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Eqn识别数学结构，并将其转化为Troff命令，而其他内容则不做处理。预处理器式方法干净爽利地切出两种语言和两种程序，用于不同目的。PDP-11的物理限制逼着洛琳达和我想出这个好主意。由于内存限制，Troff已经是单个程序所能达到的最大尺寸，不能再添加处理数学内容的功能。再者，即使我们想修改Troff，乔·奥桑纳也不会容许我们碰它。
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Eqn语言基于盒子模型：表达式由一系列盒子组成，这些盒子相互决定位置和大小。例如，分数是一条长线将分子盒和分母盒上下分开。像xi这样的下标表达式是一对盒子，其中第二个盒子的内容尺寸较小，位置比第一个盒子略低。
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我们用史蒂夫·约翰逊新发明的编译器-编译器Yacc来定义语法，并将语义挂接上去。Eqn是首个基于Yacc的语言，不同于传统语言的传统编译器。就我自己而言，如果没有Yacc，Eqn不会出现，因为我不肯为一门新语言亲手写语法分析器。语法太复杂，而且在我和洛琳达试验语法的时候，经常会改动它，所以不适合写专门的语法分析器。我们使用Yacc的经验有力地说明，有了好的工具，就能做一些原本太难甚至无法想象的事情。
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为不同类型的难以排版的材料提供预处理器是个好主意。在Eqn面世之后不久，迈克尔·莱斯克创造了Tbl，它提供了相当不一样的语言来制作复杂表格。莱斯克还写了用于管理文献引用的Refer程序。管理文献引用对技术论文来说非常重要。
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本章介绍的许多程序都是预处理器，也就是将一些语言转换成适合后续处理的形式的程序。C++的最初版本Cfront，更准确的描述是C语言的面向对象的预处理器，最终演变成了C++。有时，随着功能被吸收到下游处理环节中，预处理器最终消失了，就像C++那样。更多情况下，预处理器继续独立存在，就像文档编制工具Eqn和Tbl。另一个例子是bc[8]，它是dc[9]的预处理器。dc是鲍勃 · 莫里斯原作的不限精度计算器。洛琳达·彻丽编写bc是为了给dc提供传统算术符号，因为dc的后缀式符号对于新手来说太难了。
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预处理器有很多优点。首先，在实现一种语言时，不会受到现有语法的限制，可以使用完全不同的风格，如各种Troff预处理器。其次，内存很小时，根本没办法在已经很大的程序中加入更多功能，Troff的情况尤其如此。最后，因为预处理器有输出，所以可以在继续传递之前对其进行操作，执行其他类型的数据处理。在文档编制套件中，我经常使用sed脚本等预处理器来修正字符集和间距。克里斯 · 范·维克（Chris Van Wyk）和我写了一些程序，通过修改Troff的输出，在页面传送到设备驱动程序之前，对它进行纵向对齐处理。这些功能无法整合到单一程序，在管道流水线中处理时，就很容易在前面或后面或中间添加新的环节。
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4．与设备无关的Troff
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乔·奥桑纳于1977年去世，享年48岁。他的部分遗产是Troff源代码。那近万行难以捉摸的C语言代码，是乔从原本的汇编语言形式手工翻译出来的——缺乏注释，几十个双字母名称的全局变量，以及（见前文关于内存的讨论）各种小技巧，把尽可能多的信息塞进不够多的内存。乔认为，这样做绝对有必要，因为得把Troff的所有功能打包到65 KB中，那是当时我们使用的PDP-11/45上用户程序可用的最大内存。
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我一年多都没去动这些代码，但终于鼓足勇气开始摆弄它。慢慢地、小心翼翼地，我开始了升级。除了缺乏注释和文档，最大的问题是，它极大地依赖于Graphic Systems CAT照排机，而这种机型业已过时。
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最后，我设法找到了所有依赖CAT特殊功能的代码，并换成由字符集、字号、字体和分辨率等排版器特性表驱动的通用代码。我发明了一种排版机描述语言，这样Troff就可以根据特定排版机的能力来产生输出。驱动程序将该输出转换为特定设备所需的输入。这就产生了所谓的与设备无关的版本，我称其为Ditroff[10]。它还使其他文档编制预处理器，特别是Pic，能够利用新排版设备的更高分辨率来绘制线条和图形。
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其中一种设备是摩根泰勒（Mergenthaler）出品的新型排版机Linotron 202。从指标上看，似乎正可取代CAT照排机。它速度快，分辨率高，通过绘图的方式在屏幕上显示字符。它的处理器是Computer Automation出品的标准微型计算机“Naked Mini”。Naked Mini由一个简单的程序控制，类似于我为其他排版机编写的程序。这套设备主要的缺点是价格高昂，在1979年售价5万美元。鉴于我们用旧排版机打出了赫赫战绩，管理层几乎没有经过任何讨论就批准购买新设备。
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Linotron 202一到手，我们就发现它的硬件出乎意料地不可靠；更糟糕的是它的软件。在之后几个月中，摩根泰勒的维修人员几乎每天都要过来，肯·汤普森和乔·康登（图5-8）还开展了对硬件进行逆向工程的壮举。
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图5-8 乔·康登，约1981年（杰勒德·霍尔兹曼供图）
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乔本来是物理学家，但随着兴趣转移，他成了出色的电子电路设计师。他为中心编写了许多用于硬件实验的电路设计工具，并与肯一起设计了Belle国际象棋计算机。他的硬件专业知识对摸透Linotron 202至关重要。
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肯首先为机器上运行的二进制程序编写了反汇编器。（他在某个晚上用几个小时就完成这项工作，而我则回家吃饭，然后回来工作整晚。）
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通过拆解摩根泰勒程序，肯和乔对排版机本身的工作方式有了切身体会。经过几个星期紧张的逆向工程，他们弄清了摩根泰勒的专有字符编码，并编写了新代码，这样我们就可以创造自己的字符，例如，图5-9所示最上端的贝尔系统标志、用于输出棋局和棋盘图的国际象棋字体，以及有多种用途的彼得面容（图5-10）。
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图5-9 记录了与Linotron 202斗智斗勇过程的贝尔实验室备忘录，未正式发布
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图5-10 彼得脸视力表（杰勒德·霍尔兹曼供图）
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