Mercurial > hg > Papers > 2020 > menikon-thesis
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--- a/final_main/chapter2.tex Thu Feb 06 13:51:33 2020 +0900 +++ b/final_main/chapter2.tex Fri Feb 07 20:54:44 2020 +0900 @@ -1,11 +1,39 @@ \chapter{Continuation based C} %\label{chap:concept} -%\cite{cbc} -Continuation based C (以下CbC) は基本的な処理単位を CodeGear として定義し, CodeGea 間で遷移するようにプログラムを記述する C 言語と互換性のある当研究室で開発されたプログラミング言語である. -\section{DataGearとCodeGear} + +Continuation based C \cite{cbc} (以下CbC) は基本的な処理単位を CodeGear として定義し, CodeGea 間で遷移するようにプログラムを記述する C 言語と互換性のある当研究室で開発されたプログラミング言語である.図2.1はCodeGear間の継続する際の処理の流れを示している. + +\begin{figure}[ht] + \begin{center} + \includegraphics[width=150mm]{fig/gotoCodeGear.pdf} + \end{center} + \caption{CodeGear間の継続} + \label{fig:codegear} +\end{figure} + +現在 CbC は C コンパイラであるGCC\cite{gcc}及びLLVM\cite{llvm}をバックエンドとした clang 上で実装されている. +本研究ではこのプログラミング言語を用いて xv6 の Filesystemを書き換える. +\section{CodeGear} +CodeGear は CbCにおける基本的な処理単位である. 以下のソースコード2.1は CodeGear の継続の例である. +\lstinputlisting[label=cbcexample, caption=CodeGearの継続の例]{src/cbc_example.cbc} +CodeGear は\_\_code CodeGear名 (引数) の形で記述される. +CodeGear は返り値を持たない為, 関数内で処理が終了すると呼び出し 元の関数に戻ることがなく別の CodeGear へ遷移する. +ソースコード2.1の5行目のgoto cg1(c); や8行目のgoto cg2(c); などがこれにあたる.図2.2はソースコード2.1の状態遷移を表している. + +\begin{figure}[ht] + \begin{center} + \includegraphics[width=100mm]{fig/goto.pdf} + \end{center} + \caption{ソースコード2.1が表しているCodeGearの状態遷移} + \label{fig:goto} +\end{figure} + +また CbC における CodeGear 間の継続にはスタックが使用されず, 呼び出し元の環境などを持たない為軽量継続と呼ぶ. +この CbC における CodeGear 間の継続にスタックが使用されない性質は信頼性の高い OS の開発に適している. + +\section{DataGear} -CodeGear は返り値を持たない為, 関数内で処理が終了すると呼び出し 元の関数に戻ることがなく別の CodeGear へ遷移する. 以下のソースコード2.1に CodeGear 遷移時のコード例を示す. -\lstinputlisting[label=cbcexample, caption=CodeGearの継続の例]{src/cbc_example.cbc} -また CbC における CodeGear 間の継続にはスタックが使 用できず, 呼び出し元の環境などを持たない為軽量継続と呼ぶ.現在 CbC は C コンパイラであるGCC及びLLVMをバックエンドとした clang 上で実装されている. -\section{} + + +
--- a/final_main/chapter3.tex Thu Feb 06 13:51:33 2020 +0900 +++ b/final_main/chapter3.tex Fri Feb 07 20:54:44 2020 +0900 @@ -3,12 +3,34 @@ \section{Context} -context とは一連の実行が行われる際に使用される CodeGear と DataGear の集合である. 従来のスレッドやプ ロセスに対応する.Context は接続可能な CodeGear, Data Gear のリスト. Data Gear を確保するメモリ空間, 実行さ れる Task への Code Gear 等を持っている. CodeGear が 別の CodeGear に遷移する際, 必ず context を参照し enum -で定義された CodeGear の番号を指定し遷移する. ノーマル レベルで見た際の CodeGar,DataGer および context の関係 を以下の図 1 に簡潔に示す. +context とは一連の実行が行われる際に使用される CodeGear と DataGear の集合である. 従来のスレッドやプロセスに対応する.Context は接続可能な CodeGear, Data Gear のリスト. Data Gear を確保するメモリ空間, 実行される Task への Code Gear 等を持っている. CodeGear が 別の CodeGear に遷移する際, 必ず context を参照し enum +で定義された CodeGear の番号を指定し遷移する. ノーマルレベルで見た際の CodeGar,DataGer および context の関係を以下の図 3.1 に簡潔に示す. + +\vspace{10mm} +\begin{figure}[ht] + \begin{center} + \includegraphics[width=100mm]{fig/context.pdf} + \end{center} + \caption{CodeGear,DataGear,contxtの関係図} + \label{fig:cbc} +\end{figure} + \section{inetrface} +Interface は Gears OS のモジュール化の仕組みである. Interface は呼び出しの引数になる Data Gear の集合であり，そこで呼び出される Code Gear のエントリである.呼び出される Code Gear の引数となる Data Gear はここで全て定義される. Interface を定義することで複数の実装を持つことができる. +この Interface は, Java の Interface や Haskell の型クラスに対応し, 導入することで仕様と実装に分けて記述することが出来る. +図 3.2 は 先行研究\cite{GearsOS}において作成された Stack の Interface とその実装を表したものである. -\section{} +\vspace{10mm} +\begin{figure}[ht] + \begin{center} + \includegraphics[width=100mm]{fig/interface.pdf} + \end{center} + \caption{Stack の Interface とその実装} + \label{fig:interface} +\end{figure} + +%\section{} -\section{} +%\section{}
--- a/final_main/chapter4.tex Thu Feb 06 13:51:33 2020 +0900 +++ b/final_main/chapter4.tex Fri Feb 07 20:54:44 2020 +0900 @@ -1,7 +1,16 @@ \chapter{xv6} +xv6 \cite{xv6} とは MIT のオペレーティングコースの教育目的で2006年に開発されたオペレーティングシステムである. xv6 はオリジナルである v6 が非常に古い C 言語で書かれてい る為, ANSI-C に書き換えられ x86 に再実装された. xv6 は read や write などの systemcall, プロセス, 仮想メモリ, カーネルとユーザーの分離, 割り込み, ファイルシステムなど Unix の基本的な構造を持っている. +\section{xv6 のFileSystem構造} +xv6 の FileSystem の構造を以下の図4.1に示す. + +\vspace{10mm} +\begin{figure}[ht] + \begin{center} + \includegraphics[width=100mm]{fig/xv6filesystemlayout.pdf} + \end{center} + \caption{xv6 の FileSystem Layout} + \label{fig:filesystem} +\end{figure} \section{} - - -\section{}
--- a/final_main/chapter5.tex Thu Feb 06 13:51:33 2020 +0900 +++ b/final_main/chapter5.tex Fri Feb 07 20:54:44 2020 +0900 @@ -2,7 +2,9 @@ -\section{} +\section{書き換え方針} +\section{FileSystemのInterface} +\lstinputlisting[label=fs_interface, caption=FileSystemのInterface]{src/fs.dg} -\section{} +\section{CbC による FileSystem の書き換え}
--- /dev/null Thu Jan 01 00:00:00 1970 +0000 +++ b/final_main/fig/goto.graffle Fri Feb 07 20:54:44 2020 +0900 @@ -0,0 +1,459 @@ +<?xml version="1.0" encoding="UTF-8"?> +<!DOCTYPE plist PUBLIC "-//Apple//DTD PLIST 1.0//EN" "http://www.apple.com/DTDs/PropertyList-1.0.dtd"> +<plist version="1.0"> +<dict> + <key>ActiveLayerIndex</key> + <integer>0</integer> + <key>ApplicationVersion</key> + <array> + <string>com.omnigroup.OmniGraffle6</string> + <string>163.7.0.243167</string> + </array> + <key>AutoAdjust</key> + <true/> + <key>BackgroundGraphic</key> + <dict> + <key>Bounds</key> + <string>{{0, 0}, {559.00000476837158, 783}}</string> + <key>Class</key> + <string>SolidGraphic</string> + <key>ID</key> + <integer>2</integer> + <key>Style</key> + <dict> + <key>stroke</key> + <dict> + <key>Draws</key> + <string>NO</string> + </dict> + </dict> + </dict> + <key>BaseZoom</key> + <integer>0</integer> + <key>CanvasOrigin</key> + <string>{0, 0}</string> + <key>ColumnAlign</key> + <integer>1</integer> 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--- a/final_main/future.tex Thu Feb 06 13:51:33 2020 +0900 +++ b/final_main/future.tex Fri Feb 07 20:54:44 2020 +0900 @@ -1,1 +1,1 @@ -\chapter{今後の課題} +\chapter{まとめと今後の課題}
--- a/final_main/main.out Thu Feb 06 13:51:33 2020 +0900 +++ b/final_main/main.out Fri Feb 07 20:54:44 2020 +0900 @@ -2,17 +2,16 @@ \BOOKMARK [1][-]{section.1.1}{1.1 背景と目的}{chapter.1}% 2 \BOOKMARK [1][-]{section.1.2}{1.2 論文の構成}{chapter.1}% 3 \BOOKMARK [0][-]{chapter.2}{第2章 Continuation based C}{}% 4 -\BOOKMARK [1][-]{section.2.1}{2.1 DataGearとCodeGear}{chapter.2}% 5 -\BOOKMARK [1][-]{section.2.2}{2.2 }{chapter.2}% 6 +\BOOKMARK [1][-]{section.2.1}{2.1 CodeGear}{chapter.2}% 5 +\BOOKMARK [1][-]{section.2.2}{2.2 DataGear}{chapter.2}% 6 \BOOKMARK [0][-]{chapter.3}{第3章 GearsOS}{}% 7 \BOOKMARK [1][-]{section.3.1}{3.1 Context}{chapter.3}% 8 \BOOKMARK [1][-]{section.3.2}{3.2 inetrface}{chapter.3}% 9 -\BOOKMARK [1][-]{section.3.3}{3.3 }{chapter.3}% 10 -\BOOKMARK [1][-]{section.3.4}{3.4 }{chapter.3}% 11 -\BOOKMARK [0][-]{chapter.4}{第4章 xv6}{}% 12 -\BOOKMARK [1][-]{section.4.1}{4.1 }{chapter.4}% 13 -\BOOKMARK [1][-]{section.4.2}{4.2 }{chapter.4}% 14 -\BOOKMARK [0][-]{chapter.5}{第5章 CbCによるFileSystemの書き換え}{}% 15 -\BOOKMARK [1][-]{section.5.1}{5.1 }{chapter.5}% 16 -\BOOKMARK [1][-]{section.5.2}{5.2 }{chapter.5}% 17 -\BOOKMARK [0][-]{chapter.6}{第6章 今後の課題}{}% 18 +\BOOKMARK [0][-]{chapter.4}{第4章 xv6}{}% 10 +\BOOKMARK [1][-]{section.4.1}{4.1 xv6 のFileSystem構造}{chapter.4}% 11 +\BOOKMARK [1][-]{section.4.2}{4.2 }{chapter.4}% 12 +\BOOKMARK [0][-]{chapter.5}{第5章 CbCによるFileSystemの書き換え}{}% 13 +\BOOKMARK [1][-]{section.5.1}{5.1 書き換え方針}{chapter.5}% 14 +\BOOKMARK [1][-]{section.5.2}{5.2 FileSystemのInterface}{chapter.5}% 15 +\BOOKMARK [1][-]{section.5.3}{5.3 CbC による FileSystem の書き換え}{chapter.5}% 16 +\BOOKMARK [0][-]{chapter.6}{第6章 まとめと今後の課題}{}% 17
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Aenderungen nur mit Zustimmung der Autoren !!! +\message{Option `picins' Version 3.0 Sep. 1992, TH Darmstadt/HRZ} +\newbox\@BILD% +\newbox\@TEXT% +\newdimen\d@breite% +\newdimen\d@hoehe% +\newdimen\d@xoff% +\newdimen\d@yoff% +\newdimen\d@shad% +\newdimen\d@dash% +\newdimen\d@boxl% +\newdimen\d@pichskip% +\newdimen\d@tmp +\newdimen\d@tmpa +\newdimen\d@bskip +\newdimen\hsiz@% +\newdimen\p@getot@l% +\newcount\c@breite +\newcount\c@hoehe +\newcount\c@xoff +\newcount\c@yoff +\newcount\c@pos +\newcount\c@shad +\newcount\c@dash +\newcount\c@boxl +\newcount\c@zeilen% +\newcount\@changemode% +\newcount\c@piccaption% +\newcount\c@piccaptionpos% +\newcount\c@picpos +\newcount\c@whole% +\newcount\c@half% +\newcount\c@tmp +\newcount\c@tmpa +\newcount\c@tmpb +\newcount\c@tmpc +\newcount\c@tmpd +\newskip\d@leftskip +\newif\if@list \@listfalse% +\newif\if@offset% + + +\c@piccaptionpos=1% +\c@picpos=0 +\d@shad=4pt% +\d@dash=4pt% +\d@boxl=10pt% +\d@pichskip=1em% +\@changemode=0% +\def\@captype{figure}% 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--- /dev/null Thu Jan 01 00:00:00 1970 +0000 +++ b/final_sub/reference.bib Fri Feb 07 20:54:44 2020 +0900 @@ -0,0 +1,41 @@ +@article{cbc, + author = "Kaito TOKKMORI and Shinji KONO", + title = "Implementing Continuation based language in LLVM and Clang", + journal = "LOLA 2015", + month = "July", + year = 2015 +} + +@misc{xv6, +title = "{Xv6, a simple Unix-like teaching operating system}", +note = "(2019年10月19日閲覧)", +howpublished = {\url{https://pdos.csail.mit.edu/6.828/2019/xv6.html}}, +} + +@InProceedings{llvm, +author = {Chris Lattner and Vikram Adve}, +title = "{LLVM: A Compilation Framework for Lifelong Program Analysis \& Transformation}", +booktitle = "{Proceedings of the 2004 International Symposium on Code Generation and Optimization (CGO'04)}", +address = {Palo Alto, California}, +month = {Mar}, +year = {2004} +} + +@manual{gcc, +author = "{GNU Compiler Collection (GCC) Internals}", +title ="{http://gcc.gnu.org/onlinedocs/gccint/}", +} + +@article{GearsOS, + author = "伊波立樹 and 河野真治", + title = "Gears OS の並列処理", + journal = "琉球大学工学部情報工学科平成30年度学位論文(修士)", + year = 2018 +} + +@article{CbC2, + author = "宮城光希 and 河野真治", + title = "継続を基本とした言語による OS のモジュール化", + journal = "琉球大学工学部情報工学科平成31年度学位論文(修士)", + year = 2019 +}
--- a/final_sub/utf8.tex Thu Feb 06 13:51:33 2020 +0900 +++ b/final_sub/utf8.tex Fri Feb 07 20:54:44 2020 +0900 @@ -1,7 +1,13 @@ \documentclass[twocolumn,twoside,9.5pt]{jarticle} -\usepackage[dvips]{graphicx} +\usepackage[dvipdfmx]{graphicx} \usepackage{picins} \usepackage{fancyhdr} +\usepackage{listings} +\usepackage{caption} +\usepackage{latexsym} +\usepackage{url} +\usepackage{abstract} +\usepackage{float} \pagestyle{fancy} \lhead{\parpic{\includegraphics[height=1zw,keepaspectratio,bb=0 0 251 246]{pic/emblem-bitmap.pdf}}琉球大学主催 工学部情報工学科 卒業研究発表会} \rhead{} @@ -17,26 +23,82 @@ \setlength{\footskip}{0mm} \pagestyle{empty} +\usepackage{comment} +\usepackage{listings} +\lstset{ + language=C, + tabsize=2, + frame=single, + basicstyle={\ttfamily\footnotesize}, % + identifierstyle={\footnotesize}, % + commentstyle={\footnotesize\itshape}, % + keywordstyle={\footnotesize\bfseries}, % + ndkeywordstyle={\footnotesize}, % + stringstyle={\footnotesize\ttfamily}, + breaklines=true, + captionpos=b, + columns=[l]{fullflexible}, % + xrightmargin=0zw, % + xleftmargin=1zw, % + aboveskip=1zw, + numberstyle={\scriptsize}, % + stepnumber=1, + numbersep=0.5zw, % + lineskip=-0.5ex, +} +\renewcommand{\lstlistingname}{Code} +\usepackage{caption} +\captionsetup[lstlisting]{font={small, tt}} + + + \begin{document} -\title{題名} -\author{学籍番号 氏名 {}{} 指導教員 : 指導教員名} -\date{} +\title{CbC による xv6 の FileSystem の書き換え} +\author{学籍番号 : 165723C 氏名 : 坂本昂弘 {}{} 指導教員 : 河野真治} +\date{2020年2月17日} \maketitle \thispagestyle{fancy} \section{section1} -\section{section2} +\section{xv6} +xv6\cite{xv6}とはMITのオペレーティングコースの教育目的で2006年に開発されたオペレーティングシステムである. +xv6 はオリジナルである v6 が非常に古いC言語で書かれている為, ANSI-Cに書き換えられ x86 に再実装された. xv6 はreadやwriteなどのsystemcall,プロセス,仮想メモリ,カーネルとユーザーの分離,割り込み,ファイルシステムなどUnixの基本的な構造を持っている. -\section{section3} +section{Continuation based C} +xv6 kernel上でinterfaceを実装する際,当研究室で開発されたプログラミング言語 Continuation based C (CbC)を用いる. +CbC は基本的な処理単位を CodeGearとして定義し，CodeGea間で遷移するようにプログラムを記述するC言語と互換性のあるプログラミング言語である. +CodeGearは返り値を持たない為,関数内で処理が終了すると呼び出し元の関数に戻ることがなく別のCodeGearへ遷移する. +以下のCode1にCodeGear遷移時のコード例を示す. +\lstinputlisting[label=cbcexample, caption=CodeGearの継続の例]{src/cbc_example.cbc} -\section{section4} +またCbCにおけるCodeGear間の継続にはスタックが使用できず,呼び出し元の環境などを持たない為軽量継続と呼ぶ. +現在CbCはCコンパイラであるGCC及びLLVMをバックエンドとしたclang上で実装されている． + +\section{context} +contextとは一連の実行が行われる際に使用されるCodeGearとDataGearの集合である. +従来のスレッドやプロセスに対応する.Context は接続可能な CodeGear, Data Gear のリスト. Data Gear を確保するメモリ空間,実行される Task への Code Gear 等を持っている. +CodeGearが別のCodeGearに遷移する際,必ずcontextを参照しenumで定義されたCodeGearの番号を指定し遷移する.ノーマルレベルで見た際のCodeGar,DataGerおよびcontextの関係を以下の図1に簡潔に示す. + +\begin{figure}[ht] + \begin{center} + \includegraphics[width=65mm]{pic/context.pdf} + \end{center} + \caption{CodeGear,DataGear,contxtの関係図} + \label{fig:perl6buil} +\end{figure} + +\section{CbCのInterface} +先述した通り, CbCのInterface は Gears OS のモジュール化の仕組みである. Interface は呼び出しの引数になる Data Gear の集合であり，そこで呼び出される Code Gear のエントリである.呼び出される Code Gear の引数となる Data Gear はここで 全て定義される. Interface を定義することで複数の実装を持つことができる.このInterfaceは,JavaのInterfaceやHaskellの型クラスに対応し,導入することで仕様と実装に分けて記述することが出来る. + \thispagestyle{fancy} -\begin{thebibliography}{9} +%\begin{thebibliography}{9} -\bibitem{1} +\nocite{*} +\bibliographystyle{junsrt} +\bibliography{reference} -\end{thebibliography} +%\end{thebibliography} \end{document} \ No newline at end of file