Czy Android jest zasilany przez system operacyjny Linux?

Przy miliardach urządzeń na całym świecie działających na systemie Android – od smartfonów po inteligentne telewizory, tablety, a nawet systemy samochodowe – naturalne jest pytanie: czy Android jest zasilany przez Linuksa? Odpowiedź jest zróżnicowana. Podczas gdy Android nie jest typową dystrybucją Linuksa, taką jak Ubuntu czy Fedora, jego fundament jest niezaprzeczalnie zakorzeniony w jądrze Linuksa. Zrozumienie tego związku wymaga jednak głębszego spojrzenia zarówno na to, czym jest Linux, jak i na to, czym stał się Android.

Fundament Androida: Jądro Linux

U podstaw Androida leży zmodyfikowana wersja jądra Linux, niskopoziomowego oprogramowania odpowiedzialnego za zarządzanie sprzętem i zasobami systemu. Jądro to służy jako serce systemu operacyjnego Android, obsługując:

• Zarządzanie pamięcią i procesami
• Abstrakcję sprzętu
• Komunikację sieciową
• Integrację sterowników urządzeń
• Mechanizmy bezpieczeństwa, takie jak SELinux

Jednak Google dostosował jądro z komponentami specyficznymi dla Androida, takimi jak

• Wakelocks – do zarządzania baterią
• Binder IPC – do komunikacji międzyprocesowej
• Ashmem – mechanizm pamięci współdzielonej
• Logger i Low Memory Killer – do rejestrowania i dostrajania wydajności

Zmiany te sprawiają, że jądro Androida jest wysoce zoptymalizowane pod kątem środowisk mobilnych, ale znacznie różni się od głównego jądra Linuksa używanego na serwerach lub komputerach stacjonarnych.

Poza jądrem: Android to nie GNU/Linux

Pomimo wspólnej bazy jądra, Android nie jest systemem operacyjnym GNU/Linux. Tradycyjny ekosystem Linuksa na komputery stacjonarne obejmuje takie komponenty jak:

• Powłoka GNU Bash
• Podstawowe narzędzia (grep, awk, sed, itp.)
• Menedżery pakietów (np. APT, YUM)
• Serwery wyświetlania X11 lub Wayland
• Systemd lub inne systemy startowe

Android zastępuje je własnym stosem:

• Bionic libc – lekka biblioteka C dostosowana do urządzeń mobilnych
• ART (Android Runtime) – wykonuje aplikacje Androida skompilowane do kodu bajtowego
• SurfaceFlinger – renderuje interfejs użytkownika zamiast używać X11
• Init (specyficzne dla Androida) – zarządza usługami systemowymi i sekwencją startową

Tak więc, podczas gdy jądro Linux znajduje się pod powierzchnią, wszystko powyżej jądra jest specjalnie zaprojektowane dla Androida.

Przegląd architektury: Struktura Androida

Oto podział architektury Androida:

a) Jądro Linux
Obsługuje podstawowe funkcje, takie jak obsługa sterowników, zarządzanie energią, pamięć i bezpieczeństwo systemu.

b) Warstwa abstrakcji sprzętu (HAL)
Interfejsy między sprzętem a interfejsami API wyższego poziomu.

c) Biblioteki natywne i Android Runtime (ART)
Obejmują OpenGL ES, WebKit i ART (który zastąpił maszynę wirtualną Dalvik).

d) Struktura aplikacji
Zapewnia interfejsy API Java/Kotlin do tworzenia aplikacji, takich jak dostawcy treści, menedżer aktywności itp.

e) Aplikacje
Aplikacje zainstalowane przez użytkownika i aplikacje systemowe, takie jak dialer, kontakty i ustawienia, działające we własnych środowiskach piaskownicy.

Struktura ta pozwala Androidowi być modularnym i skalowalnym na szerokiej gamie urządzeń.

Czy można uruchamiać aplikacje Androida na Linuksie (lub odwrotnie)?

Ogólnie rzecz biorąc, nie. Aplikacje na Androida i Linuksa nie są bezpośrednio kompatybilne:

• Aplikacje na Androida są kompilowane do formatu.dex (Dalvik Executable) i uruchamiane w ART.
• Aplikacje na Linuksa są kompilowane jako natywne pliki binarne ELF i zależą od standardowych bibliotek, takich jak glibc.

Jednak warstwy kompatybilności, takie jak Waydroid, Anbox lub Shashlik, mają na celu wypełnienie tej luki poprzez konteneryzację Androida w systemach Linux.

Relacje Androida z systemem Linux

W przeszłości Android utrzymywał własny fork jądra Linux. Doprowadziło to do fragmentacji i wyzwań związanych z integracją upstream. Jednak ostatnie inicjatywy poprawiły współpracę:

• Android Common Kernel (ACK): Projekt, który dostosowuje Androida do długoterminowego wsparcia (LTS) jądra Linux.
• Generic Kernel Image (GKI): Ma na celu uczynienie modułów jądra Androida bardziej modułowymi i standardowymi na różnych urządzeniach.
• Zwiększony wkład upstream: Google współpracuje teraz ściślej z Linux Foundation w celu przesyłania poprawek i utrzymywania kompatybilności.

Ta ewolucja sprawiła, że Android stał się bardziej otwarty, zrównoważony i dostosowany do szerszego rozwoju ekosystemu Linuksa.

Po co w ogóle używać Linuksa?

Wykorzystanie Linuksa w Androidzie nie jest przypadkowe. Decyzja ta wiązała się z kilkoma istotnymi korzyściami:

• Stabilność i dojrzałość – jądro Linux zostało sprawdzone w serwerach i systemach wbudowanych.
• Wsparcie sprzętowe – szeroka gama obsługiwanego sprzętu po wyjęciu z pudełka.
• Bezpieczeństwo – dojrzała kontrola dostępu, przestrzenie nazw i SELinux.
• Licencja open-source – licencja GPLv2 pozwala producentom OEM i deweloperom na swobodne korzystanie i dostosowywanie.

Krótko mówiąc, Linux zapewnił Androidowi przemysłową, sprawdzoną w boju podstawę do szybkiego skalowania i innowacji.

Czy Android jest Linuksem?

Odpowiedź zależy od perspektywy:

Tak więc, choć Android nie jest dystrybucją Linuksa w tradycyjnym sensie desktopowym/serwerowym, jest on całkowicie oparty na Linuksie, i to z dumą.

Sukces Androida jako mobilnego systemu operacyjnego nie byłby możliwy bez Linuksa. Choć różni się on znacznie pod względem przestrzeni użytkownika i modelu wykonania, jądro Linux nadal stanowi podstawę wydajności, skalowalności i bezpieczeństwa Androida.

W świecie, w którym wszystkie urządzenia, od telefonów po telewizory, urządzenia do noszenia i samochody, działają pod kontrolą Androida, ślad Linuksa nigdy nie był szerszy ani bardziej wpływowy. Android może nie być tym, co większość ludzi wyobraża sobie, gdy myślą “Linux”, ale reprezentuje jedną z najpotężniejszych adaptacji ekosystemu Linuksa w nowoczesnych komputerach.