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% ユーザが定義したマクロなど．
\makeatletter

\begin{document}

% 和文表題
\title{Code Gear、 Data Gear に基づく OS のプロトタイプ}
% 英文表題
\etitle{}

% 所属ラベルの定義
\affilabel{1}{琉球大学大学院理工学研究科情報工学専攻 \\Interdisciplinary Information Engineering, Graduate School of Engineering and Science, University of the Ryukyus.}
\affilabel{2}{琉球大学工学部情報工学科\\Information Engineering, University of the Ryukyus.}

% 和文著者名
\author{
  伊波 立樹\affiref{1}
  \and
  東恩納 琢偉 \affiref{2}
  \and
  河野 真治\affiref{2}
}

% 英文著者名
\eauthor{
  Tatsuki IHA\affiref{1}
  \and
  Takui HIGASHIONNA\affiref{2}
  \and
  Shinji KONO\affiref{2}
}

% 連絡先（投稿時に必要．製版用では無視される．）
\contact{伊波 立樹\\
        〒903-0213 沖縄県西原町千原1番地\\
	琉球大学工学部情報工学科\\
        TEL: (098)895-2221\qquad FAX: (098)895-8727\\
        email: innparusu@cr.ie.u-ryukyu.ac.jp}

% 和文概要
\begin{abstract}
    当研究室では  処理の単位を Code Gear、 データの単位を Data Gear を用いて並列実行を行う Gears OS を開発している
    Gears OS では 並列実行をするための Task を Code Gear と Data Gear の組で表現する。
    Task の依存関係は Code Gear を実行するために必要なInput Data Gear と Code Gearで作られる Output Data Gear によって決定し、それにそって並列実行を行う。
    依存関係の解決などの Meta Computation の実行は Meta Code Gear で行われる。 
    Meta Code Gear は Code Gear に対応しており、 Code Gear が実行した後にそれに対応した Meta Code Gear が実行される。
    本論文ではGears OS のプロトタイプとして並列処理機構を設計し、 CbC(Continuation based C) で実装する。
\end{abstract}

% 英文概要
\begin{eabstract}
\end{eabstract}

% 表題などの出力
\maketitle

% 本文はここから始まる

% Introduce
\section{GearsOS}

\section{Code Gear と Data Gear}
Gears OS はプログラムの単位として Gear を用いる。
Gear は並列実行の単位、データの分割、Gear 間の接続等になる。

Code Gear はプログラムの処理そのものである。
Code Gear は任意の数の Input Data Gear を参照し、 処理が完了すると任意の数の Output Data Gear に書き込む。
Code Gear は接続された Data Gear 以外には参照行わない。

Data Gear は Data そのものを表しており、int や文字列などの Primitive Data Type が入っている。

Gears OS では Code Gear と Input / Output Data Gear の対応から依存関係を解決し、 Code Gear の並列実行を可能とする。
図\ref{fig:codeGear_dataGear} に Code Gear と Data Gear を使用した実行を示す。

Gear の特徴として処理やデータの構造が Code Gear、 Data Gear に閉じていることにある。
これにより、実行時間、メモリ使用量などを予想可能なものにする事が可能になる。

\begin{figure}[ht]
    \begin{center}
        \includegraphics[width=70mm]{./pic/codeGear_dataGear.pdf}
    \end{center}
    \caption{Code Gear と Data Gear での実行}
    \label{fig:codeGear_dataGear}
\end{figure}

\section{Continuation based C}
Gears OS の実装は本研究室で開発している CbC(Continuation based C)を用いて行う。
CbC は処理を Code Segment を用いて記述することを基本としているため、 Gears OS の Code Gear を記述するのに適している。

CbC のプログラムでは C の関数の代わりに Code Segment を用いてい処理を記述している。 Code Segment は C の関数と異なり戻り値を持たない。
Code Segment の宣言は C の関数の構文と同様に行い、 型に \_\_code を使うことで宣言できる。

Code Segment から Code Segment への移動は goto の後に Code Segment 名と引数を並べた記述するという構文を用いて行う。
この goto による処理の遷移を継続と呼ぶ。 図\ref{fig:cbc_goto} は Code Segment 間の継続関係を表している。

C では関数呼び出しを行うたび、関数の引数の値がスタックに積まれていくが、Code Segment では戻り値を持たないため、スタックに値を積んでいく必要がなくスタックを変更する必要が無い。 
このようなスタックに値を積まない継続、つまり呼び出し元の環境を持たない継続を軽量継続と呼ぶ。
軽量継続により、並列化、ループ制御、関数コールとスタックの操作を意識した最適化がソースコードレベルで行えるようにする。

\begin{figure}[ht]
    \begin{center}
        \includegraphics[width=70mm]{./pic/cbc_goto.pdf}
    \end{center}
    \caption{gotoによる Code Segment 間の接続}
    \label{fig:cbc_goto}
\end{figure}
\section{CbC での Gears OS の構文サポート}
CbC は Gears OS の構文のサポートを行う。 

Gesrs OS では Contextという接続可能な Data Gear のリストからデータを取り出して処理行う。
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 Gears OS では Context から必要なデータを取り出して Code Gear に接続する stub を定義する。
stub は Code Gear から推論することが可能のため、 CbC は自動的に stub の生成を行う。

また、Code Gear の遷移には meta computation を行うために Meta Code Gear を挟む。
CbC では Meta Code Gear への接続も自動的に行うようにする。

\section{まとめ}

\nocite{*}
\bibliographystyle{ipsjunsrt}
\bibliography{sigos}

\end{document}