1991 年，21 歲的芬蘭大學生 Linus Torvalds 寫下第一行 Linux 內核代碼時，多半沒有想到它會成長為今天這樣的龐然大物。
當年 8 月 25 日，Torvalds 在 Minix Usenet 新聞組裡發了一封帖子，稱自己正在做一個自由的作業系統，「就是個興趣愛好，不會搞得像 GNU 那麼大那麼專業」。
事情的發展顯然遠超他的預期，如今小到傳感器，大到超級計算機，從智慧型手機、手錶、汽車等日常用品到太空飛行器等設備，Linux 內核的身影已無處不在。
隨著迄今為止最大版本 Linux Kernel 5.8 於今年 8 月初的發布，Linux 內核已擁有超過 2 萬名貢獻者，歷史 commit 數超過 100 萬次，迎來一個新的裡程碑。
上周恰逢 Linux 29 周年紀念日，Linux 基金會發布了一份詳盡的 Linux 內核報告，涵蓋了自 1991 年 9 月 17 日首次發布以來，到 2020 年 8 月 2 日最新版本的 Linux 內核歷史。
版本控制：從 BitKeeper 到 Git
Linux 基金會從 2008 年開始每年發布 Linux 內核報告，但此前一直難以將其發展過程完整串聯起來。
今年，藉助 Daniel German 博士的 cregit 工具，他們成功追溯到了第一個版本，Linux 內核的發展時間線變得清晰。根據版本控制方式，可大致分為以下三個階段：
pre-version control（前版本控制）：1991 年 9 月 - 2002 年 2 月 4 日BitKeeper：2002 年 2 月 4 日 - 2005 年 4 月 15 日Git：2005 年 4 月 16 日至今版本控制對社區協作能力影響重大，這在 2000 年代初是一件令人頗為苦惱的事情。使用版本控制系統，也就是 BitKeeper 之前，貢獻者需要將補丁提交至郵件列表，待 Torvalds 接受後放進源碼樹，再發布整個樹的新版本。
在這種方式下，具體是誰在做貢獻、貢獻的數量和路徑都不夠透明。
2002 年 2 月 4 日，BitKeeper 的使用標誌著 Linux 內核 commit 歷史的開啟。然而 BitKeeper 為專有軟體，這一決定在社區中遭受了長期質疑。
直到 2005 年，BitKeeper 擁有者 Larry McVoy 決定收回無償使用 BitKeeper 的許可。Torvalds 本人當時又對現成的 CVS 和 Subversion 等集中式版本控制工具感到不滿，因此自己動手，用十天時間寫出了 Git 的第一個版本。
Git 目前已成為開發者們非常熟知且廣泛使用的分布式版本控制系統。Linus Torvalds 則表現得更多的是迫於無奈，他曾聲稱自己「根本不想做原始碼管理，覺得這是計算機世界中最無趣的事情」。
自從版本控制系統由 BitKeeper 改為 Git 後，Linux 內核每年的貢獻者和 commit 數量都在穩步增長。歷年的內核報告數據顯示，2005 年 5 月發布的 2.6.12 版本平均每小時收到 2 次 commit。
15 年後，2019 年的平均數是每小時 9.4 次。而在最新的 5.8 內核中，平均每小時 commit 數達到了 10.7 次。
繁雜且自成體系的內核代碼
首個內核版本 linux-0.01.tar.Z 由 88 個文件和 10,239 行代碼組成，運行在 i386 這樣單一的硬體架構上。到了 5.8 版本，這一數據擴張為 69,325 個文件和 28,442,673 行代碼，並能夠在 30 多種主要的架構上運行。
數量上的龐大僅是 Linux 內核代碼的表象，它自身更是形成了一套複雜的體系，不熟悉的人往往不知從何處下手，極有可能「牽一髮而動全身」。這或許也是內核維護者難尋的原因之一。
Linux 內核發布第一天起的某些代碼仍在當前版本中使用，例如 Torvalds 和大學好友 Lars Wirzenius 共同編寫的 vsprintf 例程，它也是為數不多存在至今的首次 commit 中的原始碼。
今年的內核報告提到，有 2,964 個能被追溯至 1991 年的 token 如今在 5.8 版本中也能找到。5.8 版本超過一半的代碼寫於近 7 年內，但之前所有年份都對此版本有貢獻。過去的代碼不斷在後續的版本中留下痕跡。
持續膨脹的內核文件量和代碼行數未見得完全是一件好事，為了使系統不變得臃腫，內核維護者需要做一些修枝剪葉的工作。
Linux 內核中未使用的代碼和文件都會被視情況刪除，有一些版本還會進行大的清理，例如 2018 年的 4.17 版本，刪除了 8 個架構，淨減少代碼大約 180,000 行。
不僅僅是源碼，Linux 內核維護者還會關注空白行和代碼注釋，以確保源碼的可讀性。
開發者原創證書和標籤管理
2004 年對開發者原創證書（Developer Certificate of Origin，簡稱 DCO）的標準化是 Linux 內核史上的一個關鍵變化點。DCO 的引入為開發者和用戶提供了法律保護，同時又不至於增加程序負擔。
它極大地提高了跟蹤補丁進入內核的路徑的能力，加上版本控制系統向 Git 的過渡，DCO 有效地減輕了開發者做貢獻的開銷，因此變得很受歡迎，後來也被許多其他開源項目採用。
隨著 DCO 的標準化使用，現在幾乎所有的 commit 都有一個 Signed-off-by 標籤。通常每個 commit 平均會有兩個該標籤，能夠反映代碼在合併之前的維護者層次結構，有助於追溯補丁進入代碼的路徑。
Signed-off-by 之外，Linux 內核還增加了表示審查的標籤（Reviewed-by 和 Acked-by）。審查對內核代碼的質量來說相當重要，標籤的加入令這個過程更加清晰，有越來越多的維護者選擇使用標籤來表示已審查。
在審查 git 倉庫時，Linux 基金會發現了一些比較有趣的標籤，像是 "Enithusiastically-ack'd by"、"Thanksto"、"Based-on-the-Original-screenplay-by"、"Catched-by-andrightfully-ranted-at-by" 等等。
但這些標籤並沒有像上述兩類一樣被廣泛採用。
行之有效的發布模式
Linux 內核的發布模式已漸趨成熟，現在基本固定為 Prepatch（或"-rc"）、Mainline、Stable 和 Long Term Stable 四類版本。
社區曾對發布周期進行了大量的探討和實驗，並逐漸找到了行之有效的發布模式，發布周期也幾乎完全可預測——每個發布周期由時長兩周的「合併窗口」開始，這時，新功能經適當的 review 後可被納入接下來要發布的 git 倉庫。
一旦它被標記為 rc1，那麼集成測試、調試和穩定化的周期就開始了。然後每周對 rc 候選版本進行標記，直到達到目標質量和穩定性。發布後，隨著下一個合併窗口的到來，這個周期又開始循環。
內核的主線樹由 Linus Torvalds 維護，這棵樹引入了所有新功能。新的主線（Mainline）內核每 2 到 3 個月發布一次。但這樣的發布節奏較慢，難以滿足大多數用戶的需求。因此，從 2005 年開始，每周發行一次穩定版（Stable）內核。
用戶還想要受維護時間更長的版本，於是 2006 年發布的 2.6.16 版本成為第一個長期支持（LTS）版本內核。此後每年都有一個新的 LTS 內核，該內核將由內核社區維護至少 2 年（從 4.4 版本開始延長至 6 年）。
Linux 內核官網公布了所有現存 LTS 版本的發行日期、EOL 日期及維護者（目前 6 個 LTS 版本都由 Greg Kroah-Hartman 和 Sasha Levin 這兩人維護）。
貢獻者：長尾的力量不可忽視
不少組織都在為 Linux 內核做貢獻，貢獻者排行榜前列幾乎都被 Intel、Red Hat、IBM、SUSE、Google、Samsung、AMD、Oracle、華為和 ARM 這樣的大企業佔據。
從 2007 年到 2019 年，Linux 內核共接受了來自 1,730 個組織的 780,048 次 commit。排在最前面的 20 個組織佔了 68% 的 commit 量。
在過去十年中，每年有超過 400 個組織為 Linux 內核做出貢獻。其中相當一部分可能只有過一次 commit。從每年的 commit 比例來看，其中 1/3 貢獻來自神秘的長尾。也就是圖中最上面淺灰色 「Others」 的部分。
Linux 基金會指出，企業的貢獻會根據業務需求和戰略的不同而有所變化。前 20 名貢獻者中，有些是 2007 年之後才加入，有些在此前做過很多貢獻的公司，被收購後便不再繼續參與。貢獻者的多樣性為內核發展賦予了一些彈性。
除了組織貢獻者，Linux 內核社區成員也致力於增加個人貢獻者的多樣性，他們通常願意花費自己的時間來指導新的開發者。
Linux 基金會有一個 Kernel Mentorship（LKMP）項目，用來幫助新加入開源的開發者進行實驗、學習，並為開源社區做出貢獻。
內核社區的共同目標：高質量、可靠性
報告的最後，Linux 基金會指出，內核社區的重點是保持一個共同的目標，即擁有一個沒有回歸的高質量作業系統，願意根據需要創建新的流程和工具，以幫助提高效率，並繼續提升 Linux 內核的可靠性。
內核測試現在也引入了一些自動化測試工具：靜態分析工具如 sparse（語義解析器）、smatch（源匹配器）和cocicheck（語義補丁，測試特定的 bug），由 0-day 和 Hulk Robot 這樣的自動測試機器人在 Linux 內核樹上運行。
機器人在發現和跟蹤 bug 上起到不少作用。這些測試工具能夠幫助開發人員跟上上遊內核的速率變化，並繼續改進內核版本，提升其穩定性。
Linux 內核如今被應用於諸多領域，基金會認為，改進基礎設施，進行正確的安全分析，是接下來要應對的重大挑戰之一。
目前 Linux 內核已擁有一個很好的基礎，它應當繼續引領創造最佳實踐，以促進整個開源軟體行業的發展。