Research Unix History

Unix は Bell Labs の小さなシステムとして始まり、ソースコードの系譜、インターフェースの伝統、標準化された環境、登録商標という複数の関連する存在になりました。これらの分類を 1 つの系図にまとめると、歴史的主張は誤解を招きます。

Multics から PDP-7 へ #

Bell Labs は 1960 年代に MIT、General Electric と Multics プロジェクトへ参加し、1969 年に離脱しました。 Ken Thompson は対話型コンピューティングとファイルシステム設計への関心を持ち続けました。彼は Space Travel も開発し、最初は Multics 向け、次に実験のコストが高い GECOS システム向けに書きました。

Bell Labs であまり使われていなかった DEC PDP-7 が実用的な対象になりました。 Thompson は 1969 年にファイルシステム、プロセスサポート、アセンブラー、シェル、ユーティリティを書きました。 Dennis Ritchie、Rudd Canaday、Doug McIlroy などの研究者が発展する環境に貢献しました。 Brian Kernighan は「Multics」をもじって「Unix」という名前を作りました。

PDP-7 実装はアセンブリで書かれ、厳しいメモリ制約がありました。階層型ファイルシステム、プロセス、ファイル指向インターフェースによるデバイスアクセス、通常のプログラムとしてのコマンドインタープリター、組み合わせ可能な小さなツールなど、長く残る考え方がすでに存在していました。

PDP-11 への移行 #

グループがテキスト処理システムを提案した後、Bell Labs は 1970 年に PDP-11/20 を取得しました。当初このマシンにはディスクがなかったため、新しいシステムが自己完結するまで開発にはクロスアセンブラーと紙テープが必要でした。テキスト処理は組織上の目的を与え、後に Bell Labs の特許部門は roff、nroff、troff とともに Unix を使いました。

初期の PDP-11 Unix はアセンブリ言語ソフトウェアのままでした。命令順序、呼び出し規約、割り込み、デバイスコードがカーネル全体に浸透していたため、ハードウェア依存性によって移植は困難でした。高水準実装言語はその依存性を減らせますが、効率的なポインター、整数演算、マシンレベルのストレージを公開できる場合に限ります。

アセンブリから B、C へ #

Thompson はシステムプログラミングのために BCPL から B を派生させました。B の型なしでワード指向のモデルは PDP-7 に適していましたが、 PDP-11 のバイトアドレス指定と発展中の浮動小数点サポートにはうまく対応しませんでした。 Ritchie は「New B」を通じて型、構造体、PDP-11 に適したコンパイラーを追加し、言語を C へ発展させました。

試みられた B の書き換えは必要な性能と意味論を実現できませんでした。1972〜1973 年、Thompson と Ritchie はカーネルの大部分を C で書き直し、スタートアップ、トラップ、コンテキスト切り替え、その他のアーキテクチャ固有操作にはアセンブリを残しました。したがって移植性とは、マシン依存性を除去するのではなく分離することでした。

The 1974 Communications of the ACM paper described the system publicly. A later Interdata port validated the strategy: a C kernel and userland could move to a different architecture after supplying a compiler, runtime, and machine-dependent kernel layer.

Research Unix のエディション #

「Research Unix」はすべての AT&T 製品ではなく、Bell Labs Computing Science Research Center が制作したエディションを指します。エディション番号は Unix Programmer’s Manual の successive edition に由来します。

The First Edition appeared in 1971 for the PDP-11.
The Third Edition included pipes, which McIlroy had advocated as a composition mechanism.
The Fourth Edition reflected the C rewrite.
The Sixth Edition, released in 1975, became a widely studied and licensed academic system.
The Seventh Edition, released in 1979, consolidated substantial kernel and tool development and became an ancestor of several later branches.
Research continued through the Eighth, Ninth, and Tenth Editions inside Bell Labs.

AT&T distributed Unix source under license to universities, government users, and commercial organizations. Contemporary consent-decree restrictions shaped AT&T’s computer-business activity, while licensing terms still controlled redistribution. Academic licensees could study and modify source, but the arrangement was not an open-source license in the modern sense.

UNIX/32V carried Seventh Edition code to the VAX without Berkeley’s later virtual- memory work. The source path matters because BSD and several commercial systems incorporated or evolved licensed Research Unix code rather than merely imitating its interfaces.

BSD と AT&T の商用系統 #

Berkeley Software Distribution は、カリフォルニア大学バークレー校でライセンスされた Unix 向けのソフトウェアとパッチとして始まりました。後続リリースでは vi エディター、C シェル、仮想メモリ、ソケット API、TCP/IP、Fast File System、その他のカーネルとユーザーランドの成果が追加されました。3BSD と 4BSD は AT&T の系譜を保持し、後の Networking Release 2 と 4.4BSD-Lite はコードレビューと置換を経て、自由に再配布できる BSD 派生物を可能にしました。

Modern FreeBSD, NetBSD, and OpenBSD descend through BSD code. Darwin, the open-source foundation of macOS, combines Mach with substantial BSD facilities and userland, so macOS has BSD code ancestry without being a direct continuation of one Research Unix kernel.

AT&T’s product line followed a different path through the Programmer’s Workbench, UNIX/TS, System III, and System V. System V Release 4 combined AT&T work with BSD, SunOS, and other contributions. Commercial descendants and derivatives include Solaris, AIX, and HP-UX, but their exact source relationships and retained components differ by release.

POSIX とインターフェースの系譜 #

ベンダー間の相違によってソースの移植が難しくなったため、IEEE は移植可能なオペレーティングシステムインターフェースを標準化しました。 POSIX は API、シェルとユーティリティの動作、関連規約を定めます。Open Group の Base Specifications は POSIX と Single UNIX Specification を組み合わせます。

Standards lineage is not code lineage:

Linux was independently implemented and contains no necessary Research Unix or BSD kernel ancestry merely because it implements many POSIX interfaces.
A BSD-derived system can retain historical code while differing from a current POSIX requirement.
Applications can target POSIX source interfaces without depending on one kernel architecture or on the historical Unix source license.

GNU supplied an independently developed compiler, C library, shell, and utilities for Unix-like environments. Linux distributions combine the Linux kernel with GNU and other projects, which further demonstrates why an interface family is not one codebase.

UNIX 商標 #

UNIX は The Open Group の登録商標です。製品は該当する Single UNIX Specification に適合し、認証プログラムを完了した場合に UNIX ブランドを使えます。認証が対象とするのは観測可能な適合性であり、Bell Labs のソースから派生していることは要求しません。

Conversely, “Unix-like” is a descriptive engineering term rather than a certification. A system can share process, filesystem, shell, and API conventions without carrying the UNIX trademark. Precise historical writing should state which relationship is intended:

Code lineage traces inherited and replaced source.
Standards lineage traces conformance to POSIX or the Single UNIX Specification.
Trademark status traces certification and naming rights.