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+++ b/paper/chapter3.tex	Mon Feb 11 16:38:51 2019 +0900
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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。
+%

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+++ b/paper/main.tex	Mon Feb 11 16:38:51 2019 +0900
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 %\input{chapter3.tex}
 %
 %% 実装
-%\input{chapter4.tex}
+\input{chapter4.tex}
 %
 %% 評価
 %\input{chapter5.tex}