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author | mir3636 |
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date | Sun, 14 May 2017 18:47:56 +0900 |
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\chapter{Context、stub Code Segment の自動生成} Gears OS では 3 章で述べたようにノーマルレベルの計算の他に Context や stub などのメタ計算を記述する必要がある。 Gears OS を現在の CbC の機能のみを用いて記述するとこのメタ計算の記述を行わなくてはならず、これには多くの労力を要する。 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。 \section{stub Code Segment の生成} stub Code Gear は Code Gear 間の継続に挟まれる 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。 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。 stub Code Gear を 自動生成することによって Code Gear の記述量を約半分にすることができる。 stub を生成するために generate\_stub は指定された cbc ファイルの \_\_code型である Code Gear を取得し、引数から必要な Data Gear を選択する。 generate\_stub は引数と interface を照らし合わせ、Gearef または GearImpl を決定する(リスト\ref{generate_stub})。 この時既に stub Code Gear が記述されている Code Gear は無視される。 cbc ファイル(リスト\ref{stack_cbc}) から、生成した stub Code Gear を加えて stub を加えたコード(\ref{stack_c})に変換を行う。 \begin{lstlisting}[frame=lrbt,label=generate_stub,caption={\footnotesize generate stub}] sub generateStubArgs { my($codeGearName, $varName, $typeName, $typeField, $interface,$output) = @_; my $varname1 = $output?"O_$varName":$varName; for my $n ( @{$dataGearVar{$codeGearName}} ) { # we already have it return 0 if ( $n eq $varname1); } push @{$dataGearVar{$codeGearName}}, $varname1; if ($typeName eq $implementation) { # get implementation $dataGearName{$codeGearName} .= "\t$typeName* $varName = ($typeName*)GearImpl(context, $interface, $varName);\n"; } else { for my $ivar (keys %{$var{$interface}}) { # input data gear field if ($varName eq $ivar) { if ($typeName eq $var{$interface}->{$ivar}) { if ($output) { $dataGearName{$codeGearName} .= "\t$typeName** O_$varName = &Gearef(context, $interface)->$varName;\n"; $outputVar{$codeGearName} .= "\t$typeName* $varName;\n"; return 1; } $dataGearName{$codeGearName} .= "\t$typeName* $varName = Gearef(context, $interface)->$varName;\n"; return 1; } } } for my $cName (keys %{$code{$interface}}) { if ($varName eq $cName) { # continuation field $dataGearName{$codeGearName} .= "\tenum Code $varName = Gearef(context, $interface)->$varName;\n"; return 1; } } # global variable case $dataGearName{$codeGearName} .= "\t$typeName* $varName = Gearef(context, $typeName);\n"; return 1; } } \end{lstlisting} \begin{lstlisting}[frame=lrbt,label=stack_cbc,caption={\footnotesize cbcファイルの例}] #include "../context.h" Stack* createSingleLinkedStack(struct Context* context) { struct Stack* stack = new Stack(); struct SingleLinkedStack* singleLinkedStack = new SingleLinkedStack(); stack->stack = (union Data*)singleLinkedStack; singleLinkedStack->top = NULL; stack->push = C_pushSingleLinkedStack; stack->pop = C_popSingleLinkedStack; stack->get = C_getSingleLinkedStack; stack->isEmpty = C_isEmptySingleLinkedStack; stack->clear = C_clearSingleLinkedStack; return stack; } __code clearSingleLinkedStack(struct SingleLinkedStack* stack,__code next(...)) { stack->top = NULL; goto next(...); } __code pushSingleLinkedStack(struct SingleLinkedStack* stack,union Data* data, __code next(...)) { Element* element = new Element(); element->next = stack->top; element->data = data; stack->top = element; goto next(...); } __code popSingleLinkedStack(struct SingleLinkedStack* stack, __code next(union Data* data, ...)) { if (stack->top) { data = stack->top->data; stack->top = stack->top->next; } else { data = NULL; } goto next(data, ...); } __code getSingleLinkedStack(struct SingleLinkedStack* stack, __code next(union Data* data, ...)) { if (stack->top) data = stack->top->data; else data = NULL; goto next(data, ...); } __code isEmptySingleLinkedStack(struct SingleLinkedStack* stack, __code next(...), __code whenEmpty(...)) { if (stack->top) goto next(...); else goto whenEmpty(...); } \end{lstlisting} \begin{lstlisting}[frame=lrbt,label=stack_c,caption={\footnotesize 生成される stub}] __code clearSingleLinkedStack(struct Context *context,struct SingleLinkedStack* stack,enum Code next) { stack->top = NULL; goto meta(context, next); } __code clearSingleLinkedStack_stub(struct Context* context) { SingleLinkedStack* stack = (SingleLinkedStack*)GearImpl(context, Stack, stack); enum Code next = Gearef(context, Stack)->next; goto clearSingleLinkedStack(context, stack, next); } \end{lstlisting} \section{Context の生成} Context は Meta Data Gear に相当し、Code Gear や Data Gear を管理している。 Data Gear を取得するために generate\_context は context の定義 (リスト\ref{context}) を読み宣言されている Data Gear を取得する。 \begin{lstlisting}[frame=lrbt,label=context,caption={\footnotesize context の定義}] struct Context { enum Code next; struct Worker* worker; struct TaskManager* taskManager; int codeNum; __code (**code) (struct Context*); void* heapStart; void* heap; long heapLimit; int dataNum; int idgCount; //number of waiting dataGear int odg; int maxOdg; int workerId; union Data **data; }; union Data { struct Meta { enum DataType type; long size; struct Queue* wait; // tasks waiting this dataGear } meta; struct Task { enum Code code; struct Queue* dataGears; int idsCount; } Task; // Stack Interface struct Stack { union Data* stack; union Data* data; union Data* data1; enum Code whenEmpty; enum Code clear; enum Code push; enum Code pop; enum Code isEmpty; enum Code get; enum Code next; } Stack; // Stack implementations struct SingleLinkedStack { struct Element* top; } SingleLinkedStack; struct Element { union Data* data; struct Element* next; } Element; struct Node { int key; // comparable data segment union Data* value; struct Node* left; struct Node* right; // need to balancing enum Color { Red, Black, } color; } Node; }; // union Data end this is necessary for context generator \end{lstlisting} Code Gear の取得は指定された stub を加えたコードから \_\_code 型を見て行う。 取得した Code/Data Gear の enum の定義は enumCode.h、enumData.h に生成される。 Code/Data Gear の名前とポインタの対応は generate\_context によって生成される enum Code、enum Data と関数ポインタによって表現される。 実際に Code/Data Gear に接続する際は enum Code、enum Data を指定することで接続を行う。 また、generate\_context は取得した Code/Data Gear から Context の生成を行うコード (リスト\ref{init_context}) も生成する。 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。 Code Gear は Context を通して Data Gear へアクセスする。 Data Gear の Allocation を行うコードは dataGearInit.c に生成される。 Data Gear は union Data とその中の struct によって表現される。 Context には Data Gear の Data Type の情報が格納されている。 この情報から確保される Data Gear のサイズなどを決定する。 \begin{lstlisting}[frame=lrbt,label=init_context,caption={\footnotesize 生成された context}] #include <stdlib.h> #include "../context.h" void initContext(struct Context* context) { context->heapLimit = sizeof(union Data)*ALLOCATE_SIZE; context->code = (__code(**) (struct Context*)) NEWN(ALLOCATE_SIZE, void*); context->data = NEWN(ALLOCATE_SIZE, union Data*); context->heapStart = NEWN(context->heapLimit, char); context->heap = context->heapStart; context->code[C_clearSingleLinkedStack] = clearSingleLinkedStack_stub; context->code[C_exit_code] = exit_code_stub; context->code[C_getSingleLinkedStack] = getSingleLinkedStack_stub; context->code[C_isEmptySingleLinkedStack] = isEmptySingleLinkedStack_stub; context->code[C_popSingleLinkedStack] = popSingleLinkedStack_stub; context->code[C_pushSingleLinkedStack] = pushSingleLinkedStack_stub; context->code[C_stack_test1] = stack_test1_stub; context->code[C_stack_test2] = stack_test2_stub; context->code[C_stack_test3] = stack_test3_stub; context->code[C_stack_test4] = stack_test4_stub; context->code[C_start_code] = start_code_stub; #include "dataGearInit.c" } __code meta(struct Context* context, enum Code next) { // printf("meta %d\n",next); goto (context->code[next])(context); } __code start_code(struct Context* context) { goto meta(context, context->next); } __code start_code_stub(struct Context* context) { goto start_code(context); } __code exit_code(struct Context* context) { free(context->code); free(context->data); free(context->heapStart); goto exit(0); } __code exit_code_stub(struct Context* context) { goto exit_code(context); } // end context_c \end{lstlisting} %enum で Code Gear と Data Gear %Data Gear の typedef %stub の extern %Data Gear の init (ALLOCA) %target 毎の init context