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 FTP-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.
Поэтому мое ядро запускало не init, а оболочку. К тому времени я реализовал около двадцати пяти системных вызовов и, как я уже писал, это была первая настоящая программа, которую я хотел запустить. Оболочку я сам не писал. Я загрузил к себе на диск клон Bourne Shell, одной из исходных оболочек Unix. Он бесплатно распространялся по Интернету, и его название представляло собой плохой каламбур. Исходную оболочку написал чувак по имени Bourne, поэтому клон назывался Bourne-Again Shell[7]. Обычно его сокращали до bash.
Стоит начать загружать с диска настоящую программу, как обнаруживается прокол в драйвере дисковода или в загрузчике, так что тот не понимает, что считывает. Поэтому он выдает комментарии по ходу своих действий. Это очень важно, потому что только так можно узнать, в чем беда.
Я дошел до той стадии, когда моя программа загружала оболочку и выдавала на печать сообщение о каждом системном вызове, который содержался в оболочке, но который я еще не реализовал. Я загружался, запускал оболочку, а она выплевывала что-нибудь типа: «Системный вызов 512 не выполнен». День и ночь я вчитывался в распечатки системных вызовов, пытаясь понять, какие я написал неправильно. Но это было намного увлекательнее, чем идти по списку системных вызовов и реализовывать их один за другим. Теперь продвижение было более наглядным.
Наконец, в конце августа или начале сентября, оболочка заработала. После этого все стало намного проще.
Это был важный момент.
Как только оболочка заработала, я почти сразу же смог откомпилировать еще несколько программ. Оболочка была сложнее, чем, к примеру, программа копирования cp или команда выдачи листинга каталогов ls. Все нужное уже было сделано для оболочки, поэтому, когда она заработала, произошел резкий скачок от практически нулевой отметки до ста, ведь все составные части уже были на месте. В какой-то момент готовых компонент оказалось столько, что настал миг типа «Да будет свет!», потому что до этого ничего по-настоящему не работало.
Я был страшно доволен. Особенно потому, наверное, что в то лето ничем, кроме программирования, не занимался. И это не преувеличение. С апреля по август в Финляндии лучше всего. Все плавают на лодках между островами, загорают на пляжах, сидят в дачных саунах. Я же редко вообще знал, день сейчас или ночь, рабочий день или выходной. Плотные черные занавески отгораживали меня от почти круглосуточного солнечного света и вообще от внешнего мира. В иные дни (или ночи?) я выпрыгивал прямо из постели на стул перед компьютером, до которого было примерно полметра. Мой отец, по-видимому, уговаривал маму заставить меня наняться на лето на работу. Но ей было все равно: я ей не мешал. Вот Сара немного сердилась, что занят телефон, когда я выходил в онлайн. (Она бы, вероятно, выразила эту мысль несколько менее дипломатично.) Без всякого преувеличения можно сказать, что у меня практически не было контактов с миром вне моего компьютера. Ну хорошо, может, раз в неделю в окно стучал приятель, и если я не просматривал в это время на экране какую-нибудь важную программу, то впускал его в дом. (Это всегда был «он» – вы помните, это было еще до того, как хакеры стали популярны среди девушек.) Мы садились на часок попить чаю и посмотреть MTV в нашей кухоньке. Теперь, когда я задумался, то начинаю припоминать, что иногда выходил выпить пива или сыграть в снукер, если в окно стучался кто-нибудь вроде Иоуко (я обычно зову его «Авутоном»). Но больше, честное слово, в моей жизни ничего в то время не происходило.
И я ни в малейшей степени не чувствовал себя жалким бледным яйцеголовым неудачником. Оболочка работала, а это значило, что я фактически построил основу работоспособной операционной системы. И я получал удовольствие.
Когда оболочка заработала, я стал тестировать встроенные в нее программы. Потом я накомпилировал достаточно новых программ, чтобы начать делать что-то настоящее. Я компилировал все в Minix, но перенес оболочку в специальный раздел, который создал для новой операционной системы. Про себя я называл ее Linux.
Честное слово, я никогда не собирался выпускать ее под именем Linux, потому что это казалось мне слишком нескромным. Какое имя я приготовил для окончательной версии? Freax. (Поняли? Freaks – фанаты – и на конце x от Unix.) На самом деле некоторые ранние файлы проекта – файлы, где описывается, как компилировать исходники – около полугода содержали название Freax. Но это не имело особого значения. В то время мне не нужно было название, потому что я не собирался ее никому показывать.
VIII
From: torvaldsSklaava.Helsinki.Fi (Linus Benedict Torvalds)
To: Newsgroups: comp.os.inix
Subject: Чего вам больше всего не хватает в minix?
Summary: небольшой опрос для моей операционной системы Message-ID: <[email protected]
Наиболее рьяные энтузиасты Minix встрепенулись. Мне прислали не так много заявок по поводу ее функций, но зато были другие сообщения.
>Расскажи поподробней! Ей нужен MMU?
Ответ: да
>Какая часть написана на Си? Какие будут трудности
>при переносе? Кто тебе поверит про машинную
>зависимость;-), я вот хочу ее перенести к себе на
>Amiga.
Ответ: она в основном написана на Си, но многие скажут, что это не настоящий Си. В ней использованы все особенности 386-го, которые я смог обнаружить, потому что хотел попутно разобраться в его работе. Некоторые из моих файлов на Си сильно смахивают на ассемблер.
Как я уже писал, она использует MMU как для страничной подкачки (пока не на диск), так и для сегментации. Именно из-за сегментации она ПО-НАСТОЯЩЕМУ зависит от 386-го (у каждой задачи есть 64-мегабайтный сегмент для кода и данных – максимум 64 задачи на 4 Гб. Если нужно больше 64 Мб на задачу – будут проблемы).
Несколько человек даже предложили стать бета-тестерами.
В итоге разместить ее в Интернете было просто естественно. Я привык обмениваться программами именно так. Поэтому вопрос был только один – на каком этапе я решусь показать ее людям? Или точнее: когда она будет достаточно готова, чтобы мне нечего было стыдиться?
Вообще-то мне хотелось иметь компилятор и настоящую среду, чтобы можно было писать программы прямо в Linux, без помощи Minix. Но я был так горд, когда у меня заработала оболочка gnu, что был готов всем это показать. И еще мне хотелось получить отклики.
К тому моменту, как заработала оболочка, у меня было несколько элементарных бинарников, которые я скомпилировал для операционки. Делать с ними пока было особенно нечего, но уже было видно, что система похожа на Unix. На самом деле она работала, как увечная Unix.
И вот я решился ее выложить. Я не делал публичных объявлений, а просто написал пятерым-десятерым хакерам на личные адреса, что она лежит на FTP-сайте. В числе прочих я написал знаменитому среди фанатов Minix Брюсу Эвансу и Ари Лемке. Я выложил исходники самой Linux и еще несколько бинарников, чтобы можно было хоть что-то делать. Я сказал, что нужно, чтобы запустить все это хозяйство. На машине должна была стоять Minix (версия 386) и нужен был компилятор GCC. Причем на самом деле нужна была моя версия GCC, поэтому ее я тоже выложил.
Существуют правила нумерации версий. Это вопрос психологический. Когда вы считаете, что программа по-настоящему готова – это версия 1.0. А до этого вы нумеруете версии так, чтобы было видно, сколько еще предстоит потрудиться до выпуска 1.0. Из этих соображений я положил на FTP-сайт версию 0.01. Чтобы все знали, что она мало на что пока годится.
Эту дату я хорошо помню: 17 сентября 1991 года.
Не думаю, чтобы ту версию проверяло больше одного-двух человек. Для этого нужно было возиться с установкой специального компилятора, выделить пустой раздел, чтобы использовать его для загрузки, откомпилировать мое ядро и запустить оболочку. А кроме запуска оболочки, делать было особенно нечего. Можно было распечатать исходники – всего 10 000 строк, т. е. меньше ста страниц, если печатать мелким шрифтом. (Сейчас там уже порядка 10 миллионов строк.)
Я стал распространять свою операционку прежде всего, чтобы доказать, что все это не пустая болтовня – я действительно что-то сделал. В Интернете много болтают. О чем бы ни шла речь – об операционке или о сексе – многие в киберпространстве просто вешают лапшу на уши. Поэтому важно после того как ты растрезвонил, что пишешь операционку, иметь возможность сказать: «Вот – я ее и правда сделал. Я не трепло – можете сами посмотреть».
Ари Лемке, который организовал для нее FTP-сайт, невзлюбил название Freax. Ему больше нравилось другое рабочее название, которое я использовал – Linux. Поэтому он назвал мой каталог pub/OS/Linux. Признаюсь – я не особенно сопротивлялся. Но инициатива была его. Поэтому я могу честно – или почти честно – сказать, что не был нескромным. Я тогда подумал, а что – хорошее название, и всегда можно будет на кого-нибудь свалить. Что я и делаю.
Как я уже говорил, моя операционка была не очень полезной. Она легко рушилась, если переполнить память или еще что-то не так сделать. Даже если вы ничего плохого не делали, система рушилась после более-менее продолжительного периода работы. Она тогда и не предназначалась для работы. На нее можно было только любоваться. И восхищаться ею.
То есть просто экспонат для группы людей, которые интересуются разработкой операционных систем. Для горстки технарей с узкой специализацией.
Реакция была неизменно положительная, но при этом так же неизменно звучало: «А вот хорошо бы она еще это делала» или «Смотрится классно, но на моем компьютере не работает».
Помню одно сообщение, где говорилось, что автору очень понравилась моя операционка, он не меньше абзаца описывал, какая она классная. Потом объяснял, что она только что уничтожила его жесткий диск и что мой драйвер дисковода с придурью. Даже потеряв все свои файлы, он все равно был настроен очень положительно. Такие сообщения было читать очень приятно. Это был отчет об ошибках в программе, которая все у него вверх дном перевернула.
Именно таких сообщений я и ждал. Я исправил кое-какие глюки (например, система перестала зависать, когда кончалась память). И еще я сделал большой шаг вперед – перенес в нее компилятор GCC, так что можно было компилировать небольшие программы. Теперь пользователям не нужно было перед запуском операционки загружать мой компилятор GCC.