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X.org, das als Fenstersystem in den meisten aktuellen Linux-Distributionen steckt, existiert länger als Linux selbst. Trotz des Erfolgs stehen aber bereits potenzielle Nachfolger in den Startlöchern.

Es war Anfang Mai 1992, als Linus Torvalds sich über das neue Fenstersystem (Abbildung 1) für Linux äußerte [1]: “Nach Version 0.03 entschied ich, dass die nächste Version von Linux tatsächlich benutzbar sein sollte (war sie auch irgendwie, aber Junge, X unter 0.96 ist deutlich beeindruckender).” Gut zwei Wochen später erschien besagte Version 0.96 von Linux. Es brachte erstmals das X Window System (kurz X) mit, dessen Integration Linus beim Verfassen der E-Mail offenbar gerade beschäftigte.

Abbildung 1: Das Fenstersystem von Unix mit Toms Window Manager (Twm). Der Linux-Desktop sah Anfang der 90er ähnlich aus, der Desktop Twm lässt sich noch heute problemlos installieren und starten.

X Window System

Das X Window System war keine Neuerfindung, sondern existierte bereits seit 1984 als plattformunabhängiges Fenstersystem [2]. Die Idee dafür wurde aus der Not heraus am MIT geboren, als das Institut zusammen mit IBM und DEC das Projekt Athena startete. In dem campusweiten Lernprojekt sollten Studierende auf Workstations mit einem Fenstersystem lokale Tools wie Tabellenkalkulationen verwenden, aber auch über das Netzwerk auf Ressourcen wie etwa Dokumente zugreifen – das Stichwort lautete Distributed Computing.

Die dafür eingesetzten Rechner stammten jedoch von verschiedenen Herstellern. Da die Carnegie-Mellon-Universität keine Lizenzen für ihr eigenes Fenstersystem herausrückte, machten sich Bob Scheifler, James Gettys, Ron Newman und viele Pioniere an die Arbeit und entwickelten das Protokoll für X. Die Arbeit ging gut voran, DEC portierte Version 6 von X sogar für die eigene Hardware.

Das MIT verschickte sein X Window System gegen eine Schutzgebühr von 150 US-Dollar auf einem 9-Spur-Magnetband. Die Version X10R3 veröffentlichte man im Februar 1986 unter der freien MIT-Lizenz mit dem Ziel, die Popularität der Software zu steigern, was auch gelang.

Dann begann die Arbeit an X11, das X Hardware-unabhängiger machen sollte und an dem sich mehrere Unternehmen beteiligten. Im Juni 1987, noch vor der Publikation der finalen X11-Spezifikation, beschlossen neun beteiligte Parteien, für das erfolgreiche Projekt das MIT X Consortium, eine neutrale Non-Profit-Organisation, zu gründen. Dieses Konstrukt einer Dachorganisation, die verschiedene Interessen vereint, funktioniert bis heute für Großprojekte wie den Kernel (Linux Foundation), Open Stack (Open Stack Foundation) oder Apache (Apache Foundation).

Zwar gibt es das MIT X Consortium seit 1996 nicht mehr, dafür aber Freedesktop.org: Die projektübergreifende Plattform bietet X.org, Wayland, Mesa und diversen Toolkits ein Zuhause und setzt einen Fokus auf die Interoperabilität mit Desktops wie KDE, Gnome oder Xfce.

Am 15. September 1987 wurde die X11-Spezifikation schließlich offiziell veröffentlicht (Abbildung 2). Ein Grund für die schnelle Entwicklung und Verbreitung bestand in der Nutzung einer offenen Mailingliste mit Anschluss an das öffentliche Usenet – X11 wurde damit zu einem FLOSS-Projekt avant la lettre. Es erfüllte bereits 1987 die typischen Kriterien, die solche FLOSS-Projekte noch heute kennzeichnen.

http://comp.windows.x, die Google heute noch hostet.” width=”300″ height=”210″ /> Abbildung 2: Die Ankündigung von X11 auf der Mailingliste http://comp.windows.x, die Google heute noch hostet.

Ein zweiter Faktor für den Erfolg von X11 war die freie Lizenz: Hätten die X-Entwickler auf die MIT-Lizenz verzichtet (über die Richard Stallman nicht ganz glücklich war, [3]), wären vermutlich weder Xfree86 noch X.org entstanden.

X11 für Linux

Die erste X11-Variante für Linux portierte der Kodak-Angestellte Orest Zborowski im Frühjahr 1992 [4] unter dem Namen X11v1.0 auf das freie Betriebssystem. Sie landete in Linux 0.96. Er selbst hatte Linux seit Version 0.12 installiert und sah, dass es – anders als Minix – ein funktionierendes Speichermanagement bot, weshalb er X damit testen wollte. Dazu brachte er Linux die System Calls von System-V bei. Das hatte den Nebeneffekt, dass Linux später sowohl Funktionen von System-V als auch BSD beherrschte, wodurch sich die Software dieser Systeme einfacher portieren ließ.

Als Vorlage diente ihm dabei die Arbeit von Thomas Röll und Mark W. Snitily [5], von denen X386 stammte, ein Freeware-Port von X11R5 für das Unix-Betriebssystem System-V [6], das auf Intels 80386er CPU lief. Der Port wurde offizieller Bestandteil von X11R5.

Xfree86

Als Röll und Snitily für X386 kommerzielle Pläne entwickelten, übernahmen vier andere Herren: Mit dem Einverständnis der Originalautoren behoben David Wexelblat, David Dawes, Glenn Lai und Jim Tsillas Fehler im Code von X386 1.2 und veröffentlichten ihre quelloffene Variante am 18. Juli 1992 als X386 1.2E 1.0 [7]. Das dadurch verursachte Namenschaos brachte die Entwickler dazu, ihre X11-Variante am 3. September 1992 offiziell in Xfree86 1.0 umzubenennen [8].

Free ohne Freiheit

Xfree86 wurde zum bedeutendsten Vertreter von X (Abbildung 3) und zehn Jahre lang wirkte das Modell alternativlos. Das Entwicklungsmodell von Xfree86 war jedoch nicht perfekt. Das Core-Team betrieb eine geschlossene Mailingliste, auf der Änderungen beschlossen und dann ohne Diskussion an die anderen Entwickler kommuniziert wurden. Zugang zum Core-Team erhielt man erst nach Jahren der Arbeit, und auf den Code im CVS durften nur ausgewählte Entwickler zugreifen. Mit 250 Codezuträgern war das wichtige Projekt ohnehin vergleichsweise klein, dennoch dauerte es oft Monate, bis eine Bewerbung um die Mitgliedschaft bewilligt wurde.

Abbildung 3: Der Xfce-Desktop mit seinem unschuldigem Xfree86-Charme im Jahre 2000.

Diese Einstiegshürden sah zwar auch der X11-Entwickler Orest Zborowski, begrüßte aber den geschlossenen Entwicklungsprozess “nach der BSD-Methode” als solchen, weil X härtere Entscheidungen erfordere und sich ein offenes Entwicklungsmodell eher für den Linux-Kernel eigne [4].

Zwar öffnete das Projekt irgendwann den CVS-Zugang und machte die Mailingliste öffentlich, aber bis dahin waren die Dinge schon recht verfahren. Der Anfang vom Ende trat ein, als Keith Packard, ein X-Veteran, der schon an X11 mitgearbeitet hatte, Kritik am Projekt übte.

Der Anfang vom Ende

Das Board of Directors versuchte nun ein Doppelmanöver: Es startete eine weitere öffentlich zugängliche Mailingliste, warf aber als erste Amtshandlung am 20. März 2003 Keith Packard mit dem Vorwurf aus dem Core-Team, er habe hinter dem Rücken des Projekts einen Fork starten wollen. Packard wehrte sich einen Tag später [9]. Er habe ja versucht, Änderungen anzustoßen, sei aber nicht weit gekommen.

Er äußerte seine Kritik am Entwicklungsmodell, die im Wesentlichen auf vier Punkte hinauslief (siehe Kasten “Packards Kritik”), öffentlich. Alles in allem, so Packard, sei das Hauptproblem, dass Xfree86 kein Community-verwaltetes Projekt sei. Er forderte in seiner Mail niedrige Einstiegshürden für Mitglieder und regelmäßige Vorstandswahlen durch alle Mitglieder. Dazu zählte er auch Qt- und GTK+-Entwickler, Hardwarehersteller und X-Anwender, also quasi alle Menschen, die mit Xfree86 in Berührung kamen. Vor allem den dritten Punkt, die Kooperation mit externen Projekten, diskutierten die Abonnenten der Liste.

“X.org irrelevant”

Eigentlich hätte X.org, eine Nachfolge-Organisation des MIT X Consortium, für die Koordination mit anderen Projekten wie beispielsweise Gnome und KDE sorgen sollen. Doch den X.org-Mitgliedsbeitrag von damals 3000 US-Dollar pro Jahr (für ein Industriekonsortium nichts Ungewöhnliches) konnten und wollten die freien Projekte nicht aufbringen. Der Entwickler Havoc Pennington sprach es aus: “So lange X.org nicht seinen ,Wenn du zahlst, hast du mehr zu sagen’-Prozess stoppt, sollten wir als Open-Source-Community X.org formal als irrelevant betrachten und unsere eigenen Standards machen.”

Doch nicht nur das. Red Hats Owen Taylor kritisierte, dass sich nur sehr wenige Xfree86-Leute an vorhandenen Desktop-Projekten (Rendering, Anwendungsperformance) beteiligten. Der Desktop sei für viele Entwickler wohl kein interessantes Problem [10].

Daniel Stone beschrieb zudem, wie die Entwickler um die Probleme von X11 herumprogrammierten und dabei wissentlich gegen die Spezifikationen verstießen. Die Hardware wurde vielfältiger, Rendering wurde komplizierter, neue Anforderungen tauchten auf. Xfree86 konnte aufgrund des geschlossenen Entwicklungsmodells nicht Schritt halten.

Auflösungserscheinungen

Als Keith Packard in den Folgemonaten immer wieder Konferenzgespräche führte und die Liste darüber informierte, schlug ihm David Dawes vor, doch einen Fork aufzumachen. Das übernahmen aber zunächst andere: Jonathan Walther und William Lathi forkten im August 2003 Xfree86 unter dem Namen Xouvert, doch das Projekt schlief schon bald ein. Im Oktober 2003 verabschiedete sich auch Cygwin (Abbildung 4) aus dem Xfree86-Projekt, weil die eigenen Entwickler keine Erlaubnis erhielten, Patches an das CVS zu senden.

Abbildung 4: Mit Cygwin ließ sich Xfree86 auch unter Windows betreiben. Das Projekt kündigte später die Zusammenarbeit mit Xfree86, weil es keinen CVS-Zugang erhielt.

David Dawes, Kopf von Xfree86, löste dann höchstpersönlich am 30.12.2003 das Core-Team von Xfree86 auf, was von Beobachtern auf Slashdot als richtiger, aber zu spät kommender Schritt gedeutet wurde [11]. Die reale Macht hätte ohnehin bei den Entwicklern mit CVS-Zugriff gelegen, im Core-Team hätten Leute gesessen, die schon lange nicht mehr aktiv an der Entwicklung beteiligt waren.

Neues Jahr, neues X

Im Januar 2004 gründeten Mitglieder von X.org und Freedesktop.org, von der Öffentlichkeit unbemerkt, die X.org Foundation. Zu den Gründern gehörte auch X.org-Mitglied Alan Coopersmith. Eigentlich wollte er für seinen Auftraggeber Sun das X11-basierte proprietäre Xsun für Solaris durch Xfree86 ersetzen. Doch da hatten die Querelen im Xfree86-Projekt bereits begonnen, wie er dem Linux-Magazin schrieb. Da das Xfree86-Team nicht mit X.org kooperieren wollte, habe er geholfen, das Industriekonsortium in eine Open-Source-Foundation umzuwandeln.

Ebenfalls im Januar 2004, kündigte Daniel Stone auf der Freedesktop-Mailingliste die Xlibs in Version 1.0 an. Sie brachte eine erste Modularisierung von Xfree86 mit sich und Stone verwies in der Ankündigung auf die Mithilfe von Keith Packard und Jim Gettys.

Zufall oder nicht: Fünf Tage nach Stones Bekanntmachung kündigte David Dawes eine Lizenzänderung für Xfree86 4.4 an: Durch eine neue Klausel im BSD-Stil wurde die Xfree86-Lizenz inkompatibel zur GPL und den damit lizenzierten Programmen. Zahlreiche Entwickler meldeten sich kritisch zu Wort, doch selbst GNU-Erfinder Richard Stallman konnte über die Mailingliste keine Einigung erzielen. Mandrake Linux reagierte, indem es auf Xfree86 4.3 zurückkehrte, bis Mitte Februar sagten sich fast alle anderen Distributionen von Xfree86 los.

Am 6. April 2004 folgte der offizielle und endgültige Bruch: Die X.org Foundation kündigte nicht nur sich selbst, sondern auch die Release von X11R6.7.0 an, das auf X11R6.6 und Xfree86 4.4RC2 basierte. In der Ankündigung kamen gleich mehrere bekannte Unterstützer zu Wort, darunter Matthias Ettrich (KDE), Georg Greve (FSFE), Havoc Pennington (Red Hat) und Jim Gettys (HP). Das zeigte die breite Allianz von Unterstützern hinter der X.org Foundation.

Es gab also einige Hauptfaktoren, die das Ende von Xfree86 besiegelten: Das geschlossene Entwicklungsmodell, das krude Workarounds verlangte, die mangelnde Kooperation mit externen Projekten und kommerziellen Anbietern sowie die Lizenzänderung von 2004.

X.org

Sehr schnell wurde X.org zum bestimmenden X Window System auf Linux-Rechnern (Abbildung 5). Noch heute laufen nahezu alle Linux-Versionen auf X.org-Basis, die Installationen gehen in die Millionen. Die Zahl der X.org-Entwickler ist hingegen begrenzt: Alan Coopersmith spricht von etwa 50 bis 100 aktiven Entwicklern, Peter Hutterer schätzt ihre Zahl hingegen auf 20 bis 30, allerdings ohne die Mesa-Entwickler.

Abbildung 5: Das brennende Verlangen nach Desktopeffekten ist mittlerweile etwas abgekühlt. Unter Ubuntu 6.10 war das Thema im Jahre 2006 hingegen hochaktuell.

Zu den im Projekt genutzten Kommunikationswegen gehören Mailinglisten und IRC, als Bugtracker dient Bugzilla, weil, so Coopersmith, Freedesktop.org diesen ohnehin verwende. Nur bei der Versionsverwaltung gab es einen Wechsel: Auf Keith Packards Betreiben hin [12] nutzt das Projekt seit 2007 Git statt CVS. Packard argumentierte mit der Geschwindigkeit von Git, aber auch mit seiner Fähigkeit, Dateien zu komprimieren. Zudem sprachen die Flexibilität und die Stabilität laut Packard für Git.

Daneben tauscht das Projekt Code auch über die Mailingliste aus, in Form von Patches. Echte Konflikte gab es, sieht man von technischen Auseinandersetzungen ab, laut Hutterer und Coopersmith nach dem Fork nicht mehr. Beide arbeiten noch immer zusammen mit Packard am X-Server, wobei sich Hutterer auch an Wayland beteiligt.

Wayland und Weston

Ebenfalls an Wayland arbeiten die ehemaligen X.org-Entwicker Kristian Høgsberg und Daniel Stone. Beide reden nicht schlecht über ihr Ex-Projekt und machen auch nach dem Start von Wayland noch mit. Allerdings wollen sie ganz klar weg von der Software X.org. Ins Leben gerufen hat Wayland, das ist ein Protokoll über das ein Compositor und seine Clients miteinander reden, der ehemalige X- und Red-Hat-Entwickler Høgsberg. Er entwickelte Wayland zunächst als Einzelkämpfer, der erste Commit stammt vom 30. September 2008.

Høgsberg wollte nicht den X-Server umschreiben, sondern etwas komplett Neues [13] und vor allem Einfacheres aufbauen (Abbildung 6). Wayland sei kein Fork von X.org und kein X-Server, schreibt er in der FAQ [14]. Wayland könne X.org zwar ersetzen, er glaube aber, beide Server werden künftig Seite an Seite arbeiten. Sein Display Server könne als grafischer Multiplexer für mehrere X-Server dienen und so das bisherige VT-Switching ablösen. X-Anwendungen, die es wohl noch einige Zeit geben werde, könnten in einem unabhängigen X-Server laufen, der als Client für Wayland funktioniert.

Abbildung 6: Wayland will sich unter anderem von X lösen, um die über Jahre aufgebaute Komplexität zu reduzieren. Verschiedene Distributionen und Toolkits unterstützen Wayland bereits.

Sein Problem mit X.org beschreibt Høgsberg so: “Das Problem mit X ist … es ist X! Wenn man ein X-Server ist, muss man eine unheimliche Menge an Funktionalität unterstützen, damit man behaupten kann, das X-Protokoll zu beherrschen – und niemand wird diese Funktionen verwenden.” Er wolle X.org nicht verändern, sondern es zu einer Möglichkeit neben anderen machen.

Andere X.org-Entwickler schlossen sich Høgsberg bald an, darunter Daniel Stone. Will man wissen, was er über X.org denkt, genügt ein Besuch auf Youtube. In einem Vortrag auf der Linux.conf.au 2013 rechnet Stone mit X11, Xfree86 und X.org ab und auch mit seiner eigenen Vergangenheit. Stone hatte im Jahr 2002 damit begonnen, Xfree86 zu paketieren. 2004 trat er der X.org Foundation bei und zeichnete für die erste modulare X.org-Release mitverantwortlich.

Grob vereinfacht hält Stone das X Window System für unfähig, auf die modernen Hardware-Anforderungen zu reagieren, weil es aus zu vielen Komponenten bestehe, die miteinander interagieren. Das schaffe einen sinnlosen Kommunikations-Overhead, den Wayland beheben wolle. Die zahlreichen Gründe gegen X11 listet Stone auch unter [15] auf. Doch einen X11-Nachfolger wolle er nicht entwickeln: In so einem Projekt würden alle mitreden, die sich mit X beschäftigen. Indem sie ihr Projekt Wayland nennen, kümmere sich niemand darum und die Entwickler könnten tun und lassen, was sie möchten.

Nach einer Weile privater Entwicklung landete das Projekt Ende Oktober 2010 unter den Fittichen von Freedesktop.org – mitsamt Webseite, Mailingliste und Git-Repository. Patches laufen weiterhin auch über die Mailingliste, Bugzilla nimmt Bugreports entgegen. Die Tools haben die Projektteilnehmer nicht selbst gewählt, Freedesktop.org gibt sie vor. Laut Ohloh arbeiten zurzeit 32 Entwickler an Wayland und 69 am Compositor Weston, wobei es sicherlich eine Schnittmenge zwischen beiden gibt.

What the Fork

Doch auch in dem recht jungen Projekt gab es bereits Konflikte, so etwa, als der Wayland-Entwickler Scott Moreau Weston und Wayland forkte. Er wolle lediglich mit Desktopeffekten experimentieren, gab Moreau zuerst an, sprach aber nach einigem Hin und Her doch von einem Fork. Die restlichen Wayland-Entwickler zeigten sich wenig begeistert von seinem Vorstoß, weil ein Fork von Wayland für seine Pläne nicht nötig sei. Doch Moreau insistierte, bis Høgsberg ihn schließlich von der Mailingliste warf und aus dem IRC verbannte [16]. Die Arbeit an Norwood und Northfield – so die Namen seiner Forks – scheint Moreau bisher noch nicht aufgenommen zu haben [17].

Wir kommen in Frieden

Die zweite Überraschung für das Wayland-Projekt kam von Canonical: Der Ubuntu-Hersteller kündigte im April dieses Jahres überraschend einen eigenen Displayserver namens Mir (Abbildung 7) an. Das Wort steht im Russischen zwar für Frieden, doch die Wayland-Entwickler fassten Canonicals Vorstoß wohl als eine Art Kriegserklärung auf. Kein Wunder: Nicht nur begründeten die Entwickler den Schritt mit falschen Einschätzungen über Waylands Fähigkeiten (wofür sie sich später entschuldigten), Mark Shuttleworth zog damit auch seine Ankündigung von 2010 zurück, den Unity-Desktop auf eine Wayland-Basis zu setzen.

Abbildung 7: Canonical setzt für Ubuntu auf einen eigenen Displayserver, der den Namen Mir trägt.

In seinem Blog [18] erklärt Mir-Architekt Thomas Voss, warum X.org und Wayland für Ubuntu nicht in Frage kämen. X sei schlicht zu kompliziert und mit Features überladen, Wayland fehle ein klar definiertes Treibermodell und ein rigoroser Entwicklungsprozess. Mir solle alle Bildschirmgrößen unterstützen und auch die Möglichkeit bieten, proprietäre Treiber einzubinden, erklärte Voss. Gerade Letzteres dürfte für eine Plattform, die sich an Desktop-Anwender richtet und auch als Spieleplattform wahrgenommen werden möchte, wichtig sein.

Der Entwickler Christopher Halse Rogers wurde konkreter. Weston käme als Compositor nicht in Frage, da der Code zu wenig getestet sei. Wayland müsste Canonical patchen, um für ARM-Systeme eine Server-seitige Buffer Allocation zu erhalten. Auch der Input-Stack und der Umgang mit dem Windowmanager gefielen den Ubuntu-Entwicklern nicht, sie suchen hier eine Minimallösung.

Das noch junge Projekt und in C++ geschriebene Projekt nutzt die für Ubuntu üblichen Wege der Kommunikation. Es ist auf Ubuntus Launchpad-Plattform gehostet, die auch den Code (Bazaar) und die Bugreports verwaltet. Die Kommunikation erfolgt über IRC und eine Mailingliste. In Ubuntu 13.10 kommt Mir in Form von Xmir, das mit X-Anwendungen umgehen kann, erstmals zum Einsatz.

Ausblick

Weder Wayland noch Mir gehören zu den bereits langfristig erfolgreichen Open-Source-Projekten, beide müssen ihre Nachhaltigkeit noch beweisen. Doch vergleicht man sie mit früheren Projekten von X11 bis X.org, hat Wayland in einigen Bereichen mehr vorzuweisen.

So arbeiten die Entwickler mit Freedesktop.org zusammen. Verschiedene Toolkits unterstützen Wayland bereits, zu ihnen gehören etwa Qt 5, GTK+, Clutter, SDL und EFL. Daneben sollen Kwin und Mutter künftig als Wayland Compositors zum Einsatz kommen. Auch mehrere Desktops (KDE, Gnome, Enlightenment) haben Support für Wayland angekündigt. In den letzten Jahren konnte Wayland also ein recht umfangreiches Ökosystem etablieren und ist deutlich besser in die Linux-Community integriert.

Anders sieht es bei Mir aus, das bislang nur Ubuntu und Unity unterstützt und an dem zurzeit etwa ein Dutzend Canonical-Mitarbeiter arbeitet. Mir sieht wie ein Open-Source-Projekt kommerzieller Prägung aus. Zwar steht das Projekt unter der GPLv3, doch wer daran programmieren möchte, muss Canonical auch das Recht einräumen, den Code unter einer proprietären Lizenz zu verteilen [19], wobei der Entwickler die Rechte an seinem Code behält und ihn verändern und weiterverteilen darf. Das ist wohl vor allem den Plänen geschuldet, Ubuntu Touch auch in Umgebungen von Anbietern mit proprietärer Hardware unter unfreien Lizenzen zu etablieren.

Canonicals Gratwanderung könnte sich in diesem Umfeld als Vorteil herausstellen, aber freie Entwickler lassen sich so eher schwer anlocken. Läuft Mir einigermaßen, werden die Canonical-Angestellten zudem Überzeugungsarbeit leisten müssen, damit auch die Toolkit-Entwickler auf den Zug aufspringen, erste Grabenkämpfe um Kwin gab es bereits. Auf der anderen Seite setzen nach wie vor viele Linux-Anwender – aber auch Entwickler – auf Ubuntu, weil es recht unfallarm läuft. Auch wenn die Wetten eher auf Wayland stehen, wird man abwarten müssen, wie sich beide Projekte in den nächsten Jahren schlagen.