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author anatofuz <anatofuz@cr.ie.u-ryukyu.ac.jp>
date Mon, 11 Feb 2019 16:59:18 +0900
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 スクリプト言語処理系では、 バイトコードから実行するべき命令のディスパッチの際にswitch分やgcc拡張のラベルgotoなどを利用している。
 これらは通常巨大なswitch-case文となり、特定のCファイルに記述せざるを得なくなる。
 CbCの場合、 このcase文相当のCondeGearを生成する事が可能である為、 スクリプト言語処理系の記述に適していると考えられる。
+またこの命令ディスパッチ部分は、 スクリプト言語の中心的な処理である為、 スクリプト言語の改修にはまず中心部分の実装から変更したい為、この箇所を修正する。
 
 
 MoarVMはC言語で記述されており、 Cと互換性のある言語であれば拡張する事が可能となる。
 CbCはCと互換性のある言語である為、 MoarVMの一部記述をCbCで書き換える事が可能となる。
-
-
-CbC\cite{cbc} はこの Code Gear と Data Gear を単位を用いたプログラミング言語として開発している。
+CbCにおけるCodeGearは、 関数より細かな単位として利用出来る為、 MoarVMの命令ディスパッチの巨大なcase文の書き換えがCodeGearを用いることで可能であると考える。
 
-CbCは軽量継続による遷移を行うので、継続前の Code Gear に戻ることはなく、状態遷移ベースのプログラミングに適している。
-
-また、当研究室で開発している Gears OS\cite{gears} 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。
-
-本研究では CbC を用いてPerl6の実行環境である、 MoarVMの改良を行う。
+本研究では CbC を用いてPerl6の実行環境である、 MoarVMの命令ディスパッチ部分の処理の書き換えを検討する。
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-\chapter{Gears OS}
-\section{Gears OS}
-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。
-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。
-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。
-また、接続された Data Gear 以外には参照を行わない。
-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。
-
-Gears OS ではメタ計算を、Meta Code Gear、Meta Data Gear で表現する。
-Meta Code Gear は通常のCode Gear の直後に遷移され、メタ計算を実行する。
-
-CbC は Code Gear を処理の単位として用いたプログラミング言語であるため、Gears OS の Code Gear を記述するのに適している。
-
-図\ref{fig:gearsos} に Gears OS の構成図を示す。
-
-\begin{figure}[htpb]
-    \begin{center}
-        \scalebox{0.2}{\includegraphics{fig/gearsos.pdf}}
-    \end{center}
-    \caption{Gears OS の構成図}
-    \label{fig:gearsos}
-\end{figure}
-
-\section{Context}
-Gears OS では 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 である。
-Gears OS は必要な Code/Data Gear に参照したい場合、この Context を通す必要がある。
-メインとなる Context と Worker 用の Context がある。
-Temporal Data Gear のためのメモリ空間は Context 毎に異なり、互いに干渉することはできない。
-
-Context は Task でもあり、TaskManager によってが Context 生成され CPUWorker へ送られる。
-Worker に渡された Task である Context の Input/Output Data Gear の依存関係が解決されたものから並列実行される。
-
-%現在 CbC で Gears OS を記述すると通常の Computation に加えて Meta Computation である stub を記述する必要がある。
-%Meta Computation
-
-
-%Context や stub は Meta Computation であるため。
-
-
-\section{interface の記述}
-
-interface を記述することでデータ構造のapiと Data Gear を結びつけることが出来、呼び出しが容易になった。
-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。
-return で interface を返し、その先で Code Gear や Data Gear へ継続できるようになる。
-
-\begin{lstlisting}[frame=lrbt,label=interface,caption={interface}]
-typedef struct Stack<Impl>{    
-    union Data* stack;
-    union Data* data;
-    union Data* data1;
-    __code whenEmpty(...);
-    __code clear(Impl* stack,__code next(...));
-    __code push(Impl* stack,union Data* data, __code next(...));
-    __code pop(Impl* stack, __code next(union Data*, ...));
-    __code pop2(Impl* stack, union Data** data, union Data** data1, __code next(union Data**, union Data**, ...));
-    __code isEmpty(Impl* stack, __code next(...), __code whenEmpty(...));
-    __code get(Impl* stack, union Data** data, __code next(...));
-    __code get2(Impl* stack,..., __code next(...));
-    __code next(...);
-} Stack;
-\end{lstlisting}
-
-\begin{lstlisting}[frame=lrbt,label=create,caption={createSingleLinkedStack}]
-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->pop2  = C_pop2SingleLinkedStack;
-    stack->get  = C_getSingleLinkedStack;
-    stack->get2  = C_get2SingleLinkedStack;
-    stack->isEmpty = C_isEmptySingleLinkedStack;
-    stack->clear = C_clearSingleLinkedStack;
-    return stack;
-}
-\end{lstlisting}
-
-\section{Gearef、GearImpl}
-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 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(リスト\ref{ref})。
-そこで Code Gear がデータを参照するための Gearef というマクロを定義した。
-Gearef に Context と型を渡すことでデータの参照が行える。
-また impliment のデータを参照する際も、ポインタでの記述が複雑になってしまうため 同様に GearImpl を定義した。
-GearImpl は Context と interface 名、interface の変数名を指定して参照する。
-Gearef と GearImpl を用いたコードがリスト\ref{Gearef}である。
-
-\begin{lstlisting}[frame=lrbt,label=ref,caption={Gearef、GearImplのないコード}]
-__code pushSingleLinkedStack_stub(struct Context* context) {
-    SingleLinkedStack* stack = (SingleLinkedStack*)context->data[D_Stack]->Stack.stack->Stack.stack;
-    Data* data = context->data[D_Stack]->Stack.data;
-    enum Code next = context->data[D_Stack]->Stack.next;
-    goto pushSingleLinkedStack(context, stack, data, next);
-}
-\end{lstlisting}
-
-\begin{lstlisting}[frame=lrbt,label=Gearef,caption={Gearef、GearImplを使ったコード}]
-__code pushSingleLinkedStack_stub(struct Context* context) {
-    SingleLinkedStack* stack = (SingleLinkedStack*)GearImpl(context, Stack, stack);
-    Data* data = Gearef(context, Stack)->data;
-    enum Code next = Gearef(context, Stack)->next;
-    goto pushSingleLinkedStack(context, stack, data, next);
-}
-\end{lstlisting}
-
-\section{stub Code Gear}
-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。
-しかし、Context を直接扱うのはセキュリティ上好ましくない。
-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。
-stub Code Gear は Code Gear 毎に生成され、次の Code Gear へと継続する間に挟まれる。
-
-%この機能により、CbC は Code Gear のみでなく Data Gear を単位として用いることが可能になった。
-%Meta Code Gear、Meta Data Gear により meta computation を通常の Code Gear 内に記述せずにすむ、Code Gear 間に実行される Meta Code Gear で継続先を変更する、エラーハンドリングを行うといった使い方ができるようになるだろう。
-
-%\section{TaskQueue}
-%ActiveTaskQueue と WaitTaskQueue の 2 つの TaskQueue を持つ。
-%先頭と末尾の Element へのポインタを持つ Queue を表す Data Gear である。
-%Element は Task を表す Data Gear へのポインタと次の Element へのポインタを持っている。
-%Compare and Swap(CAS) を使ってアクセスすることでスレッドセーフな Queue として利用することが可能になる。
-%
-%\section{TaskManager}
-%Task には Input Data Gear, Output Data Gear が存在する。
-%Input/Output Data Gear から依存関係を決定し、TaskManager が解決する。
-%依存関係が解決された Task は WaitTaskQueue から ActiveTaskQueue に移される。
-%TaskManager はメインとなる Context を参照する。
-%
-%\section{Persistent Data Tree} 
-%非破壊木構造で構成された Lock-free なデータストアである。
-%Red-Black Tree として構成することで最悪な場合の挿入・削除・検索の計算量を保証する。
-%
-%\section{Worker}
-%TaskQueue から Task の取得・実行を行う。
-%Task の処理に必要なデータは Persistent Data Tree から取得する。
-%処理後、必要なデータを Persistent Data Tree に書き出して再び Task の取得・実行を行う。
-%
+\chapter{Continuation Based C}
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 \input{chapter2.tex}
 
 %% 実験
-%\input{chapter3.tex}
+\input{chapter3.tex}
 %
 %% 実装
 \input{chapter4.tex}