된 드라이버를 `/usr/lib/xorg/modules/input/` 경로에서 찾을 수 있다. 이러한 드라이버의 이름은 `evdev_drv.so`, `mouse_drv.so`, `synaptics_drv.so`, `wacom_drv.so` 등이다.X.Org 서버는 버전 1.16부터 libinput 라이브러리를 지원하며, 이는 `xf86-input-libinput`이라는 래퍼 형태로 제공된다.[24] 2015년 토론토에서 열린 XDC(X.Org Developer's Conference)에서는 설정 가능한 마우스를 지원하는 일반 라이브러리인 libratbag이 소개되었다.[25][26] 또한, `xserver-xorg-input-joystick`은 X.Org 서버가 클래식 조이스틱과 게임패드를 처리하기 위한 입력 모듈이다. 이는 X 환경에서 게임을 플레이하기 위한 것이 아니라, 조이스틱이나 게임패드로 마우스 커서를 제어하기 위한 목적으로 사용된다.[27][28]
2. 2. 3. 기타 DDX 구성 요소
- '''XWayland'''
: XWayland는 Wayland 프로토콜 위에서 실행되는 X 서버를 구현하는 X.Org 서버 코드베이스에 대한 일련의 패치이다. 이 패치는 Wayland로 전환하는 동안 X11 응용 프로그램과의 호환성을 위해 Wayland 개발자가 개발하고 유지 관리하고,[29] 2014년 X.Org 서버 버전 1.16에 메인라인으로 통합되었다.[30] 사용자가 Weston 내에서 X 응용 프로그램을 실행하면 XWayland를 호출하여 요청을 처리한다.[31]
- '''XQuartz'''
: XQuartz는 X11 프로토콜에 대한 지원을 Quartz Compositor에 통합하기 위한 애플(Apple Inc.)의 일련의 패치이다. 이는 XWayland가 X11을 Wayland 컴포지터에 통합하는 방식과 유사하다.
- '''Xspice'''
: Xspice는 X.Org 서버용 장치 드라이버이다. QXL 프레임버퍼 장치를 지원하며, SPICE 프로토콜을 통해 디스플레이가 내보내지는 X.Org 서버를 시작할 수 있게 해주는 래퍼 스크립트[32]를 포함한다. 이를 통해 KVM 가상화 없이 원격 데스크톱 환경에서 SPICE를 사용할 수 있다.
- '''Xephyr'''
: Xephyr는 X-on-X 구현이다. 버전 1.16.0부터 Xephyr는 새로운 2D 가속 하위 시스템(Glamor)의 주요 개발 환경 역할을 하여 단일 머신에서 신속한 개발 및 테스트를 가능하게 한다.[30]
- '''RandR'''
: '''RandR''' (''크기 조정 및 회전'')은 X11 프로토콜[33]의 확장으로 작성된 통신 프로토콜이다. XRandR은 화면의 루트 윈도우 크기 조정, 회전 및 반사 기능을 제공한다. RandR은 화면 재생 빈도를 설정하는 역할을 한다.[34] 여러 모니터를 제어할 수 있다.[35]
2. 3. IPC (프로세스 간 통신)
X.Org 서버와 모든 X 클라이언트는 각각 별개의 프로세스로 실행된다. 유닉스/리눅스 환경에서 한 프로세스는 다른 프로세스의 존재나 상태를 직접 알 수 없으므로, 서로 통신하기 위해서는 운영체제 커널이 제공하는 프로세스 간 통신(IPC) 메커니즘에 의존해야 한다.가장 흔하게 사용되는 IPC 방식은 소켓 통신이다. 같은 시스템 내에서 실행되는 프로세스 간 통신에는 주로 유닉스 도메인 소켓이 사용된다. 이는 시스템 호출 인터페이스의 일부인 특수 소켓 함수를 통해 이루어진다. 인터넷 도메인 소켓도 로컬 통신에 사용할 수 있지만, 유닉스 도메인 소켓은 프로토콜 처리 과정에서 발생하는 부하(예: 체크섬 계산, 바이트 순서 정렬 등)가 없어 더 효율적이다. 소켓은 TCP/IP 기반의 네트워크 통신뿐만 아니라 로컬 유닉스 도메인 환경에서도 통신을 위한 응용 프로그래밍 인터페이스(API)를 제공한다. X 전송 인터페이스에는 전송 계층 인터페이스(TLI)와 같은 다른 API들도 정의되어 있다.
X.Org 서버는 D-Bus를 사용하지 않는다.
소켓 외에도 다른 IPC 방법들이 존재한다. 예를 들어, MIT 공유 메모리 확장(MIT-SHM)과 같은 X 윈도 시스템 확장을 이용하여 프로세스 간 통신을 수행할 수도 있다.
2. 4. 다중 사용자 환경 (Multiseat)
멀티 시트(Multi-seat)는 하나의 컴퓨터에 여러 개의 "시트"를 구성하여, 여러 사용자가 동시에 독립적으로 컴퓨터에 로그인하고 사용할 수 있도록 하는 환경을 말한다. 컴퓨터에는 여러 개의 키보드, 마우스, 모니터가 연결되며, 각 "시트"는 특정 작업 공간에 할당된 하드웨어 장치들로 구성된다. 기본적으로 각 시트는 하나의 키보드, 마우스, 모니터(그래픽 카드 또는 출력 포함)를 가지며, 필요에 따라 비디오 카메라나 사운드 카드 등도 포함될 수 있다.리눅스 커널의 가상 터미널(VT) 시스템과 X 핵심 프로토콜 자체의 제한(특히 X 서버가 루트 창과 그래픽 카드 출력 간의 관계를 정의하는 방식) 때문에, 일반적인 리눅스 배포판에서는 멀티 시트 환경이 기본적으로 작동하지 않으며 별도의 특수한 설정이 필요하다.
멀티 시트 환경을 구성하는 방법은 다음과 같다.
- 호스트 xorg-server를 통해 여러 개의 Xephyr 서버를 실행하는 방식
- 여러 개의 xorg-server 인스턴스를 실행하는 방식
- 각 시트마다 별도의 그래픽 카드를 할당
- 모든 시트가 하나의 그래픽 카드를 공유 (특수한 설정 필요)
xorg-server에서 멀티 시트 구성을 위해 사용되는 주요 명령줄 옵션은 다음과 같다.
-isolateDevice bus-id
: 특정 장치로 출력을 제한한다. `bus-id`는 'bustype:bus:device:function' 형식(예: 'PCI:1:0:0')이며, 현재는 PCI 장치 격리만 지원된다.vtXX
: 사용할 가상 터미널(VT)을 지정한다. 예를 들어, 데비안 9 (Stretch)의 기본값은 7이며, 사용자는 `Ctrl+Alt+F7` 키 조합으로 xorg-server가 실행 중인 VT로 전환할 수 있다.
멀티 시트 환경에서는 일반적으로 첫 번째 모니터에 연결된 사용자만 VT 콘솔을 사용할 수 있으며, `Ctrl+Alt+Fx` 키 조합으로 콘솔을 선택할 수 있다. 다른 시트의 사용자들은 GDM과 같은 디스플레이 매니저의 로그인 화면을 통해 xorg-server를 정상적으로 사용하지만, VT 콘솔 접근은 제한된다.
단일 사용자가 하나의 그래픽 카드에 여러 모니터를 연결하여 사용하는 것(예: RandR)과는 다르게, 여러 xorg-server 인스턴스를 사용하는 멀티 시트 방식은 일반적으로 여러 개의 PCI 그래픽 카드를 필요로 하는 것으로 보인다. 하지만 X 프로토콜의 제한에도 불구하고, XDMCP를 사용하면 하나의 그래픽 카드만으로 멀티 시트를 구성하는 것이 가능하다.[36]
관련 기술로는 Xdmx (분산 멀티헤드 X)도 있다.
3. 채택
- '''유닉스 및 리눅스'''
X.Org 서버는 대부분의 리눅스 배포판 및 BSD 변종에서 사용하도록 채택되는 등 많은 자유 소프트웨어 유닉스 계열 운영 체제에서 실행된다. 또한 솔라리스 운영 체제용 X 서버이기도 하다(과거 SPARC 계열에서는 독자적인 Xsun을 사용했었다). X.Org는 또한 미닉스 3의 저장소에서도 사용할 수 있다.
- '''윈도우'''
마이크로소프트 윈도우용 X 서버인 Cygwin/X (Cygwin의 구현)는 X.Org 서버를 사용하며, VcXsrv[37] (Visual C++ X-서버[38]) 및 Xming도 마찬가지이다. PuTTY와 같은 SSH 클라이언트는 서버와 클라이언트 모두에서 X11 포워딩이 활성화되어 있다면 이를 통해 X 애플리케이션을 실행할 수 있다.
- '''OS X / macOS'''
Mac OS X Leopard (10.5) 이전 버전의 OS X는 XFree86 기반 서버와 함께 제공되었지만, 10.5 버전의 X 서버는 X.Org 코드베이스를 채택했다.[39] OS X 마운틴 라이언 (10.8)부터 X11은 macOS에 기본으로 포함되지 않는다. 대신, 예를 들어 오픈 소스 XQuartz 프로젝트에서 설치해야 한다.[40] 버전 2.7.4 기준으로 X11.app/XQuartz는 고해상도 레티나 디스플레이를 완벽하게 지원하지 않아, X11 앱이 픽셀이 두 배로 표시되는 경우가 있다.
- '''OpenVMS'''
OpenVMS용 DECwindows X11 서버의 현재 버전은 X.Org 서버를 기반으로 한다.[41]
4. 역사
현대적인 X.Org 재단은 2004년, 기존 X 표준 관리 단체와 XFree86 개발자들이 합류하여 설립되었다.[42] XFree86과의 라이선스 이견 등으로 분리된 후, X.Org 서버는 XFree86 4.4 RC2를 기반으로 첫 버전(X11R6.7.0)을 출시했다.[1] 많은 이전 XFree86 개발자들이 이 새로운 프로젝트에 참여했다.
2005년에는 소스 코드 모듈화 작업이 진행되어[43] GNU 오토툴 기반의 새로운 모듈식 빌드 시스템이 도입되었고(X11R7.0), 기존 imake 빌드 시스템은 유지보수용(X11R6.9)으로 분리되었다. 이 과정에서 표준 동적 링커 사용, 설치 경로 변경(`/usr/X11R6` → `/usr`) 등이 이루어졌다.
2006년 6월에는 소스 코드 관리 시스템을 CVS에서 git으로 이전하는 작업이 이루어졌다.[44] 이러한 빌드 시스템 및 버전 관리 시스템 변경은 개발자들의 참여를 유도하고 개발 효율성을 높이기 위한 노력이었다. Alan Coopersmith는 다음과 같이 언급했다:[45]
>여기에서 우리의 노력 중 일부는 기술적인 것이었습니다. Imake에서 automake로, CVS에서 git으로의 전환을 추진한 주요 노력 중 하나는 다른 프로젝트에서 이미 익숙하고 생산적인 도구를 개발자들이 사용할 수 있도록 하는 것이었습니다. X.Org를 하나의 거대한 트리에서 200개가 넘는 작은 트리로 분리한 모듈화 프로젝트는 변경되지 않은 수많은 메가바이트의 소프트웨어 및 글꼴을 다운로드하고 빌드하지 않고도 단일 라이브러리 또는 드라이버에서 버그를 수정할 수 있도록 하는 것을 목표로 했습니다.
이후 7.1 릴리스에서는 Keith Packard가 작성한 KDrive 프레임워크(XFree86 비기반 소규모 X 구현)가 통합되어 EXA와 같은 새로운 아이디어를 시험하는 기반이 되었다.
2008년에는 커널 모드 설정(KMS) 도입과 함께 DRI2가 기존 DRI를 대체하며, 드라이버가 사용자 공간(UMS)에서 커널 공간으로 이동하는 주요 아키텍처 변화가 있었다.
2013년에는 성능 향상과 화면 찢김 현상 개선을 목표로 Keith Packard가 DRI3 및 Present 확장을 개발했으며, 연말에는 레드햇(Red Hat)의 Adam Jackson이 GLX 구현을 재작성했다.[46]
4. 1. 릴리스
X.Org 재단은 X의 표준 사양을 감독하고 공식 레퍼런스 구현을 수행한 개발자와 XFree86 개발자가 합류한 집단이다.X11R6.7.0(X.Org 서버의 첫 번째 버전)은 XFree86 4.4 RC2에서 분기되었다. 분기의 직접적인 이유는 XFree86 4.4 최종 릴리스 버전의 새로운 라이선스 조건에 대한 견해 불일치였지만, 관계자 간의 견해 차이는 분기 이전부터 명확했다. 분기가 이루어졌을 때, 공통 코드 베이스인 X11R6.6에 대한 수정이 이루어졌다. 한때 XFree86 개발을 진행했던 많은 개발자가 X.Org 서버 프로젝트에 참여했다.
X11R6.9.0/X11R7.0.0 릴리스에서는 GNU Autotools 기반의 모듈화된 빌드 시스템을 추가했다. 6.9.0까지는 구식 imake 빌드 시스템을 사용했던 데 반해, 7.0.0에서는 같은 코드 베이스에 autotools를 사용하고 있다. 모듈화에 따라 X11 바이너리의 설치 경로는 `/usr/X11R6`에서 `/usr`로 변경되었다.
버전 | 날짜 | X11 릴리스 | 주요 기능 |
---|---|---|---|
1.0 | 2005년 12월 21일[47][106] | X11R7.0 (1.0.1) | 초기 모듈화된 X 서버, EXA 아키텍처 |
1.1 | 2006년 5월 22일[48][107] | X11R7.1 (1.1.0) | KDrive 통합, AIGLX 지원[49] |
1.2 | 2007년 1월 22일[50][108] | X11R7.2 (1.2.0) | 자동 구성, GL 기반 컴포지팅 관리자에 대한 향상된 지원[51] |
1.3 | 2007년 4월 19일[52][109] | RandR 1.2[53] | |
1.4 | 2007년 9월 6일[54][110] | X11R7.3 (1.4.0) | 입력 핫플러깅 지원[54][55] |
1.5 | 2008년 9월 3일[56][111] | X11R7.4 (1.5.1) | MPX[57] |
1.6 | 2009년 2월 25일[58][112] | RandR 1.3, DRI2, XInput 1.5[59] | |
1.7 | 2009년 10월 1일[60][113] | X11R7.5 (1.7.1) | XInput 2.0, multi-pointer X[61][62] |
1.8 | 2010년 4월 2일[63][114] | xorg.conf.d, udev 입력 처리[64] | |
1.9 | 2010년 8월 20일[65][115] | X11R7.6 (1.9.3) | |
1.10 | 2011년 2월 25일[66][116] | X 동기화 펜스[67] | |
1.11 | 2011년 8월 26일[68][117] | ||
1.12 | 2012년 3월 4일[69][118] | X11R7.7 (1.12.2) | XInput 2.2 (멀티 터치 지원 포함)[70] |
1.13 | 2012년 9월 5일[71][119] | 새로운 DDX 드라이버 API, DRI2 오프로드, RandR 1.4, OpenGL 3.x+ 컨텍스트, XAA 제거[72] | |
1.14 | 2013년 3월 5일[73][120] | XInput 2.3[74] | |
1.15 | 2013년 12월 27일[75][121] | DRI3 및 Present 확장[76][77] | |
1.16 | 2014년 7월 17일[78][122] | XWayland DDX, GLAMOR 가속, 비 PCI 장치 지원, systemd-logind 지원 (루트리스 X),[78][79] `xf86-input-libinput`이라는 래퍼 형태로 libinput 라이브러리에 대한 지원 획득[80][81] | |
1.17 | 2015년 2월 4일[82][123] | 이전의 `xf86-video-modesetting` 일반 DRM/KMS 드라이버 통합,[83][84] GLAMOR와 함께 DRI2에 대한 지원 추가 | |
1.18 | 2015년 11월 9일[85][124] | RandR 1.5 | |
1.19 | 2016년 11월 15일[86][125] | 스레드 입력, PRIME 동기화, XWayland 포인터 제한 및 워핑, Windows DRI 확장 지원[87] | |
1.20 | 2018년 5월 10일[88][126] | Meson 빌드 시스템 개선, GLXVND는 서로 다른 X 화면에 대해 별개의 OpenGL 드라이버 허용, RandR 임대는 Steam VR 지원 개선 | |
21.1 | 2021년 10월 27일[89] | Meson 빌드 시스템이 Autotools와 동등해짐, 가변 재생률 지원, XInput 2.4를 통한 터치패드 제스처 |
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