Текст книги "Вопросы истории: UNIX, Linux, BSD и другие"
Автор книги: Алексей Федорчук
Жанры:
ОС и Сети
,сообщить о нарушении
Текущая страница: 4 (всего у книги 28 страниц)
Из предыдущих страниц могло создастся впечатление, что всё развитие UNIX вращалось вокруг университета Беркли и компании Sun. Разумеется, это не так. Просто там проходила генеральная линия развития тех систем, которые позднее составят мир FOSS. Основные же события, связанные с развитием проприетарных ветвей UNIX, происходили в более иных местах.
Я не буду говорить о них подробно – во-первых, потому, что они лежат за гранью нашей главной темы. А во-вторых, просто плохо знаю их историю – надеюсь, она найдёт своих летописцев. Тем не менее, несколько слов о проприетарных UNIX'ах сказать необходимо.
Начать с того, что не забрасывала свое детище сама AT&T во всех ее проявлениях. Правда, разработка системы плавно перемещалась от Bell Labs к иным подразделениям, типа группы поддержки UNIX и т.д., однако в мои цели не входит описание истории этой корпорации, и потому названия их я опускаю.
Из недр AT&T (в обобщенном понимании этого слова) последовательно выходят System III, System V, System V Release 2 (SVR2) и, наконец, System V Release 3 (SVR3); этой системе, разработанной в 1987 г., суждено было стать последним представителем чистой линии первозданного UNIX. Ибо уже System V Release 4 (SVR4), появившаяся в 1989 г., включила в себя множество новшеств из разработки 4BSD – интеграцию с TCP/IP, поддержку FFS, берклианскую реализацию механизма виртуальной памяти, и многое другое.
В частности, легший в последствии в основу стандарта POSIX шелл Корна, несмотря на совместимость с первозданным шеллом (Bourne Shell), заимствовал из C-Shell такие особенности, как управление заданиями, историю команд, поддержку псевдонимов и т.д. (впрочем, развитие шеллов – совершенно отдельная история, о которой мы поговорим, когда придёт время – и не в этой рубрике).
Благо, как уже было сказано, берклианские разработки распространялись в соответствие с принципами открытой науки – то есть практически свободно. И если AT&T не всегда заимствовала их на уровне реализаций (то есть непосредственно кода), то идейное их влияние на первозданный UNIX было несомненным.
UNIX от AT&T, был лицензирован многими компаниями – производителями оборудования, оценившими, вслед за Sun, портируемость этой ОС: IBM, Hewlett-Packard, DEC, SGI и еще несколько забытых. Базируясь на SVR3, а позднее – на SVR4, они адаптировали систему под собственные архитектуры, создав такие варианты UNIX, как AIX от IBM, HP-UX, Digital UNIX (позднее Tru64), IRIX, соответственно. Все это были коммерческие операционки, однако, будучи жестко привязанными к аппаратуре фирм-производителей, в свободной продаже (подобно нынешним Windows) они не присутствовали.
В третьих, чисто софтверные фирмы подняли мутный вал UNIX'ов уже сугубо коммерческих, то есть предназначенных для продажи помимо оборудования.
Первыми на этом поприще отметились компании Interactive Systems и Santa Cruz Operations (очень косвенный предок скандально прославившейся ныне SCO). Не имея собственных аппаратных платформ, они адаптировали UNIX под платформы общераспространенные, коими были сначала PDP, а затем и IBM PC. Кажется, именно SCO UNIX стала первой представительницей семейства UNIX, портированной на машины с процессором Intel (то есть на архитектуру i386).
Как ни странно, в числе первых здесь оказалась и Microsoft. Ею была создана система XENIX для тех же i386-х машин. По словам видевших ее, это было нечто вроде однопользовательской реализации UNIX – как всегда, Microsoft и тут, подобно товарищу Ленину, пошла своим путем...
В результате ни одной из этих разработок не досталось народной любви – вследствие высокой стоимости и малого количества приложений, а для XENIX еще и урезанной функциональности. Хотя SCO UNIX получила довольно широкое распространение в банковской сфере. В частности, её потомки трудятся в Сбербанке России чуть ли не по сей день.
Каждая из перечисленных (и забытых) мною компаний создавала сугубо свой UNIX, не совместимый с другими. В итоге, кроме двух базовых системы – System V и BSD, расцвело не менее дюжины вариантов, в той или иной мере различающихся между собой. Мною были упомянуты далеко не все из них, а лишь те, которые уцелели и поныне. Или – те, о которых мне довелось в свое время хоть что-то прочитать. На самом деле UNIX-клонов в те времена было гораздо больше.
Так что можно было констатировать, что в конце 70-х и в 80-х годах прошлого века UNIX развивался в соответствие со знаменитым лозунгом Великого кормчего китайского народа – «Пусть расцветают все цветы!» И, по заветам Председателя Мао, назрела настоятельная необходимость в упорядочивании стилей работы. Но об этом мы поговорим в следующем разделе, посвящённом битве за стандарты.
Битва за стандартыКак следует из предшествующего изложения, со временем различия между клонами UNIX становились все более значительными. Во-первых, в основе существовавших её вариантов лежали разные базовые системы – SVR3, SVR4, 4BSD.
Во-вторых, каждый разработчик считал своим долгом либо адаптировать систему под возможности собственной аппаратной платформы, либо просто внести те или иные усовершенствования. А поскольку все существовавшие тогда системы, кроме BSD, были не только проприетарными, но и закрытыми, усовершенствования эти слабо согласовывались между собой. И, в любом случае, реализовывались различным образом.
Это ставило под угрозу один из краеугольных камней UNIX-идеологии – портируемость приложений. А традиции писать программы под абстрактный UNIX никто не отменял. И начался процесс, который, вслед за товарищем Мао, можно назвать «борьбой за упорядочивание трех стилей работы». Однако председателю КПК было попроще – в данном случае речь шла не о трех, а едва ли не о тридцати трех стилях...
Тем не менее, процесс упорядочивания пошел. Первый шаг в этом направлении резонно было бы сделать основоположнику UNIX. И AT&T создала документ, описывающий спецификации, которым должна соответствовать система, претендующая на звание UNIX – SVID (System V Interface Definition, то есть определение интерфейса System V). И даже разработала программу, которая проверяла претендента на соответствие этим спецификациям – System V Verification Suite.
Нетрудно было предположить, что в этих спецификациях нашли отражение только те особенности BSD, которые были инкорпорированы в каноническую System V. А ведь BSD была столь же полноводным источником, из которого черпали все производители UNIX. Их такое положение дел не очень устроило. И потому было создано несколько организаций, разрабатывающих свои версии стандартов для операционных систем, расширенные по сравнению со SVID.
Наибольшее признание из них получил стандарт POSIX – Portable Operation System Interface based on UNIX, разработанный международной организацией под названием IEEE (Institute of Electrical and Electronics Engineers, Inc.). То есть было принято, что любая операционная система, претендующая на звание UNIX (или UNIX-совместимой), должна соответствовать соглашениям, описанным в основополагающих документах стандарта. Как мы увидим со временем, именно этими документами воспользовался Линус Торвальдс при создании Linux.
Крёстным отцом термина POSIX стал Ричард Столлман. Произносится это слово как позикс – это специально подчеркивалось во Введении в POSIX.1:
Ожидается произношение «поз-икс» как «позитив», а не «по-сикс». Произношение опубликовано в целях обнародования стандартного способа ссылки на стандартный интерфейс операционой системы.
Слово Portable в его названии первоначально означало, что соответствующая POSIX-спецификациям система может быть перенесена (возможно, с минимальными модификациями) на любое компьютерное «железо». Однако со временем не менее важным оказался несколько другой аспект этого термина: любая прикладная программа, написанная в соответствии со стандартами POSIX, теоретически может быть перенесена, то есть портирована, на любую ОС POSIX-совместимого семейства. И нужно отметить – это один из тех редких случаев, когда теоретические ожидания блестяще подтвердились практикой.
Стандарты POSIX были приняты в 1988 году и зафиксированы в виде серии регулярно обновляемых документов (общим числом под два десятка), в которых описываются спецификации отдельных компонентов систем:
• Base Definitions volume (XBD) – определение терминов, концепций и интерфейсов, общих для всех томов данного стандарта;
• System Interfaces volume (XSH) – интерфейсы системного уровня и их привязка к языку Си, где описываются обязательные интерфейсы между прикладными программами и операционной системой, в частности – спецификации системных вызовов;
• Shell and Utilities volume (XCU) – определение стандартных интерфейсов командного интерпретатора (т.н. POSIX-shell), а также базовой функциональности UNIX-утилит;
• Rationale (Informative) volume (XRAT) – дополнительная, в том числе историческая, информация о стандарте.
Стандарты POSIX жестко определяли базовую функциональность систем и приложений. Каковая, ради сохранения совместимости, и не должна изменяться. В то же время расширению функциональности они отнюдь не препятствовали. Так, любая из предусмотренных для POSIX-систем команда должна была иметь определенный набор опций, предназначенных для выполнения базового набора действий. Однако никто не препятствует введению для данной команды дополнительных возможностей, реализуемых через опции, стандартом не предусмотренные. Важно только, чтобы первозданная функциональность команды оставалась неприкосновенной.
Именно на стандарты POSIX в первую очередь и опирался Линус Торвальдс, создавая свою ОС по мотивам MINIX, о чём скоро и пойдёт речь.
Глава четвёртая. Рождение Linux
Пока, как было сказано в предыдущих главах, в Беркли и его окрестностях поневоле занимались юридическим крючкотворством,а в мире проприетарных UNIX'ов пытались выполнить заветы Великого Мао по упорядочиванию стилей, на другом конце света, в Финляндии, некий студент по имени Линус Торвальдс размышлял, что же ему делать с только что приобретённым IBM PC/386. И, как ни странно, результаты его размышлений оказали не меньшее влияние на нашу историю, нежели многолетний труд исследователей, финансируемых правительством мировой державы, и инженеров на окладе крупнейших компьютерных фирм.
Впрочем, редкий линуксописатель не описывал рождественскую сказку о том, как бедный студент копил деньги на 32-битный компьютер, а потом сочинял программу терминального доступа к удалённой университетской машине, которая затем превратилась в полноценную ОС. Известна она и в версии от создателя этой ОС – самого Линуса Торвальдса. Так что пересказывать её в очередной раз я не буду. А попробую, в меру своего понимания, выявить предпосылки появления Linux. Правда, и к вопросу о бедном студенте мне придётся ещё вернуться.
Предпосылка первая, «железная»О первопричине появления Linux я уже говорил – она «железная», и вызвана триумфальным шествием Советской власти (то есть, пардон, Intel-совместимых PC). И главную роль здесь сыграло появление в 1985 году первого 32-разрядного процессора от Intel – 80386. Что дало возможность использовать UNIX на дешёвых и общедоступных персоналках. А начавшееся вслед за тем производство процессоров Intel 80486 вплотную приблизило по производительности эти самые «писюки» к рабочим станциям на RISC-процессорах.
Надо сказать, что параллельно с платформой на процессорах Intel и их клонах, таких, как AMD, Cyrix, UMC, существовали и другие варианты персоналок, на иной аппаратной базе – процессоре Motorola 680x0. Ими были Macintosh и Amiga, с их System # и AmigaOS, соответственно. И обе эти платформы были не прочь претендовать на высокое звание «народного» компьютера. Особенно первая – в силу ряда причин, как технических, так и маркетинговых, у неё, казалось, были на то все основания.
Однако обе эти платформы в кнечном счёте оказались в... нет, не там, где вы подумали в меру своей испорченности, а в нише. Точнее, каждая в своей: Macintosh снискал любовь той прослойки, которую в советское время обзывали творческой интеллигенцией, а Amiga получила широкое распространение в узких кругах артистической, в первую очередь музыкальной, богемы.
Не в последнюю роль в расползании по нишам и Mac'а, и Amiga сыграла цена конечных решений. Что плавно подвело нас ко второй предпосылке.
Предпосылка вторая, «денежная»Как это ни печально признать русским интеллигентам, но второй (по счёту, но не по значению) предпосылкой для возникновения Linux'а была цена. Потому что как раз в начале 90-х годов машины с 32-битными процессорами от Intel (а затем от AMD и Cyrix) стали доступны народу.
Причины этого явления уходят ещё в 80-е годы. Когда IBM выпустила свой первый PC, ещё 16-битный, руководство фирмы не относилось к этой затее совсем серьёзно, и не рассчитывало «нарубить капусты» на этом рынке. В результате все спецификации архитектуры были открыты, и не имелось ни технических, ни юридических препятствий к клонированию этих машин.
Чем немедленно воспользовались многие производители, сначала американские, а затем европейские и восточноазиатские. И очень скоро количество клонов (так называемых IBM-совместимых машин) превысило число оригинальных IBM PC-XT и PC-AT. А потом была выпущена ( в 1986 году) и первая машина на 32-битном процессоре от Intel (80386). И выпустила её вовсе не IBM, а фирма Compaq – она получила имя Compaq DeskPro 386.
Тут в IBM спохватились, что рынок, созданный их стараниями, от них уходит – и разработали новую архитектуру, также на процессоре x86, но с закрытыми спецификациями, исключающими клонирование – PS/2. Однако было поздно: рынок был заполнен стандартными PC. К рубежу 80-х и 90-х годов их не производил только ленивый – начиная от компьютерных гигантов типа Hewlett-Packard и заканчивая дядюшкой Мяо с Малой Арнаутской улицы острова Тайваня. К которому вскоре присоединился его родич – дядюшка Ляо с её продолжения на континентальном Китае. И с тех пор эти два дядюшки (особенно второй) обеспечивают мир большей частью комплектующих для компьютеров и даже готовыми системами – под какими бы торговыми марками последние не продавались.
Результатом был лавинообразный обвал цен. Первый IBM PC-XT стоил более трёх тысяч долларов, а для полноценной работы требовал ещё и доукомплектования на треть этой суммы. Ко второй половине 80-х годов относятся слова Линуса Торвальдса:
Раньше было такое правили, что все компьютеры начального уровня стоили две тысячи.
В первые же 90-е годы порог вхождения в новый дивный мир компьютеров снизился до тысячи баксов. То есть компьютеры не скатились ещё до цены ширпотреба, как ныне. Но все, кому такие машины нужны были «по делу», были в силах приобрести их, причём не только «у них», но и «у нас».
Предпосылка третья: «студенческая операционка»В числе тех, кому такие машины были действительно нужны, и кто мог, тем или иным путём, ими обзавестись, оказались и студенты, обучавшиеся по специальностям, связанным с Computer Science. Но вот с операционной системой для 32-битных компьютеров у студентов оказалось хуже: FreeBSD ещё не начала своё свободное плавание, а коммерческие UNIX'ы стоили несколько дороже, чем необходимое для их работы «железо». Да и не густо было с ними: на архитектуре i386 были способны работать только SCO UNIX и Xenix – кастрированный UNIX от Microsoft.
И тут в канву нашего сюжета вписывается «игрушечная» ОС MINIX. Она была явлена миру в январе 1987 года Эндрю Таненбаумом (Andrew Stuart Tanenbaum), профессором Университета Врийе, Амстердам, Нидерланды. Где преподавал он ни что иное, как Computer Science, хотя и был по специальности физиком.
Университетское образование в области компьютерных наук в 80-е годы прошлого века базировалось преимущественно, если не исключительно, на UNIX. Что, как явствует из сказанного ранее, создавало для студентов известные трудности.
Так вот, Таненбаум вёл в именованном университете курс UNIX, к которому написал собственный учебник – Operating Systems: Design and Implementation. Но изучать UNIX без системы – все равно, что обучаться музыке без инструмента. А с инструментом-то как раз и была напряжёнка. И ему не осталось ничего другого, как такой инструмент изготовить. Им-то и стала ОС MINIX (в дальнейшем получившая имя MINIX 1), вышедшая в свет в 1987 году.
Это была маленькая и компактная операционка, работавшая на машинах с архитектурой i386. Доступность MINIX усугублялась ещё и тем, что ее можно было скомпилировать даже в 16-битном варианте, и в этом качестве она становилась пригодной к использованию не только на PC-AT (80286), но даже, как говорят, на XT’шках, то есть на машинах с процессором 8086/8088.
Распространялась она исключительно как сопроводительный материал к упомянутому выше учебнику. Весь комплект, по свидетельству Линуса Торвальдса, стоил 169 долларов при заказе по почте. Что на самом деле не так дорого: в те годы на Западе, только-только переставшем загнивать, ни одно специализированное книжное издание не стоило дешевле 100 баксов. Так что фактически основная, если не вся, затратная часть для пользователя приходилась на книжку, да и дискеты были не так дешёвы. Сама же ОС как таковая могла рассматриваться в качестве бесплатного приложения к книге и носителям. И, во всяком случае, это было несоизмеримо дешевле тех тысяч долларов, в которые обходилась лицензия на любой из существовавших тогда проприетарных UNIX’ов. Требовавших, к тому же, сущей безделицы в виде соответствующей рабочей станции в несколько десятков тысяч.
Разумеется, ОС MINIX распространялась в сопровождении исходных текстов, предназначенных для изучения и потрошения. Необходимость в котором возникла очень скоро.
Дело в том, что, предназначенная исключительно для учебных целей, ОС MINIX в принципе не была приспособлена для выполнения каких-либо реальных задач. Однако шаловливые студенческие руки (и не только студенческие) так и чесались прикрутить ее к чему-либо пригодному для практического использования. В результате система очень быстро обросла всякого рода патчами, из которых главным был патч от австралийца Брюса Эванса. После наложения этих патчей система становилась способной выступать как платформа разработчика. Именно на такой патченой системе Линус Торвальдс спустя несколько лет начнёт создавать свою операционную систему.
Однако сама по себе MINIX по прежнему распространялась исключительно в первозданном виде – как чисто учебная система, и лишь в сопровождении книги (или, напротив, сопровождая книгу). То есть, будучи открытой, она не была свободной. Ибо права на MINIX принадлежали издательству Prentice-Hall, выпустившему учебник Таненбаума. В сущности, правовой статус MINIX был точно таким же, как и обычной книги. Что, однако не мешало тому, что на протяжении десяти, а то и более, лет по ней учились поколения студентов как до Торвальдса, так и после него.
Надо заметить, что Таненбаума нельзя рассматривать только как предтечу Линуса, а его систему – как трамплин для его разработки. Кроме упомянутой выше Operating Systems: Design and Implementation (в переводе: Операционные системы: разработка и реализация), его перу принадлежат:
• Computer Networks (Компьютерные сети);
• Modern Operating Systems (Современные операционные системы);
• Structured Computer Organization (Архитектура компьютера);
• Distributed Systems: Principles and Paradigms (Распределённые системы. Принципы и парадигмы).
Все они по праву относятся к классике жанра IT-литературы, выдержали по несколько изданий (Computer Networks и Structured Computer Organization – аж по пять), и переведены на многие языки. В том числе и на русском языке они изданы издательством «Питер» в серии «Классика Computer Science».
Труды Эндрью Таненбаума не ограничиваются ОС MINIX и перечисленными выше книгами. Тут уместно вспомнить проекты Amoeba – разработанную «с нуля» открытую микроядерную распределённую операционную систему, и Globe – распределённую объектную систему, предназначенную для поддержки миллиардов пользователей «в мировом масштабе».
главной разработке Таненбаума, MINIX, судьба также уготовила вторую жизнь. Долгое время она продолжала эволюционное развитие в качестве учебной системы – были выпущены версии MINIX 1.5 (1992 год) и MINIX 2 (1997 год), представлявшие собой «песочницы» для начинающих юниксоидов. Однако кардинал лелеял коварные замыслы: превратить MINIX в полноценную операционную систему, реализующие его представления о том, какой должна быть современная ОС. А заодно – сделать ее свободной в полном понимании этого слова: ведь «несвобода» предыдущих версий объяснялась не жадностью профессора, а спецификой издания и распространения.
Результатом явился анонс новой операционки, MINIX 3, который состоялся 24 октября 2005 года. И о которой я расскажу подробнее в главе восьмой.
