X11 使用 XSetWMNormalHints 固定窗口所在的屏幕

故事的背景是我有一個帶來兩個屏幕的設備。我計劃使用 X11 創(chuàng)建兩個窗口，分別讓這兩個窗口在兩個屏幕上。在不做任何處理的情況下，會受到 X 窗口管理器的影響，導致全部都在鼠標最后一次命中的屏幕上顯示窗口

我的需求是雙屏雙窗口，即一個屏幕顯示一個窗口。我的是 KWin 窗口管理器，默認情況下，我的正常窗口會被顯示到鼠標最后一次命中的屏幕上，無論當前在 XCreateWindow 中傳入的 X 和 Y 坐標是多少

本文的測試是在 UOS 上進行的，系統(tǒng)信息如下

$ cat /etc/os-release
PRETTY_NAME="UnionTech OS Desktop 20 E"
NAME="uos"
VERSION_ID="20"
VERSION="20"
ID=uos
HOME_URL="https://www.chinauos.com/"
BUG_REPORT_URL="http://bbs.chinauos.com"
VERSION_CODENAME=uranus

$ cat /etc/os-version
[Version]
SystemName=UnionTech OS Desktop
SystemName[zh_CN]=統(tǒng)信桌面操作系統(tǒng)
ProductType=Desktop
ProductType[zh_CN]=桌面
EditionName=E
EditionName[zh_CN]=E
MajorVersion=20
MinorVersion=1050
OsBuild=11068.102

處理器 CPU 信息如下

$ cat /proc/cpuinfo
processor       : 0
vendor_id       : CentaurHauls
cpu family      : 7
model           : 59
model name      : ZHAOXIN KaiXian KX-U6780A@2.7GHz
...

在 X 里面，通過 XDisplayWidth 和 XDisplayHeight 拿到的是虛擬屏幕的尺寸，即多個物理屏幕拼接的外接矩形虛擬范圍。我的兩個屏幕排放如下

可通過以下調(diào)用 XRRGetMonitors 的代碼獲取兩個屏幕的信息

// Copy from https://github.com/AvaloniaUI/Avalonia \src\Avalonia.X11\Screens\X11Screen.Providers.cs

public class Randr15ScreensImpl
{
    public Randr15ScreensImpl(nint display, nint rootWindow)
    {
        _display = display;
        var eventWindow = CreateEventWindow(display, rootWindow);
        _window = eventWindow;

        XRRSelectInput(display, _window, RandrEventMask.RRScreenChangeNotify);
    }

    public unsafe MonitorInfo[] GetMonitorInfos()
    {
        XRRMonitorInfo* monitors = XRRGetMonitors(_display, _window, true, out var count);
        var screens = new MonitorInfo[count];
        for (var c = 0; c < count; c++)
        {
            var mon = monitors[c];

            var outputs = new nint[mon.NOutput];

            for (int i = 0; i < outputs.Length; i++)
            {
                outputs[i] = mon.Outputs[i];
            }

            screens[c] = new MonitorInfo()
            {
                Name = mon.Name,
                IsPrimary = mon.Primary != 0,
                X = mon.X,
                Y = mon.Y,
                Width = mon.Width,
                Height = mon.Height,
                Outputs = outputs,
                Display = _display,
            };
        }

        return screens;
    }

    private readonly IntPtr _display;

    private readonly IntPtr _window;
}

public unsafe struct MonitorInfo
{
    public IntPtr Name;
    public bool IsPrimary;
    public int X;
    public int Y;
    public int Width;
    public int Height;
    public IntPtr[] Outputs;
    public IntPtr Display { get; init; }

    public override string ToString()
    {
        var namePtr = XGetAtomName(Display, Name);
            var name = Marshal.PtrToStringAnsi(namePtr);
        XFree(namePtr);

        return $"{name}({Name}) IsPrimary={IsPrimary} XY={X},{Y} WH={Width},{Height}";
    }
}

調(diào)用的方法如下

var randr15ScreensImpl = new Randr15ScreensImpl(display, rootWindow);
var monitorInfos = randr15ScreensImpl.GetMonitorInfos();
for (var i = 0; i < monitorInfos.Length; i++)
{
    Console.WriteLine($"屏幕{i} {monitorInfos[i]}");
}

var xDisplayWidth = XDisplayWidth(display, screen);
var xDisplayHeight = XDisplayHeight(display, screen);

Console.WriteLine($"XDisplayWidth={xDisplayWidth}");
Console.WriteLine($"XDisplayHeight={xDisplayHeight}");

嘗試運行程序，可見控制臺輸出如下

屏幕0 DisplayPort-1(343) IsPrimary=True XY=1920,309 WH=1920,1080
屏幕1 DisplayPort-0(626) IsPrimary=False XY=0,0 WH=1920,1080
XDisplayWidth=3840
XDisplayHeight=1389

兩個屏幕都是 1920x1080 的，水平擺放，于是 XDisplayWidth 寬度就是 1920+1920=3840 的尺寸。高度因為存在一定的高度差，通過 XY=1920,309 可知道，主屏 DisplayPort-1 低了 309 大小，于是高度為 1080+309=1389 的尺寸。這就意味著 X 的行為上 XDisplayWidth 和 XDisplayHeight 為多個屏幕的外接矩形尺寸

和 Windows 上不同的是，在 X 上沒有使用主屏當成 0,0 點坐標，意味著不會存在負數(shù)坐標系。在 X 中將最左邊的顯示器屏幕當成 X 坐標的 0 點，將最上方的顯示器屏幕當成 Y 坐標的 0 點。這一點差異會在一些計算中坑到我，預計坑到的時候，我已經(jīng)忘記我寫了這篇博客

了解了基礎信息，我接下來嘗試為雙屏創(chuàng)建雙窗口。簡單起見，我將固定寫魔數(shù)，而不是真的根據(jù)屏幕而來

我將設置第 1 個窗口，顯示在 0,0 坐標。設置第 2 個窗口，顯示在 1920,0 坐標。預期行為就是第 1 個窗口顯示在副屏 DisplayPort-0 上，第 2 個窗口顯示在主屏 DisplayPort-1 上

其實現(xiàn)代碼如下

    public TestX11Window(int x, int y, int width, int height, nint display,nint rootWindow,int screen)
    {
        Display = display;

        XMatchVisualInfo(display, screen, 32, 4, out var info);
        var visual = info.visual;

        var valueMask =
                //SetWindowValuemask.BackPixmap
                0
                | SetWindowValuemask.BackPixel
                | SetWindowValuemask.BorderPixel
                | SetWindowValuemask.BitGravity
                | SetWindowValuemask.WinGravity
                | SetWindowValuemask.BackingStore
                | SetWindowValuemask.ColorMap
            //| SetWindowValuemask.OverrideRedirect
            ;
        var xSetWindowAttributes = new XSetWindowAttributes
        {
            backing_store = 1,
            bit_gravity = Gravity.NorthWestGravity,
            win_gravity = Gravity.NorthWestGravity,
            //override_redirect = true, // 設置窗口的override_redirect屬性為True，以避免窗口管理器的干預
            colormap = XCreateColormap(display, rootWindow, visual, 0),
            border_pixel = 0,
            background_pixel = 0,
        };

        var handle = XCreateWindow(display, rootWindow, x, y, width, height, 5,
            32,
            (int) CreateWindowArgs.InputOutput,
            visual,
            (nuint) valueMask, ref xSetWindowAttributes);

        // 在 XMapWindow 之前固定在某個屏幕上
        var hints = new XSizeHints
        {
            min_width = width,
            min_height = height,
            max_width = width,
            max_height = height,

            x = x,
            y = y,
        };
        var flags = XSizeHintsFlags.PMinSize | XSizeHintsFlags.PResizeInc | XSizeHintsFlags.PPosition | XSizeHintsFlags.USPosition;
        hints.flags = (IntPtr) flags;
        XSetWMNormalHints(display, handle, ref hints);

        X11Window = handle;

        XEventMask ignoredMask = XEventMask.SubstructureRedirectMask | XEventMask.ResizeRedirectMask |
                                 XEventMask.PointerMotionHintMask;
        var mask = new IntPtr(0xffffff ^ (int) ignoredMask);
        XSelectInput(display, handle, mask);

        ...
    }

調(diào)用代碼如下

var testX11Window1 = new TestX11Window(0, 0, width, height, display, rootWindow, screen);

testX11Window1.MapWindow();
testX11Window1.Draw();

Console.WriteLine($"X11Window1={testX11Window1.X11Window}");

var testX11Window2 = new TestX11Window(1920, 0, width, height, display, rootWindow, screen);
testX11Window2.MapWindow();
testX11Window2.Draw();

Console.WriteLine($"X11Window2={testX11Window2.X11Window}");

以上的核心代碼就是調(diào)用 XSetWMNormalHints 設置進去 XSizeHints 參數(shù)。詳細請參閱 XSetWMProperties

嘗試通過 XNextEvent 獲取消息，可見輸出控制臺如下

屏幕0 DisplayPort-1(343) IsPrimary=True XY=1920,309 WH=1920,1080
屏幕1 DisplayPort-0(626) IsPrimary=False XY=0,0 WH=1920,1080
XDisplayWidth=3840
XDisplayHeight=1389
X11Window1=134217731
X11Window2=134217734
ConfigureNotify XConfigureEvent (type=ConfigureNotify, serial=20, send_event=False, display=94542337201216, xevent=134217731, window=134217731, x=0, y=0, width=1920, height=694, border_width=0, above=134217729, override_redirect=False)
ConfigureNotify XConfigureEvent (type=ConfigureNotify, serial=20, send_event=True, display=94542337201216, xevent=134217731, window=134217731, x=0, y=40, width=1920, height=694, border_width=0, above=0, override_redirect=False)
ConfigureNotify XConfigureEvent (type=ConfigureNotify, serial=68, send_event=False, display=94542337201216, xevent=134217734, window=134217734, x=1920, y=0, width=1920, height=694, border_width=0, above=134217729, override_redirect=False)
ConfigureNotify XConfigureEvent (type=ConfigureNotify, serial=96, send_event=True, display=94542337201216, xevent=134217734, window=134217734, x=1920, y=349, width=1920, height=694, border_width=0, above=0, override_redirect=False)

通過 ConfigureNotify 消息可見 window=134217734 的 X11Window2 窗口的 X 坐標確實被設置到 1920 上，且通過實際的屏幕顯示內(nèi)容也可以看到兩個窗口被分別顯示到兩個顯示器屏幕上

如果沒有調(diào)用 XSetWMNormalHints 設置，則窗口顯示過程中，收到的 ConfigureNotify 會根據(jù)鼠標最后停留在哪個屏幕上，選擇對應的屏幕設置給到窗口坐標。如以下的去掉了 XSetWMNormalHints 的代碼跑出來的控制臺效果

X11Window1=134217731
X11Window2=134217734
ConfigureNotify XConfigureEvent (type=ConfigureNotify, serial=19, send_event=False, display=94583148290624, xevent=134217731, window=134217731, x=0, y=0, width=1920, height=694, border_width=0, above=134217729, override_redirect=False)
ConfigureNotify XConfigureEvent (type=ConfigureNotify, serial=19, send_event=True, display=94583148290624, xevent=134217731, window=134217731, x=1920, y=349, width=1920, height=694, border_width=0, above=0, override_redirect=False)
ConfigureNotify XConfigureEvent (type=ConfigureNotify, serial=51, send_event=False, display=94583148290624, xevent=134217734, window=134217734, x=1920, y=0, width=1920, height=694, border_width=0, above=134217729, override_redirect=False)
ConfigureNotify XConfigureEvent (type=ConfigureNotify, serial=103, send_event=True, display=94583148290624, xevent=134217734, window=134217734, x=1920, y=655, width=1920, height=694, border_width=0, above=0, override_redirect=False)

此時可見 window=134217731 的 X11Window1 將和 X11Window2 一樣，被設置 x=1920 到主屏上

本文代碼放在 github 和 gitee 上，可以使用如下命令行拉取代碼。我整個代碼倉庫比較龐大，使用以下命令行可以進行部分拉取，拉取速度比較快

先創(chuàng)建一個空文件夾，接著使用命令行 cd 命令進入此空文件夾，在命令行里面輸入以下代碼，即可獲取到本文的代碼

git init
git remote add origin https://gitee.com/lindexi/lindexi_gd.git
git pull origin e4780e542104ca07e16735506736bb16030e47fe

以上使用的是國內(nèi)的 gitee 的源，如果 gitee 不能訪問，請?zhí)鎿Q為 github 的源。請在命令行繼續(xù)輸入以下代碼，將 gitee 源換成 github 源進行拉取代碼。如果依然拉取不到代碼，可以發(fā)郵件向我要代碼

git remote remove origin
git remote add origin https://github.com/lindexi/lindexi_gd.git
git pull origin e4780e542104ca07e16735506736bb16030e47fe

獲取代碼之后，進入 X11/CeejemwhucemwaileeRerallbefe 文件夾，即可獲取到源代碼

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posted @ 2025-08-06 08:53 lindexi 閱讀(66) 評論(0) 收藏舉報

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X11 使用 XSetWMNormalHints 固定窗口所在的屏幕

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