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cybozu-labs-youth-10th

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第10期ラボユース成果発表会での発表資料.
https://labs.cybozu.co.jp/en/

Drumato

March 30, 2021
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Transcript

  1. 一年間まとめ • x86_64/AArch64コードの生成ができるコンパイラを設計/実装した ◦ 生成コードの効率は悪いが,Typed ASTという中間表現を用いてシンプル • x86_64用のELFを生成するミニツールチェーンを実装した ◦ 上記コンパイラ+アセンブラ/リンカが協調動作する

    • 高い抽象度を持たせたRust用ELFライブラリを開発した • 上記ライブラリでTUI版readelfを実装した • 既存のリンカスクリプトの欠点を考察し,一つのアイデアを提案した ◦ 後ほど解説
  2. 一年間で達成できた目標#実装物 • peachili … 自作言語とそれをサポートするコンパイラ ◦ アセンブラとリンカをシンプルにするため,Bundlerが動いて依存関係を解決しグラフを構築 ◦ 複数のファイルで構成されたPeachiliコードから,最終的に単一のアセンブリファイルを生成 •

    asmpeach … x86_64のアセンブラ ◦ 構成としては,アセンブリファイルのパーサ/命令の変換/オブジェクトファイルの生成 • pld … x86_64のstatic linker • elf-utilities … RustでELFをスマートに使えるライブラリ ◦ できるだけスマートに使えるように多くを抽象化している ▪ ex. セクション追加時にユーザがehdr.e_shnumをインクリメントしなくていい等 • elfpeach … TUIで操作できるreadelf ◦ これも最低限の機能しか持っておらず,実質プロトタイプ • py-linkage … Linker Script Generator(ただしプロトタイプ) ◦ これについては後述
  3. 一年間で達成できなかった目標 • コンパイラのアーキテクチャは結局初歩的なものだった ◦ スタックマシン実装であり,生成コードの効率は非常に悪い ◦ SecHack365参加時はなんちゃってレジスタマシン実装だったが,よっぽど速い ◦ 最適化パスは実装できなかった •

    作りたかった言語機能のいくつかを保留にした ◦ Arena Allocatorのような標準ライブラリ ◦ RustのEnumやZigのtagged unionのような機能 ◦ Goのような言語組み込みのテストフレームワーク
  4. Linker Script Generator#background • 既存のリンカはconfiguration interfaceにリンカスクリプトを用意 • リンカスクリプトは重要かつ便利だが,学習コストが高い ◦ 特に日本語のドキュメントは少なく,理解しづらい

    • section size/location pointerの計算など,ある程度表現力を持つ ◦ yamlなどの(学習コストが低くて)読みやすい形式では代替できない ◦ "スクリプト"の機能がなければならない
  5. Linker Script Generator#proposal in Python • 新たに文法を覚える必要はない ◦ 普通のPythonライブラリを使ったコーディング •

    Pythonの計算を経由して,最終的に数値がハードコードされたyamlを生成 ◦ 出力フォーマットを指定でき,リンカスクリプトのフォーマットも吐ける ▪ 既存リンカ/自作リンカのどちらでも役立つ • 別にPythonじゃなくても,"スクリプト"レベルのフットワークで書ければ良い
  6. Linker Script Generator#proposal in Python • 現状はほぼプロトタイプであり,机上の空論 • 鋭意実装中 ◦

    elf-parserとfile-translator, リンカスクリプトの仕様に即した計算機能