GNU/Linux与开源文化的那些人和事

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Posted by 刘军民 on September 20, 2015

本文只梳理大致的脉络,不做详尽的叙述。

一、计算机的发明

世上本无路,走的人多了,就有了路。世上本无计算机,琢磨的人多了……没有计算机,一切无从谈起。

三个人对计算机的发明功不可没,居功至伟。阿兰·图灵 (Alan Mathison Turing)、阿塔那索夫 (John Vincent Atanasoff)、和冯·诺依曼 (John von Neumann)。

图灵从理论上证明了计算机的可行性;阿塔那索夫实践了图灵的理论;冯·诺依曼奠定了现代计算机的体系结构。

图灵说这玩意儿应该可以做,已经被证明了;阿塔那索夫二话不说动手就做了一个;冯·诺依曼说应该这么做才更好。

图灵功劳很大,死得很惨,只因他是同性恋。他的最后时刻是吃了一个沾有氰化钾的苹果。有人说苹果公司的 Logo 是为了纪念图灵,不实。确定纪念图灵的是“图灵奖”,计算机研究领域的最高奖项,由美国计算机协会于 1966 年设立。

阿塔那索夫名气不大,享年较长。世界上第一台计算机是阿塔那索夫领导发明的 ABC 计算机,并非我们很多书上说的 ENIAC。

冯·诺依曼长得帅,聪明,研究领域广,故事很多。今天我们使用的计算机都被打上了一个的深深的烙印,这个烙印就叫冯·诺依曼体系结构。

关于计算机之父有很多说法,版本不一,这三个人都可以称为计算机之父。曾有人奉冯·诺依曼为计算机之父,冯·诺依曼说不敢当,殊荣当归图灵。

早年全世界的计算机中心在美国普林斯顿大学,群星闪耀,璀璨夺目。冯·诺依曼曾在此工作,图灵曾在此学习,他俩在普林斯顿的花园里聊过天。冯·诺依曼想让图灵给他当助手,被拒绝了。

二、最初的 Unix 和 C 语言

早期计算机个头大,电子元器件多,开动一次电费都不少,使用起来也很不方便。别的不说,一次只能干一件事就让人受不了。先煮粥,半小时之后粥煮好了再炒菜。花老多钱雇的厨师,明明煮粥的时候可以炒菜好不好?一次做一件事,就叫单任务,比较笨。

受不了就要想办法,就有人提出了操作系统的想法。操作系统就是想让计算机用起来更方便,能发挥更大的作用。

1965 年,MIT、贝尔实验室和美国通用电气公司合作准备搞个超级操作系统,取了个霸气的名字:Multics (Multiplexed Information and Computing System),多路复用信息和计算机系统。能让多个人可以同时干很多事,也叫多用户多任务操作系统。

Multics 名字挺好,事没干成,目标过于庞大,结果壮志未酬。

1969 年,Multics 项目进展缓慢,被迫停止,参与项目的两个人 Ken Thompson 和 Dennis Ritchie 也闲了下来。他们都是贝尔实验室的人。没活干了,就打游戏。他们俩找了一台破电脑准备玩以前开发的一个游戏。

在把游戏移植到一台闲置机器 (PDP-7) 的过程中,实现了一个简单的操作系统。到了 1970 年,这个简单的系统已经可以使用,但只能同时两个人使用。有人调侃他们,说你们这个破玩意离 Multics 差远了,就叫 Unics (UNiplexed Information and Computing Service) 吧。Unics 是 Multics 的反义,与其说调侃他俩,不如说在调侃 Multics。Ken Thompson 稍微把名字修改了一下,Unix。

自此,Unix 纪元开始。1970 年是为 Unix 元年,今年已经是 Unix 45 年。Unix 时间戳从 1970 年 1 月 1 日开始计算和 Unix 诞生的时间有莫大关系。

早年的操作系统最早是用汇编语言写的,汇编语言低级落后,写起来很痛苦。开发 Unix 过程中,Thompson 发明了 B 语言,Ritchie 在 B 语言基础做了改进,称之为 C 语言。

C 语言发明后,Ritchie 和贝尔实验室的同事 Brian W. Kernighan 合著一本 C 语言的书,后来被称为 K&R。Kernighan 名气没 Ritchie 大,但并非凡人,Unix 命令 Awk 中的 K 就是 Kernighan。

接下来 Thompson 和 Ritchie 用 C 语言重新编写了 Unix 系统。结果相当满意,Unix 可以见人了。1974 年,Dennis M. Ritchie 和 Ken Thompson 发表了第一篇关于 UNIX 的论文《The UNIX Time Sharing System》,从此 Unix 广为人知。

这几年世界计算机的中心到了贝尔实验室,Thompson 和 Ritchie 后来都获得了图灵奖。

有心栽花花不活,无心插柳柳成荫。Multics 目标宏伟,没干成,Unix 和 C 语言刚开始并没想那么多,而且还是业余时间的作品,终成伟业!

Unix 和 C 语言是计算机领域的常青树,历久弥新。从发明至今一直保持着旺盛的生命力,从发明至今都基本保持原貌,足见伟大!

三、混乱的 Unix 发展过程

Unix 一经出现,引起了众人的关注,很多人找 Thompson 和 Ritchie 要 Unix 的源代码。那是个开放的时代,那是个相互学习研究的时代,把程序的源码分享给别人是很平常的事。一份份的 Unix 源码被流传到各个实验室、学校、公司。

加州大学伯克利分校有一帮热衷于 Unix 的人,他们拿到源码后不断研究,不断改进,大大推进了 Unix 的发展。

这个阶段 Unix 发展有两条主线,一条在贝尔实验室内部,另一条就在伯克利分校。伯克利分校的成果很辉煌,著名的 TCP/IP 协议在 Unix 上的实现就是他们搞出来的。后来把他们搞的这套 Unix 称为 BSD (Berkeley Software Distribution)。

伯克利分校一时风光无两,最杰出的一位是 Bill Joy。Bill Joy,ViCsh 等等一系列软件的作者,Sun 公司的创始人。没有 Sun 公司,就没有今天的 Java 语言。

Unix 刚诞生的时候,贝尔实验室受反垄断法所限,不能从事计算机业务。其实也并没想到 Unix 发展势头如此之好。

等到 1983 年,贝尔实验室的母公司 AT&T 已经被强制拆分为几个小公司,不再受反垄断法的限制。这时,AT&T 发布了 Unix 最新版 System V,宣布从此 Unix 只能商业使用,不再开放源代码。AT&T 想用 Unix 赚大钱。

BSD 那边受到了很大影响,他们不想急着赚钱,他们想开放源码。没办法,伯克利分校决心把 BSD 当中受到影响的源码重新写过。从伯克利分校出来的几位同学成立了一家公司,专门开发 BSD 项目。直到有一天,他们宣布 BSD 当中再没有最初来自贝尔实验室的源码。AT&T 不买账,告你,起诉,打官司。

这是一场漫长的官司,官司尚未打完,Unix 版权就被倒卖了好几次。买版权的好几家公司继续和 BSD 打官司,几家公司相互也打官司。

等到硝烟散尽,BSD 终究推出了完全属于自己的 Unix,因为版权的问题,不能再叫 Unix,只能叫类 Unix 系统。

BSD 的类 Unix 系统是 FreeBSD、MacOS 的前身。今天使用的苹果电脑,iPhone 手机上的操作系统都是从 BSD 这一支上发展而来。

漫长的官司耗尽了人们对 BSD 的热情,也让 BSD 错过了最好的发展机会。后来的 FreeBSD、NetBSD、OpenBSD 都是从 BSD 分化而来,免费,开源,优秀,但再没挽回曾经的荣光,因为已经有了 Linux。

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Unix发展过程图

四、斯托曼博士的 GNU 计划

AT&T 想靠 Unix 赚钱的时候,不止是 AT&T,很多商业公司都希望通过软件赚钱。不再免费,不再开放源代码,不再相互通过源代码学习研究。

曾经是多么好的时代,怎么现在就变得只认钱了呢?这一切让一个人很不满意。他曾经看到一个系统有问题,想要一份源码拿来帮修改一下,别人冷笑以对。

世风日下,他要向这个令人沮丧的时代挑战,他要还一个开源、免费的系统于人世间。请记住这个人的名字,理查德·斯托曼 (Richard Matthew Stallman) 博士。

斯托曼是老牌黑客,Emacs 的作者。Emacs 和前面提到的 Vi 是计算机领域中两大强悍的编辑工具,Emacs 和 Vi 哪个更强是最容易引起争议的话题之一。为了少吵架,千万别和宝马车主说奔驰好。

斯托曼博士长头发,大胡子,不修边幅,一直单身。他一心投入自由软件运动,他创建了自由软件基金会 (FSF)。他雄心勃勃地提出了一项伟大的计划,GNU (GNU’s not Unix) 计划。Not Unix,不是 Unix,是自由的、免费的、开源的、像 Unix 一样好用的系统。

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理查德·斯托曼博士

GNU 起初进展很顺利,GLibc、GCC、GDB,这一系列的操作系统必备软件都有条不紊地在进展。所有的“G”来自 Gnu 的首字母。为什么叫“G”,斯托曼博士说当时他觉得好玩,而且他小时候听过一首歌,很喜欢,歌名是《The Gnu》。

完全搞个操作系统看来也并非易事,GNU 完成了一大堆软件的时候才意识到遇到了大麻烦。GNU 系统的内核项目 Hurd 迟迟不能令人满意。内核之于操作系统,就像发动机之于汽车,必不可缺。

五、Linux 出世记

1991 年,Linus Torvalds 尚是芬兰赫尔辛基大学的一名学生,他在学校学操作系统的课程,他也想搞个操作系统玩玩。他当时已经在使用 Gnu 项目的 Bash、GCC 等软件。受 GNU 的影响,把他自己开发的一个简陋的操作系统内核放到了互联网上。

这个内核系统就是 Linux,Linus’s Unix,Linus 的 Unix。名字并非 Linux所取,他一贯的风格是取个调侃的名字,但当时管理员说 Linux 挺好,名字就这么定了。

Linux 放到网上后引起了很多人的兴趣,他们陆续通过互联网加入到 Linux 开发过程中。1993 年,大约有 100 多名程序员参与了 Linux 内核代码。这时已经是互联网的时代,他们不用相识,不用谋面,通过网络讨论,通过网络协作,推进着 Linux。

1994 年 3 月,Linux1.0 发布,Linux 已经成为一个基本可用的内核。从此 Linux 就一直没有踩过刹车,一步步从幼苗长成参天大树。

Linus 小时候被企鹅攻击过,他给 Linux 定 Logo 的时候选中了企鹅,真不知道这是什么逻辑。长得像企鹅的除了 QQ,还有 Linux。

Linux 开创了一种前所未有的软件开发模式。多人协作,代码随时提交,有问题及时修改,所有参与人员并非精英,而是一群狂热的支持者。前前后后无数人参与了 Linux 项目的开发,组织不太严谨,有很多的争吵和讨论。Linus 经常写代码,偶尔扮演仲裁的角色,而非传统意义上的领导。

后来开源运动的吹鼓手 Eric Raymond 写了一篇文章《大教堂与集市》来分析 Linux 的开发模式。大教堂要设计好图纸,动用优秀的工匠,有序的工程计划才能修筑,闹哄哄无序如菜市场的一拨人能不能修一座大教堂?答案是可以的,因为他们建成了。

Linus 后来坦言,他开发 Linux 时不了解还有 FreeBSD 等项目,如果知道了可能他就不会动手写 Linux了。那时各种 BSD 系统正在官司的阴影笼罩下,某种程度了也促进了 Linux 的发展。

他们一开始也没什么图纸,一边修建,一边请人参观,出了问题随时修复,有的地方干脆推倒重来。他们没有严密的组织,只有大体的分工。随时有人在使用教堂,给他们提出各种意见。他们建的教堂已经足够好,他们建的教堂一直没有竣工,会一直修建下去。

Eric Raymond 这个人不得不提,早年和斯托曼博士一起共事,还帮斯托曼博士修改过 Emacs 的代码。他比写程序更擅长的是演讲和写文章。《大教堂与集市》是开源文化的扛鼎之作。斯托曼博士是开源运动的精神领袖,Raymond 是开源运动的布道师和理论家。

六、Linux 各种发行版

一边 GNU 项目为内核苦苦挣扎,一边 Linux 内核项目横空出世,这不天作之合么?不错,手快的人来不及同情斯托曼博士的痛苦,把 GNU 一大堆项目和 Linux 攒在一起搞了个新系统,GNU/Linux。

好了,终于大家可以拿去用了,可以用一个完全免费、源码开放的系统了。

今天很多人把使用的系统叫 Linux,很不公平,是对 GNU 工作的漠视。正确的叫法是 GNU/Linux。

有了 GNU/Linux 还不是一切,只能是一个基础的操作系统,要想用得更好还缺很多软件。就像有了 Windows 系统,没有 Word,没有 Excel,没有浏览器,没有游戏,可干的事并不多。

所幸的是 GNU/Linux 诞生的年代,已经有了很多优秀的开源项目,他们和 GNU 无关,有的是个人开发,有的是组织开发,都遵循免费开源的理念。这些开源项目有 Apache、Perl、Python、Vim、TeX 等等。

攒系统的人干脆一股脑攒了起来,就是所谓的 GNU/Linux 的发行版。最早攒 GNU/Linux 系统的公司是 Redhat,后来陆续一大堆 GNU/Linux 的发行版,Slackware、Mandrake、Gentoo、Debian、Ubuntu 等等。有的已经死了,有的还活得挺好。

所谓 GNU/Linux 发行版,就是攒好的一套 GNU/Linux。选用 GNU 项目中的基础软件,加上 Linux 内核,再找一堆开源免费,版权协议许可的软件,最后做个安装程序,就齐活了。更好的发行版大体就是考虑的更周全些,软件包的更新、安装、卸载更方便些。

能不能自己动手攒一个 GNU/Linux 的发行版?当然可以,Linux From Scratch,网上的一个项目,教你一步一步从头打造一个属于自己的 GNU/Linux 发行版。

2002年,南非商人 Mark Shuttleworth 花了两千万美金,搭乘俄罗斯的宇宙飞船去了一趟太空。次年,他成立了 Canonical 公司,致力于开源文化的推广,推出了 GNU/Linux 发行版 Ubuntu。有钱人办事就是不一样,Ubuntu 做得太好了,GNU/Linux 用户纷纷投靠,Ubuntu 基本一统 GNU/Linux 发行版的江湖。

七、GNU/Linux 和开源文化的背后

GNU/Linux 来了,虽然没成为大多数人电脑里的系统,但每个人都离不开它。诸多互联网公司的服务器里都跑着 GNU/Linux,名单不完全确认,Google、Facebook、淘宝、百度、腾讯、小说阅读网等等。

大多人使用的安卓手机的系统也是基于 Linux 内核。

GNU/Linux 的繁荣有宏伟的规划,有个人的努力,也有很多无形的力量在起着作用。

没有 Unix 就没有 GNU/Linux,是 Unix 给予了伟大的启示。

没有 C 语言就有没有 GNU/Linux,C 语言简单,优雅,介于高级语言和低级语言之间,开发系统软件的首选编程语言。

没有一系列 Unix 标准的制定就没有 GNU/Linux 的繁荣。标准就是“车同轨、书同文、统一度量衡”,秦始皇可算最早的标准制订者。遵循 Posix 标准为 GNU/Linux 发展铺平了道路。

没有互联网就没有 GNU/Linux,GNU/Linux 不是一个人在开发,是全球无数人协作的结果。如果没有互联网实在不可想象。当然,GNU/Linux 也反哺了互联网,无数互联网公司采用 GNU/Linux 搭建服务器,GNU/Linux 也促进了互联网的繁荣。

没有斯托曼博士的努力,就没有 GNU/Linux。他的功劳不仅是创建 GNU 组织,也不仅是编写 Emacs、GCC、GDB,他的精神感召着无数人为开源运动做贡献。

当然还有 Raymond 的振臂高呼,摇旗呐喊。

还有 GNU/Linux 诞生之前就开发开源项目的人和组织。Larry Wall 因为懒,整天被报表搞得焦头烂额,发布了 Perl 语言;高德纳教授因为对排版工人不满意,十年时间停止重要工作,发明了伟大的排版软件 TeX;Guido 为了打发圣诞节的无聊,编写了新的脚本语言 Python……

GNU/Linux 发布之后,在前辈们的感召下无数人接受了开源的思想和理念,接受了开源文化的洗礼,兴起了开源文化运动。无数为开源项目做出贡献的人和组织,他们发布了 PHP、MySQL、Ruby、Node.js、X.Org、Gnome、KDE……他们丰富了 GNU/Linux,他们进一步推动了开源文化运动,他们继续感召着别人。

KDE (Kool Desktop Environment) 的初衷是想开发一套易用的桌面系统。Windows 系统就是一种桌面,使用方便,不是像程序员整天对着黑乎乎的屏幕工作。桌面系统要有浏览器,他们就分了一个小组 KHTML 来开发浏览器。全世界能开发浏览器核心的也没几家,KDE 做到了。后来苹果公司和微软闹别扭,想自己开发浏览器,就是在 KHMTL 的基础之上开发了自己的浏览器 Safari。KHTML 的浏览器核心模块叫 Webkit。Google 推出安卓手机时浏览器也是基于 Webkit 开发的。

今天的 iPhone 手机和安卓手机的浏览器都是 Webkit 内核。

各种版权许可协议的制订也为 GNU/Linux 的发展铺平了道路,其中就有 GNU 的 GPL、LGPL,还有 Apache License、BSD 协议。不可能每个人都有一套自己开源协议项目的版权协议,已经制订好的版权许可协议使得软件更好地传播。

其实开源并非自由,有人说 GPL 是用自由抹杀自由。GPL 许可要求任何含有 GPL 许可的软件发布时必须开放源码。BSD 和 Apache License 相对比较宽松,算是准自由软件。

版本管理软件对 GNU/Linux 的发展和开源文化运动也功不可没。Linux 内核开发起初使用的是商用版本管理软件,某天 Linus Torvalds 先生不开心了,就自己动手搞了一个。他好取自嘲调侃的名字,命名为 Git,意为没什么用的东西。

Git 可不是没什么用,太好用了,Linux 内核源码从此都用 Git 管理。Git 免费、开源,Git 成就了一家伟大的网站 github.com,伟大的源码项目托管网站。很多开源项目纷纷把源码托管到了 Github上。

GNU/Linux 不朽,开源运动不朽!