Darwin (操作系统)

Darwin
开发者蘋果公司
编程语言C、C++、Objective-C、汇编语言
作業系統家族类Unix系统
運作狀態Current
源码模式自由及開放源碼件
当前版本
  • 1228 (2007年10月30日)[1]
  • 22.2.0 (2022年12月13日)
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支援平台目前：x86-64、64-bit ARM
历史上：PowerPC、IA-32、32-bit ARM （ARM32位支持是闭源的）[來源請求]
内核类别混合內核
许可证主要为APSL，含有闭源的设备驱动
官方網站opensource.apple.com 編輯維基數據鏈接
仓库
  • github.com/apple-oss-distributions/xnu
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Darwin是由蘋果公司於2000年所釋出的一個開放原始碼作業系統。Darwin是macOS和iOS操作環境的作業系統部份。蘋果公司於2000年把Darwin釋出給開放原始碼社群。

Darwin是一種類Unix作業系統，並包含開放原始碼的XNU內核。其以微核心為基礎的核心架構來實作Mach，而作業系統的服務和使用者空間工具則以BSD為基礎。與其他類Unix作業系統相似，Darwin也有對稱多處理器的優點，高效能的網路設施和支援多種整合的檔案系統。

整合Mach到XNU内核的好處是可攜性，或者是在不同形式的系統使用軟體的能力。舉例來說，一個作業系統核心整合了Mach微核心，能夠提供多種不同CPU架構的二進位格式到一個單一的檔案（例如x86和PowerPC），這是因為它使用了Mach-O的二進位格式。Mach的缺點則是增加了作業系統内核的複雜度。在過去的微核心實作上，這種複雜度有時候會導致很難分離核心效能的問題。因此，採用Mach微核心會伴隨風險，但它有潛在的好處是廣泛的可移植性。以Darwin可移植性的具體例子來說，在2005年6月，蘋果電腦宣佈它會於2006年在Mac電腦上開始採用Intel處理器。

Darwin的開發者在2000年決定採用一個吉祥物，並最終選擇了鴨嘴獸Hexley。蘋果電腦沒有把Hexley認可為Darwin的一個標誌。[來源請求]

在2002年4月，Apple在網際網路軟體論壇（Internet Software Consortium, ISC）上成立OpenDarwin.org，一個協助合作Darwin發展的社群。OpenDarwin建立它自己釋出的Darwin作業系統。值得注意的是OpenDarwin子計畫中包含了DarwinPorts，其目標是組合下一世代的port集合給Darwin使用（長遠來說，其也能供給其他BSD所衍生的作業系統所用）。OpenDarwin專案於2006年中止，並且於2007年由另一個PureDarwin專案成立去接手OpenDarwin之前的目標。

2003年7月，蘋果在APSL的2.0版本下釋出了Darwin，其是由自由軟體基金會批准為自由軟體的許可證。儘管它先前在較早的APSL版本已經達到開放原始碼定義的要求，它們並不符合FSF對於自由軟體的定義。

设计

macOS 架構圖

内核

Darwin的内核是XNU，它是一种混合内核，它采用了来自OSF的OSFMK 7.3[2]（Open Software Foundation Mach Kernel）和FreeBSD的各种要素（包括过程模型，网络堆栈和虚拟文件系统），[3]还有一个称为I/O Kit的面向对象的设备驱动程序API。[4] 混合内核设计使其具备了了微内核的灵活性和宏内核的性能。[5]

硬件和软件支持

Darwin目前支持在Mac中使用的Intel x86处理器的64位x86-64变体以及在iPhone 5S，第六代iPod Touch，iPad Air，第四代Apple TV中使用的64位ARM处理器，最初的HomePod和更高版本，以及在iPhone 5C和更早版本，早期版本的iPod Touch，直到第四代的iPad以及第二和第三代Apple TV中使用的32位ARM处理器。 XNU内核的一个开源的移植支持Apple尚未正式支持的Intel和AMD x86平台上的Darwin，尽管自2009年以来似乎未进行过更新。[6]XNU内核的开源移植也可用于ARM平台。[7]较旧的版本支持32位PowerPC，64位PowerPC和32位x86的部分或全部。

它通过对BSD的沿袭（主要是FreeBSD用户领域）支持POSIX API，并且可以在Darwin上编译为其他各种类UNIX系统编写的大量程序，而无需更改源代码。

Darwin不包含macOS的许多定义元素，例如Carbon和Cocoa API或Quartz Compositor和Aqua用户界面，因此无法运行Mac应用程序。但是，它确实支持macOS的许多鲜为人知的功能，例如mDNSResponder，它是多播DNS响应器，是Bonjour网络技术的核心组件，并已推出高级服务管理框架。

许可证

2003年7月，Apple在Apple Public Source License（APSL）2.0版之下发布了Darwin，自由软件基金会（FSF）将其归类为与GNU General Public License不兼容的自由软件许可证。[8]它之前的版本是根据APSL许可证的较早版本发布的，尽管它确实满足了开放源代码定义的要求，但它不符合FSF对自由软件的定义。[9]

版本歷史

下表是主要的Darwin版本及其发行日期和相应的macOS版本的表格。[10]请注意，相应的macOS版本可能是在其他日期发布的；有关这些日期，请参阅macOS页面。

版本 版本發佈日期 對應的版本 注解
0.1 1999年3月16日 Mac OS X Server 1.0发行版
  • 初始版本
  • 0.1是人为设置的版本号，为了便于排序和标识。它本身的标识是 Rhapsody 5.3
0.2 1999年4月14日 Mac OS X Server 1.0.1
0.3 1999年8月5日 基于 Rhapsody 5.5
  • 可于archive.org找到ISO镜像
  • 此后，内核从 NeXTSTEP/OPENSTEP/Rhapsody 更改为Mac OS X的较新XNU。
1.0 2000年4月12日 開發者預覽第3版
  • 可于archive.org找到ISO镜像
1.1 2000年4月5日 開發者預覽第4版
1.2.1 2000年11月15日 Mac OS X 公開測試版 代号 "Kodiak"
1.3.1 2001年4月13日 Mac OS X v10.0
  • 代号 "Cheetah"
  • Darwin的首个商业版本
  • Cheetah(v10.0.0-4)的所有版本都有相同版本的Darwin
1.4.1 2001年10月2日 Mac OS X v10.1
  • 代号 "Puma"
  • 启动时间、实时线程、线程管理、缓存刷新和抢占式处理的性能改进
  • 支持SMB和NFS
  • 以Wget取代cURL[11]
5.1 2001年11月12日 Mac OS X v10.1.1
  • 更改编号方案以匹配Mac OS X内部版本编号方案
5.5 2002年6月5日 Mac OS X v10.1.5
6.0.1 2002年9月23日 Mac OS X v10.2
6.8 2003年10月3日 Mac OS X v10.2.8
7.0 2003年10月24日 Mac OS X Panther
  • Mac OS X v10.3.0
  • BSD層與FreeBSD5同步
  • HFS+中的自動文件碎片整理、熱文件集群和可選的区分大小写功能
  • 用bash取代tcsh作為默認shell
  • 支持只讀NTFS（Darwin 7.9）.[13]
7.9 2005年4月15日 Mac OS X v10.3.9
8.0 2005年4月29日 Mac OS X Tiger
Mac OS X for Apple TV
  • Mac OS X v10.4.0
  • 穩定版的应用程序接口,细粒度的内核锁,64位的BSD層
  • launchd服務管理框架
  • 擴展文件屬性，存取控制表
  • 更新如cp及mv的命令以保護擴展屬性及resource forks[14]
8.11 2007年11月14日 Mac OS X v10.4.11
9.0 2007年10月26日 Mac OS X Leopard
iPhone OS 1.0 		Mac OS X v10.5.0
  • Darwin 9.0.0d1中的iPhone OS 1支持
  • 完整的POSIX標準实现，改進分層的行程排程模型，動態分配分頁檔案、動態資源限制（對個別檔案與行程）、行程沙盒化、隨機位址空間配置、DTrace的追蹤框架、檔案系統事件的管理員、目錄的硬式連結
  • Apache1.3及PHP4更新至Apache 2.2及PHP 5
  • 支持只讀ZFS[15]
  • 最早用于iPhone的Darwin内核
9.8 2009年8月5日 Mac OS X v.10.5.8
10.0 2009年8月28日 Mac OS X Snow Leopard
iOS 4.0 		Mac OS X v10.6.0
10.1 2009年9月10日 Mac OS X v10.6.1
10.2 2009年11月9日 Mac OS X v10.6.2
10.3 2010年3月29日 Mac OS X v10.6.3
iOS 4.0
10.4 2010年6月15日 Mac OS X v10.6.4
10.5 2010年11月11日 Mac OS X v10.6.5
10.6 2011年1月6日 Mac OS X v10.6.6
10.7 2011年3月21日 Mac OS X v10.6.7
10.8 2011年6月23日 Mac OS X v10.6.8
11.0.0 2011年7月20日 Mac OS X Lion
iOS 5[17] 		Mac OS X v10.7.0
  • XNU不再支持PowerPC二进制文件（大二进制文件仅适用于i386，x86_64）。
  • XNU需要x86_64处理器，基于ARM的iOS除外。
  • 改进了应用程序的沙箱
  • 完全支持自动引用计数
11.1.0 2011年8月16日 Mac OS X v10.7.1
11.2.0 2011年10月13日 Mac OS X v10.7.2
11.3.0 2012年2月2日 Mac OS X v10.7.3
11.4.2 2012年10月4日 Mac OS X v10.7.5 (额外的)
12.0.0 2012年2月16日 OS X Mountain Lion OS X v10.8.0
12.6.0 2015年1月27日 OS X v10.8.5(带有安全更新2015-001)
13.0 2013年6月10日 OS X Mavericks
iOS 6 		OS X v10.9.0
  • 虚拟内存压缩
  • 计时器合并
  • OpenGL 4.1和OpenCL 1.2
  • 服务器消息块版本2（SMB2）取代AFP成为共享文件的默认协议。这是为了提高性能和跨平台兼容性。
  • IPoTB（基于Thunderbolt桥的Internet协议）。
  • Open Transport API已被删除
13.4.0 2014年9月7日 OS X v10.9.5
14.0.0 2014年9月18日 OS X Yosemite
iOS 7
iOS 8 		OS X v10.10.0
14.5.0 2015年8月13日 OS X v10.10.5
15.0.0 2015年9月16日 OS X El Capitan
iOS 9 		OS X v10.11.0

iOS 9.0

  • 系统完整性保护。 即使由root或具有root特权的用户运行，也可以防止某些系统部件被进程修改或篡改。
  • sudo配置默认情况下使用“tty_tickets”标志，将会话超时限制为用户在其中验证程序的终端会话（例如窗口或选项卡）。
  • LibreSSL取代了OpenSSL
15.6.0 2016年7月18日 OS X v10.11.6

iOS 9.3.3

16.0.0 2016年9月13日 macOS Sierra
iOS 10 		macOS v10.12.0

iOS 10.0.1（初始发行版）

  • OS X被更名为macOS。
  • 现在，仅有root用户或具有root特权的用户可以写入/Volumes目录
  • 系统完整性保护现在涵盖了/Library/ApplicationSupport/com.apple.TCC目录，其中包含允许“控制计算机”的应用程序列表
  • 删除了Objective-C垃圾收集器，并替换为Darwin v12.0（OS X v10.8）引入的自动引用计数。使用垃圾回收的Objective-C应用程序将不再起作用。
  • 对PPTP的本机支持已删除。
16.5.0 2017年3月27日 macOS v10.12.4

iOS 10.3

  • 在iOS设备上将文件系统从HFS+更改为APFS。自10.12.0起，APFS已在macOS上可用，但不能在启动分区上使用。
16.6.0 2017年7月19日 macOS v10.12.6

iOS 10.3.3

17.0.0 2017年9月19日 macOS High Sierra
iOS 11
  • 在具有闪存的Mac上，macOS中引导分区的默认文件系统从HFS+替换为了APFS。在具有HDD的Mac上，必须重新格式化启动分区才能使用APFS。
  • 将时间同步服务从ntpd替换为了timed
  • FTP和telnet命令被删除。
  • 内核扩展（Kexts）将需要用户明确批准才能运行。
17.5.0 2018年3月29日 macOS 10.13.4
  • 支持使用Thunderbolt 3的外部图形处理器，并删除了使用Thunderbolt 1和2的外部图形处理器的支持。
17.6.0 2018年6月1日 macOS v10.13.5
17.7.0 2018年7月9日 macOS v10.13.6

iOS 11.4.1

18.0.0 2018年9月2日 macOS Mojave
iOS 12
18.2.0 2018年10月30日 macOS v10.14.1

iOS 12.1

  • 在新的MacBook中增加了对新的Radeon Vega 20 GPU的支持
19.0.0 2019年9月19日 macOS Catalina
iOS 13
19.2.0 2019年12月10日 macOS 10.15.2

iOS 13.3

19.3.0 2020年1月28日 macOS 10.15.3

iOS 13.3.1

  • 系统扩展取代了Kexts，并在内核之外的用户空间中运行。[18]
  • DriverKit取代了IOKit。 它引入了使用DriverKit构建的“ Dexts”（驱动程序扩展）。 Driverkit是一个新的SDK，具有基于IOKit的所有新框架，但已进行了更新和现代化。 设备驱动程序在内核外部的用户空间中运行。[19][20][21]
20.1.0 2020年10月30日 macOS 11.0.1
20.2.0 2021年12月15日 macOS 11.1
20.3.0 2021年2月2日 macOS 11.2
20.4.0 2021年4月20日 macOS 11.3
20.5.0 2021年5月24日 macOS 11.4
20.6.0 2021年6月2日 macOS 11.5
21.0.0 2021年6月7日 macOS 12.0 beta 1
21.0.1 2021年10月25日 macOS 12.0
21.1.0 2021年10月25日 macOS 12.0.1
21.2.0 2021年12月7日 macOS 12.1
21.3.0 2022年1月7日 macOS 12.2

Mac OS X v10.1.1发行版中，版本号从Darwin 1.4.1跃升至5.1，旨在将Darwin与Mac OS X版本和内部版本号系统联系起来，而后者又是从NeXTSTEP继承而来的。在macOS的内部版本号系统中，每个版本都有一个唯一的开始内部版本号，用于标识其所属的整个macOS版本。Mac OS X v10.0的内部版本号以4开头，10.1的内部版本号以5开头，依此类推（早期的内部版本号代表开发人员的版本）。[22]

命令终端中的uname -r 命令将显示Darwin版本号，uname -v命令将显示XNU构建版本的字符串，其中包括Darwin的版本号。

吉祥物

Hexley是開放原始碼的作業系統——Darwin（Mac OS X的核心）的吉祥物。Hexley是一個卡通的鴨嘴獸，通常戴著一個類似BSD小惡魔的帽子，並握著三叉戟。Hexley是由Jon Hooper所設計的，版權也為他所有。但Hexley並不附屬於蘋果電腦。本來這個吉祥物的名稱應該是Huxley，源由是捍衛达尔文（Darwin）演化理論的英國生物學家托马斯·亨利·赫胥黎，而原先提議的人誤以為是达尔文的助理，並錯用了Hexley。而發現錯誤時，要改名已經太晚，因此沿用了Hexley這個名稱。

衍生项目

由于Darwin的自由软件性质，已经有了一些旨在修改或增强操作系统的项目。

OpenDarwin

OpenDarwin是基于Darwin的社区主导的操作系统。 它由Apple Inc.和Internet Systems Consortium于2002年4月成立。其目标是加强Apple开发人员与自由软件社区之间的协作。 苹果公司从该项目中受益，因为OpenDarwin的改进将纳入Darwin版本中。自由/开源社区受益于对其操作系统的完全控制，并且可以将其用于GNU-Darwin等自由软件发行版中。[23]

2006年7月25日，OpenDarwin团队宣布该项目已关闭，因为他们认为OpenDarwin“已成为Mac OS X相关项目的唯一托管工具”，并且创建独立的Darwin操作系统的努力失败了。他们还指出：“消息来源的可用性，与Apple代表的互动，建立和跟踪消息来源的困难以及社区缺乏兴趣，这一切都为此做出了贡献。”[24]它最后的稳定版本是2004年7月16日发行的7.2.1版。[25]

PureDarwin

PureDarwin是一个从Apple发行的Darwin源代码中创建可引导的操作系统映像的项目。[26]自从OpenDarwin停止运行以及Darwin8.x以来发布可启动映像以来，由于许多组件都成为封闭源，因此创建完整的操作系统变得越来越困难。 该项目已成功创建了基于Darwin 9和X11 GUI的Xmas版本[27]和仅基于Darwin 17的命令行17.4 Beta。[28]

其他衍生项目

XDarwin上的Window Maker

参考

  1. ^ Release 1228. 2007年10月30日 [2023年1月9日]. 
  2. ^ Jim Magee. WWDC 2000 Session 106 - Mac OS X：Kernel. 14 记录于. [2020-04-29]. （原始内容存档于2018-12-26）. 
  3. ^ Mac Technology Overview: Kernel and Device Drivers Layer. Apple Developer Connection. [February 11, 2013]. （原始内容存档于2014-03-09）. 
  4. ^ Singh, Amit. XNU: The Kernel. January 7, 2004 [February 11, 2013]. （原始内容存档于2019-04-19）. 
  5. ^ Additional Features. Porting UNIX/Linux Applications to OS X. Apple Inc. （原始内容存档于2017-11-14）. 
  6. ^ Voodoo XNU Kernel Source. （原始内容存档于2015-09-30）.  需要一个Apache SVN客户端。
  7. ^ XNU on ARMv7. 
  8. ^ FSF's Opinion of the Apple Public Source License (APSL) 2.0. （原始内容存档于2020-05-04）. 
  9. ^ The Problems with older versions of the Apple Public Source License (APSL). （原始内容存档于2020-04-19）. 
  10. ^ Open Source Releases. Apple Developer Connection. [February 11, 2013]. （原始内容存档于2020-09-17）. 
  11. ^ "Technical Note TN2029：Mac OS X v10.1。" （页面存档备份，存于互联网档案馆） Apple Developer Connection. 于2008年6月2日检索。
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  13. ^ Siracusa, John (November 9, 2003). "Mac OS X 10.3 Panther." （页面存档备份，存于互联网档案馆） Ars Technica.于2008年5月31日检索。
  14. ^ Siracusa, John (April 28, 2005). "Mac OS X 10.4 Tiger." （页面存档备份，存于互联网档案馆） Ars Technica. 于2008年5月30日检索。
  15. ^ Siracusa, John (October 28, 2007). "Mac OS X 10.5 Leopard：Ars Technical review." （页面存档备份，存于互联网档案馆） Ars Technica. 于2008年5月30日检索。
  16. ^ Siracusa, John (August 31, 2009). "Mac OS X 10.6 Snow Leopard: the Ars Technica review." （页面存档备份，存于互联网档案馆） Ars Technica. 于2009年11月29日检索。
  17. ^ 在一台越狱的iPhone 4S中发现。
  18. ^ System Extensions and DriverKit - WWDC 2019 - Videos. Apple Developer. [2020-04-29]. （原始内容存档于2020-03-04） （英语）. 
  19. ^ System Extensions. Apple Developer Documentation. [2020-04-09]. （原始内容存档于2021-11-08）. 
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  21. ^ System Extensions and DriverKit. Apple Developer Documentation. [2020-04-09]. （原始内容存档于2020-03-04）. 
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  23. ^ OpenDarwin. OpenDarwin Project. [2020-04-29]. （原始内容存档于2006-01-06）. 
  24. ^ OpenDarwin Core Team and Administrators. OpenDarwin Shutting Down. OpenDarwin Project. July 25, 2006 [2020-04-29]. （原始内容存档于2006-08-04）. 
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外部連結

  • Apple - Mac OS X - Technologies - Darwin（页面存档备份，存于互联网档案馆）
  • PureDarwin社群開發網頁（页面存档备份，存于互联网档案馆）
  • DarwinPorts專案
  • Hexley, Darwin吉祥物（页面存档备份，存于互联网档案馆）
  • Apple Public Source License 2.0
  • 對於APSL之自由軟體基金會的意見（页面存档备份，存于互联网档案馆）
  • Apple Press Release：蘋果電腦於2006年開始使用Intel微處理器
  • Mac OS X和BSD的差異
  • 查
  • 论
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版本
macOS wordmark
应用程序
停止開發
实用工具
停止開發
技術與
使用者界面
停止開發
  • 查
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蘋果作業系統列表（英语：List of Apple operating systems）
Apple II／Apple III／Lisa
  • Apple II系列
  • Apple III
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  • A/UX
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  • MkLinux（英语：MkLinux）
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  • List of Mac software（英语：List of Mac software）
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  • 基思·博斯蒂克（英语：Keith Bostic）
  • 马歇尔·柯克·麦库西克（英语：Marshall Kirk McKusick）
  • 迈克尔·卡雷尔斯（英语：Michael J. Karels）
  • 比尔·乔伊
  • 塞缪尔·莱弗勒（英语：Samuel Leffler）
  • 乔丹·哈伯德（英语：Jordan Hubbard）
  • 西奧·德·若特
  • 波尔-亨宁·坎普（英语：Poul-Henning Kamp）
  • Lynne（英语：Lynne Jolitz）和William Jolitz（英语：William Jolitz）
衍生
活跃
终止
  • 386BSD（英语：386BSD）
  • BSD/OS（英语：BSD/OS）
  • SunOS
  • Ultrix（英语：Ultrix）
公司
  • Sleepycat Software（英语：Sleepycat Software）
  • Walnut Creek CDROM（英语：Walnut Creek CDROM）
  • Berkeley Software Design（英语：Berkeley Software Design）
  • iXsystems（英语：iXsystems）
  • Electric Sheep Fencing（英语：pfSense）
其他主题
  • 查
  • 论
  • 编
FreeBSD项目
FreeBSD
  • FreeBSD核心团队（英语：FreeBSD Core Team）
  • FreeBSD文档许可证（英语：FreeBSD Documentation License）
  • FreeBSD基金会（英语：FreeBSD Foundation）
  • FreeBSD Ports
  • 历史（英语：History of FreeBSD）
子系统
  • busdma（英语：busdma）
  • GEOM（英语：GEOM）
  • Ipfirewall
  • FreeBSD jail
  • Netgraph（英语：Netgraph）
  • OpenPAM（英语：OpenPAM）
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  • Soft updates（英语：Soft updates）
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  • portsnap（英语：portsnap）
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  • geom raid5（英语：geom raid5）
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  • moused（英语：moused）
  • Vinum volume manager（英语：Vinum volume manager）
人物
  • Jordan Hubbard（英语：Jordan Hubbard）
  • Poul-Henning Kamp（英语：Poul-Henning Kamp）
  • Mike Karels（英语：Michael J. Karels）
  • Ben Laurie（英语：Ben Laurie）
  • Sam Leffler（英语：Samuel J Leffler）
  • Marshall Kirk McKusick（英语：Marshall Kirk McKusick）
  • Diomidis Spinellis（英语：Diomidis Spinellis）
  • Robert Watson（英语：Robert Watson (computer scientist)）
  • Dru Lavigne（英语：Dru Lavigne）
衍生品（英语：List of products based on FreeBSD）