PL/M

PL/M — это язык программирования, который часто остаётся в тени своих более известных современников, таких как C или Pascal. Однако именно он стал мостом между низкоуровневым ассемблером и высокоуровневым программированием в эпоху зарождения микрокомпьютеров.

История создания: консультант Intel и первый язык для микропроцессоров

В начале 1970-х годов инженеры Intel столкнулись с проблемой: их новые микропроцессоры (8008, 8080) требовали программного обеспечения, но писать его на ассемблере было мучительно долго. Решение пришло от внешнего консультанта.

В 1973 году компания Intel наняла Гэри Килдалла (Gary Kildall), талантливого программиста и преподавателя Военно-морской аспирантской школы Монтерея, для написания программного обеспечения для демонстрации возможностей микропроцессора Intel 8008. Килдалл, имевший опыт работы с мейнфреймами Burroughs B5500 и языками высокого уровня (ESPOL), быстро понял, что ассемблер неэффективен. За несколько месяцев он создал совершенно новый язык — PL/M (Programming Language for Microcomputers).

Первый компилятор был готов уже в 1973 году для процессора Intel 8008. Вскоре после этого Килдалл основал собственную компанию Digital Research (изначально называвшуюся MAA — Microcomputer Applications Associates) и начал распространять PL/M и свои другие разработки (включая легендарную ОС CP/M), сделав их индустриальным стандартом.

Истоки синтаксиса: «Килдалл взял из PL/I только ключевое слово DCL»

Глядя на код, многие замечают сходство с языком PL/I. Однако, как отмечали историки, «это совершенно не так, поскольку PL/M заимствовал черты нескольких языков, в частности ALGOL, XPL и в том числе PL/I». Сам Килдалл признавался: «Я черпал вдохновение из PL/I, но не для синтаксиса — для идей системного программирования. При этом на синтаксис повлиял язык XPL». Ключевое слово DCL в PL/M и декларативный подход — действительно напоминают PL/I, но внутренняя логика работы с памятью, указателями и прерываниями была уникальной разработкой Килдалла.

Уровень языка

PL/M позиционировался как машинно-ориентированный язык высокого уровня. Это означает, что он был абстракцией над ассемблером, но при этом позволял программисту напрямую управлять аппаратными ресурсами (памятью, портами ввода-вывода, прерываниями).

Ключевая особенность: компилятор PL/M создавал очень компактный объектный код. Один оператор языка заменялся в среднем шестью ассемблерными командами, а результирующий машинный код занимал всего в 1,2 раза больше памяти, чем написанная вручную ассемблерная программа.

Уровень PL/M можно оценить как «ниже C, выше ассемблера». Он был идеальным инструментом для написания операционных систем, драйверов и встроенного ПО для ранних микропроцессоров.

Синтаксис и основные конструкции

Комментарии: /* комментарий */

Объявление переменных:

Переменные бывают двух базовых типов: byte (один 8-битный байт) и address (два байта). Из переменной типа address можно вычленить младший и старший байт, используя функции low() и high().

declare var byte;                            /* переменная var типа byte */
declare var byte at (0fh);                  /* разместить var по адресу 0Fh */
declare (x, y) byte;                        /* объявить несколько переменных сразу */
declare array(15) byte;                     /* массив из 16 элементов (0..15) */
declare x byte initial (255);               /* объявление с инициализацией */

Работа с портами ввода-вывода:

Из порта данные получает функция input(), а записывается output().

declare x byte; 
x = input(0);           /* ввели данные с 0 порта */
x = x + 1; 
output(1) = x;          /* вывели значение на порт 1 */

Условный оператор и CASE:

if условие then
    оператор;
else
    оператор;

do case 3;              /* количество вариантов = n-1 (от 0 до 2) */
    x = -x * 2;         /* при 0 */
    x = x;              /* при 1 */
    x = x * 2;          /* при 2 */
end;

Циклы:

do while (логическое выражение);
    операторы;
end;

do переменная = начальное_значение to конечное_значение by шаг;
    операторы;
end;

Структуры:

declare struct$name (element1 (8) word, element2 (8) word);

Структуры могут быть вложенными. Доступ к элементам структуры осуществляется через «.»:

declare date (day word initial (5), month word initial (5), year word initial (94));
output(0) = date.day; 
output(0) = date.month; 
output(0) = date.year;

Процедуры и функции:

qr: procedure (varible) word;   /* процедура возвращает тип word */
    return varible * varible;    /* возвращает квадрат аргумента */
end qr;

Использование: call procedure(x).

Метки и GOTO:

Для использования оператора GOTO (или GO TO) необходимо объявить метку:

declare label$name label;
label$name:
    ...
goto label$name;

Макросы:

declare name literally 'string';

Указатели:

Указатели — тип данных, по длине аналогичный address:

declare x initial (255);    /* объявляем переменную */
declare addx based x;       /* теперь в addx — адрес переменной x */

В процессе работы адрес переменной можно получить, написав перед именем переменной «.»: .x.

Битовые функции:

scr() — циклический сдвиг вправо
scl() — циклический сдвиг влево
shr() — сдвиг вправо
shl() — сдвиг влево
rol() — прокрутка влево
ror() — прокрутка вправо

Работа с прерываниями: В ранних версиях была очень простой, но в более поздних диалектах (например, PL/M-386) была значительно расширена поддержкой специальных регистров и системных переменных для работы с процессорами i386 и i486.

Диалекты и эволюция (PL/M-80, PL/M-86, PL/M-386)

Названия диалектов PL/M имели простую логику: номер в названии указывал на целевой микропроцессор. Компиляторы были созданы для Intel 4004, 8008, 8080/85, 8051, 8086/8088, 80186/80188, 80286 и 80386, 80486 и других.

Где применялся PL/M?

PL/M был не просто академическим языком, а работающим инструментом:

Наследие и влияние

Хотя сейчас PL/M почти забыт, его наследие огромно:

Интересные факты

  1. Конкуренция с Керниганом и Ритчи: В то время как Деннис Ритчи только начинал работу над C в Bell Labs, PL/M уже активно использовался в коммерческих проектах Intel.
  2. «Лишний» пробел: Килдалл специально добавил (после ключевого слова DECLARE, чтобы его язык было легче распознавать в тексте.
  3. PL/M в космосе: Некоторые источники утверждают, что модифицированные версии PL/M использовались в программном обеспечении космических шаттлов и межпланетных станций. Других подтверждений этому факту нет, но звучит правдоподобно для встроенных систем высокого уровня надёжности.

Post Views: 59
Метки:

Добавить комментарий

Ваш адрес email не будет опубликован. Обязательные поля помечены *

Chat on Telegram