Ядро Linux
Эта статья о ядре для операционных систем. О группе операционных систем, которые используют это ядро, называемых «Linux», см. в статье Linux
 | |||||||||||||||||||||||||||||||
| Тип | Линус Торвальдс, многочисленные разработчики по всему миру 3.7.1 (17 декабря 2012) В основном код написан на Си с некоторыми расширениями gcc и на ассемблере (с использованием AT&T-синтаксиса GNU Assembler). Распространяется как свободное программное обеспечение на условиях GNU General Public License, кроме несвободных элементов, особенно драйверов, которые используют прошивки, распространяемые под различными лицензиями [2] . Торговая марка Linux зарегистрирована на Линуса Торвальдса. Операционные системы на базе Linux являются лидерами на рынках суперкомпьютеров, серверов и мобильных операционных систем [3] . СодержаниеИсторияНачало проекту было положено в 1991 году с публикации сообщения в новостной группе Usenet comp.os.minix следующего содержания [4] : Привет всем, кто использует миникс — Я делаю (свободную) операционную систему (всего лишь хобби, она не будет большой и профессиональной, как gnu) для клонов 386 (486) AT… Hello everybody out there using minix — I’m doing a (free) operating system (just a hobby, won’t be big and professional like gnu) for 386(486) AT clones. К тому времени GNU уже создал множество составляющих для свободной операционной системы, но её ядро GNU Hurd ещё не было готово. Поэтому пустующее место ядра для свободной ОС занял Linux и, несмотря на ограниченную функциональность ранних версий, привлёк к себе множество разработчиков и пользователей. «Linux», разработка которого была начата Торвальдсом — лишь небольшая часть многих из использующих его систем, которые обычно тоже называют «Linux». Это иногда приводит к путанице, и те из них, которые используют системные библиотеки (например, GNU C Library) и другие программы Проекта GNU, называют также «GNU/Linux». [5] О различных комбинациях свободных компонентов в операционных системах см. Операционные системы на основе свободного ПО. Сейчас в апреле 2011 семейство операционных систем на базе ядра Linux — третье по популярности в мире на рынке настольных компьютеров — 5,1 % [6] . На рынке веб-серверов доля Linux порядка 32 %, остальное — Unix-системы (FreeBSD и др.) [7] . По данным Top500, Linux используется в качестве операционной системы на 91 % самых мощных суперкомпьютеров планеты [8] . Большинство мобильных устройств, таких как смартфоны и планшетные компьютеры на базе ОС Android и MeeGo, а также телевизоры, и многие служебные устройства, такие как внешние сетевые жесткие диски, маршрутизаторы и модемы, также используют операционные системы на базе ядра Linux. Хронология
От: torvalds@klaava.Helsinki.Fi (Линус Бенедикт Торвальдс) Привет всем тем, кто использует миникс — Я делаю (свободную) операционную систему (это только хобби, не столь большое и профессиональное, как GNU) для 386(486)AT клонов. Эта система пишется с апреля и скоро будет готова. Я хочу получить любой отзыв, касающийся вещей, которые нравятся/не нравятся людям в миникс, так как моя ОС похожа на неё (такое же устройство файловой системы (по практическим соображениям), среди прочего). В настоящее время я портировал bash (1.08) и gcc (1.40), и, похоже, эти программы работают. Это значит, что я получу что-то практичное в ближайшие несколько месяцев, и я хочу узнать, какие возможности хочет большинство людей. Любые предложения принимаются, но я не обещаю, что я осуществлю их:-) PS. Да — в ней нет кода миникс, и будет мультипотоковая ФС. Система НЕПЕРЕНОСИМА (использует команды Intel 386 и т. д.) и, вероятно, будет поддерживать только жесткие диски AT, так как это всё, что у меня есть 🙁 Hello everybody out there using minix — I’m doing a (free) operating system (just a hobby, won’t be big and professional like gnu) for 386(486) AT clones. This has been brewing since april, and is starting to get ready. I’d like any feedback on things people like/dislike in minix, as my OS resembles it somewhat (same physical layout of the file-system (due to practical reasons) among other things). I’ve currently ported bash(1.08) and gcc(1.40), and things seem to work. This implies that I’ll get something practical within a few months, and I’d like to know what features most people would want. Any suggestions are welcome, but I won’t promise I’ll implement them 🙂 PS. Yes — it’s free of any minix code, and it has a multi-threaded fs. It is NOT portable (uses 386 task switching etc), and it probably never will support anything other than AT-harddisks, as that’s all I have :-(.
ВерсииТорвальдс продолжает выпускать новые версии ядра, объединяя изменения, вносимые другими программистами, и внося свои. Оно обычно называется «ванильным» (vanilla), то есть официальное ядро без каких-либо сторонних изменений. В дополнение к официальным версиям ядра существуют альтернативные ветки, которые могут быть взяты из различных источников. Как правило, разработчики дистрибутивов Linux поддерживают свои собственные версии ядра, например, включая в них драйверы устройств, которые ещё не включены в официальную версию. С 30 мая 2011 изменена политика нумерации версий ядра [2] Нумерация версий до 30 мая 2011Номер версии ядра Linux до 30 мая 2011 содержал четыре числа, согласно недавнему изменению в политике именования версий, схема которой долгое время была основана на трёх числах. Для иллюстрации допустим, что номер версии составлен таким образом: A.B.C[.D] (например 2.2.1, 2.4.13 или 2.6.12.3).
Нумерация версий с 30 мая 201130 мая 2011 Линус Торвальдс выпустил ядро версии 3.0-rc1. Вместе с ним изменена политика нумерации версий ядра. Отменено использование чётных/нечётных номеров для обозначения стабильности ядра, а третье число означает стабилизацию ядра. Версия 3.0 практически не несет никаких изменений, кроме изменения политики нумерации ядра. Таким образом, стабильные версии ядра 3.0 будут именоваться 3.0.X, а следующий после этого релиз будет иметь номер 3.1. ПоддержкаВ то время как Торвальдс продолжает выпускать новые экспериментальные версии, руководство «старыми» стабильными версиями передаётся другим лицам:
Другими программистами ядра Linux являются Роберт Лав и Инго Молнар. (См. Список сопроводителей Linux (англ.) ). Источник История Linux. Вкратце о главномКорни Linux прослеживаются ещё с годов века. Точкой отсчёта можно считать появление операционной системы Unix в году в США в фирме Bell Laboratories, дочернем подразделении компании AT&T. Unix стала основной для большого количества операционных систем промышленного класса. Самые основные из них отображены на этой временной шкале:
Linux же больше всего обязан своей жизнью двум проектам — GNU и Minix.
В той среде, к которой принадлежал Столлман, было принято свободно обмениваться программами и их исходными кодами. Лицензия же на Unix от AT&T, к примеру, стоила 40 000 долларов. Позволить себе купить её могли только достаточно крупные фирмы. А без обладания лицензией, программист не имел права использовать исходные коды системы в своих разработках. Это препятствовало обмену идеями в сфере программирования и сильно тормозило процесс создания программ, поскольку вместо того, чтобы позаимствовать готовый кусок кода для решения той или иной задачи, разработчик программы был вынужден писать эту часть кода заново, что сродни изобретению колеса. Столлман решил изменить это положение вещей в программировании. В году он объявил о начале разработки проекта GNU, целью которого было создание полностью открытой операционной системы: После Дня Благодарения я начинаю писать Unix-совместимую программную систему GNU (Gnu’s Not Unix), которую буду предоставлять свободно(!) всем, кто может её использовать. Нужна помощь в виде времени, денег, программ и оборудования. GNU будет содержать ядро плюс все утилиты, необходимые для того, чтобы писать и запускать программы на Cи: редактор, оболочку, компилятор Cи, линкер, ассемблер и ещё несколько вещей. После этого будут добавлены программа форматирования текста, YACC, игра Empire, электронная таблица и сотни других вещей. Мы надеемся включить всё, что обычно поставляется с Unix-системами, и всё, что ещё может оказаться полезным, в том числе онлайновую и печатную документацию. GNU будет способна запускать программы Unix, но не будет идентична Unix. Мы будем вносить в систему улучшения, основываясь на нашем опыте работы с другими операционными системами. Аббревиатура GNU расшифровывается как «GNU — это не Unix» (GNU is Not Unix). Unix всегда была несвободным ПО, то есть она лишает своих пользователей свободы сотрудничества, а также контроля над своими компьютерами (как Windows в наши дни). Чуть позже Столлман написал свой знаменитый Манифест GNU, который стал основой для лицензии GPL (GNU General Public License). Роль этой лицензии нельзя переоценить, она изменила всю компьютерную индустрию. Основная идея GPL состоит в том, что пользователь должен обладать следующими четырьмя правами (или четырьмя свободами):
Программное обеспечение, распространяемое под этой лицензией, можно как угодно использовать, копировать, дорабатывать, модифицировать, передавать или продавать модифицированные (или даже немодифицированные) версии другим лицам при условии, что результат такой переработки тоже будет распространяться под лицензией GPL. Последнее условие — самое важное и определяющее в этой лицензии. Оно гарантирует, что результаты усилий разработчиков свободного ПО останутся открытыми и не станут частью какого-либо лицензированного обычным способом продукта. Оно также отличает свободное ПО от ПО, распространяемого бесплатно. Одно из требований этой лицензии состоит в том, что продавая ПО под лицензией GPL, вы должны предоставить исходные коды этого ПО каждому, кто захочет получить к ним доступ. Лицензия GPL «делает ПО свободным и гарантирует, что оно останется свободным». К году в рамках проекта GNU было создано большинство компонент, необходимых для функционирования свободной операционной системы. Помимо текстового редактора Emacs, Столлман создал компилятор gcc (GNU C Compiler) и отладчик gdb. Будучи выдающимся программистом, Ричард Столлман в одиночку сумел создать эффективный и надёжный компилятор, который превосходит по своим качествам продукты коммерческих поставщиков, создаваемые целыми группами программистов. Поскольку изначально при его создании ставилась задача обеспечения переносимости, сегодня существуют версии этого компилятора практически для всех операционных систем. Позже были созданы компиляторы и для других языков программирования, включая C++, Pascal и Fortran. Поэтому сейчас аббревиатура GCC расшифровывается как GNU Compiler Collection. Как пишет Ричард Столлман: «К году система GNU была практически закончена, не хватало только одного из базовых компонентов — ядра.» Ожидалось, что ядро (оно получило название Hurd) будет реализовано как набор серверных процессов, работающих на Mach — микроядре, создаваемом в Университете Карнеги-Меллона, а затем в Университете штата Юта. Начало разработки откладывалось в ожидании выпуска Mach, которое, как было обещано, будет выпущено в виде свободно распространяемого программного обеспечения. Но его появление всё откладывалось, и тут появилось ядро, разработанное финским студентом Линусом Торвальдсом, получившее название Linux. Линус создал его в попытках усовершенствовать свою домашнюю операционную систему Minix, о которой стоит упомянуть отдельно. MinixВ течение годов персональные компьютеры на основе микропроцессора Intel, оснащённые операционными системами от Microsoft, заняли господствующее положение на рынке настольных систем и захватили также существенную долю рынка серверов — традиционной сферы применения Unix-систем. Компьютеры на основе Intel и Intel-совместимых процессоров достигли вычислительной мощности, сравнимой с мощностью рабочих станций с Unix. Но большинство коммерческих Unix-систем не имели версий, способных работать на оборудовании Intel. Производители Unix обычно тесно сотрудничали с производителями конкретных процессоров или даже имели долю собственности в компаниях, производивших эти процессоры, а поэтому были заинтересованы в использовании своих собственных разработок. Примерами могут служить линейки процессоров SGI и MIPS. Конечно, как операционная система, Minix не была верхом совершенства. Она была ориентирована на микропроцессор Intel 80286, который в то время господствовал на рынке. Но у неё было одно очень важное качество — открытые исходные коды. Каждый, кто имел книгу Таненбаума «Операционные системы», мог изучить и проанализировать 12 000 строк кода, написанного на языке Си и на ассемблере. Это был тот редкий случай, когда исходные коды не были заперты под семью печатями в сейфах разработчика. Великолепный автор, Таненбаум сумел вовлечь самые выдающиеся умы компьютерной науки в обсуждение искусства создания операционных систем. Minix можно было приобрести и отдельно от книги, она могла быть реально установлена на персональный компьютер. Студенты компьютерных факультетов по всему миру корпели над книгой Таненбаума, вчитываясь в коды с целью понять, как работает та самая система, которая управляет их компьютером. И одним из таких студентов был Линус Торвальдс. Linux
августа года Линус Торвальдс направил первое сообщение о своей разработке в группу новостей comp.os.minix:
Привет всем пользователям minix! Я пишу (бесплатную) операционную систему (это просто хобби, ничего большого и профессионального вроде gnu) для AT 386(486). Я вожусь с этим с апреля, и она, похоже, скоро будет готова. Напишите мне, кому что нравится/не нравится в minix, поскольку моя ОС на неё похожа (кроме всего прочего, у неё — по практическим соображениям — то же физическое размещение файловой системы). Пока что я перенёс в неё bash (1.08) и gсс (1.40), и всё вроде работает. Значит, в ближайшие месяцы у меня получится уже что-то работающее, и мне бы хотелось знать, какие функции нужны большинству. Все заявки принимаются, но выполнение не гарантируется 🙂 PS. Она свободна от кода minix и включает мультизадачную файловую систему. Она НЕ переносима (используется переключение задач 386 и пр.) и, возможно, никогда не будет поддерживать ничего, кроме АТ-винчестеров, потому что у меня больше ничего нет 🙁 Название «Linux» новая система получила следующим образом. Самого Торвальдса несколько смущало созвучие этого названия с его именем, поэтому он пытался назвать свою разработку Freax. Это название можно обнаружить в файле kernl/Makefile версии 0.11, и в исходных кодах других программ. Но Ари Лемке, который предоставил место для выкладывания системы на FTP сайте, назвал каталог pub/OS/Linux. И это название закрепилось за новой ОС. Тот факт, что Линус выложил код своей ОС в интернет, был решающим в дальнейшей судьбе Linux. Хотя в году интернет ещё не был так широко распространён, как в наши дни, зато пользовались им в основном люди, имеющие достаточную техническую подготовку. И уже с самого начала Торвальдс получил несколько заинтересованных откликов. Примерно в феврале года Линус высказал просьбу ко всем, кто уже пользовался или тестировал Linux, прислать ему открытку. Таких открыток было получено несколько сотен со всех концов света — из Новой Зеландии, Японии, Нидерландов, США. Это говорило о том, что Linux начала приобретать некоторую известность. Вначале к разработке присоединились сотни, потом тысячи, потом сотни тысяч добровольных помощников. Система уже не была просто игрушкой для хакеров. Дополненная массой программ, разработанных в рамках проекта GNU, ОС Linux стала пригодна для практического использования. А то, что ядро системы распространялось под лицензией GNU General Public License, гарантировало, что исходные коды системы останутся свободными, то есть смогут копироваться, изучаться и модифицироваться без опасения нарваться на какое-либо преследование со стороны разработчика или какой-то коммерческой фирмы. Этот факт привлекал в ряды пользователей и сторонников Linux всё новых последователей, в первую очередь из числа студентов и программистов. К этому времени сформировалась отдельная конференция в интернете, посвящённая Linux, — comp.os.linux. Энтузиасты образовали множество групп пользователей и в начале года вышел первый номер журнала «Linux Journal». Linux привлекла внимание промышленных фирм и несколько небольших компаний начали разрабатывать и продавать собственные версии Linux. Первоначально Линус Торвальдс не хотел продавать свою разработку. И не хотел, чтобы её продавал кто-то другой. Это было чётко прописано в уведомлении об авторских правах, помещённом в файл COPYING самой первой версии — 0.01. Причём требование Линуса налагало значительно более жёсткие ограничения на распространение Linux, чем те, которые провозглашались в лицензии GNU: не разрешалось взимать никаких денег за передачу или использование Linux. Но уже в феврале года к нему стали обращаться за разрешением брать плату за распространение дискет с Linux, чтобы покрыть временные затраты и стоимость дискет. Кроме того, необходимо было считаться и с тем, что при создании Linux использовалось множество свободно распространяемых по интернету инструментов, самым важным из которых был компилятор GCC. Авторские права на него оговорены в общественной лицензии GPL, которую изобрёл Ричард Столлман. Торвальдсу пришлось пересмотреть свое заявление об авторских правах, и, начиная с версии 0.12, он тоже перешёл на использование лицензии GPL. С технической точки зрения, Linux представляет собой только ядро Unix-подобной операционной системы, отвечающее за взаимодействие с аппаратной частью компьютера и выполнение таких задач, как распределение памяти, выделение процессорного времени различным программам и так далее. Кроме ядра, операционная система включает в себя множество различных утилит, которые служат для организации взаимодействия пользователя с системой. Успех Linux как операционной системы во многом обусловлен тем, что к году в рамках проекта GNU уже было разработано множество утилит, свободно распространяемых в интернете. Проекту GNU не хватало ядра, а ядро, скорее всего, осталось бы невостребованным, если бы отсутствовали необходимые для работы утилиты. Линус Торвальдс оказался со своей разработкой в нужном месте в нужное время. И Ричард Столлман прав, когда настаивает на том, что операционную систему следует называть не Linux, а GNU/Linux. Но название Linux исторически закрепилось за этой ОС, поэтому мы тоже будем называть её просто Linux (не забывая о заслугах Столлмана и его сподвижников). P.S. Я честно пролистал на Хабре все 36 страниц поисковой выдачи по запросу «история linux» и не нашёл ничего целостного по теме, что показалось мне довольно странным, учитывая популярность системы среди хабровчан. Информация по крупицам собиралась мной со всего интернета, отделены зёрна от плевел и, надеюсь, будет вам интересна. UPD: Мне было сделано верное замечание по поводу временной шкалы. Я её переработал, заодно ещё раз проверил все даты. Думаю, что стало лучше и очевиднее. Источник | ||||||||||||||||||||||||||||||
|---|---|---|---|---|---|---|---|---|---|---|---|---|---|---|---|---|---|---|---|---|---|---|---|---|---|---|---|---|---|---|---|
История проекта GNU началась в сентябре года. Основоположник проекта GNU, Ричард Столлман (Richard M. Stallman) работал в это время в лаборатории искусственного интеллекта Массачусетского технологического института (Massachusetts Institute of Technology, MIT, Cambridge, Massachusetts). Столлмана называют одним из самых выдающихся программистов нашего времени.
Поскольку аппаратные возможности персоналок стремительно возрастали, естественно, что рано или поздно должны были появиться варианты Unix для компьютеров на основе Intel-совместимых процессоров. Один из таких вариантов Unix-подобной операционной системы, который сыграл особую роль в истории Linux, был разработан в январе года Эндрю Таненбаумом (Andrew S. Tanenbaum), профессором Университета Врие, Амстердам, Нидерланды. Таненбаум был одним из ведущих специалистов в области разработки операционных систем. Свою операционную систему Minix (Миникс) он разработал как учебное пособие, на примере которого показывал студентам внутреннее устройство реальной операционной системы.
В году, Линус Торвальдс, финский студент, чрезвычайно увлёкся идеей написать совместимое с Unix ядро операционной системы для своего персонального компьютера с процессором Intel. Прототипом для будущего ядра стала операционная система Minix: совместимая с Unix операционная система для персональных компьютеров, которая загружалась с дискет и умещалась в очень ограниченной в те времена памяти персонального компьютера.
