探索Linux内核飞行十二年

　　Linux诞生的十二年，是其不断寻求发展的十二年，是经历各种磨练的十二年，也是逐渐成熟、逐渐清晰的十二年。
　　
　　十二年一轮，只是历史长河中的短短一瞬。Linux用2.6版内核开启了其新一轮的发展，我们则将以对Linux十二年的回顾来揭开Linux内核的神秘面纱。
　　
　　我没有从头开始经历Linux发展的所有大事，只是想从一个Linux用户的角度来描述一下Linux十二年成长经历中的点滴。
　　
　　正因为如此，我的资料都来自于互联网。尽管年代已久远，但是广阔的互联网空间仍然随处可见Linux诞生以来的点点滴滴。将它们收集起来，Linux十二年的发展逐渐在眼前展现。
　　
　　Linux诞生记
　　目前公认，Linux诞生于1991年8月29日，一切从下面这封邮件的发出开始。
　　
　　Newsgroups: comp.os.minix
　　
　　Subject: What would you like to see most in minix?
　　
　　Summary: small poll for my new operating system
　　
　　Message-ID: <1991Aug25.205708.9541 @klaava.Helsinki.FI>
　　
　　Date: 25 Aug 91 20:57:08 GMT
　　
　　Organization: University of Helsinki
　　
　　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 gclearcase/" target="_blank" >cc(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 :-)
　　
　　Linus (torvalds@kruuna.helsinki.fi)
　　
　　PS. Yes - it's free of any minix code, and it has a multi-threaded fs.It is NOT protable (uses 386 task switching etc), and it probably never will support anything other than AT-harddisks, as that's all I have :-(.
　　
　　上面这封邮件的译文如下：
　　
　　各位使用Minix的朋友们，大家好。
　　
　　我正在为386（486）的兼容机做一个自由的操作系统。它仅仅是一个业务爱好，不会很大，也不像GNU那么专业。从4月开始我就着手于这项工作，现在差不多就要完成了。我欢迎任何喜欢或不喜欢Minix的朋友能给我反馈，因为在某种程度上我的这个操作系统和它很像。比如，它们都使用了相同的文件系统物理组成（这是由实际情况所决定的）。
　　
　　目前我已经将Bash 1.08和GCC 1.40移植到这个操作系统上，它们都能够正常地工作。这意味着在这几个月的努力下，我终于完成了一些实际的东西。我很想知道对于这个操作系统，大多数人到底需要哪些功能和特性。我欢迎各种建议，虽然我并不敢保证能够实现它们。
　　
　　Linus (torvalds@kruuna.helsinki.fi)
　　
　　又及：这个操作系统从Minix代码而来，有一个多线程的文件系统。它不具备很好的灵活性（使用了386的任务切换机制），而且因为我所拥有的资源有限，它也许永远都不能支持除了AT硬盘之外的东西。
　　
　　文中提到的Minix是一个微型的Unix操作系统，完全免费且源代码公开。作者是荷兰的Andy Tanenbaum教授。他编写这个操作系统的目的是为了教学和演示，因此他一直拒绝在Minix中加入不必要的特性而使其变得复杂。但是很多爱好者们热衷于改进Minix，Linus Torvalds就是其中的一个。
　　
　　现在再看这封信，谁能想到它对今后十多年中IT业造成的冲击呢？
　　
　　如果注意到1991年时Linus的许多邮件，我们会发现那个时候的他并不是现在这样的一个顶级开发高手。那时候的Linus只是一个OS新手，他自己也在回忆录中承认，当时向很多人请教了很多基本的问题。
　　
　　谁又能说十二年后不会再出现这样一个传奇呢？
　　
　　十年磨一剑
　　1991年11月，Linux 0.10版本推出。早期的Linux只有很少的一些程序，直到0.11版本，Linux仍然缺少init/login、rename system call、named pipes、symbolic links这些基本的特性。0.12版本之后，版本号直接跳到了0.95，Linux开始逐渐接近一个真正成熟的系统。
　　
　　Linux开发的版本号惯例是，中间的数字为偶数代表稳定版，中间的数字为奇数代表开发版。因此到目前为止，Linux经历了以下几个稳定版本，他们的版本号和维护者分别如下：1.0.x；1.2.x；2.0.x由David Weinehall负责维护；2.2.x由Alan Cox负责维护；2.4.x由Marcelo Tosatti负责维护。
　　
　　直到2003年12月18日推出Linux 2.6.0，由Linus Torvalds亲自负责维护。
　　
　　微内核与巨内核之争
　　Linux以一种难以置信的速度流行起来。在它高速发展的历程中，不能不提到著名的Linux是否过时之争。双方当事人恰恰就是Linus和Minix的作者Andy Tanenbaum教授。在这次争论中，双方对操作系统的很多方面都进行了深入的讨论，至今看来仍然很有意义。
　　
　　最先发难的是Andy Tanenbaum教授。1992年1月29日，他在题为“Linux is obsolete”的E-mail中说到了对未来一段时间内操作系统发展的观点。
　　
　　（1）是微内核还是巨内核
　　
　　传统的操作系统使用的都是巨内核结构。这意味着操作系统是一个整体可执行文件，进程管理、内存管理和文件系统全部运行在内核模块中。而目前较新的一种设计方式是微内核，操作系统的大多数部分作为独立的进程运行，存在于内核以外，内核通过消息传递、中断处理、低级进程管理，以至于I/O来完成各种工作。
　　
　　他认为微内核明显优于巨内核，而Linux使用的恰恰就是巨内核。Andy Tanenbaum教授认为这是历史的倒退，相当于在20世纪90年代仍然使用70年代的技术。
　　
　　（2）灵活性(Portability)
　　
　　Andy Tanenbaum教授还认为，不应该对于一种特定的体系机构编写操作系统，因为体系结构的进化是非常快的，这样将导致移植非常困难。目前的Linux过于依赖80386架构，而这样显然是不对的。
　　
　　之后Linus在回复的邮件中承认，微内核的确好一些，至少在理论上是这样。但是Linus认为在当时拥有一个可用的操作系统更加重要。他说，如果前一年的春天GNU的内核Hurd推出的话，那Linux就没有存在的必要了。Linus认为，不能仅仅用是否是微内核作为评论操作系统优秀与否的标准。
　　
　　Linus说的是很重要的一点。微内核模式在开发和调试上都带来了一定的难度，这也许是Hurd迟迟不能推出的一个重要原因。在很久以后的Revolution OS记录片中，GNU的主教Richard Stallman承认，Hurd各部分之间的配合和调试是个大问题。也许Linus的确有远见。他认为应该迅速推出能用的系统，而不是在做了最优化设计之后再推出系统，这个观点值得我们深思。
　　
　　对于灵活性，Linus认为只是某些不愿意写新程序的人的借口。他认为事实上由于POSIX标准的缘故，Linux比Minix更具灵活性，因为往Linux上移植程序会更加方便。灵活性是一个好主意，但是过犹不及，OS应该最大限度地利用架构的特点，这样会让开发变得更加容易。
　　
　　后来双方又进行了很多争论，涉及到不少技术细节，也有不少别的人参与进来，他们说的话对于想学习OS的人很有启发意义。
　　
　　今天的Linux已经不能简单地说是一个微内核系统或巨内核系统了，它同时具有这两种系统的不同特点。不过我们可以看到，正是像上面这样的讨论，构成了今天这一庞大的OS理论基础，这也正是Linux自由、开放的精神所在。

原文转自：http://www.ltesting.net