函数编程语言和裸机代码？

Question

我发现现代函数式编程语言和范式通常非常有趣。 通过使用C作为中间语言或使用其自己的代码生成器，许多功能性编程语言都能够生成有效的本机代码。 我说的是诸如Haskell，OCaml，LISP或Scheme（SBCL，Chiken，Gambit等）之类的语言。 但是知道函数式编程语言需要一个大型运行时库，该运行时库通常是用C实现的（例如，用于垃圾收集），我想问一问，是否真的有可能以这种语言创建裸机代码，并且仅在不使用需要回到C语言（例如，用于OS开发或在没有操作系统的嵌入式设备上运行本机代码）？ 是否有任何不依赖于运行时的功能编程语言（即使它将是语言子集）？ 有什么功能性语言可以重新实现它所需的运行时（例如，诸如Ada，D，Nimrod，Pascal之类的语言具有使用该语言本身编写的运行时）？ 如今，我有哪些替代功能语言可用于裸机开发？

Answer 1

为什么对C如此讨厌？ 功能语言必须使用低级语言来生成机器级代码。

您也可以用非常纯函数式的方式编写C。 C为开发人员提供了遵循她希望的任何编程风格的自由。

通过应用从其他功能语言中学到的原理，您可以轻松地遵循C中的功能范例：

• 没有突变。
• 没有malloc。
• 避免状态。
• 根据动词而不是名词建模。
• 使用递归而不是迭代。

• 等等。

  有一本书介绍了FunctionalC。

我想问一问，是否真的有可能以这种语言创建裸机代码，而无需返回C就可以使用它

裸机/机器级/目标代码是1GL（第一代编程语言），由二进制数制成，以1和0表示。

使用编译器的大多数3GL或4GL可以生成目标代码。

是否有任何不依赖于运行时的功能编程语言（即使它将是语言子集）

嗯，在操作系统之上运行的每个应用程序都必须使用操作系统的API。 几乎所有流行的OS都是用C / C ++编写的。 其中包括Windows，Linux，MacOS，Android等。

因此，在为操作系统创建应用程序时，您可能必须依赖于操作系统的运行时环境（通常使用C / C ++编写）。

有什么功能性语言可以重新实现它所需的运行时（例如，Ada，D，Nimrod，Pascal之类的语言都使用该语言编写）

是的，您可以为任何所需的语言编写自己的运行时库，但这并不是一件容易的事。

如今，我有哪些替代功能语言可用于裸机开发？

我建议您选择自己喜欢的功能语言（Haskell，F＃，Scala或其他语言），而不必考虑运行时。 有很多很好的理由证明它是用C语言编写的。并且AFAIK不会很快改变。

通过在Scala中进行编程，您可以使用JVM，并通过F＃使用CLR或WinRT。 也许这些选择可以为您提供帮助。

编辑：如果您真正想问的是是否可以用功能语言编写OS，那么答案是肯定的。

House是用Haskell编写的操作系统。 FFI为（a）调用低级例程以访问硬件，以及（b）显式管理内存提供了必要的功能。

MirageOS在OCaml中，并且已经在ML中实现了OS。

通常，可以使用任何“ Turing Complete”编程语言来创建操作系统，并且大多数功能语言（例如LISP，Haskell，OCaml等）都是Turing Complete。

Answer 2

我在想将有很少（如果有的话）替代方法，因为这些原语将依赖于系统，并且您的目标文件需要具有自己的GC。 （功能语言需要运行时GC）

您可以使用自己喜欢的功能语言（也许是Scheme）来制作自己的特定于领域的语言，该语言利用某种汇编程序（如Sassy ）最终输出原始机器代码。 但这实际上只是制作自己的编译器。

使用C作为中间体的简单得多的选择。 由于大多数系统都有C编译器，因此可以执行许多操作。 设备带有C中的参考实现。

另一种替代方法是使像SBCL这样的系统交叉编译到您的体系结构，并将其用作设备的运行时操作系统 。

顺便说一句：除了Common Lisp，SBCL很少用其他语言实现。 主要部分可能是GC。 GC代码本可以在CL中实现的，但是这会使调试变得更加复杂，并且由于GC出错，您会遇到各种各样的奇怪行为。