Partially synced with the branch.
[MacVim.git] / runtime / doc / develop.txt
blobd18b9542ab2ea2372aa6d70b0f7a397e894eafd7
1 *develop.txt*   For Vim version 7.2c.  Last change: 2007 May 11
4                   VIM REFERENCE MANUAL    by Bram Moolenaar
7 Development of Vim.                                     *development*
9 This text is important for those who want to be involved in further developing
10 Vim.
12 1. Design goals         |design-goals|
13 2. Coding style         |coding-style|
14 3. Design decisions     |design-decisions|
15 4. Assumptions          |design-assumptions|
17 See the file README.txt in the "src" directory for an overview of the source
18 code.
20 Vim is open source software.  Everybody is encouraged to contribute to help
21 improving Vim.  For sending patches a context diff "diff -c" is preferred.
22 Also see http://www.vim.org/tips/tip.php?tip_id=618.
24 ==============================================================================
25 1. Design goals                                         *design-goals*
27 Most important things come first (roughly).
29 Note that quite a few items are contradicting.  This is intentional.  A
30 balance must be found between them.
33 VIM IS... VI COMPATIBLE                                 *design-compatible*
35 First of all, it should be possible to use Vim as a drop-in replacement for
36 Vi.  When the user wants to, he can use Vim in compatible mode and hardly
37 notice any difference with the original Vi.
39 Exceptions:
40 - We don't reproduce obvious Vi bugs in Vim.
41 - There are different versions of Vi.  I am using Version 3.7 (6/7/85) as a
42   reference.  But support for other versions is also included when possible.
43   The Vi part of POSIX is not considered a definitive source.
44 - Vim adds new commands, you cannot rely on some command to fail because it
45   didn't exist in Vi.
46 - Vim will have a lot of features that Vi doesn't have.  Going back from Vim
47   to Vi will be a problem, this cannot be avoided.
48 - Some things are hardly ever used (open mode, sending an e-mail when
49   crashing, etc.).  Those will only be included when someone has a good reason
50   why it should be included and it's not too much work.
51 - For some items it is debatable whether Vi compatibility should be
52   maintained.  There will be an option flag for these.
55 VIM IS... IMPROVED                                      *design-improved*
57 The IMproved bits of Vim should make it a better Vi, without becoming a
58 completely different editor.  Extensions are done with a "Vi spirit".
59 - Use the keyboard as much as feasible.  The mouse requires a third hand,
60   which we don't have.  Many terminals don't have a mouse.
61 - When the mouse is used anyway, avoid the need to switch back to the
62   keyboard.  Avoid mixing mouse and keyboard handling.
63 - Add commands and options in a consistent way.  Otherwise people will have a
64   hard time finding and remembering them.  Keep in mind that more commands and
65   options will be added later.
66 - A feature that people do not know about is a useless feature.  Don't add
67   obscure features, or at least add hints in documentation that they exists.
68 - Minimize using CTRL and other modifiers, they are more difficult to type.
69 - There are many first-time and inexperienced Vim users.  Make it easy for
70   them to start using Vim and learn more over time.
71 - There is no limit to the features that can be added.  Selecting new features
72   is one based on (1) what users ask for, (2) how much effort it takes to
73   implement and (3) someone actually implementing it.
76 VIM IS... MULTI PLATFORM                                *design-multi-platform*
78 Vim tries to help as many users on as many platforms as possible.
79 - Support many kinds of terminals.  The minimal demands are cursor positioning
80   and clear-screen.  Commands should only use key strokes that most keyboards
81   have.  Support all the keys on the keyboard for mapping.
82 - Support many platforms.  A condition is that there is someone willing to do
83   Vim development on that platform, and it doesn't mean messing up the code.
84 - Support many compilers and libraries.  Not everybody is able or allowed to
85   install another compiler or GUI library.
86 - People switch from one platform to another, and from GUI to terminal
87   version.  Features should be present in all versions, or at least in as many
88   as possible with a reasonable effort.  Try to avoid that users must switch
89   between platforms to accomplish their work efficiently.
90 - That a feature is not possible on some platforms, or only possible on one
91   platform, does not mean it cannot be implemented.  [This intentionally
92   contradicts the previous item, these two must be balanced.]
95 VIM IS... WELL DOCUMENTED                               *design-documented*
97 - A feature that isn't documented is a useless feature.  A patch for a new
98   feature must include the documentation.
99 - Documentation should be comprehensive and understandable.  Using examples is
100   recommended.
101 - Don't make the text unnecessarily long.  Less documentation means that an
102   item is easier to find.
105 VIM IS... HIGH SPEED AND SMALL IN SIZE                  *design-speed-size*
107 Using Vim must not be a big attack on system resources.  Keep it small and
108 fast.
109 - Computers are becoming faster and bigger each year.  Vim can grow too, but
110   no faster than computers are growing.  Keep Vim usable on older systems.
111 - Many users start Vim from a shell very often.  Startup time must be short.
112 - Commands must work efficiently.  The time they consume must be as small as
113   possible.  Useful commands may take longer.
114 - Don't forget that some people use Vim over a slow connection.  Minimize the
115   communication overhead.
116 - Items that add considerably to the size and are not used by many people
117   should be a feature that can be disabled.
118 - Vim is a component among other components.  Don't turn it into a massive
119   application, but have it work well together with other programs.
122 VIM IS... MAINTAINABLE                                  *design-maintain*
124 - The source code should not become a mess.  It should be reliable code.
125 - Use the same layout in all files to make it easy to read |coding-style|.
126 - Use comments in a useful way!  Quoting the function name and argument names
127   is NOT useful.  Do explain what they are for.
128 - Porting to another platform should be made easy, without having to change
129   too much platform-independent code.
130 - Use the object-oriented spirit: Put data and code together.  Minimize the
131   knowledge spread to other parts of the code.
134 VIM IS... FLEXIBLE                                      *design-flexible*
136 Vim should make it easy for users to work in their preferred styles rather
137 than coercing its users into particular patterns of work.  This can be for
138 items with a large impact (e.g., the 'compatible' option) or for details.  The
139 defaults are carefully chosen such that most users will enjoy using Vim as it
140 is.  Commands and options can be used to adjust Vim to the desire of the user
141 and its environment.
144 VIM IS... NOT                                           *design-not*
146 - Vim is not a shell or an Operating System.  You will not be able to run a
147   shell inside Vim or use it to control a debugger.  This should work the
148   other way around: Use Vim as a component from a shell or in an IDE.
149   A satirical way to say this: "Unlike Emacs, Vim does not attempt to include
150   everything but the kitchen sink, but some people say that you can clean one
151   with it.  ;-)"
152   To use Vim with gdb see: http://www.agide.org and http://clewn.sf.net.
153 - Vim is not a fancy GUI editor that tries to look nice at the cost of
154   being less consistent over all platforms.  But functional GUI features are
155   welcomed.
157 ==============================================================================
158 2. Coding style                                         *coding-style*
160 These are the rules to use when making changes to the Vim source code.  Please
161 stick to these rules, to keep the sources readable and maintainable.
163 This list is not complete.  Look in the source code for more examples.
166 MAKING CHANGES                                          *style-changes*
168 The basic steps to make changes to the code:
169 1. Adjust the documentation.  Doing this first gives you an impression of how
170    your changes affect the user.
171 2. Make the source code changes.
172 3. Check ../doc/todo.txt if the change affects any listed item.
173 4. Make a patch with "diff -c" against the unmodified code and docs.
174 5. Make a note about what changed and include it with the patch.
177 USE OF COMMON FUNCTIONS                                 *style-functions*
179 Some functions that are common to use, have a special Vim version.  Always
180 consider using the Vim version, because they were introduced with a reason.
182 NORMAL NAME     VIM NAME        DIFFERENCE OF VIM VERSION
183 free()          vim_free()      Checks for freeing NULL
184 malloc()        alloc()         Checks for out of memory situation
185 malloc()        lalloc()        Like alloc(), but has long argument
186 strcpy()        STRCPY()        Includes cast to (char *), for char_u * args
187 strchr()        vim_strchr()    Accepts special characters
188 strrchr()       vim_strrchr()   Accepts special characters
189 isspace()       vim_isspace()   Can handle characters > 128
190 iswhite()       vim_iswhite()   Only TRUE for tab and space
191 memcpy()        mch_memmove()   Handles overlapped copies
192 bcopy()         mch_memmove()   Handles overlapped copies
193 memset()        vim_memset()    Uniform for all systems
196 NAMES                                                   *style-names*
198 Function names can not be more than 31 characters long (because of VMS).
200 Don't use "delete" as a variable name, C++ doesn't like it.
202 Because of the requirement that Vim runs on as many systems as possible, we
203 need to avoid using names that are already defined by the system.  This is a
204 list of names that are known to cause trouble.  The name is given as a regexp
205 pattern.
207 is.*()          POSIX, ctype.h
208 to.*()          POSIX, ctype.h
210 d_.*            POSIX, dirent.h
211 l_.*            POSIX, fcntl.h
212 gr_.*           POSIX, grp.h
213 pw_.*           POSIX, pwd.h
214 sa_.*           POSIX, signal.h
215 mem.*           POSIX, string.h
216 str.*           POSIX, string.h
217 wcs.*           POSIX, string.h
218 st_.*           POSIX, stat.h
219 tms_.*          POSIX, times.h
220 tm_.*           POSIX, time.h
221 c_.*            POSIX, termios.h
222 MAX.*           POSIX, limits.h
223 __.*            POSIX, system
224 _[A-Z].*        POSIX, system
225 E[A-Z0-9]*      POSIX, errno.h
227 .*_t            POSIX, for typedefs.  Use .*_T instead.
229 wait            don't use as argument to a function, conflicts with types.h
230 index           shadows global declaration
231 time            shadows global declaration
232 new             C++ reserved keyword
233 try             Borland C++ doesn't like it to be used as a variable.
235 basename()      GNU string function
236 dirname()       GNU string function
237 get_env_value() Linux system function
240 VARIOUS                                                 *style-various*
242 Typedef'ed names should end in "_T": >
243     typedef int some_T;
244 Define'ed names should be uppercase: >
245     #define SOME_THING
246 Features always start with "FEAT_": >
247     #define FEAT_FOO
249 Don't use '\"', some compilers can't handle it.  '"' works fine.
251 Don't use:
252     #if HAVE_SOME
253 Some compilers can't handle that and complain that "HAVE_SOME" is not defined.
255     #ifdef HAVE_SOME
257     #if defined(HAVE_SOME)
260 STYLE                                                   *style-examples*
262 General rule: One statement per line.
264 Wrong:      if (cond) a = 1;
266 OK:         if (cond)
267                 a = 1;
269 Wrong:      while (cond);
271 OK:         while (cond)
272                 ;
274 Wrong:      do a = 1; while (cond);
276 OK:         do
277                 a = 1;
278             while (cond);
281 Functions start with:
283 Wrong:  int function_name(int arg1, int arg2)
285 OK:     /*
286          * Explanation of what this function is used for.
287          *
288          * Return value explanation.
289          */
290             int
291         function_name(arg1, arg2)
292             int         arg1;           /* short comment about arg1 */
293             int         arg2;           /* short comment about arg2 */
294         {
295             int         local;          /* comment about local */
297             local = arg1 * arg2;
299 NOTE: Don't use ANSI style function declarations.  A few people still have to
300 use a compiler that doesn't support it.
303 SPACES AND PUNCTUATION                                  *style-spaces*
305 No space between a function name and the bracket:
307 Wrong:  func (arg);
308 OK:     func(arg);
310 Do use a space after if, while, switch, etc.
312 Wrong:  if(arg)         for(;;)
313 OK:     if (arg)        for (;;)
315 Use a space after a comma and semicolon:
317 Wrong:  func(arg1,arg2);        for (i = 0;i < 2;++i)
318 OK:     func(arg1, arg2);       for (i = 0; i < 2; ++i)
320 Use a space before and after '=', '+', '/', etc.
322 Wrong:  var=a*5;
323 OK:     var = a * 5;
325 In general: Use empty lines to group lines of code together.  Put a comment
326 just above the group of lines.  This makes it more easy to quickly see what is
327 being done.
329 OK:     /* Prepare for building the table. */
330         get_first_item();
331         table_idx = 0;
333         /* Build the table */
334         while (has_item())
335             table[table_idx++] = next_item();
337         /* Finish up. */
338         cleanup_items();
339         generate_hash(table);
341 ==============================================================================
342 3. Design decisions                                     *design-decisions*
344 Folding
346 Several forms of folding should be possible for the same buffer.  For example,
347 have one window that shows the text with function bodies folded, another
348 window that shows a function body.
350 Folding is a way to display the text.  It should not change the text itself.
351 Therefore the folding has been implemented as a filter between the text stored
352 in a buffer (buffer lines) and the text displayed in a window (logical lines).
355 Naming the window
357 The word "window" is commonly used for several things: A window on the screen,
358 the xterm window, a window inside Vim to view a buffer.
359 To avoid confusion, other items that are sometimes called window have been
360 given another name.  Here is an overview of the related items:
362 screen          The whole display.  For the GUI it's something like 1024x768
363                 pixels.  The Vim shell can use the whole screen or part of it.
364 shell           The Vim application.  This can cover the whole screen (e.g.,
365                 when running in a console) or part of it (xterm or GUI).
366 window          View on a buffer.  There can be several windows in Vim,
367                 together with the command line, menubar, toolbar, etc. they
368                 fit in the shell.
371 Spell checking                                          *develop-spell*
373 When spell checking was going to be added to Vim a survey was done over the
374 available spell checking libraries and programs.  Unfortunately, the result
375 was that none of them provided sufficient capabilities to be used as the spell
376 checking engine in Vim, for various reasons:
378 - Missing support for multi-byte encodings.  At least UTF-8 must be supported,
379   so that more than one language can be used in the same file.
380   Doing on-the-fly conversion is not always possible (would require iconv
381   support).
382 - For the programs and libraries: Using them as-is would require installing
383   them separately from Vim.  That's mostly not impossible, but a drawback.
384 - Performance: A few tests showed that it's possible to check spelling on the
385   fly (while redrawing), just like syntax highlighting.  But the mechanisms
386   used by other code are much slower.  Myspell uses a hashtable, for example.
387   The affix compression that most spell checkers use makes it slower too.
388 - For using an external program like aspell a communication mechanism would
389   have to be setup.  That's complicated to do in a portable way (Unix-only
390   would be relatively simple, but that's not good enough).  And performance
391   will become a problem (lots of process switching involved).
392 - Missing support for words with non-word characters, such as "Etten-Leur" and
393   "et al.", would require marking the pieces of them OK, lowering the
394   reliability.
395 - Missing support for regions or dialects.  Makes it difficult to accept
396   all English words and highlight non-Canadian words differently.
397 - Missing support for rare words.  Many words are correct but hardly ever used
398   and could be a misspelled often-used word.
399 - For making suggestions the speed is less important and requiring to install
400   another program or library would be acceptable.  But the word lists probably
401   differ, the suggestions may be wrong words.
404 Spelling suggestions                            *develop-spell-suggestions*
406 For making suggestions there are two basic mechanisms:
407 1. Try changing the bad word a little bit and check for a match with a good
408    word.  Or go through the list of good words, change them a little bit and
409    check for a match with the bad word.  The changes are deleting a character,
410    inserting a character, swapping two characters, etc.
411 2. Perform soundfolding on both the bad word and the good words and then find
412    matches, possibly with a few changes like with the first mechanism.
414 The first is good for finding typing mistakes.  After experimenting with
415 hashtables and looking at solutions from other spell checkers the conclusion
416 was that a trie (a kind of tree structure) is ideal for this.  Both for
417 reducing memory use and being able to try sensible changes.  For example, when
418 inserting a character only characters that lead to good words need to be
419 tried.  Other mechanisms (with hashtables) need to try all possible letters at
420 every position in the word.  Also, a hashtable has the requirement that word
421 boundaries are identified separately, while a trie does not require this.
422 That makes the mechanism a lot simpler.
424 Soundfolding is useful when someone knows how the words sounds but doesn't
425 know how it is spelled.  For example, the word "dictionary" might be written
426 as "daktonerie".  The number of changes that the first method would need to
427 try is very big, it's hard to find the good word that way.  After soundfolding
428 the words become "tktnr" and "tkxnry", these differ by only two letters.
430 To find words by their soundfolded equivalent (soundalike word) we need a list
431 of all soundfolded words.  A few experiments have been done to find out what
432 the best method is.  Alternatives:
433 1. Do the sound folding on the fly when looking for suggestions.  This means
434    walking through the trie of good words, soundfolding each word and
435    checking how different it is from the bad word.  This is very efficient for
436    memory use, but takes a long time.  On a fast PC it takes a couple of
437    seconds for English, which can be acceptable for interactive use.  But for
438    some languages it takes more than ten seconds (e.g., German, Catalan),
439    which is unacceptable slow.  For batch processing (automatic corrections)
440    it's too slow for all languages.
441 2. Use a trie for the soundfolded words, so that searching can be done just
442    like how it works without soundfolding.  This requires remembering a list
443    of good words for each soundfolded word.  This makes finding matches very
444    fast but requires quite a lot of memory, in the order of 1 to 10 Mbyte.
445    For some languages more than the original word list.
446 3. Like the second alternative, but reduce the amount of memory by using affix
447    compression and store only the soundfolded basic word.  This is what Aspell
448    does.  Disadvantage is that affixes need to be stripped from the bad word
449    before soundfolding it, which means that mistakes at the start and/or end
450    of the word will cause the mechanism to fail.  Also, this becomes slow when
451    the bad word is quite different from the good word.
453 The choice made is to use the second mechanism and use a separate file.  This
454 way a user with sufficient memory can get very good suggestions while a user
455 who is short of memory or just wants the spell checking and no suggestions
456 doesn't use so much memory.
459 Word frequency
461 For sorting suggestions it helps to know which words are common.  In theory we
462 could store a word frequency with the word in the dictionary.  However, this
463 requires storing a count per word.  That degrades word tree compression a lot.
464 And maintaining the word frequency for all languages will be a heavy task.
465 Also, it would be nice to prefer words that are already in the text.  This way
466 the words that appear in the specific text are preferred for suggestions.
468 What has been implemented is to count words that have been seen during
469 displaying.  A hashtable is used to quickly find the word count.  The count is
470 initialized from words listed in COMMON items in the affix file, so that it
471 also works when starting a new file.
473 This isn't ideal, because the longer Vim is running the higher the counts
474 become.  But in practice it is a noticeable improvement over not using the word
475 count.
477 ==============================================================================
478 4. Assumptions                                          *design-assumptions*
480 Size of variables:
481 char        8 bit signed
482 char_u      8 bit unsigned
483 int         32 or 64 bit signed (16 might be possible with limited features)
484 unsigned    32 or 64 bit unsigned (16 as with ints)
485 long        32 or 64 bit signed, can hold a pointer
487 Note that some compilers cannot handle long lines or strings.  The C89
488 standard specifies a limit of 509 characters.
490  vim:tw=78:ts=8:ft=help:norl: