Bcpl

Die Basic Combined Programming Language', kurz BCPL, ist eine 1966 von Martin Richards entwickelte und im Frühjahr 1967 am Massachusetts Institute of Technology zum ersten Mal implementierte, kompilierte, systemnahe Programmiersprache, abgeleitet von der Combined/Cambridge Programming Language CPL. Es ist eine Sprache aus der ALGOL-Familie.

Allgemeine Beschreibung

Vorteile von BCPL sind schnelle Erlernbarkeit, einfache Implementierung und leichte Portierbarkeit. Es ist hauptsächlich gedacht zum Compilerbau, zur Systemprogrammierung und als „Pioniersprache“, also als erste Sprache für ein neues System.

Ein BCPL-Programm besteht aus einzelnen Funktionen, die auch rekursiv definiert sein dürfen; der Funktionsaufruf erfolgt mit Wertparametern.

BCPL kennt als Datentyp nur das Wort. Alle Variablen sind Verweise auf eine Speicherzelle. Je nach Operator kann die Variable als Integralwert, Speicherreferenz, Vektor oder Eintrittspunkt einer Funktion betrachtet werden. Es gibt ausschließlich lokale Bezeichner sowie einen globalen Vektor, in dem im gesamten Programm sichtbare Bezeichner (also auch die Funktionsnamen) zusammengefasst sind.

Der Inhalt einer Variablen wird als R-Wert (darf nur auf der rechten Seite einer Zuweisung stehen) bezeichnet, der Speicherort als L-Wert (darf nur auf der linken Seite einer Zuweisung stehen.)

Die Operatoren lv und rv erlauben es, einen L-Wert als R-Wert zu interpretieren, und umgekehrt (also eine Variable zu dereferenzieren).

BCPL selbst stellt praktisch nur Funktionen zur Bit- und Wortmanipulation zur Verfügung. Alle anderen Funktionen sind in zusätzlichen Bibliotheken zusammengefasst.

Ken Thompson entwickelte Anfang der 70er die Sprache B, die stark von BCPL beeinflusst ist. Da B für die Interpretation auf einer PDP-7 mit 8 kb RAM entwickelt wurde, ist B einfacher aufgebaut als BCPL^[1]. Beispielsweise sind keine verschachteleten Funktionsdefinitionen möglich. Aus der Weiterentwicklung von B entstand die Programmiersprache C.

Es gibt BCPL-Implementierungen für praktisch jedes Betriebssystem, die verschiedenen Implementierungen sind nicht quelltextkompatibel.

Die BCPL-Philosophie wird durch folgendes Zitat aus dem nur auf Englisch verfügbaren Buch BCPL-The language and its compiler illustriert:

„ The philosophy of BCPL is not one of the tyrant who thinks he knows best and lays down the law on what is and what is not allowed; rather, BCPL acts more as a servant offering his services to the best of his ability without complaint, even when confronted with apparent nonsense. The programmer is always assumed to know what he is doing and is not hemmed in by petty restrictions.“

– BCPL-The language and its compiler

Übersetzung:

„ Die BCPL-Philosophie ist nicht die des Tyrannen, der alles besser weiß und Regeln darüber erlässt, was erlaubt und was verboten ist. Stattdessen verhält sich BCPL mehr wie der Diener, der seine Dienste ohne Murren bestmöglich anbietet, auch wenn ihm augenscheinlicher Unsinn aufgetragen wird. Es wird stets vorausgesetzt, dass der Programmierer weiß, was er tut. Er wird daher nicht durch kleinkarierte Einschränkungen eingeengt.“

O-Code

Richards entwickelte in den späten 1960er Jahren einen Zwischencode, der BCPL maschinenunabhängig machen sollte. Der BCPL-Compiler erzeugt O-Code, wobei das O für Objekt, also Objektcode steht.

Der O-Code kann dann von einem weiteren Programm entweder interpretiert oder in spezifischen Maschinencode übersetzt werden. Diese Idee wurde und wird auch in neueren Compilern eingesetzt, z. B. in Form des RTL (Register Transfer Language) Zwischencodes beim GCC oder dem P-Code von UCSD Pascal. Java mit der Java Virtual Machine verwendet ebenfalls einen eigenen Zwischencode, der allerdings irgendwo zwischen O-Code und Maschinencode liegt.

O-Code erlaubt die Trennung von generellen und prozessorspezifischen Übersetzungsanforderungen. Die Portierung des BCPL-Compilers wurde durch seine Verwendung extrem erleichtert, und BCPL wurde schnell auf verschiedenen Maschinen verfügbar.

Programmbeispiel

GET "LIBHDR"
 
LET START () BE
$(WRITES ("Hello, world!*N") $)

Betriebssysteme

Teile des AmigaOS (die Komponente AmigaDOS) basieren auf Tripos, einem Multiuserbetriebssystem der Firma MetaComCo, das in der Programmiersprache BCPL entwickelt wurde - und tragen daher heute noch Spuren von BCPL. So enden beispielsweise alle Zeiger zwangsläufig auf 32-Bit-Grenzen, da sie um 2 Bit nach rechts verschoben sind, was einer Division durch 4 entspricht.

Ein ebenfalls in BCPL entwickeltes Betriebssystem der AEG (Systemsoftware-Abteilung Konstanz) für die eigenen Maschinen AEG 80-40 und AEG 80-60 (Stückzahl << 100, um 1980) war MARTOS (Multi Access Real Time Operating System). Ebenfalls für diese nur in wenigen Projekten eingesetzten, damals eigentlich sehr modernen Maschinen, wurde die in BCPL implementierte, mit C und PL/I verwandte Programmiersprache SL3 (System Low Level Language) entwickelt, bei der man systemnah wie in Assembler einzelnen Variablen feste Register zuordnen, andererseits aber auch mit komplexen und geschachtelten Strukturen programmieren konnte.

Weblinks

• The BCPL Cintcode and Cintcode User Guide by Martin Richards, 2007 PDF-Format, Englisch
• Martin Richards's BCPL Reference Manual, 1967
• Machine independent interpretive implementation of BCPL, free of charge for private and academic purposes

Literatur

• M. Richards, C. Whitby-Strevens: BCPL - the language and its compiler. Cambridge University Press, Cambridge 1980, ISBN 0-521-28681-6. 
• Martin Richards: The Portability of the BCPL Compiler. In: Software - Practice and Experience. Vol. 1, Nr. 2, 1971, S. 135-146. 

Einzelnachweise

1. ↑ D. Ritchie: The Development of the C Language. In: History of Programming Languages. New York 1996, ISBN 0-201-89502-1 ([1] ; Stand: 27. März 2009).