这篇文章以下问题的解答: 6.1) 声明,介绍及感谢。 6.2) Unix 简史 6.3) 主要的 Unix 流派 6.4) Unix 的标准化 6.5) 你所用的 Unix 是哪一种流派。 6.6) 请简要介绍一些知名的 (商业化/PD) Unix 6.7) 即时的 Unix 6.8) Unix 用语汇编 6.1) 声明,介绍及感谢。 我并无法保证以下内容的完整性及正确性。我只是利用有限的时间尽量去做 (常碰到互相冲突的资料),未来还有很多要做。我希望能持续改进这份文 件。欢迎您的批评与指教:lew@bnr.ca。 首先让我们先为 UNIX 下个简短的定义。我们所提的 Unix 指的是一个通 常是由 C 写成的作业系统,它有阶层式的档案系统,统合了档案和装置(device) I/O,其系统函式呼叫(system call)介面包含了如 fork(),pipe() 等服务, 而且它的使用者介面包含 cc,troff,grep,awk 之类的工具及某一种 shell。UNIX 过去是 USL(AT&T) 的注册商标,现在则是 X/Open 的注册 商标。本文所指的 UNIX 是一般通用的意义,而不是那个注册商标。 绝大多数的 Unix 或多或少都用了来自 AT&T(现在则是 Novell)的程式 码(大部分的 Unix 里面可能都还有使用第一版 C 语言所写的程式), 但是也有些是自己从头写一个一模一样的 Unix。(就是写得和 Unix 完全 相容但是却没有用到 AT&T 的程式码。) 此外还有一些建构于别种 OS 上的 Unix-like 环境,例如 VOS;以及向 UNIX 借用灵感的的 OS,例如 MS-DOS。这些都不在本文的讨论范围里。对即时( real-time)的 Unix 本文也讨论得不多。 UNIX 的流派实在多得令人难以置信。主要的原因是因为 Unix 的原始程式容易 取得、修改与移植。一般厂商的典型作法是以某一流派为主体再加入其他流 派的特色。如此一来又产生了另一个新的流派。目前 Unix 有数百款,如果 说有一种可当成圭臬的话,那应该是 System V 吧。 本文的内容大部份取自于网路上流传的资讯。如果取自其他来源,则会在适当的章 节中加以说明。 特别感谢:pat@bnr.ca,guy@auspex.com, pen@lysator.liu.se, mikes@ingres.com,mjd@saul.cis.upenn.edu, root%candle.uucp@ls.com, ee@atbull.bull.co.at, Aaron_Dailey@stortek.com, ralph@dci.pinetree.org, sbdah@mcshh.hanse.de,macmach@andrew.cmu.edu, jwa@alw.nih.gov[4.4BSD], roeber@axpvms.cern.ch,bob@pta.pyramid.com.au,bad@flatlin.ka.sub.org, m5@vail.tivoli.com,dan@fch.wimsey.bc.ca, jlbrand@uswnvg.com, jpazer@usl.com,ym@satelnet.org,merritt@gendev.slc.paramax.com, quinlan@ygg.drasil.com,steve@rudolph.ssd.csd.harris.com, bud@heinous.isca.uiowa.edu,pcu@umich.edu,quinlan@yggdrasil.com, Dan_Menchaca@quickmail.apple.com,D.Lamptey@sheffield.ac.uk, derekn@vw.ece.cmu.edu, gordon@PowerOpen.org, 许多我忘了名字的人, 以及许多我曾拜读他们文章的人。 6.2) Unix 简史 Unix 的历史开始于 1969,Ken Thompson、Dennis Ritchie (K&R 里的那个 R) 与一群人在一部『位于角落且乏人问津的 PDP-7』上进行的一些工 作,后来这个系统变成了 Unix。"UNIX" 这个字(最初是写成 Unics, Uniplexed Information and Computering System)有一点玩弄 "Multics" 这个字 的意味。 最初十年间,Unix 的发展基本上都是在 Bell Labs 里完成的。最初的几个 版本称为 "Version n" 或 "Nth Edition" ,是给 DEC 的 PDP-11(16 bits) 与 其下一代产品 Vax(32 bits)用的。主要的几个版本为: V1 (1971): 第一版的 Unix,以 PDP-11/20 的组合语言写成。包括档案系统 (file system)、fork()、roff、ed 等东西。是用来给 AT&T 的专利部门 处理文件用的。Pipe() 出现于 V2。 V4 (1973): 以 C 语言从头写过,这或许是 OS 历史上最重要的一个事 件,这表示 Unix 修改容易,可以几个月内移植到新的硬体架构上。最 初 C 语言是为 Unix 设计的,所以 C 与 Unix 间有紧密的关系。 V6 (1975): 第一个在 Bell Labs 外(尤其是大学中)广为流传的 Unix 版 本。这也是 Unix 歧异的起点与广受欢迎的开始。1.xBSD(PDP-11) 就 是由这个版本衍生出来的。J. Lions 的“A Commentary on the Unix Operating System" 也是以 V6 为本。 V7 (1979): 在许多 Unix 玩家的心目中,这是『最后一个真正的 UNIX』, 也是『空前绝后的一个 Unix』[Bourne 说的],这个版本包括一个完整 K&R C、Bourne shell。V7 移植到 VAX 上称为 32V。 V7 的 kernel 只有 40 Kbytes! 底下列出 V7 的系统呼叫,供「后进之辈」们凭吊瞻仰: _exit, access, acct, alarm, brk, chdir, chmod, chown, chroot, close, creat, dup, dup2, exec*, exit, fork, fstat, ftime, getegid, geteuid, getgid, getpid, getuid, gtty, indir, ioctl, kill, link, lock, lseek, mknod, mount, mpxcall, nice, open, pause, phys, pipe, pkoff, pkon, profil, ptrace, read, sbrk, setgid, setuid, signal, stat, stime, stty, sync, tell, time, times, umask, umount, unlink, utime, wait, write. 以上这些 "Vn" 版都是由 Bell Labs 里?nbsp;Computer Research Group(CRG) 发展的。另一个Unix Support Group(USG) 负责支援服务。Bell Labs 里还 有另一个与 Unix 发展相关的团体 Programmer's WorkBench(PWB) 则做出 了 sccs、named pipe 及一些其它的东西。USG 与 PWB 后来于 1983 年 合并成 Unix System Developement Lab。 此外 Bell Labs 在 Columbus 的分支机构,负责发展 Operations Support System 也做了一版的 Unix 称为 CB Unix (Columbus Unix)。System V IPC 就是从 CB Unix 来的。 到了1980 年代 Bell labs 未放弃 Unix。CRG 仍继续发展 V 系列的 Unix (Stroustrrup 在它的 C++ 第二版里就提到了 V10),不过并未对外发 表。目前发展 Unix(System V) 的公司是 Unix System Laboratories(USL)。 USL 本为 AT&T 所有,'93 年初被 Novell 收购。Novell 于 '93 年末将 "UNIX" 这个注册商标转给 X/Open。 除了 AT&T 所属的机构外,有不少地方也对 Unix 的改进做出了贡献,例 如 Berkeley 就自成一大流派。有不少厂商(尤其是卖工作站的)也对 Unix 的发展有所贡献(如 Sun 的 NFS)。 对任何对 Unix 有兴趣的人而言 Don Libes 与 Sandy Ressler 所写的 "Life with Unix" 是一本有趣的书。此书讲了许多 Unix 的历史与发展及一些轶 事。本文多采此书之说。 /* 译注: Life with Unix 在台湾并没有书局代理进口, 非常可惜! 这本书里面有很多关于 Unix 的故事, 有兴趣可以来我们这儿泡泡茶, 看看这本故事书 */ 6.3) 主要的 Unix 流派 目前为止,UNIX 有两大流派:那就是 AT&T 的 System V (读 five, 不读 v) 与 BSD (Berkeley Software Distribution)。SVR4 是两大流派融合后的产物。 '91 年底,与 System V 针锋相对的 Open Software Foundation 推出了 OSF/1, 或许 OSF/1 会改变市场生态。 /* 译注:由今日('95)观之,OSF/1 应该是无法挑战 System V 了 */ 以下是 System V、BSD、OSF/1 的主要版本以及特色。 AT&T 的 System V。Intel 系列的机器多半使用此系列。移植版本最多的 Unix, 当然在移植时都会加入一些由 BSD 发展的有用功能,例如 csh、job control、 termcap、curses、vi、symbolic link。目前 System V 的发展是由 Unix International(UI) 负责监控。UI 的成员包括 AT&T、Sun 等。 网路讨论区: comp.unix.sysv[23]86。主要版本: - System III (1982): AT&T 第一个拿来卖钱的 UNIX - FIFOs (named pipes) (later?) - System V (1983): - IPC package (shm, msg, sem) - SVR2 (1984): - shell 函数 (sh) - SVID (System V Interface Definition) - SVR3 (1986) for ? platforms: - STREAMS (从 V8 得来的灵感), poll(), TLI (网路软体) - RFS - 共用程式库(shared libs) - SVID 2 - demand paging (如果硬体有支援的话) - SVR3.2: - 并入 Xenix (Intel 80386) - 网路 - SVR4 (1988), 融合了 System V、BSD、SunOS 是各种 UNIX 中 的主流 - 取自 SVR3 者: 系统管理, terminal 界面, 印表机 (from BSD?), RFS, STREAMS, uucp - 取自 BSD 者: FFS, TCP/IP, sockets, select(), csh - 取自 SunOS 者: NFS, OpenLook GUI, X11/NeWS, 具有记忆体映对档案的虚拟记忆体子系统(virtual memory subsystem with memory-mapped files), 共用程式库 (!= SVR3 ones?) - ksh - ANSI C - 国际化(Internationalization) (8-bit clean) - ABI (Application Binary Interface -- routines instead of traps) - POSIX, X/Open, SVID3 - SVR4.1 - 非同步 I/O (from SunOS?) - SVR4.2 (based on SVR4.1ES) - Veritas FS, ACLs - 动态载入核心模组 - Future: - SVR4 MP (多处理器) - 使用 Chorus 微核心? Berkeley Software Distribution (BSD)。VAX、RISC、各式工作站多用之。 比起 System V 来 BSD 的变动比较快而且学术研究的味道比较浓一点。 Unix 之所以能够流行,BSD 居功阙伟。许多对 Unix 的加强改进都是由 BSD 先做出来的。在 UCB (University of California at Berkeley) 中负责 BSD 的是 Computer System Research Group(CSRG)。CSRG 已于 1992 年关门大吉。 网路讨论区: comp.unix.bsd。主要的版本如下: - 2.xBSD (1978) 给 PDP-11 用的, 这个系统好像还活著的样子(1992 还推出了 2.11BSD!). - csh - 3BSD (1978): - 虚拟记忆体 - 4.?BSD: - termcap, curses - vi - 4.0BSD (1980): - 4.1BSD (?): 后来 AT&T CRG 版本皆以此为本 - job 控制 - automatic kernel config - vfork() - 4.2BSD (1983): - TCP/IP, sockets, ethernet - UFS: 长档名, symbolic links - 新的 reliable signals (SVR3 采用了 4.1 的 reliable signals) - select() - 4.3BSD (1986) for VAX, ?: - 4.3 Tahoe (1988): 4.3BSD 附加对 Tahoe(一款32位元的超级迷你电脑) 的支援及一些新东西 - Fat FFS - 新的 TCP 演算法 - 4.3 Reno (1990) for VAX, Tahoe, HP 9000/300: - 大部份的 P1003.1 - NFS (from Sun) - MFS (记忆体档案系统) - OSI: TP4, CLNP, ISODE's FTAM, VT and X.500; SLIP - Kerberos - Net1 (?) 与 Net2 (June 1991) 磁带: BSD 中不侵犯 USL 版权的部份 - 4.4BSD (alpha June 1992) for HP 9000/300, Sparc, 386, DEC, others; 已经不支援 VAX 与 Tahoe; 有两个版本, 一个是 lite (大约是 Net2 的 内容,加上修正与新的架构); 另一个是 encumbered (内容一应俱全,但需 USL 授权): - 以 Mach 2.5 为基础的新型虚拟记忆体系统 (VMS), - 虚拟档案系统介面, log-structured 档案系统, 本地档案系统 的大小可达 2^63, NFS (可以免费流传,可以跟 Sun 的 NFS 并存, 架在 UDP 或 TCP 之上) - ISO/OSI 网路支援 (以 ISODE 为基础): TP4/CLNP/802.3 以及 TP0/CONS/X.25, session 及更高层的协定则放在 user space; FTAM, VT, X.500。 /* 译注: FTAM 跟 TCP/IP 网路的 ftp 协定相当 VT 则跟 telnet 相当, X.500 则是 directory service */ - 大部分是 POSIX.1 (特别是新增的 SV 形式终端机驱动程式),有很多 POSIX.2, 改进过的 job control; ANSI C 表头档 - Kerberos 以整合入系统内许多地方 (包含 NFS) - TCP/IP 加强 (包含表头预测, SLIP) - 重要的核心修改 (新式系统呼叫惯例, ...) - 其他改进: FIFOs, 以位元组为范围做档案锁定 正式的 4.4BSD 版本原来预计在 alpha 版 6 个月后发表。 /* 译注: 结果是在 '93 年六七月间发表 */ Open Software Foundation(OSF) 于 1991 年底推出了OSF/1。OSF/1 需要 SVR2 授权。符合 SVID 2、SVID 3、POSIX、X/Open 等标准。 Apollo、Dec、HP、IBM 等大厂商都是 OSF 的成员。 - OSF/1 (1991): - 以 Mach 2.5 的核心为基础 - 对称式多重处理, 平行化的核心, 处理绪(thread) - 逻辑式容量(logical volumes), 磁碟镜射(disk mirroring), UFS (原生的), S5 FS, NFS - 系统安全之加强(B1 加一些 B2, B3 或 C2), 4.3BSD 的系统管理 - STREAMS, TLI/XTI, sockets - 共用程式库, 动态程式载入器 (包括核心) - Motif GUI - Release 1.3 (Jun 94) - 以 MACH 3.0 的微核心为基础 - 符合目前规格 1170 草案的标准 (在 X/Open 的 Fast Track 程序中考虑过要将此标准化) - Data Capture I/F, Common Data Link I/F, - 支援ISO 10646 与 64-bit - 以 Mach 3.0 为基础的 OSF/1 MK (mircokernel) 以上关于 Unix 主要流派的列表或许该把 Microsoft 的 Xenix 也列出,因 为有不少 Unix 的分支是拿 Xenix 去改的。Xenix 是从 V7、System III、 System V 改出来的,外观没什么重大的改变,内部则为了求得在微电脑上 使用时有较好的表现而做了小的更动。 关于 Unix 两大流派的内部有两本好书可供参考。 - System V: "Design of the Unix Operating System", M.J. Bach. - BSD: "Design and Implementation of the 4.3BSD Unix Operating System", Leffler, McKusick, Karels, Quaterman. 关于 OSF/1 的介绍可参考 O'Reilly 出版的 "Guide to OSF/1, A Technical Synopsis" 一书。关于 SunOS,可参考 Summer 1989 USENIX Proceedings 里的“Virtual Memory Architecture in SunOS" 与 "Shared Libraries in SunOS"。 92 年 4 月号的 Unix Review 有一系列关于各种 Unix 之发展方向。BSD- FAQ极有参考价值,本文中所提到的几个网路讨论区也值得看看。
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