Линус Торвальдс, "JUST FOR FUN". Часть 3 - "Рождение операционной системы".

В этой книге Эндрю Таненбаум, университетский профессор из Амстердама, описывает Minix - учебную программу, которую он написал для обучения Unix. Как только я прочел предисловие, познакомился с концепцией Unix и узнал, на что способна эта мощная, строгая и красивая операционная система, я захотел купить такой компьютер, на котором сможет работать Unix. Когда я начал понимать Unix, я страшно загорелся. Честно говоря - горю до сих пор.

Рождение
ОПЕРАЦИОННОЙ
СИСТЕМЫ

I.

Предупреждение: вплоть до страницы 142 текст насыщен компьютерным жаргоном.

Некоторые люди запоминают события по машинам, которые тогда водили, должностям, на которых работали, местам, в которых жили, или по девушкам, с которыми встречались. У меня все связано с компьютерами.

Пока я рос, у меня сменилось три компьютера. Вначале - тот самый Commodore VIC-20 - дедушкино наследство. Это один из первых домашних компьютеров, предшественник сегодняшних PC. После VIC-20 шел Commodore 64, а потом - Amiga, у которой было особенно много поклонников в Европе. Все эти компьютеры никогда не были по-настоящему популярны, как PC или даже Apple II, который уже был широко распространен, когда я играл с VIC.

В те времена, до появления PC, домашние пользователи программировали в основном на ассемблере. (Просто не верится, что я дожил до рассказов про "те времена"!) У компьютеров были собственные операционные системы, типа DOS, стоявшей на PC. В зависимости от компьютера эти операционки были либо совсем элементарными, либо чуть более продвинутыми. У них, как и у DOS, имелся загрузчик программ и базовый язык. Никаких стандартов тогда еще не существовало, и за рынок боролось несколько компаний. Commodore входила в число известных.

Когда я выжал из VIC-20 все, что смог, я стал копить на модель следующего поколения. И это играло в моей жизни важнейшую роль. Как я уже говорил, я не помню, где кто из моих родственников жил в тот или иной момент, и множество других вещей, но путь к моему второму компьютеру мне не забыть.

Сначала я отложил деньги, полученные в подарок на Рождество и на день рождения (поскольку я родился 28 декабря, эти два праздника для меня сливались). Летом я заработал еще немного на уборке хельсинкских парков. Многие парки Хельсинки - это просто зоны отдыха или слегка окультуренные леса, а не те аккуратно подстриженные посадки, которые обычно ассоциируются с городскими парками. Нам поручалось спиливать чересчур разросшиеся кусты и подбирать засохшие ветки - было даже интересно. Мне всегда нравилось на природе. А одно время я работал почтальоном - разносил рекламные проспекты. Вообще-то я не особенно увлекался летними работами, но в тот период я ими занялся. Хотя, наверное, основную сумму я накопил за счет школьных стипендий.

В Финляндии довольно распространены пожертвования школам, даже государственным начальным. Поэтому, начиная с четвертого класса, деньги распределяются среди школьников в соответствии с замыслом учредителя фонда. Помню, в моей школе одно из пожертвований предназначалось самому популярному ученику класса. Это было в шестом классе, и мы решали, кому дать деньги, простым голосованием. Могу добавить, что мне они не достались. Сокровище равнялось двумстам финским маркам, или по тем временам примерно сорока долларам, но шестиклассникам цена популярности представлялась весьма высокой.

Очень часто деньги давали самому лучшему ученику по определенному предмету или виду спорта. Много наград выделяла сама школа или государство. Иногда призы с течением времени обесценивались. Помню, один равнялся примерно центу. В такой ситуации школа входила в долю, чтобы сделать награду более весомой, но она все равно оставалась небольшой. Тут уже соль была просто в сохранении традиции ежегодного присуждения награды. В Финляндии к научным традициям относятся серьезно, и это хорошо.

Я ежегодно получал стипендии как лучший математик.

К старшим классам суммы увеличивались. Самые крупные доходили до 500 долларов. Это и был основной источник денег при покупке моего второго компьютера. Моих карманных денег на него не хватило бы. Еще немного я занял у папы.

Шел 1986 или 1987 год. Мне было лет шестнадцать-семнадцать. С баскетболом было покончено. Я потратил кучу времени, исследуя рынок и выбирая, какой компьютер купить. PC тогда особого интереса не представляли, поэтому когда я мечтал о новой машине, я знал только, что это будет не PC.

В итоге я выбрал Sinclair QL, о котором многие из вас по молодости лет, возможно, и не слышали. Поэтому я кратко напомню его историю. Sinclair был одной из первых 32-разрядных машин на рынке домашних пользователей. Сэр Клайв Синклер, основатель компании, - это своего рода британский Стив Возняк (Стив Возняк (Steve Wosniak) - один из создателей Макинтоша. - Прим. пер). Он выпустил компьютерные комплекты, которые в Америке продавались под названием Timex. Компания-производитель часов Timex импортировала компьютерное оборудование Sinclair и продавала его в Америке под тем же именем, что и часы. До того как Синклер стал продавать готовые компьютеры, он поставлял эти комплекты.

На Sinclair стояла операционная система Q-DOS. Тогда я ее знал как свои пять пальцев. Она была написана под этот конкретный компьютер. По тем временам у нее был довольно продвинутый Бейсик и очень неплохая графика. Больше всего мне нравилась ее многозадачность: можно было запускать одновременно несколько программ. Правда, это не распространялось на Бейсик - запустить больше одной программы на Бейсике было нельзя. Но для программ на ассемблере можно было устроить так, чтобы операционная система составляла график и разбивала время на периоды - в итоге несколько программ работали одновременно.

В этом компьютере был установлен чип 68008 с частотой 8 мегагерц - вторая и более дешевая версия чипа 68000 компании Motorola. Первое поколение чипов 68000 работало внутри с 32 разрядами, но со всем, что было вне ЦП (центрального процессора) - например, с памятью или модулями расширения, общалось через 16-битный интерфейс. Поскольку за один раз из памяти загружалось все равно только 16 бит, 16-битные операции часто оказывались быстрее 32-битных. Эта архитектура имела бешеную популярность; она и сейчас используется во множестве встроенных устройств и в автомобилях. Это другие чипы, но архитектура у них та же. Чип 68008, который стоял в моем компьютере, для общения с внешним миром (вне ЦП) использовал 8-битный, а не 16-битный интерфейс. Но обмениваясь с внешним миром восьмибитными фрагментами, внутренне он оставался 32-разрядным. Поэтому программировать его было намного приятнее.

У него было 128 килобайт (не мегабайт) памяти, что по тем временам было очень много для домашнего компьютера. У VIC-20, на смену которому он пришел, было всего три с половиной килобайта. А поскольку он был 32-разрядным, то не возникало никаких проблем с доступом к памяти, что тогда было совершенно неслыханно. Именно поэтому я и хотел купить этот компьютер. У него была интересная технология, и мне нравился ЦП.

Вначале я хотел купить его со скидкой в магазине у знакомых моего приятеля. Но тогда пришлось бы очень долго ждать его доставки, поэтому я просто двинул в "Академиска Букханделн" - самый большой книжный в Хельсинки, где был и компьютерный отдел. Там я и купил свой компьютер - получил прямо в руки.

Он стоил около двух тысяч долларов. Раньше было такое правило, что все компьютеры начального уровня стоили две тысячи. Все изменилось только за последнюю пару лет. Теперь можно купить новый ПК за 500 долларов. Это как с автомобилями. Никто не выпускает автомобили дешевле десяти тысяч долларов. Начиная с некоторой суммы, снижать цену не имеет смысла. Конечно, можно сделать машину, которая будет продаваться за семь тысяч, но автомобилестроители считают, что тот, у кого есть семь тысяч на машину, с большим удовольствием заплатит десять за более навороченную модель: с кондиционером и прочим в комплекте. Модели начального уровня в этом году стоят примерно столько же, сколько стоили пятнадцать лет назад. А если учесть инфляцию - может, чуть меньше. Зато они намного лучше.

И с компьютерами было так же. Пока их не начали покупать все подряд, существовал пороговый уровень в две тысячи. Если бы самый дешевый компьютер стоил существенно больше, то компании не удалось бы продать много экземпляров. Но, поскольку их производство обходилось довольно дорого, то и продавать их намного дешевле особого смысла не имело. Люди всегда были готовы заплатить лишние двести долларов за улучшенную модель.

За последнюю пару лет компьютерное производство намного подешевело. И даже машины начального уровня стали крутыми. Желающих заплатить лишние двести долларов за немного улучшенную версию теперь гораздо меньше. А не имея возможности привлекать покупателей дополнительными возможностями, компании вынуждены снижать цены.

Скажу честно: в 1987 году QL привлек меня, в частности, тем, что очень круто выглядел.

Угловатый, матово-черный, с черной клавиатурой. Не закругленная хорошенькая машинка, а что-то суперэкстремальное. Клавиатура была толщиной примерно в два с половиной сантиметра, потому что составляла единое целое с компьютером. Это была стандартная для домашних компьютеров конструкция. В правой части клавиатуры, где обычно бывает цифровая панель, размещались два разъема для революционной новинки - микропривода Sinclair. Это устройство - больше нигде не применявшееся - использовало замкнутую петлю из пленки. По организации и функциям оно было подобно дисководу. Поскольку там была одна длинная петля, ее можно было крутить до тех пор, пока не найдешь то, что нужно. Однако устройство себя не оправдало, потому что сильно уступало флоппи-дисководам в надежности.

Итак, я потратил на Sinclair QL почти две тысячи долларов. И писал для него одну программу за другой. Я все время искал всякие интересные задачи. У меня был компилятор и интерпретатор языка Форт, с которыми я и возился. Форт - это очень странный язык; сейчас им уже никто не пользуется. Эта игрушка, рассчитанная на определенную рыночную нишу, в 80-е годы довольно широко использовалась для разных целей, но по-настоящему популярной так и не стала, потому что оказалась слишком сложной для непрофессионалов. Особой пользы от Форта не было.

Программный инструментарий я писал себе сам. Одной из моих первых покупок для Sinclair был модуль расширения с картой EEPROM (электрически стираемым программируемым постоянным запоминающим устройством). Туда можно было записывать информацию самостоятельно, пользуясь специальными модулями, и эта информация сохранялась при выключенном питании. Так я мог держать свои инструменты всегда под рукой, не тратя на их хранение драгоценное ОЗУ (оперативное запоминающее устройство), а ОЗУ целиком использовать под программы.

Операционками я заинтересовался так: купил флоппи-контроллер, чтобы не пользоваться микроприводами, но к нему прилагался такой поганый драйвер, что пришлось написать новый. Пока писал - обнаружил проколы в самой операционной системе или по крайней мере несоответствие между тем, что обещала документация, и тем, что реально происходило. Я с этим столкнулся, когда моя программа отказалась работать.

Поскольку мои-то программы - ясное дело - всегда идеальны, я понял, что тут дело в другом. Пришлось пойти дальше и дизассемблировать операционную систему.

Можно накупить книг с частичными листингами операционной системы. Большое подспорье. Еще нужен дизассемблер - программа перевода машинного кода на язык ассемблера. Это важно, потому что по машинному коду очень трудно отслеживать работу алгоритма. Вдруг натыкаешься на переход к числовому адресу - читать невозможно. Хороший дизассемблер заменяет номера именами и при этом позволяет выбирать эти имена. А еще он помогает найти определенную цепочку команд. У меня был собственный дизассемблер, который давал довольно симпатичные листинги. Когда что-то не работало, я мог потребовать листинг, начиная с определенного места, и увидеть все, что собиралась делать операционная система. Иногда я использовал дизассемблер не потому, что что-то сбоило, а просто чтобы узнать, как оно должно работать.

Меня бесило, что операционная система QL предназначалась только для чтения. Там ничего нельзя было изменить. Нет, там были выходы, где можно было передать управление какими-то функциями собственным программам, но только в определенных местах. Гораздо лучше, если в операционной системе можно заменять все. Дурацкая идея - записывать операционку в ПЗУ (постоянное запоминающее устройство).

Хоть я и сказал, что в Финляндии полно фанатов новых технологий, Sinclair QL не завоевал в этой седьмой по размерам стране Европы сколько-нибудь значительных позиций. И поскольку рынок был так мал, всякую обновку для этой революционной суперсовременной машины приходилось заказывать в Англии и получать по почте. Для этого надо было сначала прочесать каталоги в поисках продавца нужной штуки. Потом - добыть удостоверенный чек и неделями ждать доставки (это было до эры Amazon.com и кредитных карточек). Через все это мне пришлось пройти, когда я надумал увеличить ОЗУ со 128 до 640 килобайт. И мытарства повторились снова, когда я покупал новый ассемблер для перевода ассемблерных программ в машинный код (нули и единицы) и редактор связей, который по существу является текстовым процессором для программирования.

Новый ассемблер и редактор работали прекрасно, но они были на микроприводах и их нельзя было перенести на EEPROM. Поэтому я написал собственный редактор и ассемблер и дальше использовал только их. Обе программы были написаны на ассемблере, что кажется невероятно глупо по нынешним меркам. Это очень сложный и нудный процесс: решение задачи на ассемблере занимает раз в сто больше времени, чем, например, на Си (который тогда уже был).

Я добавил несколько команд к интерпретатору, который прилагался к машине. В результате, если я хотел что-то отредактировать, я автоматически запускал свой редактор - он всегда был под рукой. Мой редактор был быстрее входившего в комплект машины. Особенно я гордился скоростью вывода символов на экран. Обычно для машин такого класса экран заполняется символами так медленно, что видно, как прокручивается текст. А мой редактор выстреливал текст с такой скоростью, что при быстрой прокрутке экрана все сливалось. Для меня это было важно. Машина стала гораздо проворнее, и я знал, что вложил в это много труда.

В то время мало кто из моих знакомых так же увлекался компьютерами, как я. В школе был компьютерный клуб, но я там редко бывал. Туда ходили желающие познакомиться с компьютерами. Во всей моей гимназии было человек 250, не больше, и вряд ли кто-нибудь еще пользовался компьютером с десяти лет.

Мне очень нравилось программировать игры для Sinclair QL. Я переписывал для него свои любимые игры с VIC-20, иногда что-то добавляя. Но они редко становились лучше: машина была круче, идея же игры оставалась неизменной.

А вот свою, пожалуй, самую любимую игру - "Астероиды" - я так и не смог как следует скопировать. А все потому, что в то время во всех аркадных играх вроде "Астероидов" использовалась настоящая векторная графика. При этом вместо отдельных точек - пикселов - в основу графики клали принцип кинескопа, когда позади него помещают пушку, стреляющую электронами, которые отклоняются магнитами. При этом разрешение графики значительно повышается, но повторить ее очень трудно. Запрограммировать игру можно, но если делать это на компьютере, у которого нет специальных графических возможностей, то смотрится она убого.

Помню, как я программировал "Пакмана" на ассемблере. Прежде всего пришлось вспомнить, как: именно выглядят персонажи. Потом постараться нарисовать их в цвете на листке с сеткой 16 на 16. Если есть талант художника, то может выйти неплохо. Но у такого маляра, как я, получились лишь жалкие карикатуры на персонажей "Пакмана".

Так что мой клон был не фонтан. Но я им все равно гордился. Играть в него было можно, и я послал клон в один из журналов, печатавших компьютерные программы. Я уже продал некоторые свои программы другим журналам и думал, что и эта пойдет.

Но ошибся.

Прежде всего программа была написана на ассемблере. А это значит, что, если при набивке напечатанного в журнале текста сделать хоть малюсенькую ошибку, она не заработает.

Писал я и собственные игры. Но тут нужен особый склад ума. Для игр настолько важна производительность, что приходится залезать очень глубоко в аппаратное нутро компьютера. Это я мог, но мозги у меня не игрового плана. Сама по себе большая скорость или крутая графика еще не делают игру классной. Тут важнее всего какая-то зацепка - то, что заставляет в нее играть. Это как с кино. Спецэффекты - это вещь, но нужен еще и сюжет. А у моих игр сюжет всегда хромал. В игре важно развитие событий, идея. Часто развитие заключается в простом ускорении действия. Как, например, в "Пакмане". Иногда сменяется лабиринт или чудовища начинают все искуснее тебя ловить.

При программировании "Пакмана" меня увлекла такая задача: как сделать, чтобы картинка не мерцала. В старых компьютерных играх это был типичный дефект, потому что без специального оборудования персонажи непременно мерцают. Для того чтобы переместить героя, нужно убрать его старое изображение и нарисовать новое. При плохой синхронизации момент, когда изображения нет, становится заметен и картинка мигает. От этого можно избавляться разными путями. Например, вначале нарисовать нового персонажа, а потом убрать старого. Тут нужна осторожность: важно не стереть ту часть старой картинки, которая перекрывается новой. При этом вместо неприятного мерцания иногда возникает эффект тени персонажа на экране. Это гораздо лучше для восприятия: вместо мерцания появляется легкая размытость, которая создает иллюзию движения. Однако такое решение требует множества ресурсов, и пишутся такие программы медленно.

Не случайно в играх всегда используются новейшие технологии и именно игры обычно привлекают начинающих программистов. Одна из причин в том, что среди самых головастых программистов немало пятнадцатилетних подростков, одиноко сражающихся с чудовищами. (Так я думал шестнадцать лет назад и по-прежнему подозреваю, что это так.) Но есть и другая причина: игры тянут за собой аппаратную часть.

У нынешних компьютеров скорости для всего хватает. Единственное, что напрягает оборудование до предела - это игры в реальном времени, например, популярные сегодня трехмерные приключения. По существу только в играх явно видно, когда что-то не происходит в реальном времени. При работе с текстом секунда там, секунда здесь - особого значения не имеют. Но в игре заметна даже задержка на одну десятую секунды. Раньше игры были довольно примитивными. Сегодня же само программирование составляет лишь незначительную часть игры. Есть музыка, есть сюжет. Если провести аналогию с кино, то программист сродни оператору.

На Sinclair QL я работал три года. За это время я кончил гимназию, поступил в Университет Хельсинки, прошел армию. Это был прекрасный компьютер, но наши пути начали расходиться. Примерно в последний год я начал замечать его ограниченность. Процессор 68008 был неплох, но я прочел о процессорах следующего поколения - 68020 - и узнал о таких достоинствах, как управление памятью и страничная подкачка. Новые компьютеры могли делать очень важные для программирования на низком уровне вещи.

В Sinclair QL меня особенно бесило, что, хотя операционная система поддерживала мультизадачность, все могло в любой момент рухнуть, потому что не было защиты памяти. Если какая-то задача замышляла недоброе, она могла угробить все сразу.

После выпуска Sinclair QL Клайв Синклер перестал заниматься разработкой и изготовлением компьютеров. Одна из причин: модель не имела коммерческого успеха. Это было интересное технологическое решение, но у компании возникли производственные проблемы, сбои в обеспечении качества, появились неизбежные нелестные отзывы в прессе. А кроме того, росла конкуренция на рынке.

В конце 80-х уже начало складываться представление, что со временем компьютер будет у каждого, хотя бы для работы с текстовым процессором. Причем на первый план стали выходить PC. Да, выпускавшиеся IBM компьютеры стали наводнять прилавки и приносить пользу, даже несмотря на свое техническое несовершенство. В конце концов эти вездесущие бежевые создания несли на себе печать качества IBM, а это многое значило. И еще один плюс: периферийные устройства были стандартными и продавались повсюду.

Я читал обо всех этих новых ЦП, которые могли делать то, что мне нужно. Становилось ясно, что казавшийся интересным 68020 - это путь в никуда. Я мог бы купить для QL новый процессор. Но в те времена это означало коренную переделку машины. Да и операционка не ведала об управлении памятью, так что пришлось бы писать собственную версию. Поэтому вопрос стоял так: это был бы большой шаг вперед, но новый компьютер стоит дорого.

А покупка дополнений к моему компьютеру доставляла все больше головной боли. Нельзя было просто взять каталог для Sinclair QL, поднять трубку и заказать модуль памяти. Вся эта возня с получением посылки из Англии пахла нафталином. (Отсутствие готового ПО меня не волновало - его я и сам мог написать.)

Однако не было бы счастья, да несчастье помогло. Когда я задумал избавиться от машины, то решил продать периферию: дополнительное ОЗУ и настоящий жесткий диск, который купил, потому что не мог больше ни секунды терпеть микропривод. Но за этим оборудованием не охотились толпы жаждущих, поэтому пришлось дать объявление в компьютерный журнал, ждать и молиться. Вот так я и познакомился с моим другом Йоуко Виерумаки. Похоже, он был единственным в Финляндии владельцем Sinclair QL, кроме меня. Он откликнулся на мое объявление, приехал из Лахти на поезде и купил часть периферии. А потом научил меня играть в снукер.

II.

На первом году моей учебы в университете Sinclair QL стоял у меня на столе возле окна (мы жили тогда на первом этаже, на Петерсгатан), но программированием я особо не занимался. Отчасти потому, что был полностью поглощен учебой. А еще я просто не смог найти задачу, которую можно было бы делать на компьютере. Когда нет интересной задачи, и желание программировать пропадает. Всегда нужен какой-то стимул.

Казалось, пришла пора пойти в армию (раз от этого все равно не уйти): мне - девятнадцать, недостатки компьютера раздражают, да и стоящих идей нет. Я сел на поезд и отправился в Лапландию.

Как я уже говорил, я совершенно не представлял себе, какие требования - в частности, к физической подготовке - предъявляет армия. Поэтому после одиннадцати месяцев физических упражнений с оружием я почувствовал себя в полном праве провести остаток жизни в блаженном бездействии. Я готов выполнять только два упражнения: нажимать на клавиши и обхватывать стакан пльзенского. (И на самом деле я не занимался спортом почти десять лет после демобилизации, пока Дэвид не вынудил меня поплясать на доске в убийственных волнах залива Хаф-Мун. Я тогда чуть не утонул, и ноги потом неделю болели.)

Служба в армии кончилась седьмого мая 1990 года. При том что (Туве подтвердит!) я никак не могу запомнить дату нашей свадьбы, день демобилизации я запомнил на всю жизнь.

Первым делом я решил завести кота.

У моего друга как раз за несколько недель до этого окотилась кошка, и я купил у него последнего оставшегося котенка - прекрасного белоснежного котика. Поскольку первые недели своей жизни он провел на воле, то был готов к жизни как внутри, так и вне квартиры моей матери. Я назвал его Ранди, сокращенно от Митрандир (белый маг из "Властелина колец"). Сейчас ему одиннадцать лет, и он вместе со своим владельцем совершенно освоился с жизнью в Калифорнии.

Не думаю, чтоб в то лето я делал что-то толковое. Занятий в университете не было до осени. Мой компьютер себя исчерпал. Поэтому я просто слонялся по дому в замызганном халате, возился с Ранди, а иногда встречался с друзьями, чтобы повеселить их своими попытками играть в кегли или в снукер. Ну и мечтал о будущем компьютере, конечно.

Передо мной стояла типичная для хакера проблема. Как всякий правоверный компьютерщик, взращенный на чипе 68008, я презирал PC. Но когда в 1986 году выпустили 386-й процессор, PC начали казаться привлекательными. Они могли делать все, что мог 68020, а к 1990 году массовое производство и появление недорогих клонов значительно снизило их цену. О стоимости я очень даже беспокоился, потому что денег у меня вообще не было. Поэтому, похоже, нужно было покупать именно PC. Поскольку PC процветали, их было несложно обновлять и дополнять: в продаже было все, что угодно. УЖ оборудование-то я всегда хотел иметь стандартное.

В итоге я решился на переход в другой лагерь. К тому же мне было интересно сменить ЦП. Тогда я и начал продавать части своего Sinclair QL.

У каждого есть книга, которая перевернула его жизнь. Священная Библия. "Капитал". "Вторники с Мори". "Все, что мне нужно, я узнал в детском саду". У каждого своя. (Искренне надеюсь, что - благодаря моей теории о смысле жизни - вашу жизнь перевернет эта книга.) Меня лично вдохновила на подвиги "Проектирование и реализация операционных систем" Эндрю С. Таненбаума.

Я уже выбрал себе курсы на осень и с нетерпением ждал лекций по языку Си и системе Unix. В предвкушении этих лекций я летом купил вышеупомянутый учебник, чтобы начать готовиться заранее. В этой книге Эндрю Таненбаум, университетский профессор из Амстердама, описывает Minix - учебную программу, которую он написал для обучения Unix. Minix представляет из себя миниатюрную Unix-систему. Как только я прочел предисловие, познакомился с концепцией Unix и узнал, на что способна эта мощная, строгая и красивая операционная система, я захотел купить такой компьютер, на котором сможет работать Unix. Я решил, что поставлю себе Minix - единственную по-настоящему полезную из известных мне версий.

Когда я начал понимать Unix, я страшно загорелся. Честно говоря - горю до сих пор. (Надеюсь, что и вы испытываете то же самое по отношению к чему-нибудь.)

III.

Осенью 1990 года начался первый учебный год, когда в Университете Хельсинки заработала Unix. Эта мощная операционная система родилась в исследовательском центре Bell Labs компании AT&T в конце 60-х годов, но выросла в других местах. Когда я был на первом курсе, у нас стоял VAX с операционной системой VMS. Она была ужасна, про нее никто не сказал бы: "Вот бы и мне домой такую". Она вызывала иную реакцию: "Как вы умудрились сделать такое!" Ею было трудно пользоваться. В ней было мало инструментария. С ее помощью было сложно выходить в Интернет, который работал под Unix. Даже узнать, насколько велик файл, - и то было непросто. Надо признать, что для некоторых приложений - например, для баз данных - VMS была очень хорошо приспособлена. Но она была не из тех операционок, которые вызывают восторг.

В университете наконец поняли, что с ней пора кончать. В научном мире многие тогда увлеклись Unix, поэтому университет приобрел MicroVAX, на котором работала Ultrix - вариант Unix, созданный корпорацией Digital Equipment. Они захотели примериться к Unix.

Мне не терпелось поработать с Unix, чтобы поэкспериментировать с тем, что я узнал из книги Таненбаума. Сколько всего я мог бы сделать, если бы у меня была 386-я машина! Однако взять 18 тысяч финских марок на ее покупку мне было негде. Я знал, что с началом учебного семестра я смогу использовать свой Sinclair QL для выхода на новый университетский Unix-компьютер до тех пор, пока не куплю себе PC - машину, на которой можно будет установить Unix.

Поэтому тем летом я делал две вещи: бездельничал и читал "Проектирование и реализацию операционных систем". Эти 719 страниц в мягком красном переплете, можно сказать, поселились у меня в постели.

Университет Хельсинки размахнулся на 16-пользовательскую лицензию для MicroVAX. Это значило, что прием на курс "Си и Unix" ограничивался 32 студентами - видимо, предполагалось, что 16 человек будут использовать ее днем и 16 - вечером. Преподавателю, как и всем нам, Unix была в новинку. Он сразу же об этом сказал, так что проблем не было. Но он обычно знал материал своего курса на одну главу вперед, а студенты иногда уходили вперед главы на три. Это стало своего рода игрой: студенты пытались подловить преподавателя, задавая ему вопросы по будущему материалу, чтобы выяснить, читал он его или нет.

Все мы были младенцами в дебрях Unix; курс создавался по ходу нашего обучения. Однако из него было ясно, что за Unix стоит своя особая философия. Это становилось понятно после первого же часа занятий. В остальное время объяснялись подробности.

Unix характерна тем, что она утверждает некоторые базовые ценности. Это цельная и красивая операционная система. Она избегает особых случаев. В Unix есть понятие процесса: процесс - это все, что что-нибудь делает. Простой пример. В Unix команда оболочки, которую вводят, чтобы войти в систему, не встроена в операционку, как в DOS. Это просто задание. Ничем не отличающееся от остальных. Просто это задание читает с клавиатуры и пишет на монитор. В Unix все, что что-то делает, - процесс. А еще там есть файлы.

Простота структуры Unix всегда поражала меня, как и большинство людей (ну по крайней мере - нас, хакеров). Почти все, что делается в Unix, выполняется с помощью шести базовых операций (называемых "системными вызовами", потому что они представляют из себя вызовы системы для выполнения тех или иных действий), А уж из этих шести базовых вызовов можно построить почти все на свете.

Одной из фундаментальных операций Unix является "операция порождения (fork)". Выполняя "fork", процесс создает свою точную копию. Таким образом вы получаете две идентичные копии. Порожденная копия чаще всего выполняет другой процесс - заменяет себя новой программой. Это вторая базовая операция. Оставшиеся четыре вызова - open (открыть), close (закрыть), read (читать) и write (писать) - предназначены для доступа к файлам. Эти шесть системных вызовов представляют собой простые операции, из которых и состоит Unix.

Конечно, есть еще куча других системных вызовов, которые осуществляют детализацию. Но если вы поняли шесть базовых - вы поняли Unix. Потому что одна из прелестей Unix в том, что для создания сложных вещей не нужны сложные интерфейсы. Любого уровня сложности можно достичь за счет сочетания простых вещей. Для решения сложной проблемы нужно лишь создать связи ("каналы" в терминологии Unix) между простыми процессами.

Уродство, когда для любого действия у системы есть специальный интерфейс. В Unix - все наоборот. Она предоставляет строительные блоки, из которых можно создать что угодно. Вот что такое стройная архитектура.

То же самое с языками. В английском 26 букв, и с их помощью можно написать все. А в китайском для каждой мыслимой вещи - своя буква. В китайском вы сразу же получаете в свое распоряжение сложные вещи, которые можно комбинировать ограниченным образом. Это больше напоминает подход VMS: есть множество сложных вещей с интересным смыслом, которые можно использовать только одним способом. И в Windows то же самое.

В Unix, напротив, основная идея: "Чем меньше, тем красивее". Здесь есть небольшой набор простых базовых строительных блоков, из которых можно строить бесконечно сложные конструкции.

Именно так, кстати, обстоит дело и в физике. Эксперименты позволяют открыть фундаментальные законы, которые, как предполагается, крайне просты. Сложность мира возникает за счет множества удивительных взаимосвязей, которые можно вывести из этих простых законов, а не из внутренней сложности самих законов.

Простота Unix не возникла сама по себе. Unix со своей концепцией простых строительных блоков была кропотливо разработана Деннисом Ричи и Кеном Томпсоном в Bell Labs компании AT&T. Простоту вовсе не следует отождествлять с легкостью. Простота требует проектирования и хорошего вкуса.

Если вернуться к примеру с языками, то пиктографическое письмо - например, египетские или китайские иероглифы - обычно древнее и кажется "примитивнее", а подход, использующий строительные блоки, требует гораздо более абстрактного мышления. Точно так же и простоту Unix не следует путать с отсутствием изощренности - совсем наоборот.

Из этого вовсе не следует, что создание Unix было вызвано какими-то сложными причинами. Как часто бывает в компьютерной области, все началось с игр. Нужно было, чтобы кто-то захотел играть в компьютерные игры на PDP-11. Именно из этого выросла Unix - из персонального проекта Денниса и Кена, пожелавших играть в "Звездные войны". А поскольку этот проект никто не воспринимал всерьез, AT&T не занималась коммерческим применением Unix. AT&T была регулируемой монополией и все равно не могла, например, продавать компьютеры. Поэтому создатели Unix стали бесплатно предоставлять ее вместе с лицензиями на исходные тексты всем желающим, в особенности университетам. Они относились к этому просто.

В результате Unix получила широкое распространение в университетских кругах. К моменту произошедшего в 1984 году разделения (В 1984 году телефонная составляющая AT&T - Bell System - по решению суда была разбита на 7 региональных компаний Bell. - Прим. пер), когда AT&T получила наконец право заняться компьютерным бизнесом, университетские специалисты (в частности, сотрудники Калифорнийского университета в Беркли) уже в течение нескольких лет работали над усовершенствованием Unix под руководством таких корифеев, как Билл Джой и Маршал Кирк Маккусик. При этом многие не утруждались документированием своей деятельности.

Однако к началу 90-х Unix стала операционной системой номер один для всех суперкомпьютеров и серверов. Бизнес приобрел огромные масштабы. При этом, к несчастью, существовало великое множество конкурирующих версий этой системы. В основе одних лежала базовая разработка AT&T (так называемые варианты "System V"), которая была относительно контролируемой. Другие создавались на основе кода BSD (Berkeley Software Distribution), созданного в Калифорнийском университете в Беркли. А некоторые представляли из себя смесь обеих систем.

Одна из разработок на базе BSD заслуживает особого упоминания. Это проект 386BSD, выполненный Биллом Джолицем на основе кода BSD и распространявшийся через Интернет. Позднее он разделился и породил бесплатные BSD-версии: NetBSD, FreeBSD и OpenBSD. Он вызывал большой интерес в Unix-сообществе.

Поэтому AT&T внезапно спохватилась и подала в суд на Калифорнийский университет в Беркли. Исходный код принадлежал AT&T, но в дальнейшем большая часть работы была выполнена в Беркли. Руководители Калифорнийского университета утверждали, что университет имел право распространять или продавать за символическую плату свою версию Unix. Они продемонстрировали, что сотрудники университета проделали очень большую работу и фактически переписали все, что было предоставлено корпорацией AT&T. Судебный процесс закончился соглашением после того, как корпорация Novell купила Unix у AT&T. В основном из системы должны были быть исключены части, выпущенные AT&T.

Вся эта юридическая возня пошла на пользу новому отпрыску Unix, дав ему время возмужать и распространиться по миру. По существу она позволила Linux завоевать рынок. Но я забегаю вперед.

Раз уж я все равно отклонился, то хочу кое-что объяснить.

У Unix сложилась репутация магнита, притягивающего сдвинутых маргиналов компьютерного мира. Оспаривать эту репутацию не имеет смысла. Она справедлива.

Честно говоря, вокруг Unix действительно собралось много чокнутых. Я не имею в виду тех, кто рассылает угрожающие письма. Или тех, кто травит соседских собак. Просто люди с очень альтернативным образом жизни.

Вспомните: ведь Unix зародилась в конце 60-х - начале 70-х, когда я спал в бельевой корзинке в квартире бабушки с дедушкой. Ее создавали технари из поколения "дети-цветы". Идея свободы Unix в большей степени связана с духом той эпохи, чем с самой операционной системой. Это было время безудержного идеализма. Революция. Свобода от власти. Свободная любовь (с этим я пролетел - да и что бы я с ней делал?). И относительная открытость Unix, пусть и объяснявшаяся отсутствием на тот момент коммерческих интересов, привлекала к системе людей такого типа.

Впервые я столкнулся с этой стороной Unix году в 1991-м, когда Ларе Вирцениус затащил меня на собрание в Техническом университете Хельсинки (который, как всем известно, расположен не в самом Хельсинки, а по другую сторону границы - в Эспо. Они просто хотят ассоциироваться со знаменитым Хельсинки, хотя бы только по названию). Выступал Ричард Столман.

Ричард Столман - это бог свободного ПО. Он начал работать над альтернативой Unix в 1984 году, назвав ее системой GNU. GNU - это аббревиатура для "GNU is Not Unix", один из многих рекурсивных акронимов, в которых одна из букв обозначает сам акроним - типичная компьютерная шуточка, недоступная посторонним. С нами - хакерами - не соскучишься.

Еще важнее, что РМС (как он сам себя называет) написал Манифест свободного программного обеспечения и лицензию на бесплатное распространение ПО - Универсальную общественную лицензию (GPL). По существу именно он ввел понятие намеренного бесплатного распространения исходников в противовес их случайному распространению, которое первоначально имело место при разработке Unix.

Честно говоря, я не вникал во все эти социально-политические вопросы, которые были - и есть - так милы сердцу РМС. Я даже не очень-то знал о созданном им Фонде свободного ПО и его целях. Раз я почти ничего не помню из его выступления в 1991 году, похоже, оно не повлияло на мою жизнь. Я интересовался программированием, а не политикой - политики мне и дома хватало. Но Ларе был идеологом, а я потащился за ним.

Ричард был первым в моей жизни классическим длинноволосым бородатым хакером. У нас в Хельсинки таких мало.

Может, я и не проникся полностью, но что-то из его речи, видимо, запало мне в душу. В конце концов, я ведь использовал GPL для Linux. Ну вот - я снова забегаю вперед.

IV.

2 января 1991 года. В этот день магазины впервые открылись после Рождества и моего двадцать первого дня рождения - двух главных дней моего финансового года.

Получив свои рождественские и "деньрожденные" деньги, я принял грандиозное экономическое решение купить компьютер за 18 тысяч марок, что составляло примерно три с половиной тысячи долларов. Такой суммы у меня и в помине не было, поэтому я хотел купить компьютер в кредит, заплатив исходно треть стоимости. Реально компьютер стоил 15 тысяч марок. Остальное набегало за три года в качестве процентов на кредит.

Я пришел в один из маленьких компьютерных магазинчиков семейного типа - папин-мамин, хотя в моем случае он был просто папин. Производитель меня особо не волновал, поэтому я выбрал безымянный серый блок. Мне показали прайс-лист и список типа "шведского стола": какие имеются ЦП, жесткие диски, память. Мне нужна была мощность. Я хотел 4 мегабайта ОЗУ вместо двух и 33 мегагерца. Конечно, я мог бы обойтись 16, но нет, мне был нужен самый крутой вариант.

Ты говорил, что тебе нужно, и они все это собирали. Звучит дико в эру Интернета и курьерской доставки. Мне сказали прийти за ним через три дня, но эти три дня тянулись, как целая неделя. 5 января я попросил папу помочь привезти мою покупку домой.

У компьютера не было не только имени, но и каких-либо примечательных черт. Простой серый системный блок. Этот компьютер я выбрал не за внешний вид. Это была тоскливая на вид машина с четырнадцатидюймовым экраном, самая дешевая крутая модель, которую я смог найти. Говоря "крутая", я имею в виду, что такой мощный компьютер мало у кого был. Не то чтобы это была чисто функциональная страхолюдина, типа микроавтобуса "Вольво". Но суть в том, что мне нужна была надежная машина и чтобы дополнения к ней - которые мне неизбежно понадобятся - было легко купить.

На компьютере была установлена урезанная версия DOS. Я же хотел работать с Minix, разновидностью Unix, поэтому я сделал заказ и ждал почти месяц, пока моя покупка доберется до Финляндии. Учебник по Minix продавался в книжном магазине, но поскольку на саму операционку спрос был маленький, то ее надо было заказывать через тот же книжный. Она стоила 169 долларов, плюс налоги, плюс затраты на конвертацию, плюс всякое-разное. В то время я считал это грабежом. Честно говоря, и сейчас так считаю. Месяц ожидания прошел для меня, как шесть лет. Я мучился еще больше, чем когда месяцами копил деньги на компьютер.

Дело было в самый разгар зимы. Выбираясь из своей берлоги во внешний мир, я каждый раз рисковал, что меня столкнет в снег какая-нибудь старушка, которой бы лучше сидеть дома и варить щи или смотреть по телику хоккей и вязать, а не слоняться по Маннерхейминти. Весь тот месяц я играл в "Принца Персии" на новом компьютере. Или читал книжки, чтобы понять, как он работает.

Наконец, в пятницу днем Minix прибыла, и в тот же вечер я ее установил. Для этого пришлось вставить в компьютер поочередно шестнадцать дискет. Все выходные ушли на освоение новой системы. Я разобрался в ее достоинствах и - что важнее - в недостатках. Их я старался компенсировать, перенося домой те программы, к которым привык в университете. Примерно за месяц я обжился полностью.

Эндрю Таненбаум - тот амстердамский профессор, который написал Minix, - хотел, чтобы система оставалась учебным инструментом. Поэтому она была намеренно изуродована. Существовали заплатки - то есть усовершенствования к Minix, в том числе знаменитая заплатка австралийского хакера Брюса Эванса (это был царь и бог Minix 386). С его заплаткой Minix на 386-м становилась намного лучше. Я начал читать телеконференцию по Minix в онлайне еще до покупки нового компьютера, поэтому с самого начала знал, что хочу установить именно усовершенствованную версию Эванса. Но из-за лицензионных ограничений пришлось сначала купить исходную версию Minix, а потом изрядно повозиться, приделывая заплатки Эванса. Это было целое дело.

У меня возникло множество претензий к Minix. Хуже всего была эмуляция терминала, очень важная для меня программа, потому что именно ее я использовал для подключения к университетскому компьютеру. Я зависел от этой эмуляции каждый раз, когда связывался с университетским компьютером, чтобы поработать с мощной Unix-системой или просто выйти в онлайн.

Пришлось писать собственную программу эмуляции. Я peшил не подстраивать ее под Minix, а опираться прямо на аппаратный уровень. Разработка программы позволяла, кроме всего прочего, детально изучить работу 386-го. Как я уже сказал, в Хельсинки стояла зима. У меня был крутой компьютер. Важнее всего было разобраться, что эта машина может, и использовать эти возможности в свое удовольствие.

Поскольку я программировал на голом железе, мне пришлось начать с BIOS - самой первой программы из ПЗУ, с которой начинается загрузка. BIOS начинает считывать информацию либо с дискеты, либо с жесткого диска. Я поместил свою программу на дискету. BIOS считывает первый сектор дискеты и начинает его выполнять. Я впервые работал с PC, и мне надо было разобраться, как все это делается. Все происходит в так называемом "реальном режиме". Но для того чтобы воспользоваться всеми возможностями ЦП и его 32-разрядностью, нужно было войти в "защищенный режим". А для этого нужно задать кучу разных параметров.

Поэтому для построения программы эмуляции терминала таким путем нужно было знать, как работает ЦП. Отчасти именно поэтому я писал на ассемблере - хотел разобраться в ЦП. Еще нужно было знать, как писать на экран, как читать с клавиатуры, как читать с модема и писать на него. (Надеюсь, я еще не распугал тех своих читателей-неспециалистов, которые мужественно отказались перескочить на страницу 142.)

Я хотел иметь два независимых процесса. Один должен был читать информацию с модема и выдавать ее на экран. А другой - читать с клавиатуры и отправлять модему. Для этого я хотел использовать два двусторонних канала. Это называется переключением задач, и аппаратная часть 386-го его поддерживает. Я был в восторге от своего плана.

Моя первая тестовая программа использовала один процесс для выдачи на экран буквы А, а другой - для выдачи буквы В. (Звучит тоскливо - я знаю.) Я запрограммировал это так, чтобы каждую секунду писалось несколько букв. С помощью прерывания по таймеру я сделал так, что сначала экран заполнялся ААААААА. Потом неожиданно буквы сменялись на ВВВВВВВВВ. С практической точки зрения это было абсолютно бессмысленно, но зато становилось очевидно, что переключение работает. На это у меня ушел почти месяц, потому что во всем приходилось разбираться с нуля.

В конце концов я научился переключать процессы (АААААААА и ВВВВВВВ) так, чтобы один читал с модема и писал на экран, а другой - читал с клавиатуры и писал на модем. У меня появилась собственная программа эмуляции терминала.

Когда я хотел почитать новости, я вставлял дискету и перезагружал машину, чтобы с помощью своей программы прочесть новости с университетского компьютера. Если же я хотел внести усовершенствования в пакет эмуляции терминала, я загружал Minix и использовал ее для программирования.

Я был очень горд.

Моя сестра Сара была в курсе моих достижений. Я позвал ее, и она секунд пять посмотрела на мои АААААА и ВВВВВВ, потом сказала: "Хорошо", и ушла, оставшись совершенно равнодушной. Я понял, что это не впечатляет. Никому не объяснишь, что под внешней незатейливостью могут скрываться сложные глубинные процессы. Примерно так же глупо, как демонстрировать кусок дороги, который только что покрыл гудроном. Кажется, я похвастался своими успехами еще только одному человеку - Ларсу. Это был второй шведскоговорящий студент, который специализировался по компьютерным наукам и поступил в один год со мной.

Мне не было дела, стоит на дворе март или апрель, тает снег на Петерсгатан или нет. Большую часть времени я сидел в халате, лихорадочно приникнув к своему новому страховидному компьютеру в комнате с плотными черными шторами на окне, отгороженный от солнечного света и вообще от внешнего мира. Я с трудом наскребал деньги на ежемесячные платежи за свой ПК, которые были рассчитаны на три года. Я еще не знал, что платить мне осталось всего год. А через год я уже буду автором Linux, которую увидят не только Сара и Ларе, а куча разных людей. И Петер Энвин, с которым мы теперь вместе работаем в Transmeta, объявит в Интернете подписку для оплаты моего компьютера.

Все знали, что на Linux я ничего не зарабатываю. Все просто сказали: "А давайте скинемся Линусу на компьютер".

Это было классно.

У меня совершенно не было денег. Мне всегда казалось очень важным не требовать и не просить денег, но когда мне их просто дали... ну слов нет.

Вот так начиналась Linux. С превращения тестовой программы в пакет эмуляции терминала.



Linus Torvalds and David Diamond


1 2 3 4 5 6 7 8 9 10 11


Наш баннер
Вы можете установить наш баннер на своем сайте или блоге, скопировав этот код:
RSS новости