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10
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1 <!DOCTYPE html>
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2 <html>
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3 <head>
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4 <meta http-equiv="content-type" content="text/html;charset=utf-8">
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17
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5 <title>CbC 言語による OS 記述</title>
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10
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6
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17
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7 <meta name="generator" content="Slide Show (S9) v2.5.0 on Ruby 2.2.0 (2014-12-25) [x86_64-darwin13]">
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8 <meta name="author" content="Mitsuki Miyagi" >
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10
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9
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10 <!-- style sheet links -->
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11 <link rel="stylesheet" href="s6/themes/projection.css" media="screen,projection">
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12 <link rel="stylesheet" href="s6/themes/screen.css" media="screen">
|
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|
13 <link rel="stylesheet" href="s6/themes/print.css" media="print">
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14 <link rel="stylesheet" href="s6/themes/blank.css" media="screen,projection">
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15
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16 <!-- JS -->
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17 <script src="s6/js/jquery-1.11.3.min.js"></script>
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18 <script src="s6/js/jquery.slideshow.js"></script>
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|
19 <script src="s6/js/jquery.slideshow.counter.js"></script>
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20 <script src="s6/js/jquery.slideshow.controls.js"></script>
|
|
|
21 <script src="s6/js/jquery.slideshow.footer.js"></script>
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22 <script src="s6/js/jquery.slideshow.autoplay.js"></script>
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23
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24 <!-- prettify -->
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25 <link rel="stylesheet" href="scripts/prettify.css">
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26 <script src="scripts/prettify.js"></script>
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27
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28 <script>
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29 $(document).ready( function() {
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30 Slideshow.init();
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31
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32 $('code').each(function(_, el) {
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33 if (!el.classList.contains('noprettyprint')) {
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34 el.classList.add('prettyprint');
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35 el.style.display = 'block';
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36 }
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37 });
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38 prettyPrint();
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39 } );
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40
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41
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42 </script>
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43
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44 <!-- Better Browser Banner for Microsoft Internet Explorer (IE) -->
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45 <!--[if IE]>
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46 <script src="s6/js/jquery.microsoft.js"></script>
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47 <![endif]-->
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48
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49
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50
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51 </head>
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52 <body>
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53
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54 <div class="layout">
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55 <div id="header"></div>
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56 <div id="footer">
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57 <div align="right">
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58 <img src="s6/images/logo.svg" width="200px">
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59 </div>
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60 </div>
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61 </div>
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62
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63 <div class="presentation">
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64
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65 <div class='slide cover'>
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66 <table width="90%" height="90%" border="0" align="center">
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67 <tr>
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68 <td>
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69 <div align="center">
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17
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70 <h1><font color="#808db5">CbC 言語による OS 記述</font></h1>
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10
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71 </div>
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72 </td>
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|
|
73 </tr>
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|
|
74 <tr>
|
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|
75 <td>
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|
|
76 <div align="left">
|
|
17
|
77 Mitsuki Miyagi
|
|
10
|
78
|
|
|
79 <hr style="color:#ffcc00;background-color:#ffcc00;text-align:left;border:none;width:100%;height:0.2em;">
|
|
|
80 </div>
|
|
|
81 </td>
|
|
|
82 </tr>
|
|
|
83 </table>
|
|
|
84 </div>
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85
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86 <div class='slide '>
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87 <!-- === begin markdown block ===
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88
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17
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89 generated by markdown/1.2.0 on Ruby 2.2.0 (2014-12-25) [x86_64-darwin13]
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26
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90 on 2017-02-16 09:18:39 +0900 with Markdown engine kramdown (1.9.0)
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10
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91 using options {}
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92 -->
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93
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94 <!-- _S9SLIDE_ -->
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17
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95 <h1 id="section">メタ計算の重要性</h1>
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10
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96 <ul>
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17
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97 <li>プログラムを記述する際、通常の処理の他に、メモリ管理やスレッド管理、CPU や GPU の資源管理等、記述しなければならない処理が存在する。これらの計算を Meta Computation と呼ぶ。</li>
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|
22
|
98 <li>Meta Computation はノーマルレベルの計算から切り離して記述したい。</li>
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|
23
|
99 <li>そのためには処理を細かく分割する必要があるが、関数やクラスなどの単位は容易に分割できない。</li>
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22
|
100 <li>そこで当研究室では Meta Computation を柔軟に記述するためのプログラミング言語の単位として Code Gear、Data Gear という単位を提案している。</li>
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10
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101 </ul>
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102
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103
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104 </div>
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105 <div class='slide '>
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106 <!-- _S9SLIDE_ -->
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17
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107 <h1 id="code-gear--data-gear">Code Gear と Data Gear</h1>
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10
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108 <ul>
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26
|
109 <li>Code Gear とはプログラムの処理の単位である。</li>
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17
|
110 <li>Code Gear は関数に比べて細かく分割されているので Meta Computation をより柔軟に記述できる。</li>
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|
111 <li>Data Gear はデータの単位であり、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。</li>
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10
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112 </ul>
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113
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114
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115 </div>
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116 <div class='slide '>
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117 <!-- _S9SLIDE_ -->
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17
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118 <h1 id="continuation-based-c-cbc">Continuation based C (CbC)</h1>
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23
|
119 <ul lang="Code_Gear">
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22
|
120 <li>Continuation based C (CbC) はこの Code Gear 単位を用いたプログラミング言語として開発している。</li>
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|
23
|
121 <li>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。</li>
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|
122 <li>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。</li>
|
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|
123 <li>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。</li>
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|
|
124 <li>この goto の行き先を継続と呼び、このときの a+b が次の Code Gear への出力となる。</li>
|
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10
|
125 </ul>
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23
|
126 <pre><code>__code cs0(int a, int b){
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22
|
127 goto cs1(a+b);
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|
128 }
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129
|
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130 __code cs1(int c){
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|
|
131 goto cs2(c);
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|
|
132 }
|
|
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133 </code></pre>
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134
|
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10
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135
|
|
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136 </div>
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137 <div class='slide '>
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138 <!-- _S9SLIDE_ -->
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17
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139 <h1 id="gears-os">Gears OS</h1>
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10
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140 <ul>
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22
|
141 <li>Gears OS は Code Gear、 Data Gear の単位を用いて開発されており、CbC で記述されている。</li>
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|
|
142 <li>並列実行するための Task を、実行する Code Gear 、実行に必要な Input Data Gear 、Output Data Gear の組で表現する。</li>
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|
17
|
143 <li>またGears OS では Meta Computation を Meta Code Gear、Meta Data Gear で表現する。</li>
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|
|
144 <li>Meta Code Gear は通常の Code Gear の直後に遷移され、Meta Computation を実行する。</li>
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|
|
145 <li>Meta Code Gear で OS の 機能であるメモリ管理やスレッド管理を行う。</li>
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|
10
|
146 </ul>
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147
|
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|
148
|
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|
149 </div>
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|
150 <div class='slide '>
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151 <!-- _S9SLIDE_ -->
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17
|
152 <h1 id="context">Context</h1>
|
|
10
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153 <ul>
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26
|
154 <li>Gears OS には Context と呼ばれる接続可能な Code/Data Gear のリスト、Temporal Data Gear のためのメモリ空間等を持っている Meta Data Gear がある。</li>
|
|
17
|
155 <li>Gears OSは必要なCode/DataGearに参照したい場合、このContext を通す必要がある。</li>
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|
10
|
156 </ul>
|
|
|
157
|
|
|
158
|
|
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159 </div>
|
|
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160 <div class='slide '>
|
|
|
161 <!-- _S9SLIDE_ -->
|
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22
|
162 <h1 id="gearefgearimpl">Gearef、GearImpl</h1>
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|
163 <ul>
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|
164 <li>Context には Allocation で生成した Data Gear へのポインタが格納されている。</li>
|
|
|
165 <li>Code Gear が Context にアクセスする際、ポインタを使用してデータを取り出すためコードが煩雑になってしまう。</li>
|
|
|
166 </ul>
|
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|
167
|
|
|
168 <pre><code>__code clearSingleLinkedStack_stub(struct Context* context) {
|
|
|
169 SingleLinkedStack* stack = (SingleLinkedStack*)context->data[D_Stack]->Stack.stack->Stack.stack;
|
|
|
170 enum Code next = context->data[D_Stack]->Stack.next;
|
|
|
171 goto clearSingleLinkedStack(context, stack, next);
|
|
|
172 }
|
|
|
173 </code></pre>
|
|
|
174
|
|
|
175 <ul>
|
|
|
176 <li>そこで Code Gear がデータを参照するための Gearef と GearImpl というマクロを定義した。</li>
|
|
|
177 </ul>
|
|
|
178
|
|
|
179 <pre><code>__code clearSingleLinkedStack_stub(struct Context* context) {
|
|
|
180 SingleLinkedStack* stack = (SingleLinkedStack*)GearImpl(context, Stack, stack);
|
|
|
181 enum Code next = Gearef(context, Stack)->next;
|
|
|
182 goto clearSingleLinkedStack(context, stack, next);
|
|
|
183 }
|
|
|
184 </code></pre>
|
|
|
185
|
|
|
186
|
|
|
187 </div>
|
|
|
188 <div class='slide '>
|
|
|
189 <!-- _S9SLIDE_ -->
|
|
17
|
190 <h1 id="stub-code-gear">stub Code Gear</h1>
|
|
10
|
191 <ul>
|
|
22
|
192 <li>Code Gear が必要とする Data Gear を取り出す際に Context を通す必要がある。</li>
|
|
17
|
193 <li>しかし、Context を直接扱うのはセキュリティ上好ましくない。</li>
|
|
|
194 <li>そこで Context から必要なデータを取り出して Code Gear に接続する stub Code Gear を定義し、これを介して間接的に必要な Data Gear にアクセスする。</li>
|
|
10
|
195 </ul>
|
|
|
196
|
|
22
|
197 <pre lang="stub"><code>__code clearSingleLinkedStack(struct Context *context,struct SingleLinkedStack* stack,enum Code next) {
|
|
|
198 stack->top = NULL;
|
|
|
199 goto meta(context, next);
|
|
|
200 }
|
|
|
201
|
|
|
202 __code clearSingleLinkedStack_stub(struct Context* context) {
|
|
|
203 SingleLinkedStack* stack = (SingleLinkedStack*)GearImpl(context, Stack, stack);
|
|
|
204 enum Code next = Gearef(context, Stack)->next;
|
|
|
205 goto clearSingleLinkedStack(context, stack, next);
|
|
|
206 }
|
|
|
207 </code></pre>
|
|
25
|
208
|
|
|
209
|
|
|
210 </div>
|
|
|
211 <div class='slide '>
|
|
|
212 <!-- _S9SLIDE_ -->
|
|
|
213 <h1 id="interface-">interface の記述</h1>
|
|
|
214 <ul lang="impl">
|
|
|
215 <li>interface を記述することで Context を通して Code Gear が参照できるようになった。</li>
|
|
|
216 <li>create は関数呼び出しで呼び出され、interface と impliment の初期化と Code Gear のポインタの設定を行う。</li>
|
|
26
|
217 <li>return で interface を返し、その先で inter face の持つ Code Gear へと継続できるようになる。</li>
|
|
25
|
218 </ul>
|
|
24
|
219 <pre><code>Stack* createSingleLinkedStack(struct Context* context) {
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|
|
220 struct Stack* stack = new Stack();
|
|
|
221 struct SingleLinkedStack* singleLinkedStack = new SingleLinkedStack();
|
|
|
222 stack->stack = (union Data*)singleLinkedStack;
|
|
|
223 singleLinkedStack->top = NULL;
|
|
|
224 stack->push = C_pushSingleLinkedStack;
|
|
|
225 stack->pop = C_popSingleLinkedStack;
|
|
|
226 stack->pop2 = C_pop2SingleLinkedStack;
|
|
|
227 stack->get = C_getSingleLinkedStack;
|
|
|
228 stack->get2 = C_get2SingleLinkedStack;
|
|
|
229 stack->isEmpty = C_isEmptySingleLinkedStack;
|
|
|
230 stack->clear = C_clearSingleLinkedStack;
|
|
|
231 return stack;
|
|
|
232 }
|
|
|
233 </code></pre>
|
|
22
|
234
|
|
|
235
|
|
|
236 </div>
|
|
|
237 <div class='slide '>
|
|
|
238 <!-- _S9SLIDE_ -->
|
|
26
|
239 <h1 id="contextstub-code-gear-">Context、stub Code Gear の自動生成</h1>
|
|
22
|
240 <ul>
|
|
|
241 <li>Gears OS では通常の計算の他に Context や stub などの meta computation を記述する必要がある。</li>
|
|
|
242 <li>現在の CbC で Gears OS を記述すると、この meta computation の記述も行わなくてはならず、これには多くの労力を要する。</li>
|
|
|
243 <li>この記述を助けるために Context を生成する generate_context と stub Code Gear を生成する generate_stub を perl スクリプトで作成した。</li>
|
|
|
244 </ul>
|
|
|
245
|
|
10
|
246
|
|
|
247 </div>
|
|
|
248 <div class='slide '>
|
|
|
249 <!-- _S9SLIDE_ -->
|
|
26
|
250 <h1 id="stub-code-gear-">stub Code Gear の生成</h1>
|
|
10
|
251 <ul>
|
|
26
|
252 <li>stub Code Gear は Code Gear 間の継続に挟まれ、Code Gear が必要な Data Gear を Context から取り出す処理を行うものである。</li>
|
|
|
253 <li>stub Code Gear は Code Gear 毎に記述する必要があり、そのCode Gear の引数を見て取り出す Data Gear を選択する。</li>
|
|
|
254 <li>generate_stub は指定された cbc ファイルの __code型である Code Gear を取得。</li>
|
|
|
255 <li>引数と interface を照らし合わせ、Gearef または GearImpl を決定する。</li>
|
|
|
256 <li>cbc ファイルのから、生成した stub Code Gear を加えて、c ファイルを生成する。</li>
|
|
|
257 </ul>
|
|
|
258
|
|
|
259
|
|
|
260 </div>
|
|
|
261 <div class='slide '>
|
|
|
262 <!-- _S9SLIDE_ -->
|
|
|
263 <h1 id="context-">Context の生成</h1>
|
|
|
264 <ul>
|
|
|
265 <li>Context は Meta Data Gear に相当し、Code Gear や Data Gear を管理している。</li>
|
|
|
266 <li>generate_context は context.h から Data Gear、c ファイルから Code Gear を取得。</li>
|
|
|
267 <li>取得した Code/Data Gear の enum の定義は enumCode.h、enumData.h に生成される。</li>
|
|
|
268 <li>generate_context は取得した Code/Data Gear から Context の生成を行うコードを生成する。</li>
|
|
|
269 <li>これらを自動生成することで Gears OS の記述量を約半分にすることができます。
|
|
22
|
270 <img src="./fig/generate_context.svg" alt="message" width="800" /></li>
|
|
|
271 </ul>
|
|
|
272
|
|
|
273
|
|
|
274 </div>
|
|
|
275 <div class='slide '>
|
|
|
276 <!-- _S9SLIDE_ -->
|
|
|
277 <h1 id="section-1">今後の課題</h1>
|
|
|
278 <ul>
|
|
|
279 <li>本研究では interface の記述、CbC ファイルから Gears OS の記述に必要な Context と stub の生成を行う perl スクリプトの生成を行なった。</li>
|
|
|
280 <li>これにより Gears OS のコードの煩雑さは改善され、ユーザーは Context への接続を意識する必要がなくなった。</li>
|
|
|
281 <li>今後の課題は Code Gear から meta computation を行う meta Code Gear を生成できるようにし、ユーザーがメタレベルの処理を意識せずにコードを記述できるようにする。</li>
|
|
|
282 <li>また、今回 perl スクリプトによって Context や stub の生成を行なったが、LLVM/clang 上で実装しコンパイラで直接 CbC を実行できるようにすることも優先する。</li>
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|
10
|
283 </ul>
|
|
|
284 <!-- === end markdown block === -->
|
|
|
285 </div>
|
|
|
286
|
|
|
287
|
|
|
288 </div><!-- presentation -->
|
|
|
289 </body>
|
|
|
290 </html>
|
