gnu linux что это
Gnu linux что это
Многие пользователи компьютеров каждый день запускают модифицированную версию системы GNU, даже не осознавая этого. В силу особого поворота событий версия GNU, которую сегодня широко используют, часто называется “Linux”, и многим из ее пользователей не известно, что в основном это система GNU, разработанная проектом GNU.
Дополнительные сведения можно найти на страницах “Вопросы о GNU/Linux” и “Почему GNU/Linux?”
Там действительно есть Linux, и эти люди используют ее, но это только часть системы, которой они пользуются. Linux — это ядро — системная программа, которая выделяет ресурсы машины другим программам, которые вы запускаете. Ядро — важная часть операционной системы, но само по себе оно бесполезно; оно может функционировать только в составе полной операционной системы. Linux обычно применяют в комбинации с операционной системой GNU: вся система представляет собой в основном GNU с добавлением Linux, то есть GNU/Linux. Все так называемые дистрибутивы “Linux” на самом деле являются дистрибутивами GNU/Linux.
Многие пользователи не понимают, в чем разница между ядром, то есть Linux, и целой системой, которую они также называют “Linux”. Неоднозначное употребление названия не способствует пониманию этого. Эти пользователи часто думают, что Линус Торвальдс разработал целую операционную систему в 1991 — году, ему только немного помогли.
Программисты, в сущности, знают, что Linux — это ядро. Но поскольку они нередко слышали, как всю систему тоже называют “Linux”, они часто представляют себе историю, которая оправдала бы наименование всей системы по ядру. Например, многие думают, что как только Линус Торвальдс написал Linux (ядро), его пользователи оглянулись вокруг в поисках других свободных программ, чтобы работать с ним, и обнаружили, что (без какой бы то ни было особой причины) почти все необходимое для построения системы типа Unix уже под рукой.
То, что они обнаружили, не было случайностью — это было не совсем полной системой GNU. Доступные свободные программы сложились в полную систему, потому что проект GNU работал над этим с 1984 года. В “Манифесте GNU” мы поставили целью разработать свободную систему типа Unix под названием GNU. “Первоначальное объявление” проекта GNU также очерчивает некоторые из начальных планов по системе GNU. К тому времени, когда началась разработка Linux, GNU была почти завершена.
Цель большинства проектов по созданию свободных программ — разработка определенной программы для определенной задачи. Например, Линус Торвальдс решил написать Linux, ядро типа Unix; Дональд Кнут решил написать TeX, программу верстки текста; Боб Шейфлер решил разработать оконную систему (систему X Window). Естественно измерять вклад такого рода проекта по конкретным программам, которые пришли из этого проекта.
Если бы мы попытались измерить таким образом вклад проекта GNU, к какому бы выводу мы пришли? Один из поставщиков компакт-дисков установил, что в их “дистрибутиве Linux” программы GNU — самый крупный единый массив — около 28% всего исходного текста; в их состав входят некоторые существенные компоненты, без которых системы не могло бы быть; собственно Linux составляет около 3%. (В 2008 году пропорции сходны: в разделе “main” gNewSense Linux составляет — 1,5%, а GNU — 15%.) Итак, если бы вы собирались выбрать название системы на основании того, кто написал программы в этой системе, наиболее подходящим выбором одного компонента было бы “GNU”.
Но на вопрос можно взглянуть глубже. Проект GNU не был и не является проектом по разработке определенных пакетов программ. Это не был проект по разработке компилятора C, хотя мы сделали это. Это не был проект по разработке текстового редактора, хотя мы разработали его. Проект GNU постановил разработать полную свободную операционную систему типа Unix: GNU.
Многие сделали серьезный вклад в свободные программы этой системы, и все они заслуживают признательности за свои программы. Но причина, по которой это является целостной системой — а не только набором полезных программ — то, что проект GNU постановил сделать это такой системой. Мы составили список программ, необходимых, чтобы свободная система была полной, и систематически отыскивали, писали или отыскивали людей для написания всего, что стояло в списке. Мы написали существенные, но не впечатляющие[1] компоненты, потому что без них нельзя получить систему. Некоторые из компонентов нашей системы (средства программирования) стали популярны сами по себе среди программистов, но мы написали много компонентов, не являющихся средствами разработки(2). Мы даже разработали программу для игры в шахматы, GNU Chess, потому что в полной системе игры тоже должны быть.
К началу девяностых мы сложили всю систему, кроме ядра. Мы приступили и к ядру, GNU Hurd, которое работает на Mach. Разработка этого ядра шла гораздо труднее, чем мы ожидали; ядро GNU Hurd стало надежно работать в 2001 году, но оно далеко не готово для общего пользования.
К счастью, благодаря Linux нам не пришлось ждать Hurd. Когда Торвальдс освободил Linux в 1992 году, это заполнило последний серьезный пробел в системе GNU. Тогда люди смогли сочетать Linux с системой GNU [1], чтобы составить полную свободную систему: версию GNU, которая содержала также Linux; другими словами, систему GNU/Linux.
Заставить их как следует работать вместе не было простой задачей. Некоторые компоненты GNU[3] требовали существенных изменений, чтобы они работать с Linux. Объединение в полную систему в едином дистрибутиве, который работал бы “без подгонки”, было тоже большой работой. Это требовало решения вопросов, связанных с установкой и загрузкой системы — проблема, за которую мы тогда еще не ухватились, потому что у нас дело до этого пока не дошло. Таким образом, люди, разработавшие различные дистрибутивы системы, проделали большую и важную работу. Но это было работой, которую, по самой природе вещей, обязательно кто-нибудь выполнил бы.
Проект GNU поддерживает системы GNU/Linux так же хорошо, как саму систему GNU. ФСПО финансировал доработку расширений библиотеки C GNU, связанных с Linux, так что теперь они хорошо пригнаны друг к другу, и самые новые системы GNU/Linux используют текущий выпуск библиотеки без изменений. ФСПО финансировал также на ранней стадии разработку Debian GNU/Linux.
Сегодня есть много разных вариантов системы GNU/Linux (часто называемых “дистрибутивами”). Большинство из них включает несвободные программы — их разработчики следуют философии “открытого исходного текста”, ассоциирующегося с Linux, а не философии “свободных программ” GNU. Но есть и полностью свободные дистрибутивы GNU/Linux. ФСПО предоставляет технические ресурсы для нескольких из них.
Чтобы создать свободный дистрибутив GNU/Linux, недостаточно просто исключить различные несвободные программы. В настоящее время обычная версия Linux тоже содержит несвободные программы. Эти программы предназначены для записи в устройства ввода-вывода, когда загружается система, и они включаются в виде длинных последовательностей чисел в “исходный текст” Linux. Таким образом, поддержка свободных дистрибутивов GNU/Linux сейчас включает также и поддержку свободной версии Linux.
Пользуетесь вы GNU/Linux или нет, пожалуйста, не вводите общественность в заблуждение двусмысленным употреблением названия “Linux”. Linux — это ядро, одна из необходимых составляющих системы. Система в целом — это в основном система GNU с добавлением Linux. Когда вы говорите об этом сочетании, пожалуйста, называйте его “GNU/Linux”.
Если вы хотите сослаться для справок на “GNU/Linux”, эта страница и https://www.gnu.org/gnu/the-gnu-project.html — хорошие примеры. Если вы упоминаете Linux (ядро) и хотите добавить ссылку для справок, http://foldoc.org/foldoc/linux — хороший адрес для этого.
Дополнения
Кроме GNU был еще один проект, который независимо произвел свободную операционную систему типа Unix. Эта система известна как BSD, она была разработана в Калифорнийском университете в Беркли. Она была несвободной в восьмидесятые, но стала свободной в начале девяностых. Любая из свободных операционных систем, существующих сегодня,[4] почти наверное является либо вариантом системы GNU, либо разновидностью системы BSD.
Иногда спрашивают, является ли BSD тоже версией GNU, подобно GNU/Linux. Разработчики BSD сделали свои программы свободными, следуя примеру проекта GNU, и открытые призывы активистов GNU помогли убедить их, но в исходных текстах программ мало общих мест с текстами GNU. Сегодня системы BSD используют некоторые программы GNU, точно так же, как система GNU и ее варианты пользуются некоторыми программами BSD; однако в целом это две различных системы, которые развивались отдельно. Разработчики BSD не добавили ядро в систему GNU, разработав его, так что название типа “GNU/BSD” не подошло бы к ситуации[5].
История Linux. Вкратце о главном
Корни Linux прослеживаются ещё с годов века. Точкой отсчёта можно считать появление операционной системы Unix в году в США в фирме Bell Laboratories, дочернем подразделении компании AT&T. Unix стала основной для большого количества операционных систем промышленного класса. Самые основные из них отображены на этой временной шкале:
Linux же больше всего обязан своей жизнью двум проектам — GNU и Minix.
История проекта GNU началась в сентябре года. Основоположник проекта GNU, Ричард Столлман (Richard M. Stallman) работал в это время в лаборатории искусственного интеллекта Массачусетского технологического института (Massachusetts Institute of Technology, MIT, Cambridge, Massachusetts). Столлмана называют одним из самых выдающихся программистов нашего времени.
В той среде, к которой принадлежал Столлман, было принято свободно обмениваться программами и их исходными кодами. Лицензия же на Unix от AT&T, к примеру, стоила 40 000 долларов. Позволить себе купить её могли только достаточно крупные фирмы. А без обладания лицензией, программист не имел права использовать исходные коды системы в своих разработках. Это препятствовало обмену идеями в сфере программирования и сильно тормозило процесс создания программ, поскольку вместо того, чтобы позаимствовать готовый кусок кода для решения той или иной задачи, разработчик программы был вынужден писать эту часть кода заново, что сродни изобретению колеса.
Столлман решил изменить это положение вещей в программировании. В году он объявил о начале разработки проекта GNU, целью которого было создание полностью открытой операционной системы:
После Дня Благодарения я начинаю писать Unix-совместимую программную систему GNU (Gnu’s Not Unix), которую буду предоставлять свободно(!) всем, кто может её использовать. Нужна помощь в виде времени, денег, программ и оборудования.
GNU будет содержать ядро плюс все утилиты, необходимые для того, чтобы писать и запускать программы на Cи: редактор, оболочку, компилятор Cи, линкер, ассемблер и ещё несколько вещей. После этого будут добавлены программа форматирования текста, YACC, игра Empire, электронная таблица и сотни других вещей. Мы надеемся включить всё, что обычно поставляется с Unix-системами, и всё, что ещё может оказаться полезным, в том числе онлайновую и печатную документацию.
GNU будет способна запускать программы Unix, но не будет идентична Unix. Мы будем вносить в систему улучшения, основываясь на нашем опыте работы с другими операционными системами.
Аббревиатура GNU расшифровывается как «GNU — это не Unix» (GNU is Not Unix). Unix всегда была несвободным ПО, то есть она лишает своих пользователей свободы сотрудничества, а также контроля над своими компьютерами (как Windows в наши дни). Чуть позже Столлман написал свой знаменитый Манифест GNU, который стал основой для лицензии GPL (GNU General Public License). Роль этой лицензии нельзя переоценить, она изменила всю компьютерную индустрию.
К году в рамках проекта GNU было создано большинство компонент, необходимых для функционирования свободной операционной системы. Помимо текстового редактора Emacs, Столлман создал компилятор gcc (GNU C Compiler) и отладчик gdb. Будучи выдающимся программистом, Ричард Столлман в одиночку сумел создать эффективный и надёжный компилятор, который превосходит по своим качествам продукты коммерческих поставщиков, создаваемые целыми группами программистов. Поскольку изначально при его создании ставилась задача обеспечения переносимости, сегодня существуют версии этого компилятора практически для всех операционных систем. Позже были созданы компиляторы и для других языков программирования, включая C++, Pascal и Fortran. Поэтому сейчас аббревиатура GCC расшифровывается как GNU Compiler Collection.
Как пишет Ричард Столлман: «К году система GNU была практически закончена, не хватало только одного из базовых компонентов — ядра.» Ожидалось, что ядро (оно получило название Hurd) будет реализовано как набор серверных процессов, работающих на Mach — микроядре, создаваемом в Университете Карнеги-Меллона, а затем в Университете штата Юта. Начало разработки откладывалось в ожидании выпуска Mach, которое, как было обещано, будет выпущено в виде свободно распространяемого программного обеспечения. Но его появление всё откладывалось, и тут появилось ядро, разработанное финским студентом Линусом Торвальдсом, получившее название Linux. Линус создал его в попытках усовершенствовать свою домашнюю операционную систему Minix, о которой стоит упомянуть отдельно.
Minix
В течение годов персональные компьютеры на основе микропроцессора Intel, оснащённые операционными системами от Microsoft, заняли господствующее положение на рынке настольных систем и захватили также существенную долю рынка серверов — традиционной сферы применения Unix-систем. Компьютеры на основе Intel и Intel-совместимых процессоров достигли вычислительной мощности, сравнимой с мощностью рабочих станций с Unix. Но большинство коммерческих Unix-систем не имели версий, способных работать на оборудовании Intel. Производители Unix обычно тесно сотрудничали с производителями конкретных процессоров или даже имели долю собственности в компаниях, производивших эти процессоры, а поэтому были заинтересованы в использовании своих собственных разработок. Примерами могут служить линейки процессоров SGI и MIPS. 
Поскольку аппаратные возможности персоналок стремительно возрастали, естественно, что рано или поздно должны были появиться варианты Unix для компьютеров на основе Intel-совместимых процессоров. Один из таких вариантов Unix-подобной операционной системы, который сыграл особую роль в истории Linux, был разработан в январе года Эндрю Таненбаумом (Andrew S. Tanenbaum), профессором Университета Врие, Амстердам, Нидерланды. Таненбаум был одним из ведущих специалистов в области разработки операционных систем. Свою операционную систему Minix (Миникс) он разработал как учебное пособие, на примере которого показывал студентам внутреннее устройство реальной операционной системы.
Конечно, как операционная система, Minix не была верхом совершенства. Она была ориентирована на микропроцессор Intel 80286, который в то время господствовал на рынке. Но у неё было одно очень важное качество — открытые исходные коды. Каждый, кто имел книгу Таненбаума «Операционные системы», мог изучить и проанализировать 12 000 строк кода, написанного на языке Си и на ассемблере. Это был тот редкий случай, когда исходные коды не были заперты под семью печатями в сейфах разработчика. Великолепный автор, Таненбаум сумел вовлечь самые выдающиеся умы компьютерной науки в обсуждение искусства создания операционных систем. Minix можно было приобрести и отдельно от книги, она могла быть реально установлена на персональный компьютер. Студенты компьютерных факультетов по всему миру корпели над книгой Таненбаума, вчитываясь в коды с целью понять, как работает та самая система, которая управляет их компьютером. И одним из таких студентов был Линус Торвальдс.
Linux
В году, Линус Торвальдс, финский студент, чрезвычайно увлёкся идеей написать совместимое с Unix ядро операционной системы для своего персонального компьютера с процессором Intel. Прототипом для будущего ядра стала операционная система Minix: совместимая с Unix операционная система для персональных компьютеров, которая загружалась с дискет и умещалась в очень ограниченной в те времена памяти персонального компьютера.
августа года Линус Торвальдс направил первое сообщение о своей разработке в группу новостей comp.os.minix:
From: torvaldsSklaava.Helsinki.Fi (Linus Benedict Torvalds)
To: Newsgroups: comp.os.inix
Subject: Чего вам больше всего не хватает в minix?
Summary: небольшой опрос для моей операционной системы Message-ID:
Date: 25 августа 1991 г., 20:57:08 GMT
Organization: University of Helsinki
Привет всем пользователям minix!
Я пишу (бесплатную) операционную систему (это просто хобби, ничего большого и профессионального вроде gnu) для AT 386(486). Я вожусь с этим с апреля, и она, похоже, скоро будет готова. Напишите мне, кому что нравится/не нравится в minix, поскольку моя ОС на неё похожа (кроме всего прочего, у неё — по практическим соображениям — то же физическое размещение файловой системы).
Пока что я перенёс в неё bash (1.08) и gсс (1.40), и всё вроде работает. Значит, в ближайшие месяцы у меня получится уже что-то работающее, и мне бы хотелось знать, какие функции нужны большинству. Все заявки принимаются, но выполнение не гарантируется 🙂
PS. Она свободна от кода minix и включает мультизадачную файловую систему. Она НЕ переносима (используется переключение задач 386 и пр.) и, возможно, никогда не будет поддерживать ничего, кроме АТ-винчестеров, потому что у меня больше ничего нет 🙁
Название «Linux» новая система получила следующим образом. Самого Торвальдса несколько смущало созвучие этого названия с его именем, поэтому он пытался назвать свою разработку Freax. Это название можно обнаружить в файле kernl/Makefile версии 0.11, и в исходных кодах других программ. Но Ари Лемке, который предоставил место для выкладывания системы на FTP сайте, назвал каталог pub/OS/Linux. И это название закрепилось за новой ОС.
Тот факт, что Линус выложил код своей ОС в интернет, был решающим в дальнейшей судьбе Linux. Хотя в году интернет ещё не был так широко распространён, как в наши дни, зато пользовались им в основном люди, имеющие достаточную техническую подготовку. И уже с самого начала Торвальдс получил несколько заинтересованных откликов.
Примерно в феврале года Линус высказал просьбу ко всем, кто уже пользовался или тестировал Linux, прислать ему открытку. Таких открыток было получено несколько сотен со всех концов света — из Новой Зеландии, Японии, Нидерландов, США. Это говорило о том, что Linux начала приобретать некоторую известность.
Вначале к разработке присоединились сотни, потом тысячи, потом сотни тысяч добровольных помощников. Система уже не была просто игрушкой для хакеров. Дополненная массой программ, разработанных в рамках проекта GNU, ОС Linux стала пригодна для практического использования. А то, что ядро системы распространялось под лицензией GNU General Public License, гарантировало, что исходные коды системы останутся свободными, то есть смогут копироваться, изучаться и модифицироваться без опасения нарваться на какое-либо преследование со стороны разработчика или какой-то коммерческой фирмы. Этот факт привлекал в ряды пользователей и сторонников Linux всё новых последователей, в первую очередь из числа студентов и программистов.
К этому времени сформировалась отдельная конференция в интернете, посвящённая Linux, — comp.os.linux. Энтузиасты образовали множество групп пользователей и в начале года вышел первый номер журнала «Linux Journal». Linux привлекла внимание промышленных фирм и несколько небольших компаний начали разрабатывать и продавать собственные версии Linux.
Первоначально Линус Торвальдс не хотел продавать свою разработку. И не хотел, чтобы её продавал кто-то другой. Это было чётко прописано в уведомлении об авторских правах, помещённом в файл COPYING самой первой версии — 0.01. Причём требование Линуса налагало значительно более жёсткие ограничения на распространение Linux, чем те, которые провозглашались в лицензии GNU: не разрешалось взимать никаких денег за передачу или использование Linux. Но уже в феврале года к нему стали обращаться за разрешением брать плату за распространение дискет с Linux, чтобы покрыть временные затраты и стоимость дискет. Кроме того, необходимо было считаться и с тем, что при создании Linux использовалось множество свободно распространяемых по интернету инструментов, самым важным из которых был компилятор GCC. Авторские права на него оговорены в общественной лицензии GPL, которую изобрёл Ричард Столлман. Торвальдсу пришлось пересмотреть свое заявление об авторских правах, и, начиная с версии 0.12, он тоже перешёл на использование лицензии GPL.
С технической точки зрения, Linux представляет собой только ядро Unix-подобной операционной системы, отвечающее за взаимодействие с аппаратной частью компьютера и выполнение таких задач, как распределение памяти, выделение процессорного времени различным программам и так далее. Кроме ядра, операционная система включает в себя множество различных утилит, которые служат для организации взаимодействия пользователя с системой. Успех Linux как операционной системы во многом обусловлен тем, что к году в рамках проекта GNU уже было разработано множество утилит, свободно распространяемых в интернете. Проекту GNU не хватало ядра, а ядро, скорее всего, осталось бы невостребованным, если бы отсутствовали необходимые для работы утилиты. Линус Торвальдс оказался со своей разработкой в нужном месте в нужное время. И Ричард Столлман прав, когда настаивает на том, что операционную систему следует называть не Linux, а GNU/Linux. Но название Linux исторически закрепилось за этой ОС, поэтому мы тоже будем называть её просто Linux (не забывая о заслугах Столлмана и его сподвижников).
P.S. Я честно пролистал на Хабре все 36 страниц поисковой выдачи по запросу «история linux» и не нашёл ничего целостного по теме, что показалось мне довольно странным, учитывая популярность системы среди хабровчан. Информация по крупицам собиралась мной со всего интернета, отделены зёрна от плевел и, надеюсь, будет вам интересна.
UPD: Мне было сделано верное замечание по поводу временной шкалы. Я её переработал, заодно ещё раз проверил все даты. Думаю, что стало лучше и очевиднее.
GNU или Linux?
Просматривая статьи для перевода на translated.by я наткнулся на предложение перевести статью GNU or Linux? за авторством David Chisnall. Автор предлагает разобраться чего же больше в ОС — GNU или же Linux? Собственно перевод этой статьи и предлагается Вашему вниманию.
GNU или Linux?
Ни одна другая система не испытывала таких споров вокруг своего имени. Огромное количество флейм войн началось после заявления FSF о том, что такие дистрибутивы как Ubuntu и Fedora должны называться GNU/Linux, вместо Linux. Пытались ли они просто заработать на чужом труде, или их аргументы небезосновательны?
Чтобы разобраться в этом вопросе давайте взглянем на то, что происходит, когда вы запускаете GNU/Linux систему — сколько используется GNU кода, а сколько Linux кода. Разработчик использует огромное количество GNU кода, к примеру GCC и GNU Make, но насколько это справедливо и для конечного пользователя?
Что делает Ядро?
Перед тем как начать разбираться где же GNU биты, а где Linux, важно понять, что именно делает ядро. Ядро выполняет две главные задачи:
* Освобождает разработчиков от необходимости изучать низкоуровневую архитектуру. Для этого необходимо наличие большого количества драйверов к устройствам и единых интерфейсов к этим драйверам. Хорошим примером служит Сокет-интерфейс. Когда вы пишете сетевой код, вы просто открываете сокет и пишите в него данные. Вам не надо заботится о типе сетевого оборудования пользователя и низлежащих протоколах.
* Изолирует запущенные программы друг от друга. Изолировать процессы платформо-независимым методом просто: Позволить процессам использовать только непривилегированные инструкции процессора. К сожалению, такой подход сделает невозможным любые операции ввода/вывода для программ, что делает все программы бессмысленными. Для снятия этого ограничения существует системный вызов — механизм, который позволяет запущенному процессу запрашивать ядро для совершения привилегированной операции от имени запрашивающего процесса. Обычные примеры — запись в файл (виртуальный диск), выделение памяти, или доступ к экрану или клавиатуре.
Механизм, который используется системным вызовом, платформо-зависим. На x86 платформе распространенным методом был вызов исключения, хотя новые процессоры от AMD и Intel предоставляют инструкции, позволяющие выполнить это еще быстрее. При этом управление переходит к ядру, которое решает, как интерпретировать значения в регистрах и на стеке, а также, какие действия предпринять.
Взгляд со стороны разработчика.
Важным стандартом при программировании для *NIX или в *NIX является единая спецификация UNIX — супермножество POSIX, которое включает всё, что должно быть в UNIX системе. Код, написанный согласно этому стандарту, переносим среди ряда UNIX-подобных систем.
Стандарт не описывает системные вызовы. Наоборот, он описывает Cи-функции, которые служат оберткой для системных вызовов. Когда программист хочет вызвать функцию open (), ему не надо знать, что он поместит указатель в EBX и значение 2 в EAX, а затем вызовет прерывание 80h; стандартная библиотека Cи реализует все эти функции. Любая нетривиальная программа на Linux будет обращаться к библиотеке Си (libc, для краткости). Существует несколько вариантов реализации стандартной библиотеки Си. У каждого члена семейства BSD есть своя реализация, впрочем как и у любой коммерческой UNIX системы. Какой вариант стандартной библиотеки С используется в Linux зависит от использования; существует несколько версий для встроенных систем, но большинство декстоп дистрибутивов Linux используют GNU libc.
По количеству кода ядро и libc практически равны. На двоих они предоставляют интерфейс разработчика к системе. Поскольку стандарт определяет только Cи-интерфейсы, а не системные вызовы, то и большинство кода написано с использованием стандартной библиотеки Cи. Это правило справедливо и для других языков; если вы, к примеру, запускаете некий java или python код, то он будет получать доступ к ядру через библиотеку Cи. Для некоторых языков существует своя стандартная библиотека от GNU Project. Например, любой С++ код будет использовать GNU libstc++ на GNU/Linux платформах. Некоторые дистрибутивы также включают GNU-реализации для Java библиотек, хотя такая практика уже не так популярна, учитывая, что Sun-версии стали open source. Даже если вы используете Sun Java библиотеки, вы по-прежнему используете GNU libc на этих платформах для любого Java приложения.
C C++ нюансов еще больше, чем с другими языками. Когда вы линкуете два модуля (к примеру, исполняемый файл и библиотеку), то сразу несколько стандартов описывают модель взаимодействия этих двух модулей. При вызове функции из другого модуля необходимо явно определить порядок аргументов на стеке и в регистрах, кто очистит память впоследствии и так далее. В С++ много чего должно быть явно определено для использования классов в различных модулях. Этот набор стандартов называется Бинарный Интерфейс Приложений (Application Binary Interface, ABI). В Linux, С++ ABI определен в GCC, который является пакетом GNU, как упоминалось ранее. Скомпилированный С++ код, независимо от того, какой компилятор использовался, должен подчиняться стандартам GNU, в противном случае такой код не сможет быть повторно использован другим С++ кодом.
Загрузка системы.
Современные GNU/Linux дистрибутивы начинают процесс загрузки с GRUB (GRand Unified Bootloader), который также является частью проекта GNU. (Хотя, технически, загрузка начинается в BIOS или другой прошивке, и это применимо для всех систем, которые запускаются на аппаратной платформе.) GRUB не создавался специально для Linux. Он может запускать и другие ОС и является стандартом для запуска некоторых систем на архитектуре x86, включая OpenSolaris и гипервизор Xen.
Затем GRUB передает управление ядру, которое продолжает инициализировать систему и конфигурирование драйверов. Ядро в свою очередь передает управление процессу init. Этот процесс отвечает за создание других процессов.
На Linux системах, init это очень маленькая программа, которая делает нечто большее, чем просто запуск скрипта. В некоторых дистрибутивах init заменен на Upstart, программу, которая не является ни частью Linux, ни частью GNU, и имеющая более сложную управляемую событиями модель. Скрипты, запущенный init’ом или Upstart’ом — это просто набор команд, интерпретируемых командной оболочкой (shell).
Спецификация POSIX содержит описание минимальной функциональности оболочки. Если вы хотите писать портативные shell-скрипты, то можете оставаться в рамках данной ограниченной функциональности, и, в итоге, получите скрипты, которые будут идти на всех UNIX-подобных системах.
Однако, большинство init скриптов не портируемы. Они используют расширенную функциональность командной оболочки, присутствующей в большинстве Linux дистрибутивов — Bash, командная оболочка от GNU.
Что в стандарте?
Единая Спецификация UNIX содержит намного больше, чем просто набор Cи-функций. В частности, стандарт определяет набор пользовательских утилит, которые обязаны присутствовать в UNIX-подобных системах. Многие программы используют эти утилиты через shell-скрипты или другие вызовы. Большинство из них содержатся в пакете корневых утилит GNU. Опять-таки, сравнивая количество строк кода, размер корневых утилит сравним с размером ядра.
Можно предположить, что эти утилиты не столь важная часть системы, однако это не так. Без утилит большинство init скриптов просто не запустятся (даже при наличии Bash), а система будет непригодна к использованию. Большинство инсталляторов также не запустятся, а это значит, что вы не сможете установить ни одной программы. Даже базовая функциональность, такая как копирование файлов использует корневые утилиты.
Единая UNIX Спецификация предоставляет список из 175 программ, которые должны присутствовать в каждой UNIX системе. Большинство из которых (с некоторыми исключениями, типа vi) созданы GNU и присутствуют в большинстве Linux дистрибутивов. Часть из них никогда не используются обычными пользователями; к примеру, стандарт предписывает наличие c99 и fort77 утилит для компилирования программ написанных на C и Fortran (обе утилиты предоставляются GNU).
На что еще следует обратить внимание?
Ранее я говорил, что у ядра две роли. Главная роль в предоставлении программам пользователя доступ к аппаратной части. Поэтому большинство Linux кода (и кода большинства других ядер) состоит из драйверов устройств. Но, отдельно стоит упомянуть о графике.
Старая модель драйвера XFree86 слабо зависела от ядра. Х-сервер запускался как привилегированный процесс и получал прямой доступ к аппаратной части. Я сам видел живой пример этого при попытке использования бинарного Linux драйвера Matrox под FreeBSD. Хоть драйвер и был написан для Linux, он прекрасно встал на FreeBSD, т.к. он напрямую взаимодействовал с Х-сервером и железом, а вовсе не с ядром FreeBSD.
Новые драйвера используют Инфраструктуру прямого рендеринга (Direct Rendering Infrastructure (DRI)). Эта система состоит из двух компонентов, называемых DRI и DRM. DRI — это драйвер пользовательского окружения, который снабжает командами аппаратную часть и предоставляет API другим пользовательским программам. DRM, в свою очередь, является маленьким модулем ядра, который проверяет команды и передает их аппаратной части.
Часто при холиварах на тему «готов ли Linux для десктопа» люди спрашивают, а как хорошо работает 3D в Linux? Вообще-то, обработка 3D это не задача Linux на большинстве системах. Linux всего-лишь предоставляет прямой интерфейс к аппаратной части, а уже X.Org пишет драйвера. Эти же драйвера могут быть запущены на FreeBSD, OpenBSD и еще ряде систем. В мире GNU/Linux систем Linux не занимается разработкой драйверов для одной из сложнейших частей аппаратной составляющей современного дектопа/лэптопа.
С изобретением FUSE, которая также работает на FreeBSD, NetBSD, and Mac OS X, ядро часто перестает предоставлять все драйвера для файловых систем, что еще больше умаляет роль «Linux» в системе.
Удаление GNU или Linux.
Возможно самый правдивый тест на важность того или иного компонента системы состоит в том, насколько просто обойтись без данного компонента в системе. Некоторые Linux платформы используют не так много GNU программ; например использование busybox для утилит командной строки и uclibc для стандартной библиотеки. Часть GNU платформ, такие как Nexenta или Debian GNU/kFreeBSD не используют ядро Linux.
Чтобы оценить важность Linux, давайте взглянем на Linux совместимое окружение в FreeBSD. При запуске Linux программ на FreeBSD, происходит установка модифицированного обработчика системного вызова, который вызывает функции ядра FreeBSD, в ответ на системные вызовы Linux. Этот поход позволяет запускать программы, написанные под Linux, без их изменения.
Для того чтобы данный метод работал, часто устанавливают урезанную версию Linux в отдельном окружении. Программы написанные под Linux в итоге смогут найти все необходимые библиотеки и утилиты, включая GNU утилиты, GNU grep, Bash и другие пакеты.
О чем это говорит? Это говорит о том, что если вы хотите запустить GNU/Linux программу на другой системе, то это легко выполнимо без Linux, а вот без GNU обойтись не так-то просто.
Безусловно, большинство программ успешно запустятся без всяких режимом совместимости, если вы их перекомпилируете. В этом случае они не будут использовать GNU libc, GNU утилиты или bash. Некоторые программы для успешной компиляции требуют GNU компилятор или GNU Make, однако, после компиляции эти программы больше не потребуют никаких GNU утилит, кроме:
Так что удаление GNU из GNU/Linux видится намного более сложным, нежели удаление Linux. PC-BSD или Nexenta — это хорошие десктопные ОС без капли Linux кода внутри, но с большим количеством GNU кода. Те Linux системы, которые не так сильно зависят от GNU кода — это сплошь интегрированные системы, названия которых не знакомы пользователям десктопных и серверных вариантов Linux.
Так как же стоит говорить, Linux, GNU или GNU/Linux? Я называю GNU, потому что, как программист и пользователь, я пользуюсь, в большинстве своем, теми инструментами, которые разработаны GNU. Когда я портирую код из FreeBSD, проблемы возникают только в корневых утилитах или в стандартной библиотеке Си. Если бы я хотел запустить этот же код на HURD или любой другой GNU системе, то я бы использовал те же самые интерфейсы.