Дарвин

Ядро OS X является проектом С открытым исходным кодом. Ядро, вместе с другими базовыми частями OS X коллективно упоминаются как Дарвин. Дарвин является полной операционной системой на основе многих из тех же технологий, лежащих в основе OS X. Однако Дарвин не включает собственную графику Apple или уровни приложений, такие как Кварц, QuickTime, Какао, Углерод или OpenGL.

Рисунок 3-2 показывает отношение между Дарвином и OS X. Оба полагаются на то же ядро, но OS X добавляет Core Services, Прикладные службы и QuickTime, а также Классику, Углерод, Какао и Java (JDK) среды приложения. И Дарвин и OS X включают среду приложения командной строки BSD; однако, в OS X, использование среды не требуется, и таким образом это скрыто от пользователя, если они не принимают решение получить доступ к нему.

Дарвинская технология основывается на BSD, Мах 3.0, и технологии Apple. Лучший из всех, Дарвинская технология является технологией С открытым исходным кодом, что означает, что у разработчиков есть полный доступ к исходному коду. В действительности сторонние разработчики OS X могут быть частью Дарвинской группы разработчиков системного программного обеспечения ядра. Разработчики могут также видеть, как Apple делает вещи в базовой операционной системе, и примите (или адаптируйтесь), код для использования в их собственных продуктах. Обратитесь к Apple Public Source License (APSL) для подробных данных.

Поскольку то же программное обеспечение формирует ядро и OS X и Дарвина, разработчики могут создать низкоуровневое программное обеспечение, работающее и на OS X и на Дарвине с немногими, если таковые имеются, изменениями. Единственная разница, вероятно, будет в способе, которым программное обеспечение взаимодействует со средой приложения.

Дарвин основывается на доказанной технологии из многих источников. Значительная часть этой технологии получена из FreeBSD, версии 4.4BSD, который предлагает усовершенствованные сети, производительность, безопасность и функции совместимости. Другие части системного программного обеспечения, такие как Мах, основываются на технологии, ранее используемой в проекте MkLinux Apple в Сервере OS X, и в технологии, полученной от NeXT. Большая часть кода независима от платформы. Весь базовый код операционной системы доступен в исходной форме.

Базовые технологии были выбраны по нескольким причинам. Мах обеспечивает чистый набор абстракций для контакта с управлением памятью, межпроцессным (и межпроцессорный) коммуникация (IPC) и другие низкоуровневые функции операционной системы. В сегодняшней быстро изменяющейся аппаратной среде это обеспечивает полезный уровень изоляции между операционной системой и используемым оборудованием.

BSD является тщательно спроектированной, зрелой операционной системой со многими возможностями. Фактически, большая часть сегодняшнего коммерческого UNIX и подобные UNIX операционные системы содержат много кода BSD. BSD также обеспечивает ряд промышленного стандарта APIs.

Новые технологии, такие как Набор I/O и Сетевые Расширения ядра (NKEs), были разработаны и спроектированы Apple для использования в своих интересах усовершенствованных возможностей, таких как предоставленные моделью объектно-ориентированного программирования. OS X комбинирует эти новые технологии с испытанными промышленными стандартами для создания операционной системы, которая стабильна, надежна, гибка, и расширяема.

Архитектура

Уровень основы Дарвина и OS X составлен из нескольких архитектурных компонентов, как показано на рисунке 3-3. Взятый вместе, эти компоненты формируют среду ядра.

“Ядро, в традиционной терминологии операционной системы, является маленьким ядром программного обеспечения, предоставляющего только минимальные услуги, необходимые для реализации дополнительных служб операционной системы”. — от Разработки и реализации 4,4 Операционных систем BSD, Маккузика, Бостика, Кэрелса и Куартермена, 1996.

Точно так же в традиционных основанных на Махе операционных системах, ядро относится к микроядру Маха и игнорирует дополнительный низкоуровневый код, без которого Мах делает очень мало.

В OS X, однако, среда ядра содержит намного больше, чем само ядро Маха. Среда ядра OS X включает ядро Маха, BSD, Набор I/O, файловые системы и сетевые компоненты. Они часто именуются коллективно как ядро. Каждый из этих компонентов описан кратко в следующих разделах. Для получения дальнейшей информации обратитесь к определенным главам компонента или к ссылочному материалу, перечисленному в библиографии.

Поскольку OS X содержит три основных компонента (Мах, BSD и Набор I/O), существует также часто целые три APIs для определенных ключевых операций. В целом выбранный API должен соответствовать часть ядра, где это используется, который поочередно диктуют тем, что Ваш код пытается сделать. Остаток от этой главы описывает Маха, BSD и Набор I/O и обрисовывает в общих чертах функциональность, которая предоставлена теми компонентами.

Расширения ядра

OS X обеспечивает механизм расширения ядра как средние значения разрешения динамической загрузки частей кода в пространство ядра без потребности перекомпилировать. Эти части кода известны в общем как плагины или, в среде ядра OS X, как расширения ядра или KEXTs.

Поскольку KEXTs обеспечивают и модульный принцип и динамический loadability, они - естественный выбор для любой относительно автономной службы, требующей доступа к интерфейсам, не экспортирующимся в пространство пользователя. Многие компоненты поддержки сред ядра этот дополнительный механизм, хотя они делают так по-разному.

Например, некоторые новые сетевые функции включают использование сетевых расширений ядра (NKEs). Они обсуждены в главе Сетевая архитектура.

Возможность динамично добавить новую реализацию файловой системы основывается на VFS KEXTs. Драйверы устройств и семейства устройства в Наборе I/O реализованы с помощью KEXTs. KEXTs делают разработку намного проще для разработчиков, пишущих драйверы или тех, которые пишут код для поддержки нового формата объема или сетевого протокола. KEXTs обсуждены более подробно в Обзоре Расширения ядра главы.