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1 \chapter{Continuation based C (CbC)}
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2 \section{Continuation based C (CbC)}
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3 CbC は 処理を Code Gear とした単位を用いて記述するプログラミング言語である。
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4 Code Gear から次の Code Gear へと goto による継続で遷移をし処理を行う。
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5 図\ref{fig:cs}は Code Gear 間の処理の流れを表している。
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7 \begin{figure}[htpb]
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8 \begin{center}
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9 \scalebox{0.7}{\includegraphics{fig/codesegment.pdf}}
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10 \end{center}
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11 \caption{goto による code gear 間の継続}
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12 \label{fig:cs}
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13 \end{figure}
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15 \section{Code Gear}
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16 Code Gear は CbC における最も基本的な処理単位である。
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17 リスト \ref{code_simple} は最も基本的な CbC のコードの一例で、図 \ref{fig:code_simple}はそれを図示したものである。
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18 CbC では Code Gear は \_\_code という型を持つ関数の構文で定義される。
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19 Code Gear は戻り値を持たないので、関数とは異なり return 文は存在しない。goto の後に Code Gear 名と引数を並べて、次の Code Gear の遷移を記述する。
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20 この goto の行き先を継続と呼ぶ。Scheme の継続と異なり CbC には呼び出し元の環境がないので、この継続は単なる行き先である。したがってこれを軽量継続と呼ぶこともある。
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21 軽量継続により、並列化、ループ制御、関数コールとスタックの操作を意識した最適化がソースコードレベルで行えるようにする。
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23 \begin{lstlisting}[frame=lrbt,label=code_simple,caption={\footnotesize code segment の軽量継続}]
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24 __code cs0(int a, int b){
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25 goto cs1(a+b);
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26 }
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28 __code cs1(int c){
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29 goto cs2(c);
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30 }
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31 \end{lstlisting}
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33 \begin{figure}[htpb]
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34 \begin{center}
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35 \scalebox{0.55}{\includegraphics{fig/codesegment2.pdf}}
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36 \end{center}
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37 \caption{code segment の軽量継続}
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38 \label{fig:code_simple}
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39 \end{figure}
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41 \section{環境付き継続}
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42 環境付き継続は C との互換性のために必要な機能である。
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43 CbC と C の記述を交える際、CbC の Code Gear から C の関数の呼び出しは問題なく行える。
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44 しかし、C の関数から CbC の Code Gear へと継続する場合、呼び出し元の環境に戻るための特殊な継続が必要となる。
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45 これを環境付き継続と呼ぶ。
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47 環境付き継続を用いる場合、C の関数から Code Gear へ継続する際に \_\_ return、\_\_environment という変数を渡す。
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48 \_\_return は \_\_code (*)(return\_type, void*) 型の変数で環境付き継続先が元の環境に戻る際に利用する Code Gear を表す。
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49 \_\_environment は void** 型の変数で元の関数の環境を表す。
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50 リスト\ref{gotoWithTheEnv}では関数 funcB から Code Gear cs に継続する際に環境付き継続を利用している。
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51 cs は funcB から渡された Code Gear へ継続することで元の C の環境に復帰することが可能となる。
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52 但し復帰先は \_\_return を渡した関数が終了する位置である。
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53 このプログラムの例では、関数 funcA は戻り値として funcB の終わりにある -1 ではなく、環境付き継続によって渡される 1 を受け取る。
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54 図\ref{fig:gotoWithTheEnv}にこの様子を表した。
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56 \begin{lstlisting}[frame=lrbt,label=gotoWithTheEnv,caption={環境付き継続}]
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57 __code cs(__code (*ret)(int, void*), void *env){
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58 /* C0 */
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59 goto ret(1, env);
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60 }
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62 int funcB(){
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63 /* B0 */
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64 goto cs(__return, __environment);
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65 /* B1 (never reached). */
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66 return -1;
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67 }
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69 int funcA(){
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70 /* A0 */
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71 int retval;
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72 retval = funcB();
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73 /* A1 */
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74 printf("retval = %d\n", retval);
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75 /* retval should not be -1 but be 1. */
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76 return 0;
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77 }
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79 \end{lstlisting}
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81 \begin{figure}[htpb]
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82 \begin{center}
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83 \scalebox{0.55}{\includegraphics{fig/gotowithenv.pdf}}
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84 \end{center}
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85 \caption{環境付き継続}
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86 \label{fig:gotoWithTheEnv}
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87 \end{figure}
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89 このように、環境付き継続を用いることで C、CbC 間の処理の移動が可能になる。
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91 %Data Gear はデータの単位であり、int や文字列などの Primitive Type を持っている。
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93 %Code Gear は 任意の数の Input Data Gear を参照して処理を行い、Output Data Gear を出力し処理を終える。
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94 %また、接続された Data Gear 以外には参照を行わない。
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96 %処理やデータの構造が Code Gear、Data Gear に閉じているため、これにより実行時間、メモリ使用量などを予測可能なものにすることが可能になる。
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