Эмулятор x86 на JavaScript, на котором работает Linux

Установите свежий браузер (FF4 или Chrome 11) и просто сходите по указанной ссылке.

http://bellard.org/jslinux/

Посмотрите, как прямо в вашем браузере загрузится Linux. Запустите ls, top, emacs, vi, df, ifconfig, ping и т.д. Попробуйте скомпилировать и запустить программу "tcc hello.c && ./a.out".

А теперь осознайте - это все чистая программная эмуляция x86 (подробности).

Мой эмулятор Intel 8080 и Радио-86РК просто ничто, по сравнению с этим.

У меня до сих пор небольшой шок от увиденного.

Когда-то я был уже удивлен до глубины души одним из проектов (Загрузка Linux без ядра за 25 секунд) этого товарища, но это...

Загрузка Linux без ядра за 25 секунд

Естественно, загрузиться Linux совсем без ядра не может. Но он может загрузиться не имея в начале процесса загрузки ядра в двоичном виде. А откуда же берется ядро? Ядро компилируется прямо при загрузке!

Вы думаете, такая загрузка будет длиться годы? ну или хотя бы минуты? Нет. На все про все — 25 секунд с хвостиком.

Итак, по порядку.

Все знают QEMU — бесплатная виртуальная машина. Из нее, например, вырос пакет VirtualBox, а KVM унаследовал интерфейс командной строки. Это чистый виртуализатор без всяких там “пара-” приставок. Из-за этого работает небыстро и для критичных по скорости задач слабо применимо, но с другой стороны из-за “чистоты” виртуализации работает на многих платформах и виртуализирует многие платформы, а не только Intel, как большинство “быстрых” виртуальных машин. Из-за все сказанного, QEMU идеален для всякого рода экспериментов и нестандартных задач.

Но мы отвлеклись. Автор QEMU — Fabrice Bellard — написал еще нескольно занимательных программ.

Одной из них является TCC — Tiny C Compiler. Это ультра быстрый и ультра маленький компилятор С. Сразу возникает подозрение — слово “tiny” в название, да еще и “ультра быстрый” и “ультра маленький”. Главный вопрос — какие у него ограничения?

Как заявляет автор, TCC полностью поддерживает стандарт языка С вплоть до ISO C99 включительно, но целевая платформа только x86. Компилятор имеет также мини версию системной библиотеки libc. Когда это возможно, компилятор совмещает фазы компилирования, ассемблирования и линковки для дополнительного ускорения, хотя поддерживаются стандартные ABI и можно подлинковать что-то готовое.

Компилятор доступен в исходных текстах и в двоичном виде под Windows. Скомпилировать его можно вручную, например, самим же TCC.

Нужно на чем-нибудь проверить TCC, на чем-нибудь нетривиальном. Ядро Linux'а является весьма сложным и большим проектом, это его сборка была бы отличной проверкой.

TCC не только успешно собирает ядро, но и делает это до 9 раз быстрее, чем GCC (естественно, речь идет только о платформе x86).

Невероятная скорость компиляции позволяет использовать TCC как компилирующий “интерпретатор” скриптов. Если добавить первой строкой вашей программы на С строчку “#!/usr/local/bin/tcc –run” и установить флаг “executable” на исходник, то ваша программа будет запущена в UNIX’е прямо из исходного текста, будучи скомпилированной на лету.

Мы подходим к сути. Автор предлагает вариант загрузки Linux, когда ядро компилируется прямо в процессе загрузки из исходных текстов. Проект называется TCCBOOT. Можно скачать ISO имидж (около 6 мегабайт), записать на болванку, загрузиться с нее и увидеть все самому. Что я и сделал.

Загрузчик ISOLINUX запускает мини образ, в котором содержится TCC, исходники ядра и минимальное окружение для запуска командного интерпретатора под скомпилированным на лету ядром.

Поехали…

Старт, запустился ISOLINUX, началась компиляция ядра:

Все, за 25.4 секунды ядро скомпилировано, запущено, и загружена минимальная UNIX система:

Фотографии я делал с рук, так что немного коряво выглядит. Можно было, конечно, все это проделать под виртуальной машиной, тогда бы и скриншоты были бы красивее, но пропало бы ощущение самого главного — чудовищной скорости. Забавно, на первом снимке видно, что строка отображения имен компилируемых файлов смазана — так все “летает”.

Эксперимент проводился на ноутбуке Core 2 1GHz, 2GB RAM.

Я был очень впечатлен. А если в TCC нормально поддержать многопроцессорность? Тут недалеко и до полностью функциональной операционной системы, у которой нет двоичного представления до загрузки.