Darwin (操作系统)

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，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。類似其他類 Unix 作業系統，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，選擇了鴨嘴獸 Hexley。蘋果電腦也沒有把 Hexley 認可為 Darwin 的一個標誌。

在2002年4月，在網際網路軟體論壇（Internet Software Consortium, ISC）上，Apple成立OpenDarwin.org，是一個協助合作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，目標是組合下一世代的port集合給Darwin使用（對於長期而言，也給其他的BSD所衍生的作業系統）。OpenDarwin專案於2006年中止，2007年另一個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，是由自由軟體基金會批准為自由軟體的許可證。先前在較早的APSL版本下，儘管它已經達到開放原始碼定義的要求，但所釋出的先前版本並不符合FSF對於自由軟體的定義。

设计

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（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），还有一个称为I/O Kit的面向对象的设备驱动程序API。 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。

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。XNU内核的开源移植也可用于ARM平台。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。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。

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。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。

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）。

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。

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。”它最后的稳定版本是2004年7月16日发行的7.2.1版。

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。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版本和仅基于Darwin 17的命令行17.4 Beta。

其他衍生项目 

 XQuartz（前身為XDarwin），是蘋果電腦為Mac OS X/OS X/macOS（Darwin）上X Window系統的實作。
 GNUstep，GNU計劃的專案之一。它將Cocoa（前身為NeXT的OpenStep）Objective-C軟體庫，部件工具箱（widget toolkits）以及其上的應用軟體，以自由軟體方式重新實作。
 Window Maker，是X Window系統上一个自由及開放原始碼的窗口管理器，可讓圖形化應用軟體在類Unix作業系統上執行。它最最初设计用来模擬NeXT的圖形使用者介面，令其成為符合OpenStep相容环境。
 MacPorts（以前是DarwinPorts），Fink和Homebrew是将UNIX程序移植到Darwin操作系统并提供包管理服务的程序。另外，几个标准的UNIX软件包管理器（例如RPM，pkgsrc和Portage）具有Darwin的移植。其中一些在自己的名称空间中运行，以免干扰基本系统。
 GNU-Darwin是一个将自由软件的软件包移植到Darwin的项目。它们用类似于Linux发行版的方式打包OS镜像。
 Darwine项目是Wine在Darwin上的移植，它使人们可以在Darwin上运行Microsoft Windows软件。
 SEDarwin是TrustedBSD强制访问控制框架和SELinux框架的一部分在Darwin上的移植。它已被合并到Mac OS X 10.5中。
 Darbat项目是Darwin在L4微内核系列上的试验性移植。 它旨在与现有的Darwin二进制文件二进制兼容。
Darling项目是用于在Linux系统上运行macOS二进制文件的兼容性层。它使用了一些Darwin的源代码。
 有许多项目专注于驱动程序支持：例如无线驱动程序，有线NIC驱动程序，调制解调器驱动程序，读卡器，ext2和ext3文件系统。

参考

外部連結 
 Apple - Mac OS X - Technologies - Darwin
 PureDarwin社群開發網頁
 DarwinPorts專案
 Hexley, Darwin吉祥物
 Apple Public Source License 2.0
 對於APSL之自由軟體基金會的意見
 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

BSD
苹果操作系统
自由操作系统
MacOS
Mach