Darwin (Betriebssystem)

Die Quelltextbasis von Darwin geht auf 4.4BSD-Lite zurück, das nach dem Streit um Rechte am UNIX-Code, der 1994 endete, von den letzten noch bestehenden originalen System‑V-Quelltextzeilen gesäubert worden war. Es steht unter freier Lizenz, der APSL. Zugleich ist Darwin ein Nachfahre des von NeXT entwickelten Betriebssystems NeXTStep, das 1996 in OPENSTEP umbenannt wurde und noch auf 4.3BSD basierte. Apple kaufte NeXT gegen Ende 1996 auf und entwickelte das eingekaufte System daraufhin zu Rhapsody weiter. Dabei wurde das BSD-Grundsystem von 4.3BSD- auf 4.4BSD-Lite-Quelltext und der Kernel von Mach 2.5 auf Mach 3 portiert. Mit der Veröffentlichung der Mac OS X Developer Preview 1 wurde dieser Kernel erstmals unter dem Namen XNU bekannt und als Teil des Darwin-Quelltextes veröffentlicht. Mach 3 wird jedoch nicht vollständig umgesetzt, sondern um Teile des FreeBSD-Kernels zu einem Hybridkernel ergänzt, sodass er die Vorteile eines monolithischen Kernels mit den Vorteilen eines Microkernels verbindet. Dabei wurden Teile der Mach-Umsetzung aus MkLinux, bei der auch Apple beteiligt war, wiederverwendet.

Darwin ist in verschiedenen Versionen auf PowerPC-Prozessoren, x86-Prozessoren und auf ARM-Prozessoren lauffähig. Während alle Programme für Darwin auch auf Mac OS X laufen, funktionieren auf Mac OS X/​OS X/​macOS zugeschnittene Programme nicht unbedingt auf Darwin. Die Mobilbetriebssysteme iOS für das iPhone, iPadOS für das iPad, tvOS für das Apple TV und watchOS für die Apple Watch basieren ebenfalls auf Darwin, wobei der Nutzer jedoch weder Zugriff auf das Dateisystem noch auf die Kommandozeile hat. Diese Beschränkung lässt sich in einigen Fällen durch einen Jailbreak aufheben.

Darwin wird unter der Apple Public Source License im Quelltext veröffentlicht, die ab der Version 2.0 von der Free Software Foundation als Lizenz für freie Software anerkannt wird.^[5]Das Maskottchen von Darwin ist Hexley, das Schnabeltier.^[6][7]

Darwin ist der quelloffene Kern der proprietären auf Mac OS X bzw. Rhapsody basierten Betriebssysteme von Apple. Binäre Veröffentlichungen von Darwin gab es von Apple bis Darwin 8.0, auf dem Mac OS X Tiger, Version 10.4 von 2004, basiert.

Von Apple selbst wird nur mehr der Quelltext der zur Erstellung eines Darwin-Betriebssystems nötigen Teile herausgegeben.^[8][9] Aufgrund des von Apple genutzten internen Build-Systems, das nicht öffentlich verfügbar ist, sind die Quellen jedoch nicht so einfach zu kompilieren.^[10] Bei Projekten wie OpenDarwin und PureDarwin war es daher die erste Aufgabe, den Quelltext auch mit öffentlich verfügbaren Compilern übersetzbar zu machen. Auch sind die Quelltexte spezifisch auf die Apple-Hardware angepasst und zudem nicht sehr gut dokumentiert, was eine Anpassung schwierig macht. Beim XNU-Kernel beispielsweise veröffentlichte Apple stets nur die für die von den aktuellen Macs genutzte Prozessorarchitektur notwendigen Teile für macOS, nicht aber jene für iOS. Da mit Mac OS X Snow Leopard (10.6, 2009) die Unterstützung für PowerPC eingestellt wurde, ist auch keine PowerPC-Unterstützung mehr im XNU-Kernel für Darwin 10.0 und neuer zu finden. Quelltexte von iOS sind bis auf wenige Ausnahmen nicht verfügbar.^[11]

Anfangs wurde von Apple ein als „Darwin OS“ bezeichnetes Paket für Mac OS veröffentlicht, womit Darwin auf einem Mac installiert werden konnte. Eigenständige Distributionen wurden teilweise von externen Entwicklern angeboten. Ab 2002 wurde diese Aufgabe, das Darwin-Betriebssystem als Distribution verfügbar zu machen, an das OpenDarwin-Projekt abgegeben. Als dieses eingestellt wurde, gab es unabhängige Bestrebungen, eine auf Darwin basierende Distribution eines vollwertigen Unix-Betriebssystems zu veröffentlichen, die jedoch nur mäßig erfolgreich waren.

Darwin OS (1999–2002)

Ab 1999 begann Apple die ersten Developer Previews von Mac OS X an eine begrenzte Anzahl von Entwicklern abzugeben. Dessen Kern basierte auf dem von NeXT entwickelten OPENSTEP (bis 1995 NeXTStep bzw. NeXTSTEP) und wurde nach dessen Übernahme Ende 1996 von Apple als Nachfolge für System 7 weiterentwickelt. Nachdem 1998 das Projekt Rhapsody (das als Version 5.x von OPENSTEP angesehen werden kann) eingestellt worden war, veröffentlichte Apple 1999 eine darauf direkt basierende Version als Mac OS X Server 1.0. Der Kern dieses ersten „Mac OS X“ genannten Betriebssystems wurde die Basis von Mac OS X 10.0 (2001, Alpha- und Beta-Versionen 1999–2000), gleichzeitig wurde der quelloffene Teil jedoch von Apple in der Hoffnung veröffentlicht, die Mitarbeit von freien Entwicklern anzuregen. Da sich Apple ab 1997 für das Ende der Multi-Plattform-Strategie entschied (und das für Macs und PCs entwickelte Rhapsody als gescheitert bezeichnete) konzentrierte sich die weitere Entwicklung rein auf die PowerPC-Architektur. Die Freigabe der Quelltexte ermöglichte jedoch eine Rückportierung auf die Intel-x86-Architektur durch freie Entwickler.^[12]

Darwin OS 0.3 (1999) hatte die gleichen Anforderungen an die Hardware wie Mac OS X Server 1.0 (1999, Rhapsody 5.3–5.6)^[13] und, da es mit Mac OS X weiterentwickelt wurde, bald dessen Anforderungen und Systemkompatibilität. So läuft Darwin 1.2.1 (2000) auf allen Macintosh-Systemen, auf denen auch die Mac OS X Public Beta läuft^[14] und auf einigen Intel-x86-PCs. Allerdings wurde die Unterstützung der x86-Version („Darwin x86“) von Apple nicht gerade aktiv verfolgt.^[15]

Das von Apple veröffentlichte Paket ließ sich anfangs nur von Mac OS aus installieren, es gab jedoch externe Quellen für eine Art Darwin-Distribution als startfähige Installations-CD.^[14] Mit Darwin 1.3.1/x86 und 1.4.1 (später Darwin Version 5) veröffentlichte Apple selbst erstmals startfähige Darwin-ISO-Abbilder im Rahmen der Developer Connection.

Wie schon NeXTStep und OPENSTEP profitierte auch Darwin (und damit auch Mac OS X bzw. OS X bzw. macOS) von einer Vielzahl quelloffener Projekte.^[16] Apple ist damit Teil der weltweiten Open-Source-Gemeinschaft, da Weiterentwicklungen oft lizenzbedingt veröffentlicht werden müssen (wie z. B. WebKit).

Darwin 8.0.1 war die letzte von Apple freigegebene Version eines binären Darwin auf Installationsmedien.^[17]

Die Veröffentlichung von Darwin erfolgt primär nur als Quelltext. Teilweise hat Apple binäre Installations-Abbilder, ISO-Abbilder, für einzelne Versionen von Darwin im Rahmen der Apple Developer Connection (ADC) verfügbar gemacht. Da im Quelltext einige für die jeweilige Hardware benötigte Treiber fehlen, müssen diese als Binärpakete installiert werden.^[18]

Welche Version auf einem System läuft, kann mit uname -v ausgelesen werden, wenn Zugang zu einer Kommandozeile vorhanden ist, was bei iOS ohne Jailbreak grundsätzlich nicht der Fall ist. Unter Mac OS X Lion 10.7.2 gibt uname -v beispielsweise Darwin Kernel Version 11.2.0: Tue Aug 9 20:54:00 PDT 2011; root:xnu-1699.24.8~1/RELEASE_X86_64 aus.