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LavaX语言的设计思想

王朝other·作者佚名  2006-05-27
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LavaX语言的设计目标:

1.跨平台

2.高速度

3.安全

4.简洁

这些目标有时是互补的,有时则是矛盾的。当发生矛盾时,优先保证序号靠前的目标。

跨平台是LavaX语言的宗旨,如果不能跨平台,其它目标也就失去了意义。这里所说的跨平台是指同一程序的目标代码能够不加修改的在不同的硬件平台上直接运行,与可移植不是一回事。需要说明的是,跨平台不是绝对的,而是相对的。绝对的跨平台语言要么是不存在的,要么是无用的。举例来说:有一个LavaX程序需要20KB的内存才能运行,那么这个程序在只有8KB内存的平台上显然无法正常运行。那么我们为了保证所有LavaX程序都能在8KB内存的平台上运行,是不是可以限定所有LavaX程序只准使用8KB的内存呢?我们不能为了绝对的跨平台能力而限制语言本身的能力。为了迁就一个程序在最差的硬件条件下也能正确运行,使得这个程序在高性能的硬件平台上无法发挥硬件的优势,这是削足适履的做法。记住,LavaX语言首先是一种实用的语言,而不是一种绝对理想的无用的海市蜃楼。

LavaX的跨平台能力由LavaX虚拟机(LVM)来保证。显然,如果编译器把LavaX程序直接编译为某一种CPU的机器码是不行的。因为跨平台首先要能跨CPU。如果某种语言的程序的目标代码只能在某种CPU上运行,这样的语言是不配称为跨平台语言的。LavaX编译器把LavaX程序编译为虚拟机器码。虚拟机器码可以由LavaX虚拟机识别并执行。为不同的硬件平台配备各自的LavaX虚拟机,从而保证了同一LavaX程序的目标代码能够在不同的硬件平台上运行,也就是跨平台。

在保证跨平台的前提下,高速度是LavaX语言的最重要目标。今天,计算机速度还没有快到可以忽略计算机语言效率的地步,况且LavaX语言主要面向运算速度更差的嵌入移动设备领域。所以,必须小心谨慎的挑选一种高效的语言。汇编显然是不行的,这种语言效率倒是很高,遗憾的是没有跨平台能力。C++也不好,比起C,这种语言的效率要低不少,对内存的需求也高,不适合嵌入移动设备。所以,我吸收了C语言的一些特性,创造了LavaX语言。

安全一是防止程序非法访问内存,二是防止程序执行非法或危险的指令。LavaX虚拟机保证了这两点。任何内存访问都要通过虚拟机来执行,所以虚拟机本身有能力判断哪些地址是非法的,从而防止非法访问内存。任何虚拟机代码也必须通过虚拟机才能变为真实机器可识别的指令,所以虚拟机可以过滤危险的指令。曾经有人鼓动我为LavaX加上运行一段汇编代码的能力(类似C的内嵌汇编),一来这违反了跨平台原则,二来这增加了语言的危险性,所以我不会接受这种建议的。

为安全而增加的内存地址和代码检查会显著影响程序的速度。为了平衡这两个矛盾的原则,设计了两种虚拟机,一种虚拟机具备检查能力,称为LavaX认证机,另一种虚拟机不具备检查能力,但是运行速度快。在LavaX认证机上顺利通过认证的程序就可以放心的在不具备检查能力的虚拟机上快速运行了。

在满足跨平台,高速度和安全的前提下,语言的简洁也是很重要的原则。越复杂的语言越难以掌握,用其写程序也就更容易出问题。

LavaX语言与C语言的区别:

严格来说,LavaX语言是一种无类型语言。

LavaX语言的三种基本数据类型char,int,long只是代表了这三种变量分别占用1,2,4个字节的内存而已。至于这1,2,4个字节里面的内容,并不仅仅是字符或整数,还可以是地址甚至浮点数。在赋值时,编译器也不检查类型是否匹配(本来就是无类型的嘛)。

没有指针类型是LavaX语言与C语言的显著区别。因为long变量的内容就可以是一个变量的地址,所以指针类型是不必要的。没有指针类型也使得LavaX语言更简洁。象C语言的指针,指向指针的指针,等等概念,很容易把初学者搞得头大。

 
 
 
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