つくっておぼえる！仮想マシン?直前で実装编?
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第７回 カーネル/VM探検隊で発表した、ErlangとHaskellでMIPSアーキテクチャのVMを作ったお話です。
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つくっておぼえる！仮想マシン?直前で実装编?
- 1. つくっておぼえる！仮想マシン ～直前で実装編～ 筑波大学 情報科学類 ２年 えりっく(@siritori) 筑波大学情報科学類 １年 いおりん(@iorivur)
- 2. つくっておぼえる！仮想マシン ～直前で実装編～ VM ?in ?Erlang 筑波大学 情報科学類 ２年 えりっく(@siritori)Haskell ? VM ?in ? 筑波大学情報科学類 １年 いおりん(@iorivur)
- 3. じこしょうかい ?? えりっく –? ちゃんと筑波大学に通っています –? あ、単位も全部来ました –? 趣味はマッサージとしりとり –? 最近はTwitterに流れるつぶやきのリアルタイ ムな話題推定技術の研究とかしてる –? Erlangでサーバ書いて遊んでる(よばれた通知とか) –? 興味あるもの : Erlang, 自然言語処理, 機械学 習, (比較的)低レイヤなもの
- 4. じこしょうかい ?? いおりん –? Verilogでカメラを制御して受験を生き抜いた –? Arch Linux / Debian GNU/Linux使い –? sgi O2やcobalt qubeなどにNetBSDを入れ てpkgsrcしてあそんでる。 –? 高校ではロボットをつくってました
- 5. 第６回のとき... 『つくっておぼえる！仮想マシン～妄想編～』 という名前で発表 本人は当時のスライドを紛失(何話したっけ？) 当時言ってた要約 : ?MIPSアーキテクチャVMを ?Erlangで実装する
- 6. 2012. 4/3ごろ
- 7. 2012. 4/3ごろ あ、作ってない。 作って発表するか?ω? あとつくばの活きのいい学生誘って来ました
- 8. というわけで実装してみました ?? 昨日頑張りました(つくばACハッカソン) ?? RISCでも時間の制約には勝てなかった ?? @siritori 「約束通りErlangで書くー」 ?? @iorivur 「じゃあぼくHaskellで書くー」 ?? ※ふたりとも手続き型言語では意地でも書かない ?? 関数型言語の抽象化のエッセンスを学びつつ、MIPS アーキテクチャも知りたい＞＜ ?? というわがままなテーマです
- 9. あーらん Erlang ?? (」?ω?)」あー！(/?ω?)/らんー！ ?? アクターモデルな並列指向言語 ?? 純粋でない関数型言語(な見た目) ?? 隣の勉強会のHaskellerたちからしたら虫酸が走る ?? 電話交換機とかのバックエンドで使われてた ?? OTPというすごいフレームワークを触るためのlang
- 10. いーらんぐ ? って言うな(?；ω；) あーらん Erlang ?? (」?ω?)」あー！(/?ω?)/らんー！ ?? アクターモデルな並列指向言語 ?? 純粋でない関数型言語(な見た目) ?? 隣の勉強会のHaskellerたちからしたら虫酸が走る ?? 電話交換機とかのバックエンドで使われてた ?? OTPというすごいフレームワークを触るためのlang
- 11. リポジトリとか ?? RECRIO(れくりお)ってコードネームでな んとなく開発開始(RECRIOを入れ替えると) ?? githubにおきました(ついさっき) –? http://github.com/siritori/recrio ?? 「こういう書き方はあんまよくない」とか あったら教えて下さい＞＜
- 12. できてるところ ?? 32bitのバイナリいぢるユーティリティ書いた ?? 「何番地に～というデータをおく」というのを 受け取って配置してからプログラムカウンタを 設定して動作する ?? 例外処理するためにメッセージ送信ができるよ うにしといた(退避とかはまだ) ?? メモリアクセスとか算術命令とか分岐命令の一 部ができてる
- 13. できてないところ ?? やっぱりカーネル/VM探検隊だとELFローダも 書けてないのに発表するのは心苦しいです ?? 例外飛んでから処理に飛んでいくところ(MIPS の例外処理の理解が怪しいので教えて下さい) ?? コプロセッサあたりの実装(??ω:;.:... ?? ErlangのくせにOTP使ってないとかErlangじゃ ないですよねごめんなさい
- 14. ふええ＞＜っち ?? 前にも話した気がするけどErlangにはバ イナリデータのパターンマッチング構文が ある(通信系だから？) ?? ABBCCCCCみたいなビット列があったら、 <<A:3, B:2, C:5>> = Data とかでマッチ できる ?? いやなんかこうこういう構文あったら命令 フェッチしたくなるじゃない？
- 15. ふええ＞＜っち exec(<<16#08:6, Rs:5, Rt:5, SignExtImm:16>>) -> なんとかかんとか ↑addi命令の場合(OpCodeが0x08なI型命令) こんな感じで以下の命令が実装してあります(｀?ω??) add, addi, addiu, addu, and, andi, or, ori, xor, xori, sll, srl, sllv, sra, srav, sw, lw, slt, slti, lui, j, beq, bne, break, jal, jalr
- 16. ふええ＞＜っち exec(<<16#08:6, Rs:5, Rt:5, SignExtImm:16>>) -> なんとかかんとか ↑addi命令の場合(OpCodeが0x08なI型命令) こんな感じで以下の命令が実装してあります(｀?ω??) add, addi, addiu, addu, and, andi, or, 今日起きてから実装 ori, xor, xori, sll, srl, sllv, sra, srav, sw, lw, slt, slti, lui, j, beq, bne, break, jal, jalr
- 17. 記憶領域やレジスタの話 ?? レジスタとメモリ : ETS (Erlang Term Storage) ?? メモリアクセスが4の倍数だけでよかった ?? プログラムカウンタや原因レジスタ、EXPレジ スタ、メモリテーブルへの参照をぜ～んぶ Contextとして持ち回るような設計に(並列実行 への布石)
- 18. 命令の実装 ?? 名状しがたい高階関数のようなものを使って できるだけうまいこと抽象化しながら実装 ?? すべての割り込みはメッセージ送信！ self() ! {invalid_address, XXXX} ?? 外部からの割り込みもメッセージ送信
- 19. 感想 ?? 数値の演算がC言語の10倍くらい遅いと言われ るErlangだけど、バイナリの操作はすごく簡単 だった(○ ω ○) ?? このMIPSのVMを複数立ち上げるのも朝飯前だ し、MIPSがWeb上で遊べるサービスとか作れ そう ?? 競技プログラミングの採点システムとかになっ たらいいね(*??ω?)(?ω?｀*) 速度面... ?? MIPSアーキテクチャのいい勉強になった
- 20. はすける Haskell ?? (」?ω?)」はすー！(/?ω?)/けるー！ ?? 純粋な関数型言語 ?? やたら型にうるさいのでコンパイルに大体の問題が 片付く(らしい) ?? 手続き的なものは「みんな、Monadになる。」
- 21. できてるところ ?? インタラクティブにMIPSアセンブリを叩けるUI書いた ?? 叩いたアセンブリが機械語に変換されてメモリに書かれ ていく ?? メモリアクセスの一部とか算術命令ができてる ?? メモリから自動で読み込んで走るモードにおちる
- 22. できてないところ ?? 例外、コプロセッサ命令、ジャンプ命令 ?? 綺麗なレジスタダンプ ?? わかりやすくて親切なUI ?? 一般的なアセンブリシンタックス入力
- 23. 実装 ?? システムの内部状態をすべて再帰でとりま わす->再帰がそのままクロックのようなイ メージ ?? 関数のパターンマッチやcase文で命令を デコード
- 24. デモとか