Just for Fun

Торвальдс Линус

Одним словом, жизнь моя не блистала разнообразием. А разработка драйверов для дисковода и файловой системы казалась интересным делом. И я решил им заняться. Написал драйвер дисковода. А поскольку я хотел записывать файлы в файловую систему Minix, да к тому же эта система была хорошо документирована, я сделал свою файловую систему совместимой с системой Minix. Таким образом я мог читать файлы, созданные в Minix, и писать файлы на тот же диск, так что Minix могла читать файлы, созданные моей программой эмуляции терминала.

Я крутился как белка в колесе: программирование – сон – программирование – еда (соленые сухарики) – программирование – сон – программирование – душ (на скорую руку) – программирование. К концу работы стало ясно,

что моя программа превращается в операционную систему. И я стал думать о ней не как о программе эмуляции терминала, а как об операционной системе. Этот сдвиг произошел, вероятно, в дурмане одного из затянувшихся сеансов программирования. Было это днем или ночью? Не знаю. Сижу я в своем старом халате и работаю с программой эмуляции, снабженной дополнительными функциями. А потом вдруг понимаю, что этих функций стало так много, что программа превратилась в рабочую версию операционной системы.

Я называл ее «программой эмуляции терминала типа gnu-emacs». Gnu-emacs начинался как редактор, но его создатели встроили в него кучу разных функций. Они хотели, чтоб это был редактор, который можно программировать, но потом программистская часть выросла до невообразимых размеров и редактор стал настоящим кошмаром. В него входит все, кроме разве что кухонной раковины, именно поэтому кухонная раковина часто служит его значком. Программа известна как чудовищный монстр, который включает больше функций, чем в принципе может понадобиться редактору. То же самое происходило с моим эмулятором терминала. Он превращался в нечто гораздо большее.

From: [email protected] (Linus Benedict Torvalds)

To: Newsgroup: comp.os.minix

Subject: Gcc-1.40 и вопрос о posix

Message-ID: <1991 Ju 13,100050. [email protected]>

Date: 3 Jul 91 10:00:50 GMT

Привет, сетяне!

Я сейчас делаю один проект (под minix) , и мне нужно

определение стандартов posix. Кто-нибудь знает, где

можно взять их последнюю версию, желательно в

электронном виде? Ftp-сайты годятся.

Это самое раннее публичное свидетельство того, что некий хакер из Финляндии хочет проверить границы своих возможностей. Стандарты POSIX – это подробнейшие правила для каждого из сотен системных вызовов в Unix – что нужно для того, чтобы заставить компьютер выполнить эту операцию, начиная с Read, Write, Open и Close. Они вырабатываются специальной организацией, состоящей из представителей компаний, которые хотят договориться об общих стандартах для Unix. Стандарты нужны для того, чтобы программисты могли писать приложения, которые будут работать под разными версиями Unix. Из списка системных вызовов, особенно наиболее важных, я хотел узнать, какие функции нужны операционной системе. После этого я смог бы написать свои собственные коды для выполнения всех этих функций. А соответствие стандартам POSIX позволило бы другим, людям пользоваться моими программами.

В то время я не знал, что печатную версию этих стандартов можно было купить непосредственно у разработчиков POSIX, но это в любом случае не имело значения. Даже если бы покупка была мне по карману, пересылка книги в Финляндию заняла бы слишком много времени. Поэтому я и просил указать версию, которую можно бесплатно скачать с FТР-сайта.

На мой вопрос о стандартах POSIX никто не ответил, поэтому я перешел к запасному плану. Я стал исследовать документацию Unix версии Sun Microsystems – эта система стояла на университетском сервере. Там нашлась базовая версия системных вызовов – для начала мне этого было достаточно. Можно было посмотреть, что должны делать системные вызовы, а потом заняться их реализацией. В документации не говорилось, как получить результат, просто показывалось, каким он должен быть. Часть системных вызовов мне удалось откопать в книге Эндрю Таненбаума и в некоторых других. В конце концов кто-то прислал мне толстые тома со стандартами POSIX.

Однако мое сообщение не прошло незамеченным.

Каждый знающий человек (а кто еще станет читать сайт Minix?) понял, что я пишу операционную систему. Иначе зачем бы мне понадобились правила POSIX? Мое сообщение вызвало любопытство Ари Лемке, преподавателя из Технического университета Хельсинки (где бы я непременно стал учиться, если бы меня не так привлекали теоретические занятия). Ари по-дружески обратился ко мне, предложив выделить на университетском FTP-сервере каталог, в который я смогу поместить свою операционную систему, когда она будет готова, чтобы каждый при желании мог ее оттуда скачать.

VII.

Похоже, Ари Лемке страдал излишним оптимизмом. Он создал каталог (ftp.funet.fi) задолго до того, как у меня появилось что туда положить. У меня был пароль, и все было готово для того, чтобы я мог просто войти в систему и закачать свою программу. Но прошло долгих четыре месяца, прежде чем мне захотелось чем-нибудь поделиться с миром или хотя бы с Ари и несколькими другими фанатами операционных систем, с которыми я переписывался.

Исходно я хотел написать такую операционку, которую мог бы использовать вместо Minix. Мне не нужно было, чтобы она могла делать больше, чем Minix, но она должна была выполнять те функции Minix, которыми я пользовался, а также кое-что еще. Например, в Minix не только была плохая эмуляция терминала, но и не было возможности перевести в фоновый режим программу, которой временно не пользуешься. И управление памятью было очень упрощенным – в Mac OS оно и сейчас такое, кстати.

Как создать операционку? Надо выяснить, что должны делать системные вызовы, и написать программы, которые будут это делать. Вообще говоря, системных вызовов около двух сотен. Некоторые из них могут соответствовать целому набору функций. Другие – совсем просты. Наиболее фундаментальные системные вызовы могут быть весьма сложными и в значительной мере зависят от имеющейся инфраструктуры. Возьмем системные вызовы Write (запись) и Read (чтение). Для записи на диск и чтения с диска нужно создать драйвер дисковода. Возьмем вызов Open (открыть). Нужно создать весь уровень файловой системы, который будет анализировать имена и определять, где что лежит на диске. На один этот системный вызов ушло несколько месяцев. Но когда он был уже готов, тот же самый программный код можно было использовать и для других функций.

Так шла разработка на ранних этапах. Я читал стандарты в руководствах к Sun OS и других книжках, брал системные вызовы один за другим и старался написать что-нибудь работающее. Это было довольно изнурительно.

А все потому, что, когда ничего не происходит, трудно оценить объем сделанного. Можно писать маленькие тестики, которые будут проверять то, что ты только что добавил. Но при этом реально ничего не выполняется. Через некоторое время я бросил перебирать системные вызовы по списку и перешел к другому методу. Получилась довольно полная система, и мне захотелось выполнить настоящую программу. Первым делом нужно запустить оболочку, потому что без нее довольно трудно запустить что-нибудь еще. А кроме того, оболочка сама по себе содержит множество системных вызовов, которые все равно понадобятся. Стоит ее запустить, и можно получить текущий список системных вызовов, которые еще не реализованы.

В Unix оболочка – это своего рода мать всех программ. Она всегда наготове, чтобы запустить любой другой бинарник. (Бинарник – это программа, составленная из нулей и единиц – на языке, который понимает машина. Если вы написали программу на каком-то языке программирования, нужно откомпилировать исходный код, чтобы получить бинарник.) Прежде всего оболочка позволяет вам войти в систему. Ну хорошо, в реальной Unix-системе по традиции первая программа, которую вы запускаете, это init, но для работы init необходима большая инфраструктура. Это своего рода контроллер происходящего. Но если у вас нет ничего работающего, то вам и init не нужна.