Brian W. Kernighan 是一個偉大的技術作家，我買了他寫的幾乎所有書，他近些年的書我買的是 Kindle 電子版，不占地方，

以下是我手上保存的紙版書：

Kernighan 的書大多與別人合作，它與 P. J. Plauger 和 Rob Pike 分別合作了兩本書，參見圖中左上角的兩本和右下角的四本，右上角是著名的 K&R，中間第一本是 AWK，這兩本書的合作者 D.M. Ritchie 和 A. V. Aho 都是拿了圖靈獎的人，正中間那本《風格的要素》是《英文寫作指南》的原版，是它上面那本《編程風格的要素》致敬的物件，

下排中間的是裘宗燕老師翻譯的《程式設計實踐》，這是我上大學期間買的性價比最高的技術書，定價只有 20 元，卻讓大一剛學了 C 語言和資料結構的我的編程能力提升了不止一個檔次，讀完這本書之后，我意識到認準作者和譯者是挑到好書的不二法門，并從此記住了 Kernighan 這個不太常見的名字，注意 Kernighan 中的 g 不發音，讀音接近“柯尼漢”或“科爾尼汗”，不要讀成“柯尼根”，以下簡稱 bwk，三字母用戶名是 Unix 先鋒人物的殊榮 https://youtu.be/Y4lDvkAFyps，

我的書架上專門有一格叫 Kernighan Classics，

上大三的時候，我又發現了 bwk 在普林斯頓開設的兩門課：面向大一新生的秋季 COS 109 課程和面向高年級本科生的春季 COS 333 課程《高級編程技巧》，感覺如獲至寶，特別是 COS 333 讓我眼界大開，深刻體會到了自己在動手能力上的差距，

《Unix 傳奇：歷史與回憶》 是 bwk 2019 年的新作，我 2020 年 1 月購得，先通讀了英文版，9 月份機緣巧合做了中譯本的審校，逐字閱讀了韓磊的譯本，乘著記憶尚未褪去，寫一篇書評兼讀后感，在談這本書之前，讓我先聊幾句 Unix，Unix 的主要故事發生在上個世紀 70 ～ 90 年代，因此后文所有的“年代”都是二十世紀，不再贅述，

Unix 最初是“草根”作業系統

"UNIX is very simple, it just needs a genius to understand its simplicity." --- Dennis Ritchie

Bell Labs 的 Ken Thompson 和 Dennis Ritchie 在 70 年代初寫了 Unix，根據傳統，下文簡稱 Ken 和 dmr，

Unix 一開始并不是為高端的價值幾百萬美元的大型計算機而開發，它最初誕生在售價“僅有”幾萬美元的小型機上，介紹 Unix 的經典論文《The UNIX Time-Sharing System》發表在 1974 年第 7 期的《ACM 通訊》雜志上，在文章的第 1 節有這么一段話，我標一下重點：

Perhaps the most important achievement of Unix is to demonstrate that a powerful operating system for interactive use need not be expensive either in equipment or in human effort: it can run on hardware costing as little as $40,000, and less than two man-years were spent on the main system software. We hope, however, that users find that the most important characteristics of the system are its simplicity, elegance, and ease of use. --- https://www.bell-labs.com/usr/dmr/www/cacm.html

本文把最初 Ken 在 PDP-7 開發的那個作業系統叫做 Unics，把后來 Ken 和 dmr 在 PDP-11 上重新開發的叫 Unix，以示區別，PDP-7 是字長 18-bit 的小型機，有 8K x 18-bit 記憶體（約 16KB），Unics 使用其中 4K 字，剩下 4K 留給用戶程式；Unix V1 運行在 PDP-11/20 上，它是 16-bit 小型機，記憶體有 24K 位元組，Unix 內核使用其中 16KB，剩下 8KB 留給用戶程式，這些初代 PDP 小型機的性能估計還比不上 80 年代初上市的 IBM PC 機（基于 16-bit 的 Intel 8088 CPU），恐怕跟任天堂紅白機（8-bit 6502 CPU）相比也快不了太多，我估計高端 PDP-11 的性能和 Intel 80286 相當，大致也就是跟 80 年代的 x86 個人電腦打個平手，

BYTE in 1984 reported that the PC's Intel 8088 microprocessor outperformed the PDP-11/23 when running Unix.
--- https://en.wikipedia.org/wiki/PDP-11#Decline

運行 Unix 并不需要比 MS-DOS 更高檔的機器，我實在不明白為什么微軟要自己搞一套這么原始的“PC 磁盤作業系統”，跟 Unix 比起來，稱 MS-DOS 是“作業系統”真是太抬舉它了，

MS-DOS was a pretty pathetic operating system. --- Brian Kernighan https://youtu.be/O9upVbGSBFo?t=2421

PDP-7 長這個樣子：

圖片來源：https://en.wikipedia.org/wiki/Ken_Thompson

站著的 dmr、坐著打字的 Ken 和幾臺 PDP-11：

圖片來源：https://www.bell-labs.com/usr/dmr/www/picture.html

在 60~70 年代，高端計算機的代表有 CDC 6600（60-bit）、 IBM 7094/360/370 系列（36-bit 或 32-bit）、 Clay-1 （64-bit）等等，它們的售價數百萬美元起，折合今天上千萬美元一臺，也就是人民幣上億元，運行著科學計算和“海量”資料處理等關鍵任務，與之對比，16-bit 的 PDP-11 小型機的價格只有這些大家伙的百分之一，Unix 最初定位是面向程式員的互動式作業系統，其核心功能（賣點）是檔案制備（document preparation），說白了就是排版打字，核心業務和 90 年代國內街頭常見的電腦打字鋪子高度重合，70 年代的科研院所沒有認真對待這種運行在“低端”設備上的、很長時間沒有商業支持的“hobbyist”作業系統是完全可以理解的，但是，Unix 靠著群眾路線，走農村包圍城市的道路，最終鯉魚躍龍門，成就一代霸主地位，把以前那些大家伙們掃進了歷史的垃圾堆，由于 Unix 售價低廉，對大學等教育機構只收幾百美元的工本費（磁帶和郵寄），還附帶完整原始碼和詳細的程式員手冊，大約從 1975 年開始，它開始在大學中流傳，在學生中占領了思想陣地，大家認為在 Unix 上寫代碼或改進 Unix 系統是很酷的事情，有無數的畢業論文以此為題（下文提及的 Marshall Kirk McKusick 博士即是一例），然后隨著這些學生畢業進入工業界，也慢慢把 Unix 帶入了各大公司，這個故事在這本《Unix 傳奇：歷史與回憶》里有生動的論述，我就不劇透了，

慣性的力量是強大的，2000 年起 Linux 在服務器領域逐漸取代 Unix 其實也是靠著類似的慣性 https://www.zhihu.com/question/19738282 ，公司初創的時候買不起高端的 Unix 服務器，拿 PC 機裝個免費的 Linux 就能開展業務，等到業務量大起來了，往往選擇買更強大的 PC 服務器，繼續運行 Linux，而不是遷移到 Unix，如此新陳代謝下來，Linux 市場份額越來越大，另外一個資料：從 2018 年起，Top 500 的超級計算機全部都是 Linux 系統，

甚至與目前大家對 Unix 的印象相悖，Unix 一開始也不是安全、可靠、高性能的代名詞，1988 年世界上第一個通過因特網傳播的計算機病毒 Morris 蠕蟲 感染了全球 1/10 的聯網 BSD Unix 主機，Marshall Kirk McKusick 等人在 1984 年發表的經典論文《A Fast File System for UNIX》中提到，傳統的 Unix V7 檔案系統只能發揮 2% 的磁盤最大帶寬，也就是 20KB/s，比軟盤快不了多少，而他實作的 Berkeley 快速檔案系統（FFS），提高了可靠性，還把性能提高了 10 倍以上，即便如此，也只發揮了 50% 磁盤帶寬，有興趣的讀者可以聽 Dr. McKusick 自己講這個故事，我還聽說一些商業公司的例子，這里就暫且按下不表了，

Unix 早期歷史

最早 PDP-7 上的 Unics 內核是 Ken 一個人寫的，之后 dmr 加入一起開發了 PDP-11 上的 Unix，并同時負責 C 編譯器的開發；可以說，早期的 Unix 內核是 Ken 和 dmr 的“二人轉”，從 V4 到 V6 的內核原始碼有兩個子目錄，ken 和 dmr，分別存放二人各自維護的源檔案，到了 V7 才根據功能劃分——而非原始碼作者——組織內核源檔案，

Unix 的誕生可以說是機緣巧合，在正確的時間出現在了正確的地方，https://youtu.be/EY6q5dv_B-o 有 Ken Thompson 在 2019 年 5 月自己親口講述這個小故事，注意，有人把這個故事誤傳為 Ken 花 3 周寫出來了 Unix，這是理解錯誤，Three weeks away from an OS，是說 Ken 花 3 周寫了一個編輯器、一個匯編器、一個 shell，這樣就把 Unix 空缺的部分填上了，而 Unix 內核在這之前就已經寫好了，我總結就是 Bell Labs “有錢又有閑”，Bell Labs 當時屬于 AT&T 公司，由于 AT&T 壟斷了美國全國的電話業務，“收電話稅”富得流油，Bell Labs 也資金充足，在 PDP-7 上寫了 Unics 之后，Ken 糾結了幾個人一起忽悠領導買了一臺名義上用于列印專利申請表的 PDP-11，實際上用它來繼續搞作業系統開發，另一方面，也正因為 AT&T 的壟斷地位，其受政府的嚴格監管，經營范圍不能涉及銷售計算機軟體（含作業系統），Unix 才可以以接近免費的價格“開源”給大學，并且開發由 Ken 和 dmr 這樣的絕頂程式員主導，假如 Unix 一開始就是商業產品，我猜這個傳奇就不會發生了：一是價格不會那么低，用戶群不會這么大；二是從知識產權保護的角度，估計也不會提供原始碼；三是會為了增加銷量而實作甲方種種不合理需求，不會保持簡潔優雅的高品味，

我把《Unix 傳奇：歷史與回憶》的時間線整理成下表：

表中的發布日期和內核原始碼行數來自：https://minnie.tuhs.org/cgi-bin/utree.pl

擱在今天，以早期 Unix 內核的代碼量和復雜度而論，估計會被歸入嵌入式作業系統或者微控制器上的實時作業系統，根據 Andrew S. Tanenbaum 在 https://www.cs.vu.nl/~ast/brown/ 的觀察，優秀的個人程式員可以獨立實作早期 Unix 內核的完整功能，他舉了幾個例子，包括：

• 30歲的 Ken 和 32 歲的 dmr 在 1973 年夏天用 C 語言重寫了 Unix 內核，即 Unix v4；
• 30 多歲的 Douglas Comer 在 1981 年發布了 XINU；
• 43 歲的 Andrew Tanenbaum 在 1987 年發布了 Minix 1.0（花了他用 3 年業余時間），然后與人合作在 1997 年發布了 Minix 2.0；
• 不滿 22 歲的 Linus Torvalds 在 1991 年 9 月發布了 Linux 0.01 （開發用了不到一年時間），跟前三個最初都是面向 16-bit 硬體有所不同，Linux 0.01 直接在 32-bit 的 80386 上開發，

我估計進入 2010 年之后，實作 Unix v6 這種級別的作業系統的作業量可以當本科生的畢業設計，但當不了碩士的畢業論文，

當然，這里邊要數 Ken 和 dmr 首創 Unix 的含金量最高，后面的跟風之作只能算 Unix-clone，畢竟模仿是最大的恭維，Ken 和 dmr 首次完成了用高級語言實作作業系統的創舉，并“年紀輕輕”就獲得了 1983 年的圖靈獎（獲獎的時候二人只有 40 歲出頭，而在 40 歲之前獲得圖靈獎的目前只有 Donald Knuth 和 Robert Tarjan 兩人），在 Unix 之前，作業系統都是用匯編語言寫的，針對特定硬體平臺，不可移植，“拿高級語言寫作業系統”會被當成瘋子；在 Unix 之后，我不知道哪個主流作業系統（MS-DOS 除外）不是主要用 C 寫的，可以說 Unix 重新定義了“作業系統”，就憑這一點就足以永載史冊，

TCP/IP 也有類似的情況，Vinton Cerf 和 Robert Kahn 憑借在 1974 年設計了 TCP/IP 獲得了 2004 年圖靈獎，他們的論文《A Protocol for Packet Network Intercommunication》其實與后來 1981 年 9 月發布的 RFC 793 定稿在細節上有不小的出入，但首創之功屬于他二位， Bill Joy 于 1982 年左右在 4.2BSD Unix 上實作了第一個廣為使用的 TCP/IP 協議堆疊，后來創建了 Sun 公司，成了億萬富翁，Van Jacobson 在 1988 年成功提出了 TCP 擁塞控制，解決了當年的大面積網路癱瘓問題，他于 2012 年成為 Internet 名人堂 的創始成員，適合嵌入式系統的 lwIP 是 Adam Dunkels 2001 年的碩士論文，而到了 2020s，實作一個玩具級的 TCP/IP 已經降級為大學本科編程大作業的內容 http://cs144.github.io ，

參考資料

這本《Unix 傳奇：歷史與回憶》當然是最好的參考文獻，是當事人回憶的一手資料，另外也可交叉印證以下內容，

• 維基百科：https://en.wikipedia.org/wiki/History_of_Unix 和 https://en.wikipedia.org/wiki/Research_Unix
• 早期歷史可看 dmr 親自寫的：https://www.bell-labs.com/usr/dmr/www/hist.html
• 稍后幾年的歷史發展可以參考： http://www.darwinsys.com/history/hist.html
• Marshall Kirk McKusick 寫了 Unix 在 Berkeley 的 20 年：https://www.oreilly.com/openbook/opensources/book/kirkmck.html

Unix 的遺產

上大學的時侯有一陣我對各種“底層實作”產生了比較濃厚的興趣，但事實證明鉆研古代 Unix 原始碼的性價比不高，我先是囫圇吞棗讀了 CACM 1974 年那篇經典論文，然后不自量力試圖去讀《萊昂氏UNIX源代碼分析》，結果只大致讀懂了 malloc 和 printf 這兩個基礎庫函式的實作，后面作業系統內核的實際內容由于缺乏對 PDP-11 的理解實在讀不下去，只好半途而廢，記得還從圖書館借閱過浙江大學胡希明老師編著的《Unix 結構分析》，這恐怕是全球惟一一本對 Unix System V 做原始碼分析的書（System V 至今沒有正式開源），第一部分檔案系統的實作（一次間接、二次間接）還勉強能跟上，第二部分開始講 VAX-11/780 上的記憶體管理，又讓我放棄了，我認為一頭扎進工業級的原始碼去學習是非常低效的，只能算是沒有辦法的辦法，我當年在 tuhs.org 上漫無目的地看 Unix 源代碼，除了讓我感嘆 C 語言這么多年沒啥變化之外，也沒學到啥有用的知識，現在只記得有一處 C 語言的用法讓我記憶猶新：位于 https://minnie.tuhs.org/cgi-bin/utree.pl?file=V7/usr/sys/sys/prf.c 的 printn() 函式，列印 b 進制的整數 n，其中最后一句是：

    putchar("0123456789ABCDEF"[(int)(n%b)]);

我當時就覺得沒有必要花時間去弄懂 PDP-11 和 VAX-11 這種比我年齡還大的早已被淘汰的機型，現在就更不必說了，因此我建議對 Unix v6 有興趣的讀者可以去看 MIT 的人在 x86 上重新實作的 xv6，代碼量約一萬行，xv6 適當簡化以突出重點，學習的性價比較高，

我上本科的時候，學院服務器機房有一臺 Sun E450 服務器，四四方方的一個藍灰色大鐵塊（見下圖），據說挺沉，反正我看見機箱下面還自帶轱轆，此物被老師們當寶貝一樣供著，我們小本沒有上機（遠程登錄）資格，因此我至今也不知道這臺機器的軟硬體具體配置，剛上研究生時，我在實驗室角落找到了兩臺落灰閑置的 Sun SPARCstation 20，重新裝上新版的 Solaris 之后，把玩了幾周，用下來感覺這臺 1994 年上市的 Unix 圖形作業站的性能比不上 1997 年國內風靡一時的 Intel Pentium 133，眼見 Intel 迎頭趕上，Unix 的領先優勢已經所剩無幾，

圖片來源：https://en.wikipedia.org/wiki/Sun_Enterprise

我記得大三有一次課后作業，老師讓調研作業站和小型機的軟硬體配置，讓我對 Unix 的衰退有了直觀的認識，90 年代可以說是 Unix 最繁榮的時代，各大高端硬體廠商都有自己的 Unix 和 CPU 體系結構，并有對應的服務器和作業站產品線，除此之外，還有運行在 Intel x86 上的商用或免費 Unix，

進入 21 世紀，x86 擴展成了 x86-64，PC 機也能用上 4GB 以上的記憶體，Unix 作業站隨之消亡；而中低端服務器市場迅速同質化，Intel Xeon + Linux 一統江湖，實作了對 Unix 的逆襲，也因為如此，可移植作業系統界面（POSIX）標準的意義也大為減弱，它要解決的問題已經消失，程式在不同 Unix 之間的可移植性也變得不那么重要了，

互聯網向用戶提供免費服務，需要用最少的錢支持盡量多的并發用戶，那么選用廉價的 Intel x86 服務器搭配免費的作業系統是自然的選擇，而 Unix 的賣點（安全、穩定、可靠）顯得不那么重要了，畢竟因特網本身也沒那么可靠嘛，網站訪問出錯多重繪幾次就好了，誰知道是網路的問題還是網站服務器的問題呢？我的第一份作業是在一家成立于二戰以前的跨國金融公司，原本以為會遇到小型機，結果進去一看，只有一些 legacy 系統還運行在跑著 Solaris 的 Sun Enterprise 服務器上，新的業務清一色用 RedHat Enterprise Linux 跑在 x86-64 的刀片服務器上，我的同事 Kevin 從華為跳槽過來，據他說電信的計費系統這樣的關鍵業務也跑在 Linux 上，用一句話形容我的直觀感受：Unix 已死，有事燒紙，我想有人不同意“Unix 已死”的判斷，沒關系，也不必試圖拿 FreeBSD、macOS、illumos 來說服我，真的，

我認為 Unix 最重要的遺產有兩點：

• C 語言
• 示范了作業系統的介面應該是什么樣子的

C 語言是有史以來最重要的編程語言，是整個現代資訊社會的基石，在 Unix/C 誕生的那個年代，位元組的長度還不統一，有 6/7/8/9-bit 等多種可能，6-bit 的位元組無法區分大小寫字母（在字長 18-bit 的機器上每個 word 剛好存 3 個字符 ），在 C 之前發明的語言大多是不區分大小寫的，例如 Fortran、Pascal、SQL、BASIC 等等，而 C 之后的語言基本都區分大小寫了：C++、Java、Python 等等，這估計不是一個巧合，進入 80 年代，隨著 TCP/IP 的普及，位元組的長度也很快統一到了 8-bit，因為其他字長的機器很難方便地與 Internet hosts 通信，開個腦洞，如果 Unix 沒有轉到 PDP-11（16-bit 字長，可按 8-bit 位元組尋址），而是繼續在 PDP-7（18-bit 字長）開發，我們今天的 IP 地址會不會是 36-bit？（就像 a.b.c.d.e.f，其中 0 <= a,b,c,d,e,f < 64，）

C 語言也影響了通用 CPU 硬體的發展路線，80 年代起，設計一個新 CPU 指令集的時候就必須考慮能不能高效地表達 C 語言，因為只要支持了 C 語言，就有無數的軟體包可以方便地移植過來，可以說，C 語言定義了計算機處理器應該具備的基本功能，而那些與 C 語言不太兼容的特性就慢慢沒人用了，例如 16-bit x86 上的分段式記憶體管理在 32-bit 系統上被基本閑置，到了 x86-64 時代就廢棄了（防杠：聽說虛擬化的場合還用得到），

2011 年 10 月 C 語言之父 dmr 去世，我很喜歡這個關于他侄兒的小故事：
https://medium.com/@wilshipley/the-absolutely-true-story-of-a-real-programmer-who-never-learned-c-210e43a1498b

Unix 另一個重要的遺產：定義了作業系統的介面，可以說，Unix 提供了一種語言（不是一般意義上的編程語言），這門語言的名詞（主語和賓語）主要是檔案和行程，它的動詞（謂語）是各種系統呼叫，

xv6 把 Unix v6 的系統呼叫從 50 來個精簡到了 20 個，只要實作了這 20 個系統呼叫，你就有了一個具備層次化檔案系統的多任務作業系統，這些系統呼叫很多是和檔案相關：creat/open/close/read/write/seek/stat/unlink 這十來個系統呼叫就支持了常用檔案操作，其他一些可以按位元組讀寫的東西——比如 pipe、TCP/UDP sockets——也可以用這套介面來操作，不必再發明新的動詞，Unix 的檔案這個概念更接近一般意義下的位元組流，比“磁盤檔案”的范圍要廣，Unix 號稱一切都是檔案，除了按位元組讀寫，更重是要能 poll，這樣可以用一個統一的框架來處理各種事件，當然，話不能說太滿 ，提到 Unix 檔案系統，inode 是個繞不開的概念，https://www.zhihu.com/question/58261869/answer/156276161 ，理解行程的檔案描述符表、系統的打開檔案表、代表磁盤檔案的 inode 表這三個表之間的參考關系 (http://chenshuo.com/notes/kernel/file-descriptor-table/)，這對理解 Unix 檔案至關重要，檔案的長度和打開檔案的偏移量為什么不存放在一起？同一個磁盤檔案，一個行程 open 它兩次，拿到兩個 fd；或者 open 一次，再 dup 一次拿到兩個 fd，這兩種情況在讀寫的時候有何區別？普通檔案的 inode 有什么內容，為什么檔案名不在里邊？

檔案是靜態的，行程是動態的，理解起來可能要稍微難一些，行程是運行著的程式，理解行程對于理解現代作業系統至關重要，一個系統上可以同時有多個行程在運行，每個行程有自己獨立的（虛擬）地址空間，同一個可執行檔案可以起多個行程，這些行程通常共享代碼段，但有各自的資料段，在一些早期的書上，甚至把行程當虛擬機來看待，不過這種講法隨著“虛擬機”概念的轉移已經很少見了，

不過，Unix 的 fork/exec/wait/kill 這套管理行程的系統呼叫在多執行緒時代顯得有些過時，我比較同意微軟的人寫的這篇文章：《A fork() in the road》，

這套“作業系統語言/思想”被 Linux 很好地繼承和發展，因此 Eric Raymond《Unix 編程藝術》仍然值得一讀，

2019 年 10 月，Bell Labs 搞了一個慶祝 Unix 誕生 50 年的紀念活動，視頻：https://youtu.be/l03CF9_078I ，注意 20:42 可以看到坐在觀眾席里的 C++ 之父 Bjarne Stroustrup，他后來上臺講一段話，

《Unix 傳奇：歷史與回憶》是一本有趣的閑書

《Unix 傳奇：歷史與回憶》是一本故事書，想從中學習具體的 Unix 編程技術無異于緣木求魚，它是面向非程式員的書，其中出現了 void main() 這樣的譚浩強式 C 語言寫法，但愿不要有人拿這當例子說明 void main() 是對的——“你看大名鼎鼎的 Kernighan 自己都這么寫哦！”，這本書講了很多人和事，歷史總是不斷重復的，書上的故事情節竟然也在自己身邊發生著，讓人不禁感嘆太陽底下沒有新鮮事，

譯者韓磊先生與我相識多年，他文字功力深厚，常年筆耕不輟，技術水平又高，同時還具備豐富的翻譯經驗，這本書的翻譯質量實屬一流水準，這里邊其實也有 bwk 自己的功勞，他老人家有豐富的寫作和“被”翻譯經驗，英文非常好懂，而且對非英語母語的人也相當友好，我感覺這本書可能刻意避免了一些俚語與俏皮話——他知道哪些說法容易讓外國人讀不懂或誤解，如果你像我一樣對技術的來龍去脈感興趣，愿意花一個周末的時間讀這么一本講述 Unix 50 年興衰史的書，合卷之后感嘆一下天下大勢，合久必分，分久必合，也算不虛此行，

附：貝爾實驗室計算機研究中心的人員去向 https://www.spinroot.com/gerard/1127_alumni.html

本文歡迎轉載，由于我人在國外，沒有國內的手機號，在其他網站（知乎、豆瓣）都不能發帖或回帖，就獨家發在博客園好了，

標籤：其他

上一篇：2021-05-03Wireshark流量包分析

下一篇：Kernighan《UNIX 傳奇：歷史與回憶》雜感