[Перевод] Кунг-фу стиля Linux: программное управление окнами
Операционными системами, которые основаны на Linux и Unix и работают в текстовом режиме, очень легко управлять. Учитывая то, как работает подсистема ввода-вывода Unix, программам, ожидающих на входе то, что вводится с клавиатуры, можно передавать любые данные. А то, что программы обычно выдают на экран, можно перехватить и подвергнуть дальнейшей обработке. Вся операционная система устроена именно так. А вот графические программы, использующие возможности X11, это — уже совсем другое дело. Можно ли управлять графическими программами так же, как управляют программами с текстовым интерфейсом? Точный ответ на этот вопрос зависит от того, что именно понимать под «управлением программами». Но если не вдаваться в детали, то на этот вопрос можно дать положительный ответ.
Как это обычно бывает в Linux и Unix, существует множество способов решения одной и той же задачи. И наша задача — не исключение. Если вам нужны средства для точного управления программами, то можно сказать, что добиться этого можно с помощью утилит, задействующих специальный механизм, называемый D-Bus. Этот механизм позволяет программам так оформлять данные и методы, что ими могут пользоваться другие программы. В идеальном мире программы, которыми нужно управлять, применяют D-Bus, но в реальности всё далеко не так просто. Поэтому сегодня мы поговорим о том, как управлять самыми разными графическими программами в Linux.
Существует несколько утилит, которые позволяют каким-то способом управлять X-окнами. Например, есть инструмент xdo, о котором вы, наверняка слышите не особенно часто. Более популярным средством из этой сферы является утилита xdotool, о которой я расскажу. Кроме того, похожим функционалом обладает wmctrl. Есть ещё программа autokey, которая родственна популярной Windows-программе AutoHotKey.
Утилита xdotool
Пожалуй, утилита xdotool является самой популярной программой, используемой в тех случаях, когда надо управлять приложениями с графическим интерфейсом. Это — нечто вроде «швейцарского ножа» для системы X. Но эта утилита использует достаточно сложные конструкции командной строки. Это, вероятно, является следствием того, что она очень много всего умеет. Я чаще всего прибегал к её помощи в ситуациях, когда мне надо было организовать перемещение окон и изменение их размеров. Но она умеет, например, имитировать ввод данных с клавиатуры и воспроизводить действия, которые обычно выполняют с помощью мыши. Она позволяет привязывать выполнение неких действий к событиям, имеющим отношение к перемещениям мыши и к событиям, связанным с окнами программ.
Хотя xdotool можно запускать, указывая файл, содержащий необходимые команды, чаще всего можно видеть передачу аргументов этой утилите из командной строки. При её использовании сначала находят нужное окно, а потом выполняют с ним какие-то действия. Найти окно можно, зная его имя. Можно поступить и иначе. Например — выбрать то окно, по которому щелкнет пользователь.
Рассмотрим следующий пример:
echo Pick Window; xdotool selectwindow type "Hackaday"
Если ввести это в командной строке, то можно щёлкнуть по окну, а потом увидеть, как в нём появится заданный текст. Причём, выглядит это так, будто текст введён пользователем. Наш инструмент, кроме того, может имитировать действия, выполняемые с помощью мыши. Он способен выполнять множество операций с окнами. Среди них, например, изменение активного окна и переключение между рабочими столами.
Кстати, надо отметить, что для того чтобы пользоваться некоторыми из возможностей xdotool, нужно чтобы было установлено расширение X-сервера XTest. Я обычно обнаруживаю это расширение уже установленным. Но если вы столкнулись с тем, что у вас что-то не работает — проверьте X-сервер и узнайте о том, загружено ли это расширение.
Утилита wmctrl
Программа wmctrl обладает возможностями, похожими на возможности xdotool, но она, в основном, взаимодействует с оконным менеджером. Единственная проблема тут заключается в том, что она использует стандартный интерфейс к оконному менеджеру. Не все оконные менеджеры поддерживают полный набор возможностей wmctrl. Это, кстати, одна из тех особенностей Linux, которая является причиной того, что распространение программ для этой ОС может превратиться в настоящее приключение. Нет двух одинаковых систем, а некоторые системы даже и близко друг на друга не похожи.
Утилита wmctrl особенно хороша для решения таких задач, как переключение рабочих столов и максимизация окон. Но она способна и на многое из того, что умеет xdotool.
Использование большого монитора
Я недавно поменял свою конструкцию из трёх мониторов на очень большой 4K-монитор. Это 43-дюймовый монстр обладает разрешением в 3840×2160 пикселей. Всё это очень хорошо, но мне не хватало возможности поместить окно одной программы на один монитор, а окно другой (или третьей) программы — на другой монитор.
Решением этой проблемы было использование механизма, позволяющего сдвинуть окно в определённую позицию на экране. Нечто подобное можно сделать, используя стандартные возможности менеджера окон, но я использую KDE, а там нужной мне возможности по расстановке окон больше нет. А именно, окна привязываются к определённым позициям при перетаскивании их в нужное место, но делается это не особенно быстро. Кроме того, не все места привязки окон находятся там, где мне хотелось бы их видеть.
Работа на большом мониторе
Я сразу подумал о том, чтобы использовать для решения этой задачи xdotool и привязать соответствующие действия к клавиатурным сокращениям, используя возможности KDE. Например, сочетание клавиш CTRL+ALT+1 могло бы закреплять текущее окно в правом верхнем углу экрана, а сочетание CTRL+ALT+0 могло бы максимизировать окно. Сочетание CTRL+ALT+6 позволяло бы окну занять всю правую половину экрана, а сочетание CTRL+ALT+8 должно было размещать окно в верхней половине экрана.
Вот как выглядела моя первая попытка создания команды, соответствующей клавиатурному сокращению CTRL+ALT+1:
xdotool getwindowfocus windowmove 0 0 windowsize 1920 1080
Тут реализована следующая идея: находим текущее окно, перемещаем его в позицию 0,0, а потом меняем его размер так, чтобы оно заняло бы четверть экрана. Числа, жёстко заданные в коде, это, конечно, не очень хорошо. Но если речь идёт о работе на одном компьютере, то это вполне допустимо. Размер окна, если вам так удобнее, можно установить и по-другому. Например — в виде 50% 50%. Причём, этот параметр можно настроить с использованием подобного значения, а вот в других макросах, где окно перед изменением его размера перемещается в позицию, отличающуюся от 0,0, всё равно придётся использовать жёстко заданные значения.
Первая проблема, с которой я столкнулся, заключалась в том, что в некоторых случаях окна не перемещались. Правда, для решения этой проблемы можно попытаться поменять местами команды изменения размера и перемещения окна.
Но проблемы на этом не кончались. Если максимизировать окно, то значения, касающиеся размеров и позиции окна, ни на что не влияют. Вот как эту проблему можно решить с привлечением wmctrl:
wmctrl -r :ACTIVE: -b remove,maximized_horz,maximized_vert ; xdotool getwindowfocus windowsize 1920 1080 windowmove 0 0
Тут, с помощью wmctrl, отключается максимизация активного окна, а после этого в дело вступает xdotool. Правда, если хочется использовать исключительно wmctrl, то можно применить такую команду:
wmctrl -r :ACTIVE: -b remove,maximized_horz,maximized_vert -e 0,0,0,1920,1080
В опции -e задаются параметры перемещения окна. Причём, обратите внимание на то, что первый 0 — это не опечатка. Значение этого параметра позволяет задавать свойство окна «gravity», которое обычно устанавливается в 0. Следующие четыре числа — это позиция и размер окна. Но тут можно заметить то, что если xdotool перемещает в заданную позицию верхний левый угол окна, wmctrl перемещает верхний левый угол внутреннего содержимого окна (сюда не входят элементы оформления окна). Это приводит к различным результатам.
Два окна на экране
Конечно, можно написать простой bash-скрипт, предназначенный для решения всех этих задач. Можно предусмотреть в нём механизмы, позволяющие программе адаптироваться к изменению размеров экрана без вмешательства пользователя в код программы. В скрипте можно даже сделать так, чтобы, например, окна не перекрывались бы, можно и воспользоваться другими специальными эффектами.
Вот пример подобного скрипта:
#!/bin/bash
# Это надо изменить вручную или воспользоваться данными xrandr
#SCREENX=3840
#SCREENY=2160
# Если у вас нет xrandr, awk, или, если вы не смогли подобрать правильные команды,
# просто задайте нужные параметры вручную
SCREENX=`xrandr -q | awk -F'[ ,]+' '/current/ { print $8 }'`
SCREENY=`xrandr -q | awk -F'[ ,]+' '/current/ { print $10 }'`
# Тут, если надо, можно настроить точную позицию окна
HALFX=$(( SCREENX/2 ))
HALFY=$(( SCREENY/2 ))
if [ $# -ne 1 ]
then
ARG="?"
else
ARG="$1"
fi
case "$ARG" in
nw)
TOP=0
LEFT=0
W=$HALFX
H=$HALFY
;;
n)
TOP=0
LEFT=0
W=$SCREENX
H=$HALFY
;;
ne)
TOP=0
LEFT=$HALFX
W=$HALFX
H=$HALFY
;;
w)
TOP=0
LEFT=0
W=$HALFX
H=$SCREENY
;;
center)
TOP=$(( $SCREENY/4 ))
LEFT=$(( $SCREENX/4 ))
W=$HALFX
H=$HALFY
;;
e)
TOP=0
LEFT=$HALFX
W=$HALFX
H=$SCREENY
;;
sw)
TOP=$HALFY
LEFT=0
W=$HALFX
H=$HALFY
;;
s)
TOP=$HALFY
LEFT=0
W=$SCREENX
H=$HALFY
;;
se)
TOP=$HALFY
LEFT=$HALFX
W=$HALFX
H=$HALFY
;;
*)
echo "Usage: winpos (nw, n, ne, w, center, e, sw, s, se)"
exit 1
;;
esac
# выполнить команду
# wmctrl -r :ACTIVE:-b remove,maximized_horz,maximized_vert -e 0,$LEFT,$TOP,$W,$H
# есть и другой способ (при таком подходе, без дополнительных настроек, будут видны заголовки
# окон, а предыдущий метод скрывает их за пределами экрана)
wmctrl -r :ACTIVE: -b remove,maximized_horz,maximized_vert
xdotool getwindowfocus windowsize $W $H windowmove $LEFT $TOP
exit 0
Клавиатурные макросы, в результате, можно использовать для вызова этого скрипта с тегом вроде ne (Northeast, северо-восток) или center (центр), устанавливая таким образом позицию окна. Изменения легче вносить в один скрипт, а не редактировать несколько клавиатурных макросов.
Итоги
В сериале «Звёздный путь» (в настоящем, с Уильямом Шетнером) есть момент, когда Кирк говорит кому-то о том, что нужно изучить то, как всё работает на космическом корабле. ОС семейства Linux очень похожи на этот корабль. Нельзя многого достичь, лишь догадываясь о том, как сделать то, что нужно, и продираясь через огромное количество инструментов, которые, возможно, способны решить задачу. Иногда достичь желаемого можно с помощью комбинации из нескольких инструментов. Нелегко испытывать самые разные конфигурации в поисках желаемого. Но обычно, если попытаться, всё можно сделать так, как нужно.
Пользуетесь ли вы программными средствами для работы с окнами в Linux?
