AI模型BLISS正式亮相

背景

BLISS 是一种系统编程语言，由 Carnegie Mellon University（CMU）的 W. A. Wulf、D. B. Russell 和 A. N. Habermann 在 1970 年左右开发。在 C 语言于几年后问世之前，BLISS 可以说是最著名的系统语言。然而随着 C 语言的流行和普及，BLISS 逐渐湮没无闻。

该语言名称的含义有多种说法：最常见的解释是 "Basic Language for Implementation of System Software" 或逆向缩写 "System Software Implementation Language, Backwards"。但 Wulf 在 2015 年接受 Babbage Institute 口述历史访谈时表示，最初的首字母缩写实际上是基于 "Bill's Language for Implementing System Software"。

核心内容

BLISS 是一种无类型的块结构编程语言，基于表达式而非语句。它包含异常处理、协程和宏等构造，但没有 goto 语句。

编译器与平台支持

CMU 的原始编译器以其广泛的优化技术而闻名，并成为经典著作《The Design of an Optimizing Compiler》的基础。

Digital Equipment Corporation（DEC）为多种架构开发并维护了 BLISS 编译器，包括 PDP-10、PDP-11、VAX、DEC PRISM、MIPS、DEC Alpha 和 Intel IA-32。虽然该语言在客户中并不流行，拥有编译器的站点很少，但 DEC 在内部大量使用 BLISS 直至 1980 年代；OpenVMS 操作系统的大部分实用程序都是用 BLISS-32 编写的。随着 OpenVMS 向 IA-64 和 x86-64 平台的移植，DEC 的 BLISS 编译器也随之移植。x86-64 的 BLISS 编译器使用 LLVM 作为后端代码生成器，取代了此前用于 Alpha 和 IA-64 的专有 GEM 后端。

语言特性

BLISS 具有许多现代高级语言的特征：块结构、自动栈、定义和调用递归例程的机制、多种预定义数据结构以及测试和迭代设施。然而，它省略了输入/输出的内置设施——因为系统软件项目通常会自行开发 I/O 或基于基本的监控 I/O 或屏幕管理服务。它也允许访问机器特定特性，因为系统软件常常需要这样做。

BLISS 有一些在高级语言中不常见的特性：

• 对名字的引用统一解释为该段的地址，而非该段的值。
• 它是“表达式语言”而非“语句语言”。

具体语法和语义

• 所有常量都是当前机器全字长：PDP-11 上为 16 位，VAX 上为 32 位，PDP-10 上为 36 位。
• 对变量的引用总是取其地址。例如 Z+8 表示将 8 加到变量 Z 的地址上。若要操作 Z 的值，则需要在变量前加句点：.Z+8 表示将 8 加到 Z 的内容上。
• 赋值使用标准 = 符号。例如 Z = 8 将全字常量 8 存储到 Z 地址所指示的位置。Z+12 = 14 将常量 14 存储在 Z 地址后第 12 个字的位置。
• 块语句与 ALGOL 类似：由 BEGIN 开始，END 结束；语句用分号分隔。计算的值会被保留到下一个语句终结符，因此可以计算、赋值并传递到下一个语句。也可以使用圆括号 ( 和 ) 开始和结束块。
• 条件执行使用 IF 表达式，测试真/假条件，执行不同分支并返回结果。
• 比较使用关键字：EQL（等于）、GTR（大于）、NEQ（不等于）。例如：Q = (IF .Z GTR 0 THEN .Z ELSE -.Z); 将 Z 的绝对值赋给 Q 地址。
• 标识符在使用前必须声明，通常使用 OWN 关键字。必要时可通过 BIND 声明将变量绑定到固定的机器地址（主要用于访问寄存器或特殊地址）。
• 子程序称为例程，使用 ROUTINE 关键字声明；宏使用 MACRO 声明。
• 数组称为结构，使用 VECTOR 声明。
• 支持高级构造：CASE 表达式、类似 ALGOL 的 FOR 的 INCR 循环、内置字符串函数、自动数据转换（如数字转字符串）等。

源代码示例（摘自 BLISS 语言手册）：

MODULE E1 (MAIN = CTRL) =
BEGIN
FORWARD ROUTINE
    CTRL,
    STEP;
ROUTINE CTRL =
!+
! This routine inputs a value, operates on it, and
! then outputs the result.
!-
    BEGIN
    EXTERNAL ROUTINE
        GETNUM, ! Input a number from terminal
        PUTNUM; ! Output a number to terminal
    LOCAL
        X,      ! Storage for input value
        Y;      ! Storage for output value
    GETNUM(X);
    Y = STEP(.X);
    PUTNUM(.Y)
    END;
ROUTINE STEP(A) =
!+
! This routine adds 1 to the given value.
!-
    (.A+1);
END
ELUDOM

版本历史

BLISS 有多个方言和编译器版本：

• BLISS-10：CMU 为 PDP-10 开发的本地编译器
• BLISS-11：CMU 的 PDP-10 宿主编译器，交叉编译至 PDP-11
• Common BLISS 方言（所有 DEC 编译器）：
  • BLISS-16：VMS 宿主的 PDP-11 交叉编译器
  • BLISS-16C：PDP-10 宿主的翻译器，将 Common BLISS 子集转换为 BLISS-11
  • BLISS-32：VAX/VMS 本地编译器
  • BLISS-36C：PDP-10 宿主的翻译器，将 Common BLISS 子集转换为 BLISS-10
  • BLISS-36：PDP-10 本地编译器
  • BLISS-32EN / BLISS-64EN：Alpha/AXP 的 32/64 位编译器
  • BLISS-32IN / BLISS-64IN：IA-64 的 32/64 位编译器
  • BLISS-32XN / BLISS-64XN：x86-64 的 32/64 位编译器

关键要点

• 设计理念：BLISS 是完全基于表达式的语言，没有传统的语句概念；所有构造都返回值。
• 地址语义：变量名直接表示地址而非值，访问内容必须使用句点前缀（.），这种设计在高级语言中极为罕见。
• 无类型：BLISS 是无类型语言，所有常量按机器全字长处理。
• 系统编程导向：缺失 I/O 内置设施、允许直接访问机器地址和寄存器，适合编写操作系统和编译器。
• 优化先驱：CMU 编译器本身是优化编译技术的典范，影响了后续编译器设计。
• DEC 内部核心语言：OpenVMS 大部分实用程序用 BLISS-32 编写，DEC 长期将其作为公司内部实现语言。
• 现代延续：随着 OpenVMS 移植到 IA-64 和 x86-64，BLISS 编译器被移植并改用 LLVM 后端，使该语言在现代架构上仍能运行。

意义与影响

BLISS 虽未在商业上广泛流行，但在系统软件实现领域有着深远影响。它是早期系统编程语言向 C 语言过渡的重要一环，其编译器优化技术直接催生了经典教材《The Design of an Optimizing Compiler》。DEC 对 BLISS 的长期内部使用证明了它作为工业级系统语言的能力，OpenVMS 操作系统的可靠性部分归功于 BLISS 的特性。更重要的是，BLISS 的“表达式语言”设计哲学和地址语义启发了后续语言中对低级系统特性的抽象方式。即便在 C 语言主导的时代，BLISS 的某些思想（如以地址为原语）仍在嵌入式系统、操作系统内核编程中隐隐可见。而 LLVM 后端的采用则展示了 Legacy 语言通过现代编译