张京
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vi简史

发布于 2018-10-06  约 15 分钟

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历史的道路不是涅瓦大街上的人行道,它完全是在田野中前进的,有时穿过尘埃,有时穿过泥泞,有时横渡沼泽,有时行经丛林。---- 车尔尼雪夫斯基

当我们每天打开电脑,使用vi的时候,一切显得是那么顺理成章,觉得vi这个编辑器从古老的Unix走来,似乎理所应当地成为我们系统中的默认编辑器,却不知道它曾经经历了怎样的曲折甚至是九死一生。我们用它,我们恨它,最终我们又离不了它,这就是vi

混沌初开

1964年,一个21岁的年轻人Butler Lampson从哈佛大学文学院毕业,来到加州大学伯克利分校读博,在这里,他遇到了另一个天才少年,18岁的Peter Deutsch在这里读本科,他们的任务是共同为一台SDS-940电脑编写一个分时操作系统:

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在当时,绝大部分计算机使用的都是批处理方式运行指令,一个用户的使用是独占式的,在他的程序运行期间不会被别的程序打断。而Butler Lampson他们编写的操作系统是第一款通用型的分时操作系统。因此他们需要编写一个内核和一个命令行界面,需要可以能够编辑文本,所以他们开发了一个小程序叫做QED,它的名称的来源是Quick Editor快速编辑器)。

除此之外,Butler Lampson的贡献还包括后来在施乐公司期间领导开发了Alto,这个操作系统就是日后激发乔布斯灵感并从施乐偷师学艺的那一款操作系统。并且Butler本人在1992年获得了计算机学界最高奖图灵奖

这时候,加州大学伯克利分校的另一个天才少年Ken Thompson(这个名字日后将如雷贯耳,因为是他发明了Unix),刚刚获得了电子工程学士学位,一年后,获得了计算机科学硕士学位,并拿到了贝尔实验室的Offer

在贝尔实验室,Ken的工作之一是把他母校的QED移植到另一个比较大型的分时操作系统CTSS上,只不过这个CTSS是另一个学校的产物——麻省理工学院。在移植的过程中,Ken加入了他当时正在研究的,也是他最喜欢的Regular Expression正则表达式)。在此过程中,KenQED变得非常熟悉。

Ken最终在1969年发明了Unix,而Unix系统中一个重要组件是ed,这个ed的很多功能直接来源于Ken的母校加州大学伯克利分校的QED。由ed而又衍生出来了一系列著名的Unix命令,例如grepsedgrep这个名词的来源其实是g/re/p,第一个字母g代表global全局检索),re代表regular express正则表达式),而p表示print显示)。sed里面则加入了很多ed里没有实现的script脚本)功能。

至此,ed已经成为Unix操作系统的标配。

我们来看一下一个标准的ed的编辑界面(下文标黑的粗体字是屏幕显示的内容,其余是用户输入的命令):

a
ed is the standard Unix text editor.
This is line number two.
.
2i

.
,l
ed is the standard Unix text editor.$
$
This is line number two.$
3s/two/three/
,l
ed is the standard Unix text editor.$
$
This is line number three.$
w text
65
q

是不是已经看到了一些vi的影子了呢?只是这时的ed还只是一个行编辑器,远远不是后来vi的样子。

脱胎换骨

Ken发明Unix6年之后,1975年,他回到母校伯克利分校,这一次,他的使命是在伯克利分校的电脑系统上安装他自己发明的Unix,而这一套Unix日后将成为Unix界极富盛名的BSDBerkeley Software Distribution伯克利软件套装)。也就是这一年的夏天,Ken在伯克利分校遇到了我们故事的主人公Bill Joy,那一年,Bill21岁,正在伯克利分校读研。

Bill后来回忆说:

Ken Thompson来到伯克利并且带来了一台坏掉的Pascal系统,而我们准备在那个暑期修好它。当我们对它进行修理时,发现我们正在使用的名为ed的编辑器完全无法使用了。

由于Unix系统的广为流行,远在伦敦玛丽王后大学担任讲师的George Coulouris也不得不使用ed,但他得出的结论是:ed的难用程度达到了神级,根本就不是给人用的。所以他开始着手改进ed,并把改进之后的软件版本起名为em(editor for mortal给人类使用的编辑器)。1976年夏天,George访问伯克利分校,他带着一卷磁带,里面包含了他的em代码,并演示给别人看。其他人对此不感兴趣,而Bill Joy对此很受启发,他要来了em的源码,并在此基础上不断做改进,起名为en,然后又在en的基础上不断改进,一直改进到了ex(中间是否还有eo, ep, eq, ...已经不得而知)。

197710月,Bill Joyex的基础上,增加了全屏幕显示的功能,并将此功能命名为ex的可视化模式(visual mode),别名——vi

因为Bill Joy在开发vi的时候用的是一台ADM-3A电脑:

Adm3aimage.jpg

而这台电脑的键盘排布方式是这样的:

图片描述

这个键盘上并没有上下左右方向键,而上下左右键是印在了HJKL这四个字母上,通过按下Ctrl+HJKL来实现上下左右移动,所以vi里的上下左右是通过HJKL来实现的,和游戏玩家里热爱的WASD是如此不同,以至于很多人认为这是一种反人类的设计。但你们要知道,WASD很多很多年之后才被大多数人接受的设置

在当时的各款主流电脑上,方向键要么没有,要么也是一字排开。例如苹果的Apple II系统:

Apple_IIc_Plus_%28front%29.jpg

同时还应该注意到,ADM-3A电脑键盘上Esc键的位置有多么特殊,就在Q键的左侧,正好是我们目前Tab键的位置,简直是触手可及,所以vi用它来做模式切换键是非常自然,而不像现在的Esc键离我们的手那么远,要把小指伸出去很远才能够得到。

还有一个细节是在ADM-3A键盘上,除了上下左右四个键外,还有一个Home键,它也可以通过按下Ctrl来实现回到行头的效果,而更关键的是这个键同时也是~键,这也就是为什么Unix系统里会用~来代表home目录的原因。

黯淡时光

vi的第一个正式版本是在19783月随着BSD 1.0同时发布的,这注定了它以后将走过一段不平凡的岁月。

Bill Joy继续对vi进行升级,中间经过无数次叠代,在19796月发表了vi2.7版本后,退出主要开发者行列,但仍持续贡献到19808月的3.5版本,从那以后彻底淡出。在谈到他为什么要退出vi开发者行列时,他说:

我希望我们没有用尽键盘上的每一个键。我觉得vi一个最有趣的特点是它是一款基于模式的编辑器。作为一款基于模式的编辑器,vi做的非常棒。EMACS的优点之一是它是一款无模式的编辑器。但我从来没有想过要把vi做成EMACS那样。我也不擅长于优化vi的代码。我觉得编辑器的重绘功能非常棘手。vi完成它目前的工作非常不错,但你总是在学习的过程中编写程序……所以我不再继续这样做了。
实际上,我当时正在试图给vi加上多窗口编辑的功能,那是1978年的12月。我的磁带机坏了,而我没有任何备份。我的代码都丢失了,而我连文件目录都没有。我必须重写关于多窗口编辑功能的所有代码,我放弃了。我退回到上一版本,给代码增加了一些说明文档,完成了用户手册,然后就退出了。如果不是那一次事故的话,也许vi就会有多窗口编辑功能了,但,谁知道呢?
vi的最根本问题是它没有鼠标,所以才有了各式各样的命令。但你不能用现在的眼光去看当时的软件。我觉得如果能加上多级回退这个功能也很不错。但无论如何,vi的内核实际上还是ed,你不可能脱离这个事实。
这就有点像用一层层纸包裹起来的糖果,它没有一个统一的概念。我觉得如果可以回到过去,我不会回去重新再来一遍。

1982224日,3个斯坦福大学毕业的学生Vinod KhoslaAndy BechtolsheimScott McNealy创办了Sun公司,他们挖来了伯克利分校毕业的Bill Joy,从而导致伯克利分校Unix BSDvi被锁死在3.7版本上。其他各家商业公司,包括IBMSunHPDEC都能在Bill Joy开发的vi的代码基础之上做改进,但其他人却不可以了。因为AT&T开始了那场臭名昭著的官司,控告BSD侵犯了他们的知识产权,而vi是基于BSD里面的ed做开发的,也属于被禁止使用之列。

关于这场官司,详细情况可以看阮一峰的文章《Unix版权史》。阮一峰在文章中评论道:

AT&TBSD之间的诉讼,是当代版权制度最恶劣的应用之一。
为什么这么说?
首先,起诉者其实与Unix毫无关系。这是AT&T经理层的决定,而不是开发者的决定。事实上,包括Ken Thompson在内的技术人员一直希望,公司能够公开源码。他们完全有理由这么要求,因为Unix从来不是AT&T的业务重点,最初是个人项目,后来也没有占用公司太多资源。销售Unix的利润,在公司全部业务中,几乎可以忽略不计。为了一点点钱,去打击一个使许多人受益的产品,何必这样做呢。
其次,AT&T根本不关心Unix的发展。它真正关心的是金钱和削弱对手。1994年,官司还没有结束,它就把Unix卖给了Novell公司,从此不再与Unix发生关系,官司也因此不了了之。既然你不想要这个产品,为什么要提起诉讼呢?真是不可理解。
最后,所谓的侵权几乎是不存在的。因为NovellAT&T买下Unix版权后,检查了BSD的源码,在18000个组成文件中删除了3个,并对其他文件做了一些小修改,然后BSD就重新获得了自由发布源码的许可。这意味着,至多只有千分之一的BSD代码有版权问题,但是就因为这千分之一的问题,导致百分之百的产品被迫中断,完全不符合比例原则。
所以,这场版权官司就是一家利益至上的公司,以微不足道的理由,为了一个自己根本不在乎的产品,悍然发动一场损人不利己的战争。

BSD在法律纠纷中艰难前行,并分裂出了3个版本分支:FreeBSD, NetBSDOpenBSD。而在此之前,乔布斯黯然离开苹果,开始自己的第二次创业的时候,开发的NexT操作系统,也是从BSD上拉的分支,最后还吸取了很多FreeBSD的成果,最后成就了今天的Mac OSX,以及你手机里使用的iOS

图片描述

凤凰涅磐

在这场旷日持久的官司当中,vi不能用了,但是vi的热爱者并不愿意切换到emacs上,直到1990年,Steve Kirkendall才发布了一个vi的克隆版,起名叫Elvis1992年,Elvis被纳入BSD1994年,Keith BosticElvis基础上开发了nvi,一直沿用至今。

花开两朵,各表一枝。1991年,芬兰大学生Linus Torvalds,他想学习Unix,但是买不起工作站,就自己写了一个能在386上运行的操作系统内核,并以自己的名字命名为:LinuxLinus Torvalds后来说:

如果我早知道BSD没有法律问题,并且可以被移植到386,我会加入BSD的开发,而不会自己动手写一个。

Linus写的Linux并不是一个完整的操作系统,它只是一个内核,在内核之外,还应该有像vi这样的编辑器。于是在20006月,Gunnar Ritter基于Bill Joyvi源代码,把vi发布到了Linux操作系统和FreeBSD操作系统上(这时候的BSD由于法律诉讼的原因已经被拆分成了FreeBSD, NetBSDOpenBSD三个分支)。一开始,这又是一个违法的举动,因为Ritter根本就没有获得AT&T的授权,但是随着20021月,对相关授权限制的逐渐解除,这个版本才正式成为一个合法的版本,也就是我们今天使用的Linux上的vi

然而,令人唏嘘的是,虽然现在vi已经可以用在BSD的直系后裔FreeBSD上了,但是FreeBSD已经有了自己的替代品nvi,不愿再使用vi。反倒是那些一开始没有viUnix版本,例如HP-UXAIX等等,可以继续堂而皇之地使用vi

虽然如此,但是由于Linux的普及,以及Mac OSX这个BSD的变种的流行,vi依然成为了各大操作系统中事实上的标配。vi这个编辑器的王者称号当之无愧,并将随着开源软件的发展一直永远流传。

最后,让我们记住vi的作者Bill Joy。是他,给我们带来了vi

Bill_joy.jpg

阅读 841发布于 2018-10-06

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