【和訳】Linux kernel RELNOTES-0.01

		Notes for linux release 0.01


		0. Contents of this directory

linux-0.01.tar.Z	- sources to the kernel
bash.Z			- compressed bash binary if you want to test it
update.Z		- compressed update binary
RELNOTES-0.01		- this file

linux 0.01のリリースノート


0. このディレクトリの内容


linux-0.01.tar.Z    - kernelのソース。
bash.Z              - 圧縮されたbashバイナリ。
update.Z            - 圧縮されたアップデートバイナリ
RELNOTES-0.01       - このファイル

		1. Short intro


This is a free minix-like kernel for i386(+) based AT-machines.  Full
source is included, and this source has been used to produce a running
kernel on two different machines.  Currently there are no kernel
binaries for public viewing, as they have to be recompiled for different
machines.  You need to compile it with gcc (I use 1.40, don't know if
1.37.1 will handle all __asm__-directives), after having changed the
relevant configuration file(s). 

As the version number (0.01) suggests this is not a mature product. 
Currently only a subset of AT-hardware is supported (hard-disk, screen,
keyboard and serial lines), and some of the system calls are not yet
fully implemented (notably mount/umount aren't even implemented).  See
comments or readme's in the code.

This version is also meant mostly for reading - ie if you are interested
in how the system looks like currently.  It will compile and produce a
working kernel, and though I will help in any way I can to get it
working on your machine (mail me), it isn't really supported.  Changes
are frequent, and the first "production" version will probably differ
wildly from this pre-alpha-release. 

Hardware needed for running linux:
	- 386 AT
	- VGA/EGA screen
	- AT-type harddisk controller (IDE is fine)
	- Finnish keyboard (oh, you can use a US keyboard, but not
	  without some practise :-)

The Finnish keyboard is hard-wired, and as I don't have a US one I
cannot change it without major problems. See kernel/keyboard.s for
details. If anybody is willing to make an even partial port, I'd be
grateful. Shouldn't be too hard, as it's tabledriven (it's assembler
though, so ...)

Although linux is a complete kernel, and uses no code from minix or
other sources, almost none of the support routines have yet been coded.
Thus you currently need minix to bootstrap the system. It might be
possible to use the free minix demo-disk to make a filesystem and run
linux without having minix, but I don't know...

1. 簡単な紹介

これは i386(+) ベースの AT マシン用のフリーの minix ライクな kernelです。完全なソースが含まれており、このソースを使って 2 台のマシンで動作する kernel を作成しました。異なるマシン用に再コンパイルする必要があるため、現在のところ一般公開用の kernel バイナリはありません。関連する設定ファイルを変更した後、gcc (私は 1.40 を使っています。1.37.1 がすべての __asm__ ディレクティブを扱えるかどうかはわかりません) でコンパイルする必要があります。

バージョン番号 (0.01) が示すように、これは成熟した製品ではありません。現在サポートされているのは AT ハードウェアのサブセット (ハードディスク、スクリーン、キーボード、シリアルライン) だけで、システムコールのいくつかはまだ完全に実装されていません (特に mount/umount は実装すらされていません)。コードのコメントや readme を参照してください。

このバージョンは、システムが現在どのようになっているかに興味がある場合、主に読むためのものです。コンパイルして動作する kernel を作成し、あなたのマシンで動作させるためにできる限りの手助けはしますが (メールください)、実際のサポートはありません。変更は頻繁で、最初の "製品" バージョンはおそらくこのプレ・アルファ・リリースとは大きく異なるでしょう。

Linuxの実行に必要なハードウェア
	- 386 AT
	- VGA/EGA スクリーン
	- AT 型ハードディスク・コントローラー (IDE でも可)
	- フィンランド語のキーボード (US キーボードも使えます。練習が必要:-)

フィンランド語のキーボードはハードワイヤーされており、私は米国のキーボードを持っていないので、大きな問題がなければ変更できません。詳細については、kernel/keyboard.s を参照してください。部分的にでも移植してくれる方がいらっしゃいましたら、よろしくお願いします。テーブル駆動なのでそれほど難しくはないと思います (アセンブラなので...)

Linux は完全な kernel であり、minix やその他のソースからのコードを使用していませんが、サポートルーチンはまだほとんどコーディングされていません。したがって、現在、システムを起動するには minix が必要です。無料の minix デモディスクを使用してファイルシステムを作成し、minix がなくても Linux を実行することは可能かもしれませんが、わかりません...

		2. Copyrights etc


This kernel is (C) 1991 Linus Torvalds, but all or part of it may be
redistributed provided you do the following:

	- Full source must be available (and free), if not with the
	  distribution then at least on asking for it.

	- Copyright notices must be intact. (In fact, if you distribute
	  only parts of it you may have to add copyrights, as there aren't
	  (C)'s in all files.) Small partial excerpts may be copied
	  without bothering with copyrights.

	- You may not distibute this for a fee, not even "handling"
	  costs.

Mail me at "torvalds@domainname" if you have any questions.

Sadly, a kernel by itself gets you nowhere. To get a working system you
need a shell, compilers, a library etc. These are separate parts and may
be under a stricter (or even looser) copyright. Most of the tools used
with linux are GNU software and are under the GNU copyleft. These tools
aren't in the distribution - ask me (or GNU) for more info.

2. 著作権等

この kernel は (C) 1991 Linus Torvalds ですが、次のことを条件として、その全部または一部を再配布することができます。

    - 完全なソースが利用可能 (かつ無料) である必要があります。ディストリビューションにない場合は、少なくとも要求する必要があります。
    - 著作権表示はそのままでなければなりません。(実際、その一部のみを配布する場合は、すべてのファイルに (C) が含まれていないため、著作権を追加する必要がある場合があります。) 小さな部分抜粋は、著作権を気にせずにコピーできます。
    - これを有償で配布することはできません。"手数料" も含めてです。

質問があれば "torvalds@domainname "までメールください。

残念なことに、kernel だけでは何もできません。システムを動かすには、シェル、コンパイラ、ライブラリなどが必要です。これらは別個の部品であり、著作権がより厳しく (あるいはより緩く) なっているかもしれません。linux で使われるツールのほとんどは GNU ソフトウェアであり、GNU コピーレフトの下にあります。これらのツールはディストリビューションには含まれていません。

		3. Short technical overview of the kernel.


The linux kernel has been made under minix, and it was my original idea
to make it binary compatible with minix. That was dropped, as the
differences got bigger, but the system still resembles minix a great
deal. Some of the key points are:

	- Efficient use of the possibilities offered by the 386 chip.
	  Minix was written on a 8088, and later ported to other
	  machines - linux takes full advantage of the 386 (which is
	  nice if you /have/ a 386, but makes porting very difficult)

	- No message passing, this is a more traditional approach to
	  unix. System calls are just that - calls. This might or might
	  not be faster, but it does mean we can dispense with some of
	  the problems with messages (message queues etc). Of course, we
	  also miss the nice features :-p.

	- Multithreaded FS - a direct consequence of not using messages.
	  This makes the filesystem a bit (a lot) more complicated, but
	  much nicer. Coupled with a better scheduler, this means that
	  you can actually run several processes concurrently without
	  the performance hit induced by minix.

	- Minimal task switching. This too is a consequence of not using
	  messages. We task switch only when we really want to switch
	  tasks - unlike minix which task-switches whatever you do. This
	  means we can more easily implement 387 support (indeed this is
	  already mostly implemented)

	- Interrupts aren't hidden. Some people (among them Tanenbaum)
	  think interrupts are ugly and should be hidden. Not so IMHO.
	  Due to practical reasons interrupts must be mainly handled by
	  machine code, which is a pity, but they are a part of the code
	  like everything else. Especially device drivers are mostly
	  interrupt routines - see kernel/hd.c etc.

	- There is no distinction between kernel/fs/mm, and they are all
	  linked into the same heap of code. This has it's good sides as
	  well as bad. The code isn't as modular as the minix code, but
	  on the other hand some things are simpler. The different parts
	  of the kernel are under different sub-directories in the
	  source tree, but when running everything happens in the same
	  data/code space.

The guiding line when implementing linux was: get it working fast. I
wanted the kernel simple, yet powerful enough to run most unix software.
The file system I couldn't do much about - it needed to be minix
compatible for practical reasons, and the minix filesystem was simple
enough as it was. The kernel and mm could be simplified, though:

	- Just one data structure for tasks. "Real" unices have task
	  information in several places, I wanted everything in one
	  place.

	- A very simple memory management algorithm, using both the
	  paging and segmentation capabilities of the i386. Currently
	  MM is just two files - memory.c and page.s, just a couple of
	  hundreds of lines of code.

These decisions seem to have worked out well - bugs were easy to spot,
and things work.

3. kernelの簡単な技術概要

linux の kernel は minix の下で作られたもので、minix とバイナリ互換にするのが私の最初のアイデアでした。違いが大きくなったので、それは取りやめになりましたが、システムは今でも minix によく似ています。重要な点をいくつか挙げます：

    - 386 チップが提供する可能性を効率的に利用できます。Minix は 8088 で書かれ、後に他のマシンに移植されました。linux は 386 をフルに活用しています (386 を所有していればいいのですが。移植は非常に困難です)。

    - メッセージパッシングはなく、これは unix のより伝統的なアプローチです。システムコールは単なる呼び出しです。この方が速いかもしれないし、速くないかもしれませんが、メッセージの問題 (メッセージ・キューなど) のいくつかを省くことができるということです。もちろん、いい機能も失ってしまいますが :-p。

    - マルチスレッド FS は、メッセージを使わないことの直接的な結果です。これにより、ファイルシステムは少し (かなり) 複雑になりましたが、より快適になりました。より優れたスケジューラと相まって、minix のようなパフォーマンス低下なしに、複数のプロセスを同時に実行できます。

    - 最小限のタスク切り替え。これもメッセージを使わないことの結果です。何をやってもタスクが切り替わる minix とは違い、本当にタスクを切り替えたい時だけタスクが切り替わります。これは、387 サポートをより簡単に実装できることを意味します (実際、これはすでにほとんど実装されています)。

    - 割り込みは隠されません。割り込みは醜いから隠すべきだと考える人もいます (Tanenbaum もその一人)。私の考えではそう思いません。実用的な理由から、割り込みは主にマシンコードで処理されなければなりません。特にデバイス・ドライバはほとんど割り込みルーチンです。

    - kernel/fs/mm の区別はなく、それらはすべて同じコードのヒープにリンクされています。これには良い面も悪い面もあります。コードは minix のコードほどモジュール化されていませんが、逆にシンプルになっているものもあります。kernel の異なる部分はソースツリーの異なるサブディレクトリの下にありますが、実行時にはすべてが同じデータ/コード空間で実行されます。

linux を実装するときの指針は "速く動くようにする" ということでした。kernel はシンプルで、かつほとんどの unix ソフトウェアが十分に動くような強力なものにしたかったのです。ファイルシステムは、実用的な理由から minix 互換である必要がありました。kernel と mm はもっとシンプルにできるはずです：

    - タスクのデータ構造は1つだけです。"本物の" 複数の unix にはタスク情報がいくつかの場所にありますが、私はすべてを1か所にまとめたかったのです。

    - i386 のページング機能とセグメンテーション機能の両方を使った、非常にシンプルなメモリー管理アルゴリズム。現在、MM は memory.c と page.s の2つのファイルだけで、数百行のコードしかありません。

これらの決定はうまくいったようで、バグは見つけやすく、物事はうまくいきました。

		4. The "kernel proper"


All the routines handling tasks are in the subdirectory "kernel". These
include things like 'fork' and 'exit' as well as scheduling and minor
system calls like 'getpid' etc. Here are also the handlers for most
exceptions and traps (not page faults, they are in mm), and all
low-level device drivers (get_hd_block, tty_write etc). Currently all
faults lead to a exit with error code 11 (Segmentation fault), and the
system seems to be relatively stable ("crashme" hasn't - yet).

4. kernel 本体

タスクを処理するルーチンはすべて、サブディレクトリ "kernel" にあります。'fork' や 'exit'、スケジューリング、'getpid' などのマイナーなシステムコールなどが含まれます。また、ほとんどの例外やトラップ (ページフォールトではなく、mm にある) のハンドラや、すべての低レベルデバイスドライバ (get_hd_block、tty_write など) もここにあります。現在、すべてのフォールトはエラーコード11 (Segmentation fault) で終了し、システムは比較的安定しているようです ("crashme "はまだ解決できていません)。

		5. Memory management


This is the simplest of all parts, and should need only little changes.
It contains entry-points for some things that the rest of the kernel
needs, but mostly copes on it's own, handling page faults as they
happen. Indeed, the rest of the kernel usually doesn't actively allocate
pages, and just writes into user space, letting mm handle any possible
'page-not-present' errors.

Memory is dealt with in two completely different ways - by paging and
segmentation.  First the 386 VM-space (4GB) is divided into a number of
segments (currently 64 segments of 64Mb each), the first of which is the
kernel memory segment, with the complete physical memory identity-mapped
into it.  All kernel functions live within this area. 

Tasks are then given one segment each, to use as they wish. The paging
mechanism sees to filling the segment with the appropriate pages,
keeping track of any duplicate copies (created at a 'fork'), and making
copies on any write. The rest of the system doesn't need to know about
all this.

5. メモリー管理

これはすべてのパートの中で最もシンプルであり、少しの変更しか必要としないはずです。kernel の残りの部分が必要とするいくつかのエントリーポイントを含んでいますが、ほとんどはそれ自身で対処し、ページフォールトが発生したときに処理します。実際、kernel の残りの部分は通常、積極的にページを割り当てず、ユーザー空間に書き込むだけで、起こりうる 'ページが存在しない' エラーは mm に処理させます。

メモリは、ページングとセグメントの2つのまったく異なる方法で扱われます。まず、386 の VM スペース (4GB) はいくつかのセグメント (現在は 64Mb ずつの 64 セグメント) に分割され、最初のセグメントは kernel メモリーセグメントで、物理メモリー全体がその中にマッピングされます。すべての kernel 関数はこの領域内にあります。

タスクにはそれぞれ1つのセグメントが与えられ、望むように使うことができます。ページング機構は、セグメントを適切にページで満たし、('fork' で作成される) 重複コピーを追跡し、書き込み時にコピーを作成します。システムの残りの部分は、これらすべてを知る必要はありません。

		6. The file system


As already mentioned, the linux FS is the same as in minix. This makes
crosscompiling from minix easy, and means you can mount a linux
partition from minix (or the other way around as soon as I implement
mount :-). This is only on the logical level though - the actual
routines are very different.

	NOTE! Minix-1.6.16 seems to have a new FS, with minor
	modifications to the 1.5.10 I've been using. Linux
	won't understand the new system.

The main difference is in the fact that minix has a single-threaded
file-system and linux hasn't. Implementing a single-threaded FS is much
easier as you don't need to worry about other processes allocating
buffer blocks etc while you do something else. It also means that you
lose some of the multiprocessing so important to unix.

There are a number of problems (deadlocks/raceconditions) that the linux
kernel needed to address due to multi-threading.  One way to inhibit
race-conditions is to lock everything you need, but as this can lead to
unnecessary blocking I decided never to lock any data structures (unless
actually reading or writing to a physical device).  This has the nice
property that dead-locks cannot happen. 

Sadly it has the not so nice property that race-conditions can happen
almost everywhere.  These are handled by double-checking allocations etc
(see fs/buffer.c and fs/inode.c).  Not letting the kernel schedule a
task while it is in supervisor mode (standard unix practise), means that
all kernel/fs/mm actions are atomic (not counting interrupts, and we are
careful when writing those) if you don't call 'sleep', so that is one of
the things we can count on.

6. ファイルシステム

すでに述べたように、linux の FS は minix と同じです。これにより、minix からのクロスコンパイルが簡単になり、minix から linux パーティションをマウントできるようになります (mountを実装すれば、その逆も可能になります :-)。これは論理的なレベルだけで、実際のルーチンは大きく異なります。

注意！Minix-1.6.16 は新しい FS のようで、私が使っていた 1.5.10 を少し変更したようです。Linux は新しいシステムを理解できません。

主な違いは、minix にはシングルスレッド・ファイルシステムがあり、linux にはないということです。シングルスレッド FS の実装は、自分が何かしている間に他のプロセスがバッファブロックなどを割り当てることを心配する必要がないので、ずっと簡単です。それはまた、unix にとって重要なマルチプロセッシングの一部を失うことを意味します。

linux kernel はマルチスレッドに起因する多くの問題 (デッドロック / 競合状態) に対処する必要があります。 競合状態を抑制する1つの方法は、必要なものをすべてロックすることですが、これは不必要なブロッキングにつながる可能性があるため、(実際に物理デバイスへの読み書きをしない限り) データ構造をロックしないことにしました。これには、デッドロックが発生しないという優れた特性があります。

残念なことに、競合状態はほとんどどこでも起こりうるという、あまり良くない特性を持っています。これらはアロケーションなどをダブルチェックすることで対処されています (fs/buffer.c と fs/inode.c を参照)。kernel がスーパーバイザ・モードになっている間、タスクをスケジュールさせない (unixの標準的なやり方) ことは、'sleep' を呼び出さなければ、すべての kernel/fs/mm の動作がアトミックである (割り込みはカウントしない、割り込みを書くときは注意する) ことを意味します。

		7. Apologies :-)


This isn't yet the "mother of all operating systems", and anyone who
hoped for that will have to wait for the first real release (1.0), and
even then you might not want to change from minix.  This is a source
release for those that are interested in seeing what linux looks like,
and it's not really supported yet.  Anyone with questions or suggestions
(even bug-reports if you decide to get it working on your system) is
encouraged to mail me. 

7. お詫び :-)

これはまだ "すべてのオペレーティングシステムの母 "ではないので、それを期待する人は最初の本当のリリース (1.0) を待たなければならないし、その時でさえ、あなたは minix から変更したくないかもしれません。これは linux がどのようなものか見てみたい人のためのソースリリースであり、まだサポートされていません。質問や提案がある人は (自分のシステムで動作させることに決めたらバグ報告でも)、私にメールしてください。 

		8. Getting it working


Most hardware dependancies will have to be compiled into the system, and
there a number of defines in the file "include/linux/config.h" that you
have to change to get a personalized kernel.  Also you must uncomment
the right "equ" in the file boot/boot.s, telling the bootup-routine what
kind of device your A-floppy is.  After that a simple "make" should make
the file "Image", which you can copy to a floppy (cp Image /dev/PS0 is
what I use with a 1.44Mb floppy).  That's it. 

Without any programs to run, though, the kernel cannot do anything. You
should find binaries for 'update' and 'bash' at the same place you found
this, which will have to be put into the '/bin' directory on the
specified root-device (specified in config.h). Bash must be found under
the name '/bin/sh', as that's what the kernel currently executes. Happy
hacking. 


		Linus Torvalds		"torvalds@domainname"
		(snip)

8. 動作させる方法

ほとんどのハードウェア依存はコンパイルする必要があり、"include/linux/config.h" ファイルには、カスタマイズされた kernel を得るために変更しなければならない定義がたくさんあります。また、boot/boot.s ファイル内の正しい "equ" をアンコメントし、起動ルーチンにAフロッピーがどのようなデバイスであるかを伝えなければなりません。その後、シンプルな "make" で 
 "Image" ファイルを作成し、フロッピーディスクにコピーします (cp Image /dev/PS0 は、1.44Mb のフロッピーディスクで私が使っているものです)。以上です。

しかし、実行するプログラムがなければ、kernel は何もできません。'update' と 'bash' のバイナリが、これを見つけたのと同じ場所にあるはずで、指定したルートデバイス (config.h で指定) の '/bin' ディレクトリに入れる必要があります。Bash は '/bin/sh' という名前で見つけなければなりません。これはkernelが実行する名前だからです。ハッピー・ハッキング。 


Linus Torvalds		"torvalds@domainname"