Rubyの御先祖CLUのお話（原本）

Rubyの御先祖
CLUのお話

clu2c動態保存整備士
東平洋史

内容

• プログラミング言語CLUの特徴
• 東京工業大学情報科学科木村泉研究室とCLU

プログラミング言語CLUの特徴(1)
• MITのBarbara Liskov考案(1974)
• 強い型付
• コンパイル時に全てのオブジェクトの型が決まる
• でも、任意の場所で変数宣言可能
• 抽象型(クラスタ)を定義可能
• 具体表現は外から隠蔽
• 継承はできない
• 複数の戻り値が可能
a:int, b: real := type$procedure(c, d)
• 変数の値は全てヒープ上のオブジェクト
• Garbage Collection

プログラミング言語CLUの特徴(2)
• イテレータ
• 例外処理
• 伸縮自在な配列
• 書き換え可能なオブジェクト
• 書き換え不能なオブジェクト
• パラメータ機能

イテレータ
• for文から呼び出す • まつもとゆきひろ著「Rubyist
for i:int in int$from_to(1,100) do のための他言語探訪【第 2
... 回】 CLU」より
end – イテレータの定義の仕方は驚く
ほど Ruby に似ています。真似
したんだから当然です。元々
• ユーザ定義可能 Ruby のブロックは CLU のイテ
from_to=iter(first:int, last:int) レータに似たものを実現するた
yields(int) めにデザインされたからです。
n:int := first
while n <= last
yield(n)
n := n + 1
end
end from_to

例外処理
• signal文で例外発生 • まつもとゆきひろ著「
Rubyist のための他言語
signal 例外名[(値, …)] 探訪【第 2 回】 CLU」よ
り
• except文で例外捕捉 – Ruby が例外処理を持つ
のは CLU の影響だと思
例外を発生する文います。
except when 例外1: 文…
when 例外2:文…
…
others: 文…
end

Syntax Sugar(構文糖)

任意の型(クラスタでも)で次の表現を使用可能
↓構文糖の一部
•type$add(a, b) ⇔ a:type + b:type
•type$sub(a, b) ⇔ a:type - b:type
•type$mul(a, b) ⇔ a:type * b:type
•type$div(a, b) ⇔ a:type / b:type
•type$get_name(a) ⇔ a.name
•type$set_name(a, 式) ⇔ a.name := 式

伸縮自在な配列array型

B C D E ← F 後ろに追加
↓
A → B C D E F 先頭に追加
↓
A B C D E F → F 後ろから削除
↓
A ← A B C D E 先頭から削除
↓
B C D E

書き換え可能な型と書き換え不能な型

• 例：配列
– array
• 要素の書き換え、参照が可能。
• 要素の追加と削除も可能。
• 動的に値が変わる変数に使用
– sequence
• 要素の書き換えは不能。参照のみ可能。
• 要素の追加と要素の削除を行なう場合はオブジェクトを
作りなおす。
• 値が変わらない静的な変数に使用

クラスタの例(int型のスタック)
intstack=cluster is pop=proc(r: cvt)
new, push, pop returns(int)
rep=array[int] signals (empty)
new=proc() returns(cvt) return(rep$remh(r))
return(rep$new()) except when
end new bounds:
push=proc(r: cvt, x: int) signal empty
rep$addh(r, x) end
end push end pop
end intstack

パラメータ機能の例
stack=cluster[t: type] is pop=proc(r: cvt)
new, push, pop returns(t)
rep=array[t] signals (empty)
new=proc() returns(cvt) return(rep$remh(r))
return(rep$new()) except when
end new bounds:
push=proc(r: cvt, x: t) signal empty
rep$addh(r, x) end
end push end pop
end stack

CLUのプログラム例
start_up = proc()
stdout:stream:= stream$primary_output()
stream$putl(stdout, “Hello World!”）
end start_up

東京工業大学木村泉研究室と
プログラミング言語CLU
• MITのBarbara Liskov考案(1974)
• 東京工業大学理学部情報科学科木村泉研究室で使用開始
(1979以前)
• CLU処理系をFACOM230-45S、HITACMシリーズヘ移植
(1979以前)
• CLUを授業に使用
• CLUマシン作成(1985夏～1992)
• Lispマシンと似たコンセプト
• CLU処理系nclu作成(1985以前)
• 2バイト文字使用可能
• !記法
• CLU処理系clu2c作成(1991～1998頃)
• CLUをCのプログラムに変換

CLUマシン
• CLUで実装
– 一部、アセンブラを使用
• CLUの特徴(特にデータ抽象型)を活かした実装
• 単一言語系
– 走らせるプログラムはCLUで記述したもののみ
• ダイナミックリンカ使用
• 文字は16ビットに統一
– 英字も日本語文字なども使用可能

CLUマシンプロジェクト参加者
• 久野靖(指導者) • 関啓一
• 暦本純一(オブザーバ) • 吉屋英二
• 鈴木友峰 • 藤崎智宏
• 荒井俊史 • 伊藤義行
• 中村秀男 • 木原誠司
• 佐藤直樹 • 江原善
• 二瓶勝敏 • 地引昌弘
• 明石修 • 富沢信行
• 根岸康 • 牛嶋哲
など

nclu
処理系CLUの拡張(new CLU? 日本語CLU?)
•MIT製処理系cluを改造 •!記法
•2バイト文字使用可能 – 暦本純一氏考案の構文
– 木村泉先生の要望糖
a!proc(b) ⇔ type$proc(a, b)
– 識別子に多バイト文字使
用 – .はすでに使われていた
a.name := b ⇔
– 演算子にも多バイト文字
type$set_name(a, b)
使用
a.name ⇔ type$get_name(a)
– 久野靖氏「CLUは立派な
オブジェクト指向言語に
昇格」←少し言い過ぎ
(^^;

ncluを使ったプログラムの例
赤字は2バイト文字使用部分
ｓｔａｒｔ＿ｕｐ＝ｐｒｏｃ（）
標準出力:stream:= stream$primary_output()
for i:int in int$from_to(1, 5) do
標準出力!ｐｕｔｌ（”No. ” ｜｜ｉ！ｕｎｐａｒｓｅ（） ||
” Hello World!”）
end
end start_up

CLU処理系clu2c
• CLUをCに変換する処理 • 以下のプログラムで構成
系 – clu2c
• CLUとCで実装 • CLUをCに変換するプログ
ラム
• GCは Boehm GC を使用 • MIT製処理系cluを改造
– 主にコード生成部を作成
– plink
• パラメータ機能の分析
• ユーザは直接呼び出さな
い。clulinkが呼びだす。
– clulink
• 基本ライブラリ、GCライブラ
リとリンクし、実行形式を生
成

clu2cプロジェクト参加者
• 江原善(初代リーダー) • 森村健司
• 木原誠司(コンパイラ実装) – Human68k、MS-DOSへの移植
• 地引昌弘(デバッガなど) • 森玲人(デバッガ担当)
• 孫音(ライブラリ実装) • 東平洋史(最適化など)
• 牛嶋哲(二代目リーダー) など
– 日本語文字使用部分実装プロジェクト終了後
• 富沢伸行(ライブラリ実装) • 前田修吾さん
• 浦野幹夫(ライブラリ実装) – Linuxへの移植およびPorts化
• 野澤義雄(ライブラリ実装) • 東平洋史
– 前田さんの改造をCLU使用部
• 林智子(ライブラリ実装)
分に反映
– Cygwin、Ubuntu 9.04への移植

clu2c現在の状態
開発自体は終了
• 木村泉先生退官により木村泉研究室消滅
• 東工大理学部情報科学科での公開は終了
• 現在は「動態保存」
– 実用されなくなった機械類を、操作や運用が可能な
状態で保存しておくこと。「デジタル大辞泉」より
• こちらでソースを公開中
– http://touhei.sakura.ne.jp/clu2c/
– http://sourceforge.jp/projects/clu2c/

clu2cに残る課題
いずれもプロジェクト終了後に発生したもの
• UTF対応
– ISO-2022-JP、Shift_JIS、EUC-JPには対応済み
• 64ビットOSへの対応
– 32ビットアプリケーションとしてなら動作する
– 64ビットアプリケーションとして動作するかは未検証
• Boehm GCは64ビットアプリケーションに対応済み
• ポインタ関連の改修が必要か?

まとめ
• プログラミング言語CLU • 東京工業大学木村泉研
の特徴究室とCLU
– 強い型付け – CLU処理系の移植
– 抽象型 – CLUマシン
– 複数の戻り値 • CLU言語を命令セットとす
るOS
– イテレータ
– nclu
– 例外処理
• 2バイト文字使用
– パラメータ処理 • !記法
などなど – clu2c
• CLU→C→実行形式
– CLUを授業に使用

参考文献
• CLU Reference Manual
– Liskov, B., Atkinson, R.R., Bloom, T., Moss, E.B., Schaffert,
R. and Snyder, A. 著
– http://publications.csail.mit.edu/lcs/specpub.php?id=793
• CLUとその仲間たち
– 久野靖著
– 共立出版 bit 1989年5月号～12月号
– http://www.oreilly.co.jp/books/9784873113630/#files
• 開発効率と移植性を重視したCLU言語処理系の作成
– 江原善著
– 東京工業大学理工学研究科情報科学専攻修士論文
– http://touhei.sakura.ne.jp/clu2c/clu2c-thesis.tar.gz

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