mrubyの概要とデバッガ紹介

1. mrubyデバッガの紹介
九州工業大学
田中 和明
軽量Rubyフォーラム
2015年1月30日

2. mrubyの紹介
● mruby – 軽量Ruby
– Rubyと同じ文法
– 実行に必要な資源が少ない
– Cによる機能拡張が容易

3. mrubyコンパイラ
mrubyVM
● Rubyプログラムを mrubyコンパイラ でコンパイル
mrubyバイトコード を作成する
● mrubyバイトコード を，ターゲットデバイスに入れる
● mrubyバイトコード を，mrubyVMで実行する
開発環境での開発に必要
mrubyプログラム（デバイス非依存）
ターゲットデバイスでの実行に必要

4. mrubyプログラムの
作成と動作（１）
def sum(n)
s = 0
while n>0 do
s += n
n -= 1
end
s
end
puts sum(10)
mrbc
2 000 OP_ENTER 1:0:0:0:0:0:0
3 001 OP_LOADI R3 0 ; R3:s
4 002 OP_JMP 010
5 003 OP_MOVE R4 R3 ; R3:s
5 004 OP_MOVE R5 R1 ; R1:n
5 005 OP_ADD R4 :+ 1
5 006 OP_MOVE R3 R4 ; R3:s
6 007 OP_MOVE R4 R1 ; R1:n
6 008 OP_SUBI R4 :- 1
6 009 OP_MOVE R1 R4 ; R1:n
4 010 OP_MOVE R4 R1 ; R1:n
4 011 OP_LOADI R5 0
4 012 OP_GT R4 :> 1
4 013 OP_JMPIF R4 003
8 014 OP_RETURNR3 return ; R3:sRubyプログラム
mrunyバイトコード
コンパイル
＊ 実際にはバイナリ
＊ デバイスアーキテクチャに依存しない
（エンディアン，アラインメント）

5. mrubyプログラムの
作成と動作（２）
2 000 OP_ENTER 1:0:0:0:0:0:0
3 001 OP_LOADI R3 0 ; R3:s
4 002 OP_JMP 010
5 003 OP_MOVE R4 R3 ; R3:s
5 004 OP_MOVE R5 R1 ; R1:n
5 005 OP_ADD R4 :+ 1
5 006 OP_MOVE R3 R4 ; R3:s
6 007 OP_MOVE R4 R1 ; R1:n
6 008 OP_SUBI R4 :- 1
6 009 OP_MOVE R1 R4 ; R1:n
4 010 OP_MOVE R4 R1 ; R1:n
4 011 OP_LOADI R5 0
4 012 OP_GT R4 :> 1
4 013 OP_JMPIF R4 003
8 014 OP_RETURNR3 return ; R3:s
mrunyバイトコード
mrubyVM
ロード ライブラリ ドライバ
mrubyバイトコードを実行

6. mrubyを使った
組込みソフト開発（１）
●
（準備）
最初に「mrubyXXX」を準備する
– 開発用に，mrubyをビルドする
– 「mrubyコンパイラ」「mrubyVM」
– ターゲットデバイス用に，mrubyをビルドする
（クロスコンパイラを使う）
（必要なライブラリなども作成しておく）
– 「mrubyVM」
開発環境での開発に必要
mrubyプログラム（デバイス非依存）
ターゲットデバイスでの実行に必要

7. mrubyを使った
組込みソフト開発（２）
●
（開発）
– Rubyでプログラムを作成する
– mrubyコンパイラで バイトコード を生成する
– ターゲットデバイスに バイトコード を入れる
（例えば，SDカード）
– mrubyVMで実行する
開発環境での開発に必要
mrubyプログラム（デバイス非依存）
ターゲットデバイスでの実行に必要

8. Tips
● mrubyVMでバイトコードを実行するには？
– バイトコードのファイル名
– バイトコードが格納されているポインタ
● Cによる関数の拡張は？
– Cの関数，Rubyのクラス/メソッドの
マッピングの行を記述する
mrb_define_method(mrb, fl, "+", flo_plus,MRB_ARGS_REQ(1));
Rubyのクラス名
（Floatクラスになっている）
Rubyのメソッド名
Cの関数名 引数の数
「1.2 + 2.3」は，
「(1.2).+(1.3)」なので
引数は 1 つ
（numeric.c より抜粋）

9. mrubyデバッガ
● mruby 1.1.0
– GitHub
– 軽量Rubyフォーラムから入手できます
https://github.com/mruby/mruby
http://forum.mruby.org/

10. mrubyデバッガ
● mrubyVM内のバイトコードをデバッグする
– 実行
– ブレークポイント
– 式評価（変数の参照）
– コマンドライン

11. DEMO
●
実行
●
ブレークポイント
●
式の評価

12. デバッガ仕様
● すべてのデバッガの機能はAPIとして利用できる
– 機能拡張
– 開発環境（IDEなど）からの呼び出し
– リモートデバッグ

14. mrbgemを使った開発
● Cによるmrubyの拡張の手法
● mrubyソースコードを書き換える
（あまりオススメできない）
● mrbgemsを利用する
– gitを使う

15. ライブラリ
● Git または Githubを使う
– ライブラリをソースコードから独立させて，
ビルド時に組み込む
– 「build_config.rb」ファイルに１行追加するだけ
conf.gem :github => 'kaz0505/mruby-gpio-raspi'
ラズベリーPi 用のGPIOクラスライブラリ
conf.gem :github => 'kaz0505/mruby-gpio-emuration'
PC用のGPIOエミュレーションクラスライブラリ

16. ライブラリを利用した例
● GPIOの例
– ラズベリーPi， PCエミュレーション 共通
Gpio.pinMode 1, Gpio::OUTPUT
Gpio.pinMode 2, Gpio::INPUT
Gpio.digitalWrite 1, Gpio::HIGH
Gpio.digitalWrite 2, Gpio::LOW