Een tegenwicht voor iOS en Android

Het is een beetje een Asterix-verhaal. Als je iOS en Android ziet als de Romeinen, hebben de twee heel Gallië veroverd. Héél Gallië? Nee, een klein dorpje blijft dapper weerstand bieden tegen de overheersing van het duopolie van de smartphonemarkt. In dat dorpje wonen organisaties als pmOS, Maemo Leste en UBPorts, die proberen eigen besturingssystemen uit te brengen voor telefoons. Dat smartphones alleen iOS of Android zouden kunnen draaien, is dus min of meer een idee-fixe.

Vorig jaar besteedden we al aandacht aan de Pine64 Pinephone. Deze telefoon met dertien besturingssystemen kon op Tweakers op veel aandacht rekenen: het artikel belandde in de top tien van in 2020 meestgelezen artikelen over smartphones.

Reden genoeg dus om erop door te gaan. De release van de Pinephone heeft er immers voor gezorgd dat er een modern apparaat is om alternatieve besturingssystemen te ondersteunen. Ook de Fairphones lijken redelijk wat support te hebben voor alternatieve besturingssystemen. Voor dit verhaal spraken we met mensen die actief betrokken zijn bij drie alternatieve besturingssystemen: postmarketOS, Maemo Leste en Ubuntu Touch. Op de site van die besturingssystemen vind je meer informatie over de installatie ervan, de ondersteunde smartphones en hoe je zelf kunt bijdragen aan de projecten.

Voor de duidelijkheid: we doelen hier dus niet op custom roms die op Android zijn gebaseerd. Dat zijn aangepaste Android-uitgaves en dan draai je nog steeds Android, maar dan in een andere uitvoering dan waarmee de telefoon werd geleverd. We bespraken de staat van custom roms in een eerder artikel. De installatie komt wel redelijk overeen: ook voor alternatieve besturingssystemen moet je de bootloader ontgrendelen en er dan andere software op zetten.

Als je nu een telecomwinkel binnenloopt of het assortiment van een webshop bekijkt, zijn er twee besturingssystemen om uit te kiezen: iOS zoals dat op iPhones staat, en Android met Google-diensten. Alle concurrenten die er waren, zijn weg uit de mobiele markt of gemarginaliseerd.

Dat de keuze zo gering is, heeft grote gevolgen. Natuurlijk, het is makkelijk voor ontwikkelaars van apps, die slechts twee platformen hoeven te ondersteunen om de hele mobiele markt te bestrijken. Maar het betekent ook dat die platformen veel macht hebben.

Daarover schreven we al vaker. Die marktmacht heeft geleid tot misbruik en niet voor niets is de App Store van Apple in het vizier van toezichthouders gekomen. Ook Google voelt de druk en heeft de tarieven in de Play Store verlaagd en privacylabels toegevoegd.

Het duopolie van Apple en Google is voor de ontwikkelaars van de alternatieve besturingssystemen die wij hebben gesproken voor dit verhaal een reden om aan die alternatieven te werken. Je kunt immers geen kant op als Apple en Google niet bieden wat jij wilt.

Wie een smartphone wil zonder Google of Apple, kan natuurlijk kijken naar custom roms. Veel daarvan zijn gebaseerd op Android en specifieker op het werk van LineageOS. Dat is logisch, want het aanpassen van een heel besturingssysteem voor een telefoon is veel werk. LineageOS baseert zich weer op AOSP, de opensource-versie van Android.

Met een custom rom ontkom je misschien aan de tracking van Google als je dat wilt, maar niet aan de software van Google. Google ontwikkelt immers Android en daarmee ligt de basis van LineageOS en andere custom roms bij Googles inspanningen.

Dat klinkt abstract, maar ondanks de opensource-basis van Android zijn veel elementen van de software gesloten. Natuurlijk gaat het daarbij om alle Google-software en -diensten, waaronder het belangrijke Play Services. Je kunt dat omzeilen door MicroG te flashen op een custom rom, maar daar los je het probleem van de afhankelijkheid van Google niet mee op.

Bovendien zijn veel drivers en optimalisaties gesloten. Als je een soc of sensor in een smartphone wil laten werken met je eigen software, kun je niet online even de code opzoeken of opvragen waarmee dat gebeurt.

Daarnaast gaat het vaak om het bruikbaar houden van oude hardware. Dat is niet in alle gevallen zo, maar onder meer postmarketOS en Maemo Leste richten zich specifiek op oudere telefoons. De ondersteuning voor een telefoon uit 2009 of 2011 is natuurlijk allang voorbij, maar dankzij de inspanningen van makers van alternatieve besturingssystemen komen er nog updates voor uit en draaien ze op modernere Linux-kernels dan wat mogelijk is met de firmware van de fabrikant.

Laten we even beginnen bij het begin: hoe staat het met de markt voor alternatieve besturingssystemen? Het is immers duidelijk een niche, want lang niet iedereen zal ze willen draaien. Het Gallische dorp is relatief klein als je kijkt naar de schaal van het Romeinse rijk van Android en iOS. Aan de andere kant zijn er wel veel projecten: als je online rondkijkt, voelt het al snel alsof je in een ketel vol alternatieven voor iOS en Android bent gevallen.

Martijn Braam is ontwikkelaar voor postmarketOS, een Linux-distro gebaseerd op Alpine Linux die zich vooral richt op oudere apparaten waarvan de ondersteuning is afgelopen. Dat is een thema dat geldt voor veel van dergelijke alternatieve besturingssystemen. Verwacht niet dat je gloednieuwe Samsung Galaxy Z Flip 3 een dergelijk besturingssysteem kan draaien, maar als je nog iets ouds en werkends in de la hebt liggen, is die kans groter.

Volgens Braam gaat het nu beter met de markt voor alternatieve besturingssystemen dan een paar jaar geleden. "Toen ik begon in de Linux-telefoonwereld in 2017 was Firefox OS volgens mij het meest recente project. Sinds de release van de PinePhone is er een explosie van Linux-projecten die daar specifiek een distributie voor maken."

Dat heeft niet alleen voordelen. "De vele distributies zorgen voor wat versplintering in de ontwikkeling van het mobiele Linux-ecosysteem. Gelukkig kan de meeste software die eenmaal voor één distributie is geschreven, ook draaien op alle andere distributies. De basis van de besturingssystemen is op dit moment redelijk uitgevogeld, maar er is nog wat gebrek aan apps. Dat is het eeuwige probleem bij alternatieve besturingssystemen."

Merlijn Wajer werkt aan Maemo Leste, een Linux-distro die afstamt van het Maemo-besturingssysteem van de Nokia N900 uit 2009. "Toen wij eind 2017 begonnen met Maemo Leste waren er niet zo heel veel actieve projecten en ook niet veel hardwareplatforms die openstonden voor alternatieven. Nu voelt dat anders: de Pinephone heeft ervoor gezorgd dat meer mensen betrokken raakten bij de verschillende projecten en Librem/Phosh heeft met de financiële middelen van Purism best wat kunnen doen. Als we kijken naar het grotere plaatje, valt het natuurlijk allemaal nog steeds in het niet bij het duopolie van Apple en Google. Buiten Sailfish, wat niet volledig opensource is, lijken er nog niet echt projecten of bedrijven te zijn die een alternatief kunnen maken en dat volhouden."

Jeroen Baten doet de marketing voor UBPorts, dat de ontwikkeling van Ubuntu Touch heeft overgenomen van Canonical. Baten is geen marketingman, zegt hij er direct bij. "Ik ben al sinds 23 jaar voornamelijk bezig met en rond opensource-software; van boeken en lezingen tot consultancy." Hij hecht vooral aan het belang van het bestaan van opensourceprojecten. "Ik vind het heel belangrijk dat opensource-besturingssystemen voor telefoons bestaan en dat het er meer dan één is. Zoals andere belangrijke opensourceprojecten hebben bewezen, leren en groeien we samen. Het resultaat is een ecosysteem waarin gebruikers kunnen vinden wat ze nodig hebben."

Een van de grote hobbels is daarbij de ondersteuning van telefoons. Liefst heb je daarbij hulp van de fabrikanten, maar die komt vaak niet. Braam van postmarketOS: "Telefoonfabrikanten doen juist hun best om ontgrendelen van telefoons moeilijker te maken en het is niet mogelijk om informatie te krijgen, behalve via uitgelekte documenten. Voor de kernels voor de telefoons kunnen we grotendeels meeliften op het werk dat grotere projecten zoals LineageOS (de bekendste op Android gebaseerde custom rom, red.) verrichten. Voor die custom roms worden de grootste problemen binnen de Linux-kernels voor die telefoons wel opgelost, maar voor echt goede ondersteuning is het toch nodig om nieuwe drivers te schrijven en dan een kernel van kernel.org te gebruiken."

Volgens Braam laat de kwaliteit van de code bij fabrikanten ook vaak te wensen over. "De Linux-ondersteuning in Android-telefoons bestaat meestal uit tienduizenden regels code die zijn toegevoegd aan een Long Term Support-versie van de kernel door de chipfabrikant. Dat heeft niet de kwaliteit die nodig is om hem als patch in de echte Linux-kernel te krijgen. Daardoor wordt die ontwikkeling door de fabrikanten zelf onderhouden voor de supportperiode van die soc, en daarna wordt de code weer aan de kant gezet voor ontwikkeling voor nieuwere socs. Dat is ook een van de beperkingen die zorgen voor de korte ondersteuningstijd van Android-telefoons."

Wajer van Maemo Leste sluit zich daarbij aan. "Als wij een ouder apparaat willen ondersteunen, moeten we echt hard zoeken om überhaupt de Android-firmware te kunnen vinden, bijvoorbeeld om de telefoon te kunnen flashen. Laat staan de broncode die ze ook moeten leveren; die ontbreekt nog vaker. Veel telefoons hebben ook een vergrendelde bootloader, waardoor het allemaal weer wat lastiger is om je eigen OS te draaien. Dat kan wel, maar je moet daarvoor door rare hoepels springen. Voor verschillende Motorola-apparaten die wij ondersteunen, booten we mainline-Linux door het Android-opstartsysteem te hijacken, wat vrij normaal is voor Android. Daarna laten we vanuit die Linux-kernel een bootloaderscherm zien. Vervolgens boot de telefoon een andere mainline Linux-kernel en die is dan uiteindelijk Maemo-powered."

Pine64 is de uitzondering, zo zeggen beide ontwikkelaars. Wajer: "Pine64 heeft ook gevraagd wat wij nuttig vinden qua hardware. Ik heb destijds de extra I/O-poorten aan de achterkant van de telefoon
geopperd, voor bijvoorbeeld een toetsenbord. Dat gaan ze nu produceren. Pine64 werkt ook actief om de community groter te maken door delen van de verkoop te doneren aan de projecten."

Ook Purism, van de Librem 5, doet het goed. Braam: "De Librem 5 gebruikt net als de Pinephone zoveel mogelijk onderdelen die al drivers hebben in de mainline-kernel. Ze gebruiken ook socs die al een paar jaar ouder zijn en al vanuit de Linux-community drivers hebben gekregen. Dit maakt het draaien van 'normale' Linux-distributies op die hardware makkelijker. Omdat die hardware ondersteund wordt in de mainline-kernel is er geen afhankelijkheid van een fabrikant om updates te blijven krijgen. In het geval van de Librem 5 wordt veel van dit werk gedaan door Purism zelf, en ik vind dat Purism ook een mooi ecosysteem heeft gecreëerd voor mobiel Gnome."

Ook Baten van UBPorts wordt blij van de PinePhone, zegt hij. Maar dat is een uitzondering. "Wat mij nog wel het meeste stoort, is dat je bij sommige telefoons eerst een online verzoek moet doen om een unlock code te krijgen, en pas daarna kun je Ubuntu Touch installeren op het device. Ik heb het apparaat toch gekocht? Dan mag ik daar toch ook andere software op zetten? Hoezo moet ik eerst toestemming vragen?"

De ontwikkeling van alternatieve besturingssystemen gaat niet altijd snel. Vaak gebeurt het door vrijwilligers die tegen grote problemen oplopen als ze alle functies van telefoons werkend willen krijgen op een toestel. Veel makers van distro's hebben een lijst online staan met de apparaten die ze ondersteunen en welke functies wel, niet of deels werken. Veel distro's zijn vooral bedoeld om mee te spelen of voor een bepaalde functie, maar niet geschikt voor dagelijks gebruik.

Dat die ontwikkeling lastig is, zit in veel verschillende dingen, zegt Braam van postmarketOS. "Het grootste probleem is dat er veel 'closedsourcesoftware' in telefoons zit. De broncode voor de kernels moet volgens de GPL publiek worden gemaakt, en veel telefoonfabrikanten doen dit ook. Maar een groot deel van de aansturing van hardware gebeurt op Android-telefoons niet in de kernel, zoals het hoort, maar met userspace-applicaties. Die onderdelen zijn onder andere de camera's, sensors en wifi- en gpu-drivers die op die manier niet aan de GPL hoeven te voldoen. Omdat ze wel direct met hardware spreken, kunnen deze drivers niet binnen normale Linux-distributies draaien en moet daar een opensource-alternatief voor worden gemaakt."

Een andere moeilijkheid is het verkrijgen van debug-informatie. "Een van de basisdingen die enorm helpen bij debuggen van driver-ontwikkeling is het hebben van een seriële poort om debug-informatie over te krijgen. Hier is geen echte standaard voor en er is natuurlijk ook niet veel publieke informatie over beschikbaar. Voor bijvoorbeeld de Google Nexus-serie telefoons is er een beetje documentatie over, en er is een seriële poort op de koptelefoonaansluiting met de juiste kabel. Een aantal Samsung-telefoons heeft een seriële poort op de MicroUSB-connector als de juiste weerstand is aangesloten op de ID-pin. Voor een heleboel telefoons en smartwatches hebben we deze informatie nog niet gevonden, wat de ontwikkeling een stuk moeilijker maakt."

Wajer van Maemo Leste wijst nog op de moeilijkheden bij het optimaliseren. "Power management op verschillende apparaten is lastig. Om te zorgen dat een telefoon dagen meegaat op een enkele batterijlading, is het nodig dat de telefoon zo veel mogelijk componenten uit - of in slaapmodus - heeft staan. Het is best lastig om dat goed voor elkaar te krijgen onder Linux, zeker als je zelf ook problemen moet oplossen in de Linux-kernel. Wij hebben op meerdere momenten blind moeten uitzoeken waarom de telefoon hing. Het bleek vrij vaak door een subsysteem te komen dat niet goed uit- of aanging, of door een modem dat na het ontvangen van een sms ineens veel meer stroom gebruikt, totdat je nog een keer een leeg bericht leest uit het modem."

Ook andere dingen waar je als leek niet bij stilstaat, kunnen lastig zijn. "Goede audiokwaliteit bij het bellen is bijvoorbeeld lastig. Afhankelijk van het modem in het apparaat moet er veel worden gedaan om het redelijk te laten klinken. Voor de Nokia N900, Motorola Droid 4 en andere Motorola-telefoons is de 3d-driver voor de gpu niet opensource, en het kost ons nu ook al veel tijd om hem een beetje goed te laten werken."

Het probleem zit vooral in het geheimhouden van de code die nodig is om een besturingssysteem goed te laten werken met de hardware, constateert Baten van UBPorts. "De meeste telefoons bevatten een printplaat van Qualcomm of Mediatek die aan een telefoonproducent wordt uitgeleverd met een zogenaamd board support package, oftewel bsp. In die bsp zit gesloten software waardoor bijvoorbeeld Android goed kan communiceren met de hardware op de printplaat. Dat maakt het voor ons project lastig, omdat we niks aan een bsp hebben en als opensourceproject geen geheimhoudingsverklaring willen ondertekenen, om te kunnen achterhalen hoe onze software met de betreffende hardware kan praten."

Desondanks is er wel progressie. Wajer: "We zijn verder gekomen dan ik ooit had gedacht: ik denk dat ik
binnenkort over kan stappen naar Maemo Leste voor mijn dagelijkse smartphone-benodigdheden. Maar het was wel heel veel werk."

Ook bij postmarketOS is er voortgang. Braam: "Inmiddels zijn er meer dan driehonderd telefoons die postmarketOS kunnen draaien. Er is een categorieënsysteem ingevoerd om makkelijk te kunnen zien welke telefoons veel ontwikkeling hebben, er is een installatiesysteem en er zijn downloadbare images voor de telefoons beschikbaar. Een enorme vooruitgang is dat er nu redelijk wat developers bezig zijn met ervoor zorgen dat telefoons in mainline komen. Zo is het nu mogelijk om praktisch alle telefoons met de Qualcomm Snapdragon 410-chipset uit 2013 de nieuwste Linux-kernel te laten draaien en daarbij grotendeels dezelfde functionaliteit te hebben als de originele telefoon had. Alleen de camera's werken nog niet goed. Een andere groep developers is hetzelfde aan het doen met Snapdragon 845-telefoons, wat hardware van recentere datum is." Onder meer de OnePlus 6-generatie, de Google Pixel 3-telefoons en Pocophone F1 draaien op die soc.

Het vinden van mensen die willen meehelpen, is niet altijd makkelijk. Toch zijn er altijd wel geïnteresseerden die zich melden. Braam: "Verreweg het grootste deel van de ontwikkelaars begint met postmarketOS omdat ze nog een oude Android-telefoon in de la hebben liggen en daar altijd al Linux op hadden willen draaien. Ze beginnen met de porting-handleiding van postmarketOS en blijven dan doorontwikkelen en andere mensen helpen met hun ports."

Bij UBPorts is vooral de begeleiding van nieuwelingen een uitdaging. Baten: "We hebben op onze site een aanmeldformulier waar mensen aan kunnen geven hoe ze actief mee willen gaan doen. Daar krijgen we gemiddeld tien aanmeldingen per week op binnen. De grootste uitdaging voor ons op dit moment is hoe we deze mensen goed kunnen begeleiden naar een actieve rol in het project.

Maemo Leste is een kleiner project, maar ook dat krijgt hulp. "Er komen met enige regelmaat mensen langs die wat problemen oplossen. Soms blijven die hangen, soms verdwijnen ze ook weer. We hebben nu vijf echt actieve ontwikkelaars die er allemaal bijna dagelijks mee bezig zijn, meestal in hun vrije tijd."

Alle hier besproken alternatieve besturingssystemen richten zich op het integreren van 'mainline' Linux in smartphones: het kunnen booten van een systeem dat zo dicht mogelijk ligt bij de kernel zoals die op kernel.org staat.

Volgens Baten van UBPorts is dat om meerdere redenen belangrijk: stabiliteit, innovatiesnelheid en het wegnemen van de toetredingsbarrière voor nieuwe producten. Braam van postmarketOS wijst erop dat het makkelijker is om updates onafhankelijk van de fabrikant te krijgen; alle drivers zitten immers in de 'mainline'-kernel. Wajer van Maemo Leste wijst erop dat het ook de samenwerking verbetert en dat de code van hogere kwaliteit is, omdat de code beter wordt nagekeken.

De alternatieve besturingssystemen zijn lang niet mainstream, maar hoeveel gebruikers ze hebben, weten de makers zelf ook niet. Braam: "In postmarketOS zit geen tracking van gebruikers, dus we kunnen niet weten hoeveel gebruikers we hebben. Ook omvat de doelgroep van postmarketOS deels net de mensen die wat moeite doen om geen tracking op hun apparaten te hebben. Het is waarschijnlijk praktisch onmogelijk om een marktaandeel te krijgen van meer dan 1 procent. Bedrijven met een groter marketingbudget dan ons complete kapitaal hebben dit al eerder geprobeerd en hebben gefaald. Daarom focussen we ons meer op het simpelweg maken wat wij de ideale telefoon vinden. We hopen dat meer mensen daar blij mee zijn; dat is genoeg voor een opensourceproject."

Daar zit iets in: Microsoft, BlackBerry, Nokia, Mozilla en Canonical hebben bijvoorbeeld geprobeerd om het duopolie van Android en iOS te stoppen of te breken en hoewel ze allemaal wel een fanbase opbouwden, zijn ze ook allemaal niet meer actief als maker van een besturingssysteem.

Bij Maemo Leste is dat hetzelfde, al heeft Wajer wel een idee van het aantal gebruikers. "We hebben geen informatie over hoe vaak onze images zijn gedownload, we verzamelen geen 'telemetry'. Ik heb het idee dat er over de afgelopen jaren toch wel een paar honderd mensen zijn die op zijn minst hebben geprobeerd het te gebruiken. Het aantal actieve gebruikers zal wel wat lager liggen, maar ik word toch regelmatig verrast door gebruikers die het systeem blijkbaar veel meer gebruiken dan ik denk. We krijgen vaker reacties van gebruikers als we dingen stukmaken."

UBPorts krijgt best wat aandacht, constateert Baten. "We hebben ongeveer 2.200 abonnees op onze nieuwsbrief en 3.700 deelnemers in onze grootste Telegram-groep. Op ons forum zien we 1,2 miljoen views per maand en dat vind ik best forse aantallen."

Ubuntu Touch wordt gebouwd voor mainstream-succes, zegt Baten. "Ooit werd er om Linux gelachen, nu zit de Linux-kernel in elke Android-telefoon, elke televisie, elke router voor consumenten en zo kan ik nog wel een tijdje doorgaan. Dus gaan we er komen? Absoluut. Wanneer? Ik heb geen idee."

Uiteindelijk gaat het niet bij iedereen om het opbouwen van marktaandeel of een mainstream-doorbraak. Het gaat erom dat er een keuze bestaat, dat er een mogelijkheid is om een volwaardige Linux-distro te draaien op een telefoon. Dat doel komt steeds dichterbij. Het zal niet hetzelfde zijn als een moderne iPhone of Android-telefoon, maar de markt heeft ook niet meer van hetzelfde nodig: het is juist goed als er keuze is tussen besturingssystemen met totaal verschillende doelen en gebruiksprofielen. Niet heel Gallië hoeft Romeins te zijn.