1.1. Краткая история свободного программного обеспечения Unix
Предлагаемая история упрощена и основана на самых важных элементах системы Linux. Более длинную и равномерную историю можно прочесть в книге A Quarter Century of UNIX [29].
Во времена появления вычислительной техники программное обеспечение (ПО) рассматривалось лишь как свойство оборудования. При продаже внимание уделялось именно аппаратуре, поэтому компании отдавали ПО вместе со своими системами. Улучшения, новые алгоритмы и идеи свободно распространялись среди студентов, профессоров и корпоративных исследователей.
Вскоре компании обратили внимание на ценность ПО как интеллектуальной собственности. Они начали придавать законную силу авторским правам на свои технологии ПО и ограничивать распространение исходных и двоичных кодов. Инновации, ранее рассматривавшиеся как общественная собственность, стали яростно защищаемым корпоративным имуществом, что изменило культуру разработки компьютерного ПО.
Ричард Столлман (Richard Stallman) из Массачусетсского технологического института (MIT) не хотел, чтобы инновации ПО во всем мире контролировались корпоративными амбициями, поэтому он основал Фонд свободного программного обеспечения (Free Software Foundation — FSF). Целью FSF стало поощрение разработки и использования ПО без ограничений на свободное распространение.
Однако слово "free" в этом контексте вызвало недоразумения. Под словом "free" Ричард Столлман подразумевал свободу, а не нулевую цену. Он твердо убежден, что ПО и связанная с ним документация должны быть доступны с исходным кодом, без ограничений на дополнительное распространение. Не так давно появился термин Open Source (открытый исходный код) для описания тех же целей (без слова "free", вызывающего недоразумения). Термины Open Source и Free Software (свободное ПО) обычно рассматриваются как синонимы.
С целью продвижения своей идеи Ричард Столлман не без помощи других создал общедоступную лицензию (General Public License — GPL). Эта лицензия оказала настолько большое влияние, что аббревиатура GPL вошла в жаргон разработчиков как глагол; вместо "применить условия GPL к создаваемому вами ПО" часто говорят "to GPL".
Лицензия GPL состоит из трех пунктов.
1. Каждый получатель ПО, подпадающего под условия GPL, имеет право получить исходный код этого ПО без дополнительной платы (исключая плату за доставку).
2. Любое ПО, производное от ПО, подпадающего под условия GPL, должно сохранить GPL в качестве лицензии для свободного распространения.
3. Любой владелец ПО, подпадающего под условия GPL, имеет право распространения этого ПО на условиях, не конфликтующих с GPL.
Важным является то, что в этих лицензионных условиях не упоминается цена (за исключением ситуации, когда исходный код не разрешается поставлять как продукт с дополнительной стоимостью). ПО, подпадающее под условия GPL, может продаваться клиентам по любой цене. Однако затем эти клиенты имеют права на распространение ПО, включая исходный код, по собственному усмотрению. С появлением Internet это право приобрело эффект сохранения низкой цены ПО, соответствующего лицензии GPL (обычно она равняется нулю), одновременно давая компаниям возможность продавать такое ПО и предоставлять услуги вроде поддержки, которые его дополняют.
Частью GPL, вызывающей больше всего противоречий, является второй пункт: к ПО, производному от ПО, соответствующего лицензии GPL, должны быть также применены условия GPL. Хотя недоброжелатели из-за этого пункта называют GPL "вирусом", сторонники настаивают на том, что этот пункт является одной из самых сильных сторон GPL. Он предотвращает ситуации, когда компании получают ПО, подпадающее под условия GPL, добавляют в него несколько свойств и делают из результата патентованный пакет.
Основным проектом участников FSF является проект GNU's Not Unix (GNU), цель которого — создание свободно распространяемой Unix-подобной операционной системы. При запуске проекта GNU было очень мало высококачественного свободно распространяемого ПО, поэтому его участники начали с создания приложений и инструментов для будущей системы, а не с самой операционной системы. Поскольку лицензия GPL была также произведена FSF, ко многим ключевым компонентам операционной системы GNU применены условия GPL, но на протяжении многих лет проект GNU принял многие другие пакеты, например, X Window System, систему верстки ТЕХ и язык Perl, свободно распространяемые под другими лицензиями.
Результатом проекта GNU стало несколько основных пакетов и множество второстепенных. Основные пакеты включают редактор Emacs, библиотеку GNU С, коллекцию компиляторов GNU (gcc, как изначально назывался компилятор GNU С перед добавлением С++), оболочку bash и gawk (GNU's awk). Второстепенные пакеты включают высококачественные утилиты оболочек и программы обработки текста, которые обычно присутствуют в системе Unix.
1.2. Разработка Linux
В 1991 году Линус Торвальдс (Linus Torvalds), в то время студент Хельсинкского университета, начал проект, целью которого было обучение низкоуровневому программированию для процессора Intel 80386. В то время он работал с операционной системой Minix, созданной Эндрю Таненбаумом (Andrew Tanenbaum), поэтому изначально совмещал свой проект с системными вызовами Minix и структурой дисковой файловой системы. Реализовав первую версию ядра Linux в Internet под довольно ограничивающей лицензией, вскоре он, однако, сменил эту лицензию на GPL.
Сочетание GPL и первоначального набора функций ядра Linux убедило других разработчиков предложить свою помощь при разработке ядра. Реализация библиотеки С, производная от потенциального в то время проекта библиотеки GNU С, позволила разработчикам создавать "родные" пользовательские приложения. Затем последовали собственные версии gcc, Emacs и bash. В 1992 году разработчик со средней квалификацией мог установить и загрузить версию Linux 0.95 на большинстве машин с процессором Intel 80386.
Проект Linux с самого начала был тесно связан с проектом GNU. Исходная база проекта GNU стала очень важным ресурсом сообщества Linux для создания завершенной системы. Хотя значительное количество систем, основанных на Linux, произведены из источников, которые включают свободно доступный код Unix Калифорнийского университета в Беркли и консорциума X Consortium, многие важные части функциональной системы Linux напрямую связаны с проектом GNU.
По мере развития Linux некоторые лица, а позже и компании, сосредоточились на облегчении инсталляции и практичности систем Linux для новых пользователей, создав пакеты ядра Linux, называемые дистрибутивами, а также логически полный набор утилит. Все это образовало завершенную операционную систему.
Кроме ядра Linux, дистрибутив Linux содержит библиотеки разработки, компиляторы, интерпретаторы, оболочки, приложения, утилиты, графические операционные среды, конфигурационные инструменты и многие другие компоненты. При построении системы Linux разработчики дистрибутива собирают компоненты из разных мест с целью создания полной коллекции всех компонентов ПО, необходимых для нормального функционирования. Большинство дистрибутивов также содержат пользовательские компоненты, облегчающие инсталляцию и эксплуатацию системы Linux.
Доступно множество дистрибутивов Linux. У каждого есть свои преимущества и недостатки, однако все они имеют общее ядро и библиотеки разработки, которые отличают Linux от других операционных систем. Эта книга предназначена для помощи разработчикам в написании программ для любой системы Linux. Поскольку все дистрибутивы Linux используют один и тот же код для системных служб, двоичный и исходный код во всех дистрибутивах совместимы.
Одним из проектов, повлиявших на эту совместимость, является стандарт иерархии файловых систем (Filesystem Hierarchy Standard — FHS), ранее называемый стандартом файловых систем Linux (Linux Filesystem Standard — FSSTND), определяющий, где следует хранить множество файлов, и объясняющий в общих чертах, каким образом должна быть организована оставшаяся часть файловой системы. Позднее проект под названием стандартная база Linux (Linux Standard Base — LSB) был расширен без учета структуры файловой системы, определяя программные интерфейсы приложений (Application Programming Interface — API) и двоичные интерфейсы приложений (Application Binary Interface — ABI). Эти интерфейсы предназначены для возможности компиляции приложения один раз и развертывания его на любой системе, подчиняющейся определению LSB для данной архитектуры процессора. Эти и другие документы доступны на Web-сайте по адресу http://freestandards.org.