Чи працює Android на базі операційної системи Linux?

Мільярди пристроїв по всьому світу працюють на Android – від смартфонів до смарт-телевізорів, планшетів і навіть автомобільних систем – природно запитати: чи працює Android на базі Linux? Відповідь має свої нюанси. Хоча Android не є типовим дистрибутивом Linux, як Ubuntu чи Fedora, його основа, безперечно, базується на ядрі Linux. Але розуміння цього взаємозв’язку вимагає глибшого погляду на те, чим є Linux і чим став Android.

Основа Android: Ядро Linux

В основі Android лежить модифікована версія ядра Linux– низькорівневого програмного забезпечення, що відповідає за управління апаратним забезпеченням і ресурсами системи. Це ядро слугує серцем операційної системи Android:

• Управління пам’яттю та процесами
• Абстрагування апаратного забезпечення
• Мережевий зв’язок
• Інтеграція драйверів пристроїв
• Механізми безпеки, такі як SELinux

Однак, Google адаптувала ядро до специфічних для Android компонентів, таких як

• Wakelocks – для управління батареєю
• Binder IPC – для міжпроцесної взаємодії
• Ashmem – механізм спільної пам’яті
• Logger та Low Memory Killer – для ведення журналів та налаштування продуктивності

Ці зміни роблять ядро Android високо оптимізованим для мобільних середовищ, але суттєво відрізняються від основного ядра Linux, яке використовується на серверах або настільних комп’ютерах.

За межами ядра: Android – це не GNU/Linux

Незважаючи на спільне ядро, Android не є операційною системою GNU/Linux. Традиційна екосистема настільних комп’ютерів Linux включає такі компоненти, як:

• Оболонка GNU Bash
• Основні утиліти (grep, awk, sed тощо)
• Менеджери пакунків (наприклад, APT, YUM)
• Сервери відображення X11 або Wayland
• Systemd або інші системи ініціалізації

Android замінює їх власним кастомним стеком:

• Bionic libc – полегшена бібліотека C, адаптована для мобільних пристроїв
• ART (Android Runtime) – виконує програми Android, скомпільовані у байт-код
• SurfaceFlinger – рендеринг інтерфейсу замість використання X11
• Init (специфічний для Android ) – керує системними службами та послідовністю завантаження

Отже, в той час як ядро Linux знаходиться під поверхнею, все, що знаходиться над ядром, спеціально розроблено для Android.

Огляд архітектури: Як влаштовано Android

Ось опис архітектури Android:

a) Ядро Linux
Відповідає за основні функції, такі як підтримка драйверів, керування живленням, пам’яттю та безпекою системи.

б) Апаратний рівень абстракції (HAL)
Інтерфейси між апаратним забезпеченням та API вищого рівня.

c) Нативні бібліотеки та середовище виконання Android (ART)
Включає OpenGL ES, WebKit та ART (який замінив Dalvik VM).

d) Фреймворк додатків
Надає Java/Kotlin API для створення додатків, таких як контент-провайдери, менеджери активності тощо.

e) Додатки
Встановлені користувачем програми та системні додатки, такі як програма для набору номера, контакти та налаштування, що працюють у власному середовищі у вигляді “пісочниці”.

Така структура дозволяє Android бути модульною і масштабованою на широкому спектрі пристроїв.

Чи можна запускати програми Android на Linux (або навпаки)?

Як правило, ні. Програми для Android та Linux не є безпосередньо сумісними:

• Програми для Android компілюються у формат.dex (Dalvik Executable) і запускаються в ART.
• Програми для Linux компілюються як власні бінарні файли ELF і залежать від стандартних бібліотек, таких як glibc.

Однак, шари сумісності, такі як Waydroid, Anbox або Shashlik, мають на меті подолати цю прогалину шляхом контейнеризації Android у системах Linux.

Зв’язок Android з попередніми версіями Linux

Історично склалося так, що Android підтримував власну гілку ядра Linux. Це призвело до фрагментації та проблем з інтеграцією з попередніми версіями. Однак нещодавні ініціативи покращили співпрацю:

• Android Common Kernel (ACK): Проект, який узгоджує Android з ядрами Linux з довгостроковою підтримкою (LTS).
• Generic Kernel Image (GKI): Має на меті зробити модулі ядра Android більш модульними та стандартними для різних пристроїв.
• Збільшення внеску у висхідний потік: Google тепер тісніше співпрацює з Linux Foundation для надання патчів і підтримки сумісності.

Ця еволюція зробила Android більш відкритою, стабільною та узгодженою з ширшим розвитком екосистеми Linux.

Навіщо взагалі використовувати Linux?

Використання Linux в Android не є випадковим. Це рішення має кілька важливих переваг:

• Стабільність і зрілість – ядро Linux добре зарекомендувало себе на серверах і вбудованих системах.
• Підтримка апаратного забезпечення – широкий спектр підтримуваного апаратного забезпечення з коробки.
• Безпека – Досконалий контроль доступу, простори імен та SELinux.
• Ліцензування з відкритим вихіднимкодом – ліцензія GPLv2 дозволяє OEM-виробникам і розробникам вільно використовувати і налаштовувати систему.

Коротше кажучи, Linux надав Android перевірену в боях основу промислового рівня для швидкого масштабування та інновацій.

Отже, чи є Android Linux?

Відповідь залежить від точки зору:

Отже, хоча Android не є дистрибутивом Linux у традиційному розумінні “настільний комп’ютер/сервер”, він повністю базується на Linux, і ми з гордістю цим пишаємося.

Успіх Android як мобільної операційної системи був би неможливий без Linux. Незважаючи на значні відмінності у користувацькому середовищі та моделі виконання, ядро Linux продовжує залишатися основою продуктивності, масштабованості та безпеки Android.

У світі, де пристрої від телефонів до телевізорів, від натільних пристроїв до автомобілів працюють під управлінням Android, вплив Linux ще ніколи не був таким широким і впливовим. Можливо, Android не є тим, що більшість людей уявляють собі при слові “Linux”, але це одна з найпотужніших адаптацій екосистеми Linux у сучасному комп’ютерному світі.