Jaderné noviny - historie Linuxu

4. 10. 2007 | Luboš Doležel | Jaderné noviny | 6869×

První linuxová jádra: 0.01, 0.02 a 0.03. Povídání o tom, jak Linus Torvalds začal s vývojem nejúspěšnějšího svobodného kernelu.

Následující obsah je © KernelTrap

Linux: verze 0.01

Toto je svobodné jádro ve stylu minixu určené pro AT stroje založené na i386(+), začínaly v září 1991 poznámky k vydání verze 0.01 linuxového jádra. Jak číslo verze (0.01) naznačuje, toto není vyzrálý produkt. V současnosti je podporována pouze podmnožina AT hardwaru (pevný disk, obrazovka, klávesnice a sériové linky) a některá systémová volání ještě nejsou plně implementována (zejména mount/umount nejsou implementována vůbec). Bootování původního linuxového jádra 0.01 vyžadovalo bootstrapování s minixem a ovladač klávesnice byl psán v assembleru, a to napevno pro finskou klávesnici. Seznam vlastností byl uváděn jako srovnání s minixem a zahrnoval efektivní používání čipu 386 namísto staršího 8088, používání systémových volání namísto předávání zpráv, plně vícevlákenný souborový systém, minimální přepínání úloh a viditelná přerušení. Linus Torvalds poznamenal: hlavním vodítkem při implementaci linuxu bylo: ať to co nejrychleji funguje. Chtěl jsem jednoduché jádro, avšak dostatečně funkční, aby na něm běžela většina unixového softwaru. A v sekci s titulkem "Omluvy :-)" poznamenal:

Toto zatím není ‚matka všech operačních systémů‘ a kdokoliv v to doufal, si bude muset počkat na první skutečné vydání (1.0), a ani tehdy možná nebudete chtít přejít z minixu. Jde o vydání zdrojového kódu pro ty, kteří chtějí vidět, jak linux vypadá, a zatím ani není podporováno.

Linus měl původně v plánu nazvat nové jádro „Freax“. Podle Wikipedie jméno Linux ve skutečnosti vymyslel Ari Lemmke, který spravoval FTP server ftp.funet.fi, odkud bylo jádro původně distribuováno.

Počáteční zpráva, kterou Linus napsal o Linuxu, šla do usenetové skupiny comp.so.minix a měla titulek Co byste nejraději viděli v minixu. Začínala takto:

Dělám (svobodný) operační systém (jen jako koníček, nebude tak velký a profesionální jako gnu) pro 386(486) klony AT. Pracuji na něm od dubna a už začíná být připravený. Líbila by se mi jakákoliv zpětná vazba ohledně věcí, které se lidem (ne)líbí na minixu, jenž můj OS tak nějak připomíná (mj. stejné fyzické rozvržení souborového systému (z praktických důvodů)).

Později ve stejném vlákně Linus mluvil o tom, jak nepřenositelný celý kód je:

Jednoduše bych řekl, že portování je nemožné. Je to převážně v C, ale většina lidí by to, co píšu, céčkem nenazvala. Používá všechny myslitelné vlastnosti 386, které se mi podařilo najít, protože to byl také projekt určený k tomu, abych se naučil s 386. Jak už bylo dříve zmiňováno, používá MMU pro stránkování (zatím ne na disk) a segmentaci. Je to ta segmentace, která ho dělá SKUTEČNĚ závislý na 386 (každá úloha má 64Mb segment pro kód & data - maximálně 64 úloh v 4Gb. Kdokoliv, kdo by potřeboval více než 64 Mb na úlohu - těžký to úkol).

Také to používá každou vlastnost gcc, kterou se mi podařilo najít, obzvláště direktivu __asm__, abych nepotřeboval tolik objektů v jazyce assembler. Některé moje 'céčkové' soubory (obzvláště mm.c) obsahují skoro stejné množství assembleru jako C. I portování na jiný kompilátor by bylo 'zajímavé' (ačkoliv nechápu, proč by někdo používal něco jiného než gcc).

Na rozdíl od minixu mám náhodou rád přerušení, takže přerušení jsou obsluhována bez snahy zakrýt jejich příčiny (obzvláště se mi líbí můj diskový ovladač. Je někdo jiný, kdo pomocí přerušení pohání stavový automat [state-machine]?). Celkově vzato je to noční můra pro toho, kdo by to portoval.

Linux 1.0 byl vydán 13. března 1994 a podporoval pouze 32bitovou architekturu 386. Nicméně Linux 1.2 ze dne 7. března 1995 už byl portován na 32bitový MIPS, 32bitový SPARC a 64bitové Alpha. Ve verzi 2.0 z 9. června 1996 byla přidána podpora pro architektury 32bit m68k a 32bit PowerPC. A když se podíváme dopředu na Linux řady 2.6, poprvé vydaný v roce 2004, Linux byl a je stále portován na velké množství dalších architektur.

Linux: verze 0.02 a 0.03

Stýská se vám po těch pěkných dnech minixu 1.1, když muži byli muži a psali své vlastní ovladače? začínalo oznámení linuxového jádra verze 0.02 na newsgroup comp.os.minix dne 5. října 1991. V poznámkách k vydání pokračoval Linus Torvalds slovy: jak jsem zmínil před měsícem(?), pracuji na svobodné verzi systému ve stylu minixu pro počítače AT-386. Konečně se to dostalo do fáze, kdy je to alespoň použitelné (i když to nemusí být pravda, záleží na tom, co chcete) a mám v plánu uvolnit zdrojáky pro rozsáhlejší šíření. 19 dnů poté, co bylo jádro 0.01 uvolněno, bylo představeno jádro 0.02 s novou schopností spustit hromadu nástrojů včetně bashe, gcc, gnu-make, gnu-sed a compress. Zatím scházel ovladač pro disketovou mechaniku, ovladač pro disky byl natvrdo napsán pro AT-kompatibilní disky a vinou různých chyb v cachování nebylo možné kompilovat velké programy jako gcc pod běžícím jádrem 0.02. Linus poznamenal:

Úplně slyším (no, skoro), jak se sami sebe ptáte 'proč?'. Hurd bude hotový za rok (nebo za dva nebo příští měsíc, kdo ví) a už teď tu máme minix. Tohle je program pro hackery od hackera. Práci na něm jsem si užil a někoho může bavit se na něj podívat, nebo jej dokonce upravit pro své vlastní potřeby. Je stále dostatečně malý, aby se dal pochopit, používat a upravovat. Těším se na vaše případné připomínky.

Vydání 0.02 muselo být kompilováno pod minix-386 s gcc-1.40: pokud to chcete spustit, musíte si připravit minix, takže to zatím není samostatný systém pro ty z vás, co jsou bez minixu. Pracuji na tom. Také musíte být trochu hacker, abyste to dali dohromady, takže ti z vás, kteří doufali v alternativu k minix-386, nechť mě ignorují. V současnosti je to určené pro hackery se zájmem o operační systémy a 386ky s přístupem k minixu. Fungovalo to pouze na AT-kompatibilních pevných discích (s poznámkou, že "IDE je v pohodě") a na EGA/VGA monitoru.

Bohužel není možné prozkoumat změny, které byly provedeny mezi jádry 0.01 a 0.02, protože není známa žádná existující kopie zdrojového kódu 0.02. Linus to před časem vysvětlil tak, že když vyšla verze 0.03, tak zastaralou verzi 0.02 pravděpodobně smazal, no tak, tehdy to nebylo historicky zajímavé!

Jádro 0.03 evidentně potkal stejný osud, když za měsíc a něco vyšlo jádro 0.10, neboť se opět neví o žádné kopii zdrojového kódu verze 0.03. Ačkoliv není přesné datum vydání jádra 0.03 známo, příspěvek z 31. října 1991 na comp.os.minix říká, že 0.03 vyšlo nedávno:

Linux je úplné jádro, které zatím fungovalo na několika (5-10?) strojích at-386 (a jedné 486, pokud je mi známo). Podporuje GNU cc (gcc), bash a několik dalších svobodných věciček. Je to zatím spíše hackerské jádro (a minix-386 je zapotřebí, ale to se změní ve vydání během tohoto týdne) a aktuální verze je 0.03 (další je, myslím, 0.10).

Linus poté vyjmenoval několik vlastností jádra 0.03:

• je zdarma, s plným zdrojovým kódem, a já se snažím opravit chyby, které najdete
• myslím si, že je o něco rychlejší než minix
• pro správu paměti používá stránkování (zatím ne na disk)
• vícevláknový souborový systém (ale pro minix můžete sehnat patche, které umí něco podobného)
• převážně úplný termios a konzole vt100
• většinu věci je snadné portovat (snáze než na minix)

Dále vyjmenoval několik špatných věcí:

• POUZE 386/486
• rané verze: může tam být spousta chyb a může být zapotřebí věci portovat/hackovat, aby fungovaly
• minix je doporučován i pro nadcházející verzi, která jej vůbec nepotřebuje
• zatím pouze podpora pro VGA (EGA?), omezené ovladače klávesnice (americká a finská) atd.

V tuto chvíli už Linus vychvaloval Linux, že má vyšší výkon než Minix: kromě ovladače disketové mechaniky, který opravdu stojí za prd :-). Upozornil, že Linux potřebuje hodně paměti, varování: aby to bylo použitelné, je třeba alespoň 4 MB. V interview z roku 1992 poznamenal, že jádro 0.03 vlastně fungovalo docela slušně a pokračoval slovy, že cache bufferů obvykle fungovala, stejně jako většina ostatních věcí.

Pokračující vývoj mezi verzemi 0.03 a 0.10 zajistil, že Linux byl užitečný i bez Minixu. Nicméně, v této časné době vývoje Linuxu pracoval Linus stále v domněnce, že to bude jen krátkodobý projekt, který bude nakonec nahrazen GNU Hurdem:

Naštěstí už to neplatí (mám na mysli potřebu minixu). Linux /může/ být používán bez minixu, ale zatím to není nástroj pro uživatele. Hackerský materiál (to znamená, že mám gcc, uemacs atd., ale žádné skutečné nástroje). Počkejte na Hurd, pokud chcete něco skutečného. Je ale zábava na tom hackovat (ale jsem zaujatý).

Zatímco v tom, že to bude krátkodobý projekt, se nestrefil, Linus měl rozhodně pravdu když říkal, že je zábava to hackovat, čehož je důkazem trvale rostoucí komunita hackerů, která okolo Linuxu vznikla. Komunita, která neustále roste a vyvíjí se až doposud.

       

Komentáře

[Honza Balák]

A Hurd stále není... . Ještěže to Linus kvůli Hurdu nevzdal .

[Jary]

Škoda že to Linus nevzdal...

Tedy, nevím jak je na tom Hurd. Musím ho někdy vyzkoušet.

[Honza Balák]

Můžu vědět proč?

[trekker.dk]

Protože Linux je krám a je odzačátku špatně navržený, kdežto Hurd bude dokonalost sama, až ho teda dodělají, což bude určitě brzo.

[Filip Jirsák]

Jj, bude to brzo, bude hotový za rok (nebo za dva nebo příští měsíc, kdo ví).

[cronin]

..., kdežto Hurd bude dokonalost sama, až ho teda dodělají, což bude určitě brzo.

Ano, ano, ja IPv4 adresy dojdu do 12-18 mesiacov; to tiez uz pocuvame aspon 10 rokov.

[David Jaša]

IPv4 adresy už dávno došly.

[Honza Balák]

No tak to abych se té dokonalosti v mých 24 letech dožil

[Mrazík]

Jestli je Linux "krám", co jsou potom Wokna???!!!

[Jiří J.]

Padavý krám

[Jary]

Protože s Hurdem by svět byl hezčí, protože monolity jsou škaredé. Smz že to myslím jako vtip, protože já si nedokážu představit co by, kdyby...

To, že bych si Hurd chtěl vyzkoušet, však vtip není.

[Prcek]

soubory (obzvláště mm.c) jsou obsahují

[Luboš Doležel (Doli)]

Opraveno.

[trekker.dk]

Na ftp.funet.fi si vzpomínám, necelých deset let zpátky se odtud daly stáhnout mptrojky

[Jan Forman]

Tak to když jsem si začal v roce 1997 s linuxem hrát tak už byl slušně vyzrálej... (tehdá mi to nepřišlo ), ale říkal jsem si na tom něco je... text mi nevadil protože jsem byl zvyklej na Netware. Jádro bylo naštěstí v binárce, jinak bych to asi nerozjel. Ten zázrak když to začalo fungovat, o pár měsíců už to vězelo na internetu :) a bylo to na 486ce hodně rychlý na 64kbit linku to stačilo

[Filip Jirsák]

Jde o vydání zdrojového kódu pro ty, kteří chtějí vidět, jak linux vypadá, a zatím ani není podporováno.

Tam něco chybí, ne?

64 Mb, 4 Gb – fakt megabity, gigabity? Podle mne by to mělo MB, GB – megabajty, gigabajty…

[Luboš Doležel (Doli)]

Nechybí.

Velká písmena jsem zachoval tak, jak je psal Linus - těch míst, kde by se měla psát velká písmena a Linus je nepsal, je hodně.

[Filip Jirsák]

Aha, vydání není podporováno. Připadá mi to stylisticky přinejmenším neobratné. Ale i tak díky za překlad.

[Dejv]

Tech bitu jsem si taky vsiml. Nastesti jsem si diskuzi napred prosel

Dejv

[Filip Jirsák]

jen jako koníček, nebude tak velký a profesionální jako gnu

Občas se objeví někdo, kdo prosazuje nazývat Linux GNU/Linuxem – pak by tahle věta znamenala dělám (svobodný) operační systém [GNU/Linux] jen jako koníček, nebude tak velký a profesionální jako gnu. Jestli v tom není něco neřešitelného…

Hurd bude hotový za rok (nebo za dva nebo příští měsíc, kdo ví)

Koukám, že tohle platí v kuse už 16 let

[cezz]

Občas se objeví někdo, kdo prosazuje nazývat Linux GNU/Linuxem – pak by tahle věta znamenala dělám (svobodný) operační systém [GNU/Linux] jen jako koníček, nebude tak velký a profesionální jako gnu. Jestli v tom není něco neřešitelného…

Ten niekto je hlavne Stallman.. Ale ako inak odlisit Jadro (Linux) a system na nom postaveny (GNU/Linux)? Mac OS X sa tiez nevola Mach.. Tvorcovia GNU maju na celom systeme nemaly podiel, preto maju IMHO pravo ziadat, aby sa v oznaceni systemu "GNU" nachadzalo. Navyse je to vec terminologie, podobne ako napriklad TERMINAL vs terminal..

[Filip Jirsák]

Hlavně aby to za pár let nebyl GNU(with Gnome)/Linux nebo KDE/GNU/Linux OK, přehnal jsem to – pobavilo mne, jak původně Linus považoval gnu za něco velkého a pro něj nedostižného, a teď si GNU bez Linuxu ani nedovedeme představit.

[trekker.dk]

Tvorcovia GNU maju na celom systeme nemaly podiel,...

Stejně jako tvůrci X, KDE, Gnome a spousty dalších programů. Nicméně tihle místo kecání, že by chtěli připojit jméno svého projektu k Linuxu, programují.

[Kyosuke]

A X, KDE a Gnome jsou snad nezbytnou součástí operačního systému založeného na linuxovém kernelu? Pokud vím, tak nikoliv. A z jiné strany - proč by X, KDE a Gnome měly své jméno připojit k Linuxu, když stejně tak běží nad NetBSD, FreeBSD, Solarisem a já nevím kde ještě? Vazba Linuxu a GNU je mnohem těsnější než jejich vazba k X, KDE, Gnome a já nevím čemu ještě.

[Ladicek]

GNU taky běží nad NetBSD, FreeBSD, Solarisem a já nevím kde ještě, ne?

[Kyosuke]

Jo, a proto existuje Debian GNU/NetBSD a Debian GNU/kFreeBSD, které na rozdíl od NetBSD a FreeBSD skutečně GNU userland požuívají.

[Hynek (Pichi) Vychodil]

V té Linusově větě je slovo Linux správně a na místě a nikdo ho tam nestrká (ani já, ani Stallman, ani nikdo jiný, jen ty), tak se běž zase otírat o něco jiného.

[Martin Merinsky]

Máte v tom asi zmatek. Linus hovořil o kernelu, takže by ta věta zněl dělám (svobodný) operační systém [Linux] jen jako koníček, nebude tak velký a profesionální jako gnu.

[mkoubik]

Přesně tak a tím gnu nemyslel celé gnu, ale jeho jádro (hurd), které srovnává s linuxem (jádrem).

[Jirka]

"State machine" se nepřekládá jako "stavový stroj", ale "stavový automat".

[Robert Krátký]

Tak jednoznačné to IMHO není

[Hynek (Pichi) Vychodil]

Ale je, učí se to tak na odborných školách a píše se to tak v odborných článcích. Co se píše někde na googlem indexovaných stránkách je irelevantní zdroj.

[CIJOML]

+1

[Jirka]

Uznávám. Mám prostě ze školy zafixováno slovo automat.

[Kyosuke]

"Stavový automat": 1110 výsledků, "stavový stroj": 161 výsledků. Navíc výsledky s frází "stavový stroj" velmi často vedou na stránky, kde ta čeština vypadá "tak nějak divně" - že by tam byla souvislost?

[JS]

Mozna to jsou stranky toho automatickeho prekladu anglicke Wikipedie.

[Leshy]

A takhle je to dokonce 17700:952 pro automat. Ale kdyz je to tam v zavorce anglicky, tak vsichni vime, co to je a neni co resit.

[Jan Přech]

Nevím, možná to není stoprocentně jednoznačné, ale "automat" mi v tomto případě přijde mnohem lepší překlad než "stroj" - slovo "automat" docela přesně vystihuje podstatu věci, zatímco "stroj" neříká skoro nic. Je to sice doslovný překlad, ale podle mě rozhodně ne nejlepší.

[trekker.dk]

Stavový automat je termín a měli byste se ho držet stejně jako jiných. Tohle je stejné, jako kdyby někdo tvrdil, že není jednoznačné, jestli správný překlad slova scheduler je plánovač nebo rozdělovač práce.

[Hynek (Pichi) Vychodil]

Já osobně bych prosil termín opravit, aby na internetu nebyl další blbej doslovnej překlad a někdo další neargumentoval podobně hloupě.

[Honza Balák]

S tímto názorem se ztotožňuji. Minimálně to zní mnohem líp.

[Jary]

Na wikipedii se píše:

A finite state machine (FSM) or finite state automaton (plural: automata) or simply a state machine is ...

Já, ač mě ten stroj poněkud zaskočil, bych to tedy neřešil.

[egg]

+1

Dokud jsem v diskusi nedočetl sem, nevěděl jsem, co je stavový stroj. Stavový automat bych věděl okamžitě.

[jdobry]

Kdyz si vzpomenu, jak jsem jako student schanel 2500ceskokreditu abych mohl zakoupit dalsi 2MB pameti na celkem 4MB a konecne zkusit ten Linux. Ale je pravda, ze to nebylo na jadro 0.0.3 ale o mnoho mesici pozdeji asi v r 1992 nebo 93 Jo to byly casy.

[zde]

Zajímavej nápad, to jsem vážně nevěděl že první Linux takhle fungoval. Zřejmě všechny procesy používaly stejné CR3, a jediné co se při switchi tasku měnilo bylo že se použily deskriptory s jinou bází a jiným limitem. Tím pádem se neflushoval TLB, a mohlo to být docela rychlé..

Napadá mě proč by to nešlo používat i dnes? Pravda, s limitem 64 procesů by dnešní Linux asi ani nenabootoval, a 64MB by pro některé procesy bylo také málo, ale kdyby se ten 4GB prostor mezi tasky přidělovat dynamicky, tak by to stačit mohlo...

Netušíte proč to vlastně nakonec opustili, a použili ten 2G+2G split?