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   <meta http-equiv="content-type" content="text/html;charset=utf-8">
   <title>CbC 言語による OS 記述</title>

<meta name="generator" content="Slide Show (S9) v2.5.0 on Ruby 2.2.0 (2014-12-25) [x86_64-darwin13]">
<meta name="author"    content="Mitsuki Miyagi" >

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<!-- prettify -->
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<script src="scripts/prettify.js"></script>

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    Slideshow.init();

    $('code').each(function(_, el) {
      if (!el.classList.contains('noprettyprint')) {
        el.classList.add('prettyprint');
        el.style.display = 'block';
      }
    });
    prettyPrint();
  } );


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    </div>
  </div>
</div>

<div class="presentation">

  <div class='slide cover'>
    <table width="90%" height="90%" border="0" align="center">
      <tr>
        <td>
          <div align="center">
            <h1><font color="#808db5">CbC 言語による OS 記述</font></h1>
          </div>
        </td>
      </tr>
      <tr>
        <td>
          <div align="left">
            Mitsuki Miyagi

            <hr style="color:#ffcc00;background-color:#ffcc00;text-align:left;border:none;width:100%;height:0.2em;">
          </div>
        </td>
      </tr>
    </table>
  </div>

<div class='slide '>
<!-- === begin markdown block ===

      generated by markdown/1.2.0 on Ruby 2.2.0 (2014-12-25) [x86_64-darwin13]
                on 2017-02-16 07:13:51 +0900 with Markdown engine kramdown (1.9.0)
                  using options {}
  -->

<!-- _S9SLIDE_ -->
<h1 id="section">メタ計算の重要性</h1>
<ul>
  <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>
  <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>
  <li>そのためには処理を細かく分割する必要がある。</li>
  <li>しかし、関数やクラスなどの単位は容易に分割できない。</li>
  <li>そこで当研究室では Meta Computation を柔軟に記述するためのプログラミング言語の単位として Code Gear、Data Gear という単位を提案している。</li>
</ul>


</div>
<div class='slide '>
<!-- _S9SLIDE_ -->
<h1 id="code-gear--data-gear">Code Gear と Data Gear</h1>
<ul>
  <li>Code Gear は関数に比べて細かく分割されているので Meta Computation をより柔軟に記述できる。</li>
  <li>Data Gear はデータの単位であり、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>
</ul>


</div>
<div class='slide '>
<!-- _S9SLIDE_ -->
<h1 id="continuation-based-c-cbc">Continuation based C (CbC)</h1>
<ul>
  <li>Continuation based C (CbC) はこの Code Gear 単位を用いたプログラミング言語として開発している。</li>
  <li>Code Gear から次の Code Gear へと goto による継続の遷移で処理を行い、引数として出力を与える。</li>
</ul>

<pre lang="Code_Gear"><code>__code cs0(int a, int b){
  goto cs1(a+b);
}

__code cs1(int c){
  goto cs2(c);
}
</code></pre>


</div>
<div class='slide '>
<!-- _S9SLIDE_ -->
<h1 id="gears-os">Gears OS</h1>
<ul>
  <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>
  <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 の組で表現する。</li>
  <li>またGears OS では Meta Computation を Meta Code Gear、Meta Data Gear で表現する。</li>
  <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>
  <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>
</ul>


</div>
<div class='slide '>
<!-- _S9SLIDE_ -->
<h1 id="context">Context</h1>
<ul>
  <li>Gears OS では Context と呼ばれる接続可能な 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>
  <li>Gears OSは必要なCode/DataGearに参照したい場合、このContext を通す必要がある。</li>
</ul>


</div>
<div class='slide '>
<!-- _S9SLIDE_ -->
<h1 id="gearefgearimpl">Gearef、GearImpl</h1>
<ul>
  <li>Context には Allocation で生成した Data Gear へのポインタが格納されている。</li>
  <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>
</ul>

<pre><code>__code clearSingleLinkedStack_stub(struct Context* context) {
        SingleLinkedStack* stack = (SingleLinkedStack*)context-&gt;data[D_Stack]-&gt;Stack.stack-&gt;Stack.stack;
        enum Code next = context-&gt;data[D_Stack]-&gt;Stack.next;
        goto clearSingleLinkedStack(context, stack, next);
}
</code></pre>

<ul>
  <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>
</ul>

<pre><code>__code clearSingleLinkedStack_stub(struct Context* context) {
        SingleLinkedStack* stack = (SingleLinkedStack*)GearImpl(context, Stack, stack);
        enum Code next = Gearef(context, Stack)-&gt;next;
        goto clearSingleLinkedStack(context, stack, next);
}
</code></pre>


</div>
<div class='slide '>
<!-- _S9SLIDE_ -->
<h1 id="stub-code-gear">stub Code Gear</h1>
<ul>
  <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>
  <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>
  <li>そこで Context から必要なデータを取り出して 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>
</ul>

<pre lang="stub"><code>__code clearSingleLinkedStack(struct Context *context,struct SingleLinkedStack* stack,enum Code next) {
    stack-&gt;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)-&gt;next;
        goto clearSingleLinkedStack(context, stack, next);
}
</code></pre>


</div>
<div class='slide '>
<!-- _S9SLIDE_ -->
<h1 id="contextstub-code-segment-">Context、stub Code Segment の自動生成</h1>
<ul>
  <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>
  <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>
  <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>
</ul>


</div>
<div class='slide '>
<!-- _S9SLIDE_ -->
<h1 id="generate-context">generate context</h1>
<ul>
  <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>
  <li>generate_context は context.h から Data Gear、c ファイルから Code Gear の取得
<img src="./fig/generate_context.svg" alt="message" width="800" /></li>
</ul>


</div>
<div class='slide '>
<!-- _S9SLIDE_ -->
<h1 id="section-1">今後の課題</h1>
<ul>
  <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>
  <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>
  <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>
  <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>
</ul>
<!-- === end markdown block === -->
</div>


</div><!-- presentation -->
</body>
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author	mir3636
date	Thu, 16 Feb 2017 07:14:40 +0900
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