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author mir3636
date Thu, 16 Feb 2017 07:14:40 +0900
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91 using options {} 91 using options {}
92 --> 92 -->
93 93
94 <!-- _S9SLIDE_ --> 94 <!-- _S9SLIDE_ -->
95 <h1 id="section">メタ計算の重要性</h1> 95 <h1 id="section">メタ計算の重要性</h1>
96 <ul> 96 <ul>
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> 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>
98 <li>Meta Computation を通常の計算から切り離して記述す るためには処理を細かく分割する必要がある。しかし、関 数やクラスなどの単位は容易に分割できない。</li> 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>
99 <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> 99 <li>そのためには処理を細かく分割する必要がある。</li>
100 <li>しかし、関数やクラスなどの単位は容易に分割できない。</li>
101 <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>
100 </ul> 102 </ul>
101 103
102 104
103 </div> 105 </div>
104 <div class='slide '> 106 <div class='slide '>
113 </div> 115 </div>
114 <div class='slide '> 116 <div class='slide '>
115 <!-- _S9SLIDE_ --> 117 <!-- _S9SLIDE_ -->
116 <h1 id="continuation-based-c-cbc">Continuation based C (CbC)</h1> 118 <h1 id="continuation-based-c-cbc">Continuation based C (CbC)</h1>
117 <ul> 119 <ul>
118 <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> 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>
119 <li>Code Gear から 次の Code Gear へと goto による継続で遷移で処理を行い、引数として出力を与える。</li> 121 <li>Code Gear から次の Code Gear へと goto による継続の遷移で処理を行い、引数として出力を与える。</li>
120 </ul> 122 </ul>
123
124 <pre lang="Code_Gear"><code>__code cs0(int a, int b){
125 goto cs1(a+b);
126 }
127
128 __code cs1(int c){
129 goto cs2(c);
130 }
131 </code></pre>
121 132
122 133
123 </div> 134 </div>
124 <div class='slide '> 135 <div class='slide '>
125 <!-- _S9SLIDE_ --> 136 <!-- _S9SLIDE_ -->
126 <h1 id="gears-os">Gears OS</h1> 137 <h1 id="gears-os">Gears OS</h1>
127 <ul> 138 <ul>
128 <li>Gears OS では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> 139 <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>
140 <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>
129 <li>またGears OS では Meta Computation を Meta Code Gear、Meta Data Gear で表現する。</li> 141 <li>またGears OS では Meta Computation を Meta Code Gear、Meta Data Gear で表現する。</li>
130 <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> 142 <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>
131 <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> 143 <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>
132 </ul> 144 </ul>
133 145
143 155
144 156
145 </div> 157 </div>
146 <div class='slide '> 158 <div class='slide '>
147 <!-- _S9SLIDE_ --> 159 <!-- _S9SLIDE_ -->
160 <h1 id="gearefgearimpl">Gearef、GearImpl</h1>
161 <ul>
162 <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>
163 <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>
164 </ul>
165
166 <pre><code>__code clearSingleLinkedStack_stub(struct Context* context) {
167 SingleLinkedStack* stack = (SingleLinkedStack*)context-&gt;data[D_Stack]-&gt;Stack.stack-&gt;Stack.stack;
168 enum Code next = context-&gt;data[D_Stack]-&gt;Stack.next;
169 goto clearSingleLinkedStack(context, stack, next);
170 }
171 </code></pre>
172
173 <ul>
174 <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>
175 </ul>
176
177 <pre><code>__code clearSingleLinkedStack_stub(struct Context* context) {
178 SingleLinkedStack* stack = (SingleLinkedStack*)GearImpl(context, Stack, stack);
179 enum Code next = Gearef(context, Stack)-&gt;next;
180 goto clearSingleLinkedStack(context, stack, next);
181 }
182 </code></pre>
183
184
185 </div>
186 <div class='slide '>
187 <!-- _S9SLIDE_ -->
148 <h1 id="stub-code-gear">stub Code Gear</h1> 188 <h1 id="stub-code-gear">stub Code Gear</h1>
149 <ul> 189 <ul>
190 <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>
150 <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> 191 <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>
151 <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> 192 <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>
152 </ul> 193 </ul>
153 194
154 195 <pre lang="stub"><code>__code clearSingleLinkedStack(struct Context *context,struct SingleLinkedStack* stack,enum Code next) {
155 </div> 196 stack-&gt;top = NULL;
156 <div class='slide '> 197 goto meta(context, next);
157 <!-- _S9SLIDE_ --> 198 }
158 <h1 id="gearefgearimpl">Gearef、GearImpl</h1> 199
159 <ul> 200 __code clearSingleLinkedStack_stub(struct Context* context) {
160 <li>Context には Allocation 等で生成した Data Gear へのポインタが格納されている。</li> 201 SingleLinkedStack* stack = (SingleLinkedStack*)GearImpl(context, Stack, stack);
161 <li></li> 202 enum Code next = Gearef(context, Stack)-&gt;next;
203 goto clearSingleLinkedStack(context, stack, next);
204 }
205 </code></pre>
206
207
208 </div>
209 <div class='slide '>
210 <!-- _S9SLIDE_ -->
211 <h1 id="contextstub-code-segment-">Context、stub Code Segment の自動生成</h1>
212 <ul>
213 <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>
214 <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>
215 <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>
216 </ul>
217
218
219 </div>
220 <div class='slide '>
221 <!-- _S9SLIDE_ -->
222 <h1 id="generate-context">generate context</h1>
223 <ul>
224 <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>
225 <li>generate_context は context.h から Data Gear、c ファイルから Code Gear の取得
226 <img src="./fig/generate_context.svg" alt="message" width="800" /></li>
227 </ul>
228
229
230 </div>
231 <div class='slide '>
232 <!-- _S9SLIDE_ -->
233 <h1 id="section-1">今後の課題</h1>
234 <ul>
235 <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>
236 <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>
237 <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>
238 <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>
162 </ul> 239 </ul>
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164 </div> 241 </div>
165 242
166 243