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谁是王者:macOS vs Linux Kernels ?

有些人可能认为 macOS 和 Linux 内核是类似的系统, 因为它们看起来可以处理类似的命令和软件。有些人甚至认为苹果的 macOS 是基于 Linux 的。事实上, 这两个内核各有特色,也都有不同寻常的历史。

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动态链接库
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/etc/hosts//private/etc/hosts
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strace
dtruss
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macOS Kernel 简史

我们首先从 macOS Kernel 的历史开始讲起。1985年, 史蒂夫·乔布斯( Steve Jobs)离开苹果公司(Apple )并创办了一家新的计算机公司:NeXT 。乔布斯快速向市场推出了一款新型电脑 (搭载新操作系统) 。为了节省时间, NeXT 团队使用了 Mach kernel( 来自卡内基·梅隆大学,是最早实现微核心操作系统的例子之一,是许多其它相似的项目的标准,在分布式与并行运算领域应用广泛) 和 部分 BSD 代码库, 创建了 NeXTSTEP 操作系统。具有讽刺意味的是,早期 Mach 只是服务于操作系统研究,曾经的开发目标甚至是取代 BSD ,目前 Mach 的研究至今似乎是停止了,但是许多商业化操作系统,特别是 Mac OS X 及其它派生系统却活得很滋润。
在商业上,NeXT 公司从来没有获得成功, 部分原因是乔布斯的花钱习惯仍然像他在苹果公司一样大手大脚。与此同时, 苹果公司多次尝试更新自己的操作系统, 但是包括与 IBM 合作在内、一直未取得成功。1997年, 苹果公司以 4 亿 2900 万美元收购了 NeXT 公司 。作为交易的一部分, 史蒂夫·乔布斯重新回到苹果, NeXTSTEP 操作系统也成为了 macOS 和 iOS 操作系统的基础。值得注意的是,NeXT 团队的另一项成果 WebObjects 后来集成到了 Mac OS X Server 和 Xcode 中。

Linux Kernel 简史

与 macOS Kernel 不同, Linux 从一开始不是作为商业计划的一部分而创建的。相反, Linux 在 1991 年由芬兰计算机专业的学生林纳斯·托瓦兹(Linus Torvalds)创建。最初 Linux 内核代码是按照林纳斯个人的计算机规格编写, 因为他想利用自己电脑上搭载的新式 80386 处理器。林纳斯在 1991 年 8 月将他编写的操作系统内核代码发布到网络上。不久, 他收到了来自世界各地爱好者贡献的代码和建议。第二年, Orest Zborowski 将 X Windows 系统移植到 Linux 中, 使其能够支持图形用户界面。
在过去的 27 年里, Linux 已经慢慢成长壮大,它不再是一个学生的业余项目。目前,Linux 运行在世界上大多数的计算设备和超级计算机上。
他在旧版的SketchPad代码基础上进行了修改,让它运行在Macintosh上,并改名MacSketch。SketchPad通过菜单的方式选取图案和样式,Bill把它们放到屏幕下方,变成固定的调色板,并在屏幕左边另外增加一组调色板,包含了各种各样的绘图工具。后续还会不断增加新的工具,不过MacPaint早期的基本架构已经就此成形。 —— 《硅谷革命:成就苹果公司的疯狂往事》

macOS Kernel 特色

macOS kernel 的特色官方总结为: XNU。意思是 "XNU 不是 Unix"。根据苹果的 Github 页面, XNU 是 "一个混合内核, 奠基于卡耐基·梅隆大学开发的 Mach kernel , 它的组件来自 FreeBSD 和用于编写驱动程序的 C++ API “。BSD 子系统部分的代码 "通常作为微核心系统中实现用户空间服务"。Mach 部分的代码则负责较底层的工作, 例如多任务(multitasking)、内存保护( protected memory)、虚拟内存管理(virtual memory management)、支持内核调试(kernel debugging)和控制台 I/O 。 Mach 的虚拟内存(VM)系统也被 BSD 的开发者用于 CSRG ,并出现在 BSD 派生的系统中,如 FreeBSD ,但是无论 macOS 还是 FreeBSD 都并未保留 Mach 首倡的微核心结构,除了 macOS 继续提供微核心于内部处理通信以及应用程序直接控制之外。
他在旧版的SketchPad代码基础上进行了修改,让它运行在Macintosh上,并改名MacSketch。SketchPad通过菜单的方式选取图案和样式,Bill把它们放到屏幕下方,变成固定的调色板,并在屏幕左边另外增加一组调色板,包含了各种各样的绘图工具。后续还会不断增加新的工具,不过MacPaint早期的基本架构已经就此成形。 ———《硅谷革命:成就苹果公司的疯狂往事》

Linux Kernel 特色

如果说 macOS 内核的特点是结合了微核心 (microkernel ,Mach) 和宏内核 (monolithic kernel ,BSD),那么 Linux 则仅仅是一个宏内核。宏内核负责管理 CPU、内存、进程间通信、设备驱动程序、文件系统和系统服务调用。

一句话总结

macOS 内核代码 (XNU) 基于两个甚至包含古老代码基的组合。另一方面, Linux 的历史更短, 它从头开始编写并且应用广泛。
预测未来的最佳方式就是创造未来。 —— 个人电脑之父 艾伦·凯(Alan Kay)

扩展阅读

参考文献