Unix 與 Linux 歷史：從 1969 年到現在

Unix 與 Linux 的簡史

Unix 與 Linux 的歷史，核心是一場持續爭論：誰有權擁有原始碼。Unix 於 1969 年在 Bell Labs 開始發展。Linux 於 1991 年在 Helsinki 開始發展，且未使用任何 Unix 原始碼。兩者之間延續的是設計理念與一組公開介面：檔案、程序、管線，以及能將小型程式串接起來的 shell。Unix 在 1970 年代透過大學廣泛傳播，原因是 1956 年的反托拉斯和解協議禁止 AT&T（American Telephone and Telegraph）銷售軟體，因此 Bell Labs 改以低價授權原始碼。Unix 最終遍布各處，但在 AT&T 以外沒有其他擁有者；後續的授權爭議，則決定了最終進入你伺服器機架的免費 Unix-like 系統。

1969：一台備用 PDP-7，以及延續至今的構想

Bell Labs 在 1969 年退出 Multics 專案。Multics（multiplexed information and computing service）是由 MIT、General Electric 與 Bell Labs 共同開發的大型分時系統。Bell Labs 認為這個系統過於龐大，無法完成。Ken Thompson 保留他認同的構想，捨棄其餘部分，並在一台淘汰的 PDP-7 小型電腦上撰寫小型分時系統。Dennis Ritchie 也加入了他。Unix 這個名稱是用來嘲諷 Multics 的玩笑。

1970 年，系統移植到 Bell Labs 為專利部門打字員購買的 PDP-11，因為文字處理工具比作業系統更容易取得經費。該機器配備 24 KB 核心記憶體，由系統與使用者程式分用。這次偶然的經費安排，促成了第一份 Unix 手冊；該手冊的日期為 1971 年 11 月，內容是一組經過排版的文件。這也是你至今仍會輸入 man 5 crontab 的原因。該手冊中的章節編號，就是你手上手冊的章節編號。

兩項變更讓這套設計固定下來。管線在 1973 年的 Version 3 中加入，因為 Doug McIlroy 多年來一直主張，程式應能首尾相接；Thompson 也加入 | 運算子，讓一個程式的輸出成為下一個程式的輸入。接著，1973 年稍晚推出的 Version 4 改以 C 重寫。以可移植語言撰寫的作業系統，可以移植到原本未針對其開發的硬體上。這就是 Unix 能存續至今，並超越最初執行它的每一台機器的原因。

Unix 為何普及：AT&T 不得販售 Unix

1956 年的同意裁決解決了針對 AT&T 的反托拉斯案件。AT&T 保留電話服務的壟斷地位，並接受一項限制作為交換：不得經營電信以外的業務。軟體就是其中一項。因此，當大學要求取得 Unix 時，Bell Labs 不能將它作為產品販售。Bell Labs 以象徵性費用授權原始碼，且不提供支援或保固。

這造成了重大影響，而且並非 AT&T 原先的計畫。1975 年發布的 Sixth Edition Unix，連同完整原始碼進入數百個電腦科學系所。University of New South Wales 的 John Lions 將該核心原始碼印製出來，逐行加上註解並據此授課。整整一代人透過閱讀真正的作業系統，學會作業系統的運作方式。

接著，授權條款改變了。1979 年的 Seventh Edition 授權禁止在課堂上使用原始碼，因此 Lions 的註解只能以一份又一份影印本的形式流傳。整個故事就是如此。Unix 同時到處存在，卻不是自由軟體；因此，任何人所做的每項改進，都是對他人專有程式碼的改進。

Berkeley：你實際會輸入的 Unix 部件

Ken Thompson 在 1975 至 1976 學年度任職於 University of California, Berkeley，並留下了一個非常活躍的 Unix 團隊。Berkeley 的 Computer Systems Research Group (CSRG) 發行包含本地改良內容的磁帶，這些磁帶後來成為 BSD，也就是 Berkeley Software Distribution。Bill Joy 負責早期大量開發工作：1978 年推出 1BSD，接著在 1979 年推出包含 vi 編輯器與 C shell 的 2BSD。

C shell 是 !! 和 !$ 的來源。Bash 繼承了這套語法，因此四十多年後，在雙引號中輸入驚嘆號時，bash 的歷程記錄展開仍會讓人感到意外。

DARPA（US Defense Advanced Research Projects Agency）接著資助 Berkeley，將新的網際網路協定加入 Unix。4.2BSD 於 1983 年 8 月發行，提供 TCP/IP（transmission control protocol over internet protocol）與 socket application programming interface。伺服器上的每個網路服務仍會依序呼叫 socket()、bind()、listen() 和 accept()，因為這些名稱是 Berkeley 在 1983 年選定的。

有一項細節決定了接下來十年的發展。BSD 磁帶不是完整的系統，而是 AT&T Unix 的一組附加內容；若要合法執行，必須持有有效的 AT&T 原始碼授權。Berkeley 花了數年時間逐一檔案替換 AT&T 的部分，改用自己的程式碼。這些替換是否確實完整，成了後來提交法院審理的問題。

1984：拆分，以及隨後的 Unix 戰爭

Bell System 於 1984 年 1 月 1 日拆分，讓 AT&T 無法經營軟體業務的同意令也隨之失效。AT&T 現在可以將 Unix 作為產品銷售，而且確實這麼做了。商業原始碼授權變得昂貴，因此 Unix 不再是大學提供給學生使用的低成本軟體。

各家廠商早已將它分支。每家工作站公司都在自有硬體上推出自有的 Unix，因此到了 1980 年代末期，為某個系統撰寫的程式，通常都必須移植到下一個系統。1988 年，產業分裂成兩個標準陣營：一方是 Open Software Foundation，另一方是 Unix International。雙方多年來持續推出彼此不相容的系統，同時爭論哪一家的 Unix 才是真正的 Unix。

POSIX（可攜式作業系統介面）就是在這片混亂中形成的。IEEE 1003.1 於 1988 年發布，明確定義類 Unix 系統必須執行的內容：系統呼叫、shell 行為、標準工具，以及 C library 介面。這件事的重要性超乎表面，因為標準是規格，不受任何授權條款涵蓋。三年後，一名學生依據這些文件撰寫了 kernel。

Minix，以及它留下的空缺

Andrew Tanenbaum 在 1987 年發布 Minix，作為其作業系統教科書的教學系統。Minix 是小型 Unix-like 系統，原始碼隨書附上，而且能在學生實際擁有的平價 PC 上執行。它可以合法地在教室中閱讀，而 Seventh Edition Unix 已不再具備這項條件。

Minix 刻意維持小巧，因為必須能在書中說明清楚；Tanenbaum 也拒絕了可能使其成為 production system 的修補程式。其授權條款也不是 free：你必須購買該書，而且無法自行決定是否重新發布修改後的 Minix。因此到了 1991 年，學生可以閱讀一個可運作的 Unix-like kernel，卻無法以它建立任何能長久維持的成果。

GNU 擁有除 kernel 之外的一切

Richard Stallman 在 1983 年 9 月宣布 GNU project，目標是建立完整的自由 Unix-like system。到了 1991 年，GNU 已經完成 kernel 周邊的大部分元件：GCC compiler、GNU C library、binary utilities，以及 bash。bash 是 Brian Fox 在 1989 年撰寫的 shell，也是目前 server 啟動後讓你使用的 shell。GNU kernel Hurd 則一直延遲完成。

GNU General Public License version 2 於 1991 年 6 月發布。它的規則很簡單。你可以使用並修改程式碼；如果散布修改後的成果，就必須依照相同條款散布原始碼。這項規則會在兩個 section 之後成為本故事的關鍵。

1991 年 8 月：發表至 comp.os.minix 的貼文

1991 年 8 月 25 日，赫爾辛基的一名學生在 Usenet 群組 comp.os.minix 發表了一則貼文：

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.

Version 0.01 於 1991 年 9 月發布。它沒有與 Unix 或 Minix 共用程式碼。這是為 386 開發的新核心，在 Minix 機器上開發，依據 POSIX 介面撰寫，並搭配當時已存在的 GNU 工具。1992 年 1 月，Tanenbaum 告訴 Torvalds，單體式核心是過時的設計。就設計而言，他的觀點確實有道理；但 Torvalds 回答的是另一個問題：如何讓程式在學生擁有的那台廉價電腦上良好運作。

1992 年 2 月，Version 0.12 依 GPL 重新授權。Torvalds 後來稱這是他做過最好的決定。原始的 Linux 授權禁止任何金錢交易，這會阻礙後來出現的 CD 供應商與支援公司。GPL 允許商業活動，同時要求所有散布的修改都回到同一個共享程式碼樹。

訴訟：1992年4月至1994年2月

Berkeley 於1991年6月發布 Networking Release 2 (Net/2)：這是一套幾乎完整的 BSD 系統，但已移除源自 AT&T 的檔案。其中缺少6個核心檔案。Bill 和 Lynne Jolitz 撰寫替代版本，於1992年3月發布 386BSD 0.0，接著於1992年7月14日發布 386BSD 0.1。此時，386 平台已經有一套免費、完整且成熟的 BSD；Linux 仍只是業餘核心。Berkeley Software Design, Inc. (BSDi) 販售附支援服務的商業版本 BSD/386，並使用電話號碼 1-800-ITS-UNIX 進行宣傳。

1992年4月，當時擁有 Unix 的 AT&T 子公司 Unix System Laboratories (USL)，在 New Jersey 聯邦法院以營業秘密與 Unix 商標為由起訴 BSDi。之後，訴訟追加 University of California 的 Regents 為被告。University 於1993年在 California 反訴，主張 AT&T 將 Berkeley 程式碼放入 System V 發布，卻未提供其自身授權條款要求的著作權標示。

法律爭議的核心於1993年瓦解。Judge Dickinson Debevoise 拒絕 USL 提出的初步禁制令，認為 USL 對較早期 32V 程式碼提出的著作權主張很可能無效，因為 AT&T 多年來發布該程式碼時都未附著作權標示。Novell 於1993年年中向 AT&T 收購 USL，而 Novell 管理階層希望結束這場爭議。案件於1994年2月和解。Berkeley 發布的約18,000個檔案中，有3個遭到移除，約70個檔案則新增 USL 著作權標示。

Berkeley 於1994年6月發布 4.4BSD-Lite，該版本在法律上沒有問題。FreeBSD 與 NetBSD 都是在1993年以有爭議的 Net/2 程式碼為基礎成立，因此必須以新的基礎重新建置系統；這項工作占用了1994年剩餘時間的大部分。Linux 1.0 於1994年3月發布，正值這項重建工作的中期。

Linux 為什麼取得了伺服器市場，而不是 BSD？

訴訟是最常見的答案，而且確實是原因之一。在 1992 年 4 月到 1994 年 2 月之間，任何想為產品選用免費 Unix 的人，都必須在 AT&T 律師提出的有效法律主張，以及一名無人能據此提告的芬蘭學生所開發的 kernel 之間做取捨。這正是 web 開始普及、第一批 Linux distributions 出現的時期：Slackware 於 1993 年 7 月推出，Debian 於 1993 年 8 月推出，接著是 Red Hat 與 SUSE。

另外 4 項因素的重要性不亞於法院案件。

• 硬體。Linux 從第一行程式碼開始，就以普及型 386 PC 為目標，而這正是價格逐漸降低的硬體。BSD 的核心平台是 VAX 與 workstation，386 port 則是由 2 人在體系外完成的工作。
• 授權條款。GPL 要求發布修改版 kernel 的公司公開變更內容，因此廠商的工作會回流至同一個程式碼樹。BSD license 允許公司將變更保留為私有內容，而公司確實這麼做了。
• 開發模式。Torvalds 快速合併陌生開發者提交的 patch，並持續發布新版本。386BSD 的發布速度太慢，以致其使用者在 1993 年分叉出 NetBSD 與 FreeBSD，並在 1995 年再次分叉出 OpenBSD。
• 動能。開發者會前往其他開發者已經聚集的地方，而 driver 也會為使用者最多的系統撰寫。

必須如實看待這個技術問題。1994 年的 BSD 是較完整的系統，具備一致的基礎、完整記錄的發展歷史，以及 Linux 花了數年才追上的 networking code。1994 年沒有人因為 Linux 比較好而選擇它。人們選擇 Linux，是因為它已經可以取得、不受法律束縛、能在既有硬體上執行，而且每週都在改進。

BSD 保留了什麼，以及目前在哪裡運作

BSD 持續發展。它失去的是預設地位。最明確的證據就在你的電腦上：OpenBSD 專案於 1999 年建立了 OpenSSH，而如今幾乎每個推出的 Linux 系統都以它作為 SSH server。因此，值得學習的 SSH key 使用習慣在這兩個系統家族中完全相同。

Netflix 透過 FreeBSD appliance 提供影片串流。Juniper router 使用的作業系統 Junos，其底層是 FreeBSD。PlayStation 系統軟體也源自 FreeBSD。Apple 的 macOS 與 iOS 在 kernel 及整個 userland 中都包含 BSD 程式碼。讓 BSD 失去共用 server 程式碼樹的寬鬆授權，反而使 BSD 程式碼進入大量完全不提及 BSD 的硬體。

如果你現在要做選擇，問題在於實務，而不是歷史。比較 Linux 與 FreeBSD 作為 server，重點在於 ZFS、jails、ports tree，以及第三方軟體對底層 Linux 的依賴程度。FreeBSD 15 作為 server是目前仍受維護的系統，不是博物館展品。至於 Linux 與 Windows Server 的比較，則是另一個問題，答案取決於你的 application stack。

你今天在 VPS 上使用的 1969 年設計

以下每一項都比大多數使用者的年齡更大。

• 管線。who | wc -l 會統計已登入的使用者，因為 1973 年的 Version 3 Unix 讓一個程式的輸出可以成為另一個程式的輸入。
• 手冊章節。man 1 ls 和 man 5 crontab 使用 1971 年 11 月手冊中的編號方式。
• 檔案系統分割。/usr 的存在，是因為 1971 年那台 PDP-11 的 root 磁碟已經滿了，開發人員便將檔案移到第二個磁碟組。此後各發行版逐漸取消這項分割：在 Ubuntu 24.04 或 Debian 13 上執行 ls -ld /bin，會得到一個指向 usr/bin 的 symbolic link。
• socket 呼叫。Berkeley 在 1983 年為 4.2BSD 撰寫了這些呼叫，而每個 network daemon 至今仍在使用它們。
• POSIX。根據標準撰寫的 #!/bin/sh script，不需修改即可在 Linux、FreeBSD、macOS 和 Solaris 上執行，因為這項標準正是它們共同實作的內容。

當你租用虛擬專用伺服器並登入時，你是在一個為擁有 24 KB 記憶體、且需要服務專利部門的機器所設計的介面上輸入指令。這個介面之所以延續至今，是因為它曾被公開、反覆討論並標準化，之後又由從未獲准查看原始程式碼的人員重新實作。

FAQ

Linux 是否包含任何原始 Unix 程式碼？

沒有。Linus Torvalds 從 1991 年開始自行撰寫 kernel，目標是 POSIX 介面，而不是任何 AT&T 原始碼。Unix 的傳承體現在設計與公開介面，包括檔案、程序、管線及系統呼叫名稱。kernel 周邊的 GNU 工具也從 1983 年開始自行撰寫。這種獨立性使 AT&T 針對 BSD 程式碼提起的訴訟完全未波及 Linux。

AT&T 何時對 BSD 提起訴訟？這起訴訟是否摧毀了 BSD？

擁有 Unix 的 AT&T 子公司 USL 於 1992 年 4 月起訴 BSDi，之後又將 University of California 列為被告。1993 年，法官拒絕核發初步禁制令，認定針對較早期 32V 程式碼提出的著作權主張很可能無效。Novell 於 1993 年年中收購 USL，雙方於 1994 年 2 月和解；約 18,000 個檔案中有 3 個被移除，約 70 個檔案加上新的著作權聲明。這起訴訟沒有摧毀 BSD。它只是在全球選擇免費 Unix 的兩年間，凍結了 BSD 的採用。

Linux 為何取代 BSD，成為伺服器的主流？

法律上的確定性是其中一個原因：在 1992 年至 1993 年間，Linux 沒有面臨訴訟，而 BSD 正在應訴。其他原因包括從第一天就以 386 為目標、GPL 讓廠商的修改回流至單一程式碼樹，以及足夠快速的合併流程，能在 386BSD 分裂成 3 個分支時持續吸引貢獻者。技術優勢並不是決定因素，因為 BSD 在 1994 年是完成度較高的系統。

FreeBSD 現在仍值得使用嗎？

值得，理由很具體：ZFS 已整合至 base system、jails 是成熟的隔離模型、base system 以一致的整體方式開發，以及持續保持準確的文件。代價是相容性處理，因為大多數第三方伺服器軟體、容器工具及廠商支援都以 Linux 為前提。當 FreeBSD 在儲存與網路方面的優勢足以抵銷這項代價時，再選擇 FreeBSD，而不是出於對較早期系譜的忠誠。