Crecí frente a un editor de texto y un compilador C. Programar era mi hobby desde mis primeros años de la escuela primaria hasta que se convirtió en mi trabajo en la universidad.

La adolescencia trajo consigo dimensiones sociales y políticas a este pasatiempo. En la escuela, aprendí sobre activistas famosos del progreso social: Dr. King, Gandhi, César Chávez, etc. En casa, identificaba esas figuras con héroes del movimiento del software libre. Subí mi código a GitHub bajo una licencia abierta; fue un pequeño paso para entender el código como un vehículo del progreso social.

Como adolescente con mucho tiempo libre y el celo de los recién convertidos, me dediqué al avance de la causa. Creía que, ante cualquier pregunta técnica, la respuesta era libertad de software. Esa convicción me impulsó a abogar por el software libre. Emulaba las técnicas que estudiaba en la escuela, mientras construía software libre que reemplazaba al software cerrado que me rodeaba. Mis primeros proyectos compartían ese hilo conductor:

¿Mis clases requerían un sistema propio de gestión de aprendizaje para acceder a los materiales del curso y consultar las calificaciones? No quería ejecutar un JavaScript propio, así que realicé ingeniería inversa de las API REST, escribí a mis propios clientes y adapté un proyecto de código abierto (Canvas) para la interfaz de usuario.

¿Mis amigos querían chatear en Discord, una plataforma de mensajería propia? Contribuí al código abierto purple-discord.

¿Mi nuevo portátil tenía un ARM Mali GPU que requería un controlador de gráficos propio? Bueno, sabemos como manejarlo.

Un adulto de esta comunidad me dijo una vez que la ingeniería inversa de una GPU era un reto para alguien que no fuese un experto. Con la arrogancia de una chica de quince años, ignoré su consejo y lo hice igualmente.

Las habilidades técnicas de un adulto experimentado con la postura y la energía ilimitada de un adolescente: una combinación aterradora para cualquier software cerrado.

La meritocracia no existe, pero las comunidades técnicas online están cerca de una empresa o una institución académica.

En cierto modo, actué conforme a mi edad, pero la gente respetó mi código y me trató como una igual. Realmente, crecí en la comunidad del software libre.

Ahora cerramos el círculo: suelo recibir correos de estudiantes pidiendo consejos. Hago lo que puedo por responderles porque no puedo devolverle el favor a la gente que me apoyó en el camino, pero sí que puedo transmitírselo a las nuevas generaciones.

Asahi Linux es un proyecto para ejecutar Linux (y otros sistemas operativos abiertos) en sistemas Mac con Apple Silicon. Antes de 2020, Mac usaba procesadores Intel, así que las contribuciones de código abierto de Intel permitieron el uso de Linux en Mac (con algunas imperfecciones). Desde 2020, los nuevos Mac sustituyeron el procesador Intel con otros diseñados por la propia Apple, empezando por el Apple M1. A diferencia de Intel, Apple no publica documentación sobre sus procesadores ni contribuyen con software de código abierto. Si no quieres macOS, mala suerte.

La libertad de software alcanza su máximo potencial cuando los usuarios pueden ejecutar el software que quieran en el hardware que quieran.

El cambio a Apple Silicon amenazó con perder las Macs para siempre en el mundo sin macOS. Asahi Linux permite Linux como una opción para los usuarios de Mac y Mac como una opción para los usuarios de Linux. Aunque no recomiendo los Mac, es importante que exista esa opción.

Precisamente porque ellos tienen un sistema propio muy cerrado. Con la ingeniería inversa, cambiamos sistemas cerrados en abiertos. Armados con el conocimiento que obtenemos de la ingeniería inversa, podemos escribir nuestros propios controladores para el hardware, convirtiendo sistemas propietarios en sistemas de código abierto respetando la libertad de software.

Es reconfortante trabajar en sistemas abiertos, cuidando flores en un camino trillado. Pero primero, alguien tiene que abrir ese camino, desbrozando la maleza y plantando semillas que pueden tardar años en florecer.

En mi vida, encuentro muchos proyectos valiosos en los que podría trabajar y causas que podría defender, pero el mayor retorno de la inversión proviene de realizar las tareas que nadie más hará.

En 2018, la naturaliza cerrada de las Arm Mali GPU y sus controladores amenazaron la frontera de la libertad de software. Nadie más iba a salvarla, así que, a pesar de mi edad, dibujé algunos triángulos.

En 2020, el lanzamiento del Apple M1 como plataforma informática de propósito general con una GPU interna cerrada volvió a amenazar el ecosistema abierto que nuestra comunidad ha construido. Con mi experiencia con Mali, estaba preparada para el desafío. Así que me puse manos a la obra porque, ¿quién más lo haría?

Mis opiniones sobre la libertad del software han evolucionado con el tiempo. El mundo ha cambiado, y yo también.

Cuando el movimiento del software libre comenzó en los 80, las licencias propietarias eran el problema y escribir sustitutos libres, la solución. Las preocupaciones modernas son más complejas: el capitalismo de la vigilancia, las redes sociales centralizadas, etc. En un mundo donde el software propietario de los 80 respeta a sus usuarios más que algunos programas de código abierto actuales, escribir código no es suficiente. 

La ironía de que el "código abierto" gane y el "software libre" pierda es que el software de código abierto gobierna el mundo entero hoy en día, pero los derechos digitales siguen retrocediendo.

No obstante, la naturaleza descentralizada y centrada en el usuario del software libre facilita la resistencia popular ante cualquier amenaza digital. Es una herramienta en la caja de herramientas del activista moderno, junto con técnicas tradicionales como la organización laboral y las campañas de envío de cartas. Por sí solo, el software libre no nos salvará, pero no podemos tener éxito sin él.

El objetivo de los gráficos por computadora es transformar una escena en una imagen compuesta por millones de píxeles con colores específicos. ¿Cómo?

Una idea es modelar el mundo físico, aplicando las leyes de la física para simular rayos de luz. Describimos la escena matemáticamente, modelándola con formas primitivas como esferas y cajas, además de fuentes de luz como el sol. Luego, trazamos los rayos de luz individuales de cada luz a medida que rebotan en superficies reflectantes como el agua y finalmente inciden en el ojo del espectador. Al rebotar el rayo, calculamos su color en función de los materiales de cada objeto que incide, y el color que tenga en el ojo del espectador es el color del píxel correspondiente en la imagen.

Si bien así es como se comporta la luz en el mundo real, es ineficiente en software, ya que la mayoría de esos rayos de luz nunca llegan al espectador. Trazar los rayos desde el espectador hacia atrás hasta la fuente de luz es más rápido. Este algoritmo se conoce como trazado de rayos, y sus espectaculares resultados han impulsado las películas de animación en 3D durante años. Desafortunadamente, hasta hace poco, el trazado de rayos era demasiado lento para el tiempo real.

Necesitamos un nuevo enfoque: la rasterización.

En lugar de calcular dónde los rayos de luz intersecan los objetos en una escena, calculamos dónde termina cada objeto y lo dibujamos directamente. Para elegir los colores, nos inspiramos en las leyes físicas e intentamos aproximarnos al comportamiento de la luz. Para simular los reflejos, podríamos dibujar cada objeto una segunda vez y su ubicación reflejada. En rasterización, no somos físicos, somos pintores. El objetivo es simplemente dibujar algo que se vea bien y hacerlo rápido.

La eficiencia de la rasterización la convierte en la técnica tradicional preferida para el renderizado en tiempo real, con la ayuda de un silicio de rasterización dedicado: la GPU. El objetivo de los controladores de la GPU es producir los encantamientos necesarios para controlar ese hardware.

El hardware debe ser simple, ya que está limitado por la cantidad de transistores en el chip. En lugar de rasterizar formas complejas, descomponemos los objetos en formas simples implementadas por el hardware. El enfoque más simple es dividir todo en triángulos, porque cualquier cosa puede describirse con triángulos. Un rectángulo son dos triángulos rectángulos divididos por la diagonal. Un cubo son doce triángulos: dos por cada una de las seis caras. Las formas complejas, como los árboles y las personas, se aproximan mediante miles de triángulos. Las curvas, en teoría, requieren una cantidad infinita de triángulos, pero nosotros nos aproximamos para que el espectador no los note.

En resumen, un videojuego 3D producirá miles de triángulos por fotograma, que el hardware rasterizará y mostrará. Nuestro trabajo al escribir un controlador es facilitar la comunicación entre el videojuego y el hardware. Y una vez que podemos dibujar un triángulo, podemos dibujar cualquier cosa.

La ingeniería inversa es ciencia: la búsqueda de conocimiento mediante el método científico. Escribir controladores es ingeniería: aplicar el conocimiento científico para resolver problemas.

¿Cómo se realiza la ingeniería inversa? De la misma manera que cualquier científico: formulando hipótesis, recopilando datos y revisándolas.

Normalmente, tenemos un controlador propietario para el hardware que estamos revirtiendo. Tratamos ese controlador, junto con el hardware, como una caja negra que no podemos inspeccionar directamente, al igual que el mundo mismo es una caja negra en la física. En cambio, realizamos experimentos para inferir cómo funciona la caja negra. ¿Cómo se ve esto concretamente?

Los controladores gráficos se ubican entre las aplicaciones gráficas y el hardware. Primero necesitamos una herramienta que intercepte las comunicaciones entre el controlador gráfico y el hardware. Esta herramienta se interpondrá entre el controlador y el hardware, inspeccionando la enorme matriz de bytes que el controlador prepara para el hardware. Debido a las diferencias de software y hardware, necesitamos desarrollar esta herramienta nosotros mismos para cada nuevo proyecto de reversión, pero la idea general sigue siendo la misma.

Nuestro objetivo es decodificar el significado de esa pila de bytes para, eventualmente, crear nuestro propio software que genere una pila equivalente. Esta herramienta es nuestro instrumento de laboratorio que recopila datos. Lo siguiente que necesitamos es un experimento.

El controlador gráfico propietario debería funcionar con cualquier aplicación gráfica, así que es hora de escribir software gráfico. Empezamos ejecutando un programa sencillo en nuestra herramienta, registrando lo que el controlador propietario envió al hardware. A continuación, realizamos un pequeño cambio en el programa, lo volvemos a ejecutar y comparamos los datos. Con suerte, habrá un pequeño cambio en la salida del controlador: hemos encontrado el bit de hardware correspondiente al estado gráfico que modificamos. ¡Éxito!

Solo queda repetir ese proceso miles de veces hasta que hayamos descubierto la mayoría de los bits. La mayoría. Nuestro modelo del hardware nunca será perfecto. Sin documentación del proveedor, siempre habrá rincones oscuros desconocidos. Pero el conocimiento científico no necesita ser perfecto para ser útil en ingeniería. Hay problemas sin resolver en física, lagunas en nuestra comprensión del mundo físico, pero aun así construimos trenes y aviones. Y hay misterios sin resolver en el Apple M1, pero aun así diseñé un controlador gráfico para él.

¿Quién sabe? Elijo proyectos que resuelvan problemas que enfrenta nuestra comunidad. A medida que surgen nuevos problemas, surgen nuevas oportunidades para proyectos. Antes del Apple M1, no existía Asahi Linux. A pesar de dar charlas técnicas con regularidad, con capa, sombrero de bruja y varita mágica, no tengo un talento especial para la profecía. Tendremos que aprender qué nos depara el futuro a la antigua usanza.

Tanta gente me ha inspirado. ¿Cómo podría esperar enumerarlos a todos aquí?

En el mundo tecnológico, los ingenieros inversos que me ayudaron a emular su arte me abrieron el camino. Por ejemplo, Rob Clark, quien inició la ingeniería inversa de la GPU Adreno de Qualcomm. Gracias a sus esfuerzos por revertir el hardware y crear el controlador "Freedreno" de software libre, ahora contamos con un soporte de software libre consolidado para Adreno, incluido en productos de Google y Valve. En cuanto a Rob, nunca se rindió y ahora trabaja para Qualcomm para continuar su trabajo desde dentro. Es un éxito: liberó Adreno, cambió el rumbo de la industria y creó un gran controlador. Sin hacer alarde, se esfuerza día tras día para mejorar el mundo, y la recompensa es mejor de lo que nadie imaginaba. Cuando obtuve mi primer dispositivo Mali, hice todo lo posible por seguir los pasos de Rob. Funcionó: no se ha hecho ingeniería inversa del Mali de Arm en años, porque ahora hay un equipo en Arm terminando el controlador que comencé. Tanto Qualcomm como Arm dieron un giro a las tarjetas gráficas de código abierto, y esto no habría sido posible sin Rob.

Más allá de la ingeniería inversa, muchas personas en la comunidad de gráficos de software libre me han inspirado a crecer como desarrollador de controladores y autor de compiladores. Faith Ekstrand, Connor Abbott, Daniel Schürmann, Kenneth Graunke: estas personas me han enseñado más sobre cómo crear controladores gráficos que cualquier otra clase.

Más allá de la tecnología, muchos activistas sociales me inspiran, tanto por lo que representan como por su convicción fundamental de que el progreso es posible y está al alcance si trabajamos juntos. Esto incluye las historias de los libros de historia, pero no se queda ahí. No hace falta ser una figura conocida para marcar la diferencia a nivel local. Lejos de la tecnología, lejos del foco de atención y lejos del pasado, tengo amigos cercanos que se organizan por los derechos de las personas transgénero en el sur de Estados Unidos, en una época en la que esos derechos están bajo ataque. Y está funcionando. Huntsville, Alabama, es un poco más seguro gracias a su incansable trabajo. Si ellos pueden cambiar corazones, corregir narrativas y derrotar leyes injustas en su ámbito, yo puedo hacer lo mismo en el mío.

Ya sean controladores gráficos o derechos humanos, la idea es la misma: trabajar juntos, trabajar en lo que nadie más hará y trabajar para hacer que nuestra parte local del mundo sea un poco mejor.

Los cambios positivos suelen tener un efecto dominó. Rob no sabía en 2012 que su proyecto conduciría al mío; yo no sabía en 2018 que mi proyecto llevaría a Arm a ofrecer controladores gráficos gratuitos, y nadie sabe qué significará el cambio de Arm en el futuro. No podemos ser más astutos ni más listos que los monolitos, pero podemos mantenernos ágiles y mejorar lo que podamos, donde podamos, y compartir una copa cuando las cosas se pongan en su sitio.

Nadie puede cambiar por sí solo, y hay más injusticia en el mundo que tiempo en el día de una persona. Tu reto, si decides aceptarlo, es encontrar tu nicho, encontrar tiempo y hacer amigos. Si marcas una pequeña diferencia, es suficiente. Lo habrás logrado.