UNIX V4磁帶成功恢復：首個C語言編寫的UNIX版本重新運行

計算機歷史博物館軟件策展人Al Kossow成功恢復了上個月在猶他大學發現的超過半世紀之久的磁帶內容。

UNIX V4是第一個內核用當時全新的C編程語言編寫的UNIX操作系統版本，已經從1970年代的九軌磁帶驅動器中成功恢復。你可以從互聯網檔案館下載它，并在SimH中運行。在Mastodon上，"Flexion"發布了它在SGI IRIX下運行的截圖。

上個月，我們報道了猶他大學卡勒特計算學院Robert Ricci教授發現的一卷遺失的早期Unix版本磁帶的重大發現。當時，我們引用了聲名卓著的Kossow（他也運營著Bitsavers）的話，他說這卷磁帶"恢復的可能性相當大"。事實證明他是對的，在上周末，他成功完成了恢復工作。Ricci也在Mastodon上分享了一段視頻片段。

這里有一個恢復過程的視頻。雖然只有五分鐘多一點，但那時UNIX V4還很小：例如，內核大約只有27KB的代碼。

數據是使用計算機歷史博物館Len Shustek編寫的readtape程序恢復的。由于我們微機世界的大多數人很少接觸磁帶，用于歸檔舊軟盤的Greaseweazle工具可能是一個更熟悉的對比：readtape和Greaseweazle不是試圖從介質中復制字節或扇區（換句話說，是處理過的數字數據），而是采樣和記錄原始磁通量變化。然后可以使用這些數據重建數字數據，使一些錯誤恢復成為可能。在這種情況下，只有兩個塊無法正確讀取，但有足夠的信息來重建它們的內容。

因此，在互聯網檔案館的恢復文件中，你可以看到從一卷只能容納大約40MB數據的磁帶中創建了一個1.6GB的文件。你可能不想下載那個文件。

幸運的是，Angelo Papenhoff提供了一個處理過的版本，完整包含了告訴你如何運行它的README文件。為了進一步指導，在Reddit上，drop_table_allusers建議：

在你下載所有Unix v4文件的目錄中，啟動SimH pdp-11可執行文件，并將Unix v4文件中找到的boot.ini作為參數傳遞。然后按"k"，輸入"unix"，按回車鍵即可啟動...

它非常小：包含大約55,000行代碼，其中約25,000行是C語言，注釋不到1,000行。但是，已故的Dennis M. Ritchie和共同創造者Ken Thompson絕對是真正的程序員，正如古老智慧所記錄的：

真正的程序員不需要注釋——代碼是顯而易見的。

Thompson仍然很活躍，最近與計算機歷史博物館進行了第二次口述歷史訪談，題目恰當地稱為"一位計算傳奇人物的發言"。

我們在網上看到了很多對此及其所代表意義的誤解，所以我們將嘗試將其置于某種背景下。

Unix的第一個版本，后來被稱為"第零版"，是Thompson在1969年用匯編語言手工編碼的。他為貝爾實驗室的一臺備用PDP-7編寫了它，這是數字設備公司1965年的一臺小型機。PDP-7是一臺18位機器：它以18位字為單位處理內存。這是很久以前的事了，像八位字節這樣的東西還沒有標準化。PDP-7 UNIX在2016年到2019年期間從打印輸出重建。

它運行得很好，幾年后，Thompson拿到了一臺PDP-11。Thompson為這臺16位機器重寫了他的操作系統——仍然使用匯編語言——創建了UNIX第一版。起初，這臺機器只有一個RS11硬盤，總共只有半兆字節的存儲空間，雖然重建的源代碼來自后來有第二個硬盤的機器。

隨后在同年晚些時候推出了UNIX v2，仍然運行在PDP-11/20上。正如我們今年早些時候報道的，類似UNIX V2測試版的東西最近被重建了。

1972年推出了UNIX V3，引入了管道這一新功能。這是第一個使用當時全新的C編程語言編寫的版本。

現在，長期丟失的UNIX V4被發現，其文件得以恢復。這是第一個內核大部分用C語言重寫的版本。UNIX V4只能在更高端的PDP-11型號PDP-11/45上運行。

如今，人們對UNIX早期階段的性質和演進了解不夠。例如，有些事情的發生只是因為Ken和Dennis在非常有限的硬件上工作。有一次，他們只有一個DEC RK05硬盤，容量為巨大的1.5MB。當他們獲得第二個硬盤驅動器時，他們將所有主目錄移到了那里。這些保存在/usr中——它是"users"的縮寫，包含了ken和dmr的主目錄，這意味著它也包含了大部分二進制文件——構成操作系統本身的實際程序。這給他們帶來了一個問題：當掛載命令本身就在那個磁盤上時，你怎么掛載第二個硬盤？解決方案：在第一個硬盤上建立一個特殊的/sbin目錄，其中包含訪問任何額外硬盤等所需的工具。

Rob Landley在15年前在Busybox郵件列表上寫了一個關于分割歷史的出色解釋：理解bin、sbin、usr/bin、usr/sbin分割。Landley很了解情況：他是Toybox的作者，這是Bruce Perens的BusyBox多命令二進制文件的替代品——在Alpine Linux中使用。

今天，Unix傳說的一部分是根目錄中的二進制文件（/bin、/sbin、/lib等）和/usr樹下保存的二進制文件（/usr/bin、/usr/sbin、/usr/lib等）之間存在重要的功能區別。試圖調解這種分割的過程被稱為usr合并，有趣的是，最新的Alpine Linux 3.23還沒有完成它，盡管原計劃要完成。

UNIX最初只是兩個天才在業余時間的快速開發，這樣他們就可以使用一臺備用計算機——在1960年代極其稀有的東西——來玩其中一人編寫的視頻游戲：SPACEWAR，這是Computer Space的一個版本，第一個商業電子游戲。

他們日常工作中的項目MULTICS操作系統因龐大和過于復雜而不公平地出名。事實上，它被使用了很多年，前用戶都很懷念它。

這兩個天才Ken和Dennis編寫了一些小而簡單的東西，與此保持一致，他們使用了小而神秘的縮寫和非常短的文件和目錄名。他們的同事，偉大的Brian Kernighan——"K&R C"和"AWK"中的"K"——甚至開玩笑地建議將名稱改為UNICS。

問題是這個小小的實驗性操作系統逃出了實驗室。第6版流傳出去，成為著名的Lions書的基礎，這是史上最著名代碼注釋的來源：

如果新進程因為被換出而暫停，將堆棧級別設置為savu(u_ssav)的最后一次調用。這意味著在調用aretu之后立即執行的返回實際上是從執行savu的最后一個例程返回的。你不應該理解這個。

（如果你好奇的話，它在帶注釋源代碼的第2238行。注釋本身啟發了一本書。）

Unix V7是真正造成損害的版本：它像病毒一樣傳播，其后代、分支和重寫被工業界和學術界廣泛采用。

現在，它已經發展成為一個臃腫的混亂，比激發它的操作系統大了數百萬倍。那些在神秘文件夾中開玩笑的神秘文件名現在被奉為神圣的經文，維護系統的人們已經忘記了它們的起源。

與此同時，原始開發者繼續努力工作，改進、重構和簡化設計，一直到第十版——然后，它被徹底重寫，成為網絡感知的貝爾實驗室Plan 9。今天，這項工作作為9front繼續進行，我們已經寫過它，包括它在歷史中的地位。

不過，現在一個關鍵的早期進化步驟已經被發現、成像并且可以工作。這幾乎就像是圣誕奇跡一樣！

Q&A

Q1：UNIX V4有什么特別之處？

A：UNIX V4是第一個內核用C編程語言編寫的UNIX操作系統版本，標志著UNIX從純匯編語言向高級編程語言的重要轉變。它只能在PDP-11/45這種更高端的機器上運行，內核大約只有27KB代碼，整個系統包含約55,000行代碼。

Q2：這個UNIX V4磁帶是如何被恢復的？

A：計算機歷史博物館的專家使用readtape程序恢復數據，該程序不是復制處理過的數字數據，而是采樣和記錄原始磁通量變化，然后重建數字數據。雖然有兩個數據塊無法正確讀取，但專家有足夠信息重建了它們的內容。

Q3：為什么早期UNIX系統的目錄結構看起來很奇怪？

A：這是因為硬件限制造成的。Ken Thompson和Dennis Ritchie在極其有限的硬件上工作，最初只有1.5MB的硬盤空間。當他們獲得第二個硬盤時，將用戶目錄移到/usr下，但這創造了掛載問題，所以需要/sbin目錄來存儲基本工具。這種分割一直延續至今。