BSD Unix: Khởi nguồn của dòng hệ điều hành mở quyền lực nhất lịch sử

Ít ai ngờ rằng một dự án khởi đầu chỉ với khoảng ba mươi cuộn băng từ gửi qua bưu điện lại trở thành tổ tiên của macOS, FreeBSD và vô số hệ thống máy chủ ngày nay. Câu chuyện về những ngày đầu của BSD Unix là minh chứng cho sức mạnh của văn hóa chia sẻ trong giới học thuật — và cách nó định hình cả ngành công nghệ hiện đại.

Tự do ngôn luận và tinh thần chia sẻ tại Berkeley

Khi Berkeley tự tay "vọc" nhân Unix

Năm 1976, sau khi Ken Thompson trở về Bell Labs, hai lập trình viên trẻ tại Đại học California, Berkeley là Bill Joy và Chuck Haley bắt đầu tự mình khám phá nhân Unix. Họ nhận thấy có thể tối ưu tốc độ xử lý của kernel, và quyết định thử nghiệm ngay.

Dự án bắt đầu mang tính nội bộ. Nhưng rồi nhiều trường đại học khác ngỏ ý muốn có bản sao trình biên dịch Pascal mà nhóm phát triển. Joy và Haley quyết định đóng gói chương trình này chung với ex — trình soạn thảo theo dòng ra đời từ em — rồi gửi đi dưới dạng băng từ.

BSD đầu tiên: không phải hệ điều hành, mà là một "gói phần mềm"

Đầu năm 1977, Joy tập hợp mọi thứ thành Berkeley Software Distribution, gọi tắt là BSD. Điều quan trọng cần nhấn mạnh: BSD thời kỳ đầu không phải một hệ điều hành độc lập, mà chỉ là tập hợp phần mềm cài lên một hệ Unix đã có sẵn.

Khoảng ba mươi bản sao đã được gửi đi trong năm tiếp theo. Để nhận được BSD, người dùng phải có giấy phép mã nguồn Unix của AT&T; Berkeley chỉ thu tiền băng từ và chi phí phân phối.

"Nếu bạn đã có giấy phép mã nguồn Unix, thì chỉ còn tiền băng và tem thư thôi."

Mức giá tượng trưng này xuất phát từ truyền thống chia sẻ phần mềm nghiên cứu lâu đời của Berkeley. Nhiều người còn cho rằng Phong trào Tự do Ngôn luận (Free Speech Movement) cùng văn hóa hippie và phong trào phản chiến thời đó đã ảnh hưởng trực tiếp đến quyết định thu phí gần như bằng không của Joy.

Cũng cần nhớ bối cảnh pháp lý: thỏa thuận chống độc quyền khi đó cấm AT&T kinh doanh máy tính, nên hãng viễn thông này không thể bán Unix như một sản phẩm thương mại. Chính khoảng trống đó tạo điều kiện để Unix lan rộng khắp các trường đại học với mức phí giấy phép khiêm tốn.

2BSD: một người làm tất cả

Sau bản phân phối đầu tiên, Joy cải tiến hệ thống Pascal dựa trên phản hồi của người dùng. Anh ghép nó với vi (chế độ hiển thị của ex), C shell và nhiều công cụ khác để tạo thành Second Berkeley Software Distribution (2BSD). Gần bảy mươi lăm cuộn băng đã được gửi đi trong năm kế tiếp.

Đáng chú ý là Joy không chỉ sửa lỗi. Anh tự xử lý mọi yêu cầu phân phối, tự sao chép BSD ra băng từ và tự tay gửi thư — một mình. Đây là hình ảnh điển hình của một dự án mã nguồn mở thời sơ khai: nhỏ bé, thủ công nhưng đầy nhiệt huyết.

Bước ngoặt VAX và bộ nhớ ảo

Năm 1978, một chiếc VAX về Berkeley. Đây là máy 32-bit với "cả một megabyte bộ nhớ" — con số gây choáng váng thời bấy giờ. Nhóm của giáo sư Fateman đã có Unix trên VAX từ Bell Labs, phiên bản mang tên 32/V.

Nhưng 32/V chưa tận dụng được khả năng bộ nhớ ảo của phần cứng VAX. Không gian địa chỉ của chương trình bị giới hạn bởi bộ nhớ vật lý — mà công trình Macsyma của giáo sư Richard Fateman (hệ đại số máy tính phát triển từ cuối thập niên 1960 tại MIT) lại cần nhiều hơn thế.

Bộ nhớ ảo giải quyết bài toán này bằng cách dùng ổ đĩa để mở rộng không gian địa chỉ cho chương trình. Sinh viên cao học Ozalp Babaoglu được thầy hướng dẫn giao nhiệm vụ thêm bộ nhớ ảo vào 32/V, và anh nhờ Joy xem qua mã nguồn.

Joy giúp tích hợp và gỡ lỗi. Công việc kéo dài qua cả kỳ nghỉ cuối năm 1978, khi máy VAX ít người dùng hơn. Đến tháng 1 năm 1979, phần lớn lỗi đã được khắc phục.

3BSD: hệ điều hành hoàn chỉnh đầu tiên

Joy chuyển ex, vi, C shell và các công cụ 2BSD sang VAX, trong khi Peter Kessler và Marshall Kirk McKusick chuyển hệ thống Pascal. Toàn bộ được đóng gói cùng các tiện ích chuẩn của 32/V và nhân hỗ trợ bộ nhớ ảo đã gỡ lỗi. Kết quả là 3BSD, bắt đầu được phân phối từ tháng 12 năm 1979.

Đây là cột mốc quan trọng: BSD từ chỗ là "gói phần mềm phụ" đã trở thành một hệ điều hành đầy đủ, chạy ổn định trên phần cứng mạnh nhất thời đó.

ARPANET để mắt tới BSD

Từ năm 1969, ARPANET đã kết nối các tổ chức nghiên cứu do DARPA (Cơ quan Dự án Nghiên cứu Quốc phòng Hoa Kỳ) tài trợ. Nhưng mỗi nơi dùng máy tính và hệ điều hành khác nhau, khiến chi phí chuyển đổi hoặc viết lại phần mềm trở nên đắt đỏ.

Tính khả chuyển của Unix thu hút sự chú ý của DARPA, và việc Berkeley phân phối thành công 3BSD tới các tổ chức nghiên cứu càng khiến họ quan tâm. Đây chính là bàn đạp để BSD bước vào kỷ nguyên mạng máy tính — chương tiếp theo của câu chuyện sẽ đưa BSD trở thành nền tảng của Internet thời kỳ đầu.

Vì sao câu chuyện này vẫn còn ý nghĩa?

Với độc giả Việt Nam quan tâm đến công nghệ, hành trình của BSD là bài học trực quan về mã nguồn mở:

• Chia sẻ trước, thương mại hóa sau — mô hình mà rất nhiều dự án mã nguồn mở ngày nay vẫn áp dụng.
• Cộng đồng học thuật là bệ phóng — các trường đại học đóng vai trò then chốt trong việc phát triển và lan tỏa công nghệ.
• Di sản kéo dài — dòng dõi BSD hiện diện trong macOS, iOS, FreeBSD, OpenBSD, NetBSD, và gián tiếp ảnh hưởng đến cả các hệ thống nhúng và máy chủ đang vận hành hạ tầng Internet toàn cầu.

Từ ba mươi cuộn băng từ năm 1977 đến hàng tỷ thiết bị ngày nay, BSD Unix chứng minh rằng những quyết định nhỏ bé nhưng đúng đắn về chia sẻ tri thức có thể tạo ra ảnh hưởng kéo dài hàng thập kỷ.