素人翻訳

 X11 のグラフィクス・コンテクストは、
・X10 の反省から生まれた。
・描画関数が受け取る引数の中のあるものを纏めたもの。

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参考論文
「The X Window System Version 11」
James Gettys、Philip L. Karlton、Scott McGregor
CRL 90/08(６頁、26〜29頁、33〜36頁など)

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Graphics Context の狙い

 X11 から GC(Graphics Context)の利用が始まった。X10(X バージョン 10)では使われていなかった。X10 では、描画関数を呼び出す度に、必要な情報すべてを引数で渡していた。VAXstation 100 に倣った「state-free」な描画手続きである。このやり方のまま X10 にない描画機能を追加していくと、描画関数の引数が増えすぎる。Xクライアント・Xサーバ間の通信量や、関数インタフェイスの複雑化が問題。

 GC を用いた「state-based」な描画手続きだと、
(1)描画リクエストで使う資源の初期化(リソースIDの割当て等)の手間・通信量が減る。
(2)描画リクエストの引数の数が減ることによって、リクエストそのものが小さくなり、Xクライアント・Xサーバ間の通信量が減る。
(3)描画リクエストの関数定義は、引数の数が減ってスッキリする。

 XクライアントとXサーバとの接続を表す情報塊の中にウィンドウと描画文脈の情報を含めるかどうか、あるいは「ウィンドウ」を表す構造体の中にグラフィックス・コンテキストを含めるかどうか、検討された。こうしたやり方だと、GCを用いる現在のやり方よりも描画処理のオーバーヘッド(通信量)が一層減るものの、マルチ・スレッド環境への対応が大変で、「ウィンドウ」構造体が大きくなりすぎる。そこで、X11では描画リクエストの度に「ウィンドウ」と「グラフィクス・コンテクスト」を指定することになった。

GC の効果

 GC の採用によって、Xlib の描画手続きは一部の引数をプロトコル・リクエストから取得し、残りの引数を同リクエストで指定した GC から取得するようになった。毎度毎度同じ値が指定されるような引数は GC の一部として記録されるようになったので、描画リクエストのサイズが小さくなった。

 どの引数を GC に入れ、どの引数を入れないのか、決めるのが大変だった。頻繁に値の変更される引数を Graphics Context に入れてしまうと、GC の内容を変更するリクエストと実際の描画リクエストの二つを描画の度に送信しなければいけなくなる。最終的に現在の23個をGCに入れることにした。Xlib.h の構造体「XGCValues」の通り。フォントなども GC に含めることになった。頻繁にフォントを替える場合には、複数の GC を用意して、描画の度に指定する GC を替えるようにすれば、GCの内容を変更するリクエストを何度も送らなくて済むと考えられた。

 GC がなければ、

XFillRectangle(display, drawable, gc, x, y, width, height);

は次のようになっていた。

XFillRectangle(display, drawable, x, y, width, height, function, planemask, foreground, background, tile_or_stipple, ts_x_origin, ts_y_origin, clip_x_origin, clip_y_origin, clipmask);

問合せ不可

 X11プロトコルでは、アプリケーションはGC等の内容をサーバに問い合わせることができない。一度でもアプリケーションの手元にあった情報は、アプリケーションが自力で記憶しておくものと決めた。

 関数 XGetGCValues は、Xlib が記憶している GC のキャッシュを調べて、その値を返す。X サーバには問い合わせない。

 エラーその１(freetype-2.8)

[user@localhost freetype-2.8]$ make
...
...
...
libtool: link: gcc -shared -fPIC -DPIC /home/user/freetype/freetype-2.8/objs/.libs/ftsystem.o /home/user/freetype/freetype-2.8/objs/.libs/ftdebug.o /home/user/freetype/freetype-2.8/objs/.libs/ftinit.o /home/user/freetype/freetype-2.8/objs/.libs/ftbase.o /home/user/freetype/freetype-2.8/objs/.libs/ftbbox.o /home/user/freetype/freetype-2.8/objs/.libs/ftbdf.o /home/user/freetype/freetype-2.8/objs/.libs/ftbitmap.o /home/user/freetype/freetype-2.8/objs/.libs/ftcid.o /home/user/freetype/freetype-2.8/objs/.libs/ftfntfmt.o /home/user/freetype/freetype-2.8/objs/.libs/ftfstype.o /home/user/freetype/freetype-2.8/objs/.libs/ftgasp.o /home/user/freetype/freetype-2.8/objs/.libs/ftglyph.o /home/user/freetype/freetype-2.8/objs/.libs/ftgxval.o /home/user/freetype/freetype-2.8/objs/.libs/ftlcdfil.o /home/user/freetype/freetype-2.8/objs/.libs/ftmm.o /home/user/freetype/freetype-2.8/objs/.libs/ftotval.o /home/user/freetype/freetype-2.8/objs/.libs/ftpatent.o /home/user/freetype/freetype-2.8/objs/.libs/ftpfr.o /home/user/freetype/freetype-2.8/objs/.libs/ftstroke.o /home/user/freetype/freetype-2.8/objs/.libs/ftsynth.o /home/user/freetype/freetype-2.8/objs/.libs/fttype1.o /home/user/freetype/freetype-2.8/objs/.libs/ftwinfnt.o /home/user/freetype/freetype-2.8/objs/.libs/truetype.o /home/user/freetype/freetype-2.8/objs/.libs/type1.o /home/user/freetype/freetype-2.8/objs/.libs/cff.o /home/user/freetype/freetype-2.8/objs/.libs/type1cid.o /home/user/freetype/freetype-2.8/objs/.libs/pfr.o /home/user/freetype/freetype-2.8/objs/.libs/type42.o /home/user/freetype/freetype-2.8/objs/.libs/winfnt.o /home/user/freetype/freetype-2.8/objs/.libs/pcf.o /home/user/freetype/freetype-2.8/objs/.libs/bdf.o /home/user/freetype/freetype-2.8/objs/.libs/sfnt.o /home/user/freetype/freetype-2.8/objs/.libs/autofit.o /home/user/freetype/freetype-2.8/objs/.libs/pshinter.o /home/user/freetype/freetype-2.8/objs/.libs/raster.o /home/user/freetype/freetype-2.8/objs/.libs/smooth.o /home/user/freetype/freetype-2.8/objs/.libs/ftcache.o /home/user/freetype/freetype-2.8/objs/.libs/ftgzip.o /home/user/freetype/freetype-2.8/objs/.libs/ftlzw.o /home/user/freetype/freetype-2.8/objs/.libs/ftbzip2.o /home/user/freetype/freetype-2.8/objs/.libs/psaux.o /home/user/freetype/freetype-2.8/objs/.libs/psnames.o -L/usr/local/lib -lbz2 /usr/local/lib/libpng12.so -lz -lm -Wl,-soname -Wl,libfreetype.so.6 -Wl,-version-script -Wl,/home/user/freetype/freetype-2.8/objs/.libs/libfreetype.ver -o /home/user/freetype/freetype-2.8/objs/.libs/libfreetype.so.6.14.0
/usr/bin/ld: /usr/local/lib/libbz2.a(bzlib.o): relocation R_X86_64_32S against `.text' can not be used when making a shared object; recompile with -fPIC
/usr/local/lib/libbz2.a: could not read symbols: Bad value
collect2: error: ld returned 1 exit status
make: *** [/home/user/freetype/freetype-2.8/objs/libfreetype.la] エラー 1
[user@localhost freetype-2.8]$

 ソースコードからインストールした「bzip2-1.0.6」の Makefile を次のように書き換え、アンインストール・再構築・再インストールして解決。

...
...
#CC=gcc
CC=gcc -fPIC
...
...

==========

 エラーその２(freetype-2.9)

[user@localhost freetype-2.9]$ make
...
...
...
type-2.9/objs/raster.lo /home/user/freetype/freetype-2.9/objs/smooth.lo /home/user/freetype/freetype-2.9/objs/ftcache.lo /home/user/freetype/freetype-2.9/objs/ftgzip.lo /home/user/freetype/freetype-2.9/objs/ftlzw.lo /home/user/freetype/freetype-2.9/objs/ftbzip2.lo /home/user/freetype/freetype-2.9/objs/psaux.lo /home/user/freetype/freetype-2.9/objs/psnames.lo -rpath /usr/local/lib -version-info 22:0:16 -L/usr/local/lib -lz -lbz2 -L/usr/local/lib -lpng12 -L/usr/local/lib -lharfbuzz -no-undefined -export-symbols /home/user/freetype/freetype-2.9/objs/ftexport.sym
/bin/grep: /usr/local/lib/libfreetype.la: No such file or directory
/bin/sed: can't read /usr/local/lib/libfreetype.la: No such file or directory
libtool: error: '/usr/local/lib/libfreetype.la' is not a valid libtool archive
make: *** [/home/user/freetype/freetype-2.9/objs/libfreetype.la] エラー 1
[user@localhost freetype-2.9]$

 harfbuzz有りのfreetypeを作るべく、まず「freetype-2.9」をインストールし、次いで「harfbuzz-1.7.5」をインストールし終えていた。その状況で「freetype-2.9」を再インストールしようとして上記のエラーが発生。

 原因は、freetypeを作り直す前にfreetypeをアンインストールしてしまったことだと思われる。

[user@localhost freetype-2.9]$ sudo make uninstall
[user@localhost freetype-2.9]$ make clean
[user@localhost freetype-2.9]$ ./configure --prefix=/usr/local
[user@localhost freetype-2.9]$ make

 としたのが問題だったようだ。「sudo make uninstall」が余計だった。

 もう一度harfbuzz無しのfreetypeをインストールし、重ねてharfbuzz有りのfreetypeを作って解決。

[user@localhost freetype-2.9]$ make clean
[user@localhost freetype-2.9]$ ./configure --prefix=/usr/local --with-harfbuzz=no
[user@localhost freetype-2.9]$ make
[user@localhost freetype-2.9]$ sudo make install
[user@localhost freetype-2.9]$ make clean
[user@localhost freetype-2.9]$ ./configure --prefix=/usr/local
[user@localhost freetype-2.9]$ make
[user@localhost freetype-2.9]$ sudo make install