1. ポータブルコンポーネント
マネージャの実装
松坂要佐
産業技術総合研究所
SI2011 RTミドルウェアコンテスト

2. Portable?
• Port ＝ 港
– 大航海時代、各国に様々な規格の港が存在
– うまく作られた船でないと入港できない
– Portable ＝ 様々な規格に対応可能の意
• 類語
– Porting ＝ 移植作業

3. コンポーネント開発&配布の問題
• OpenHRIの例
– 開発当初（2009年半ば）の想定環境
• サポートプラットフォームはLinuxのみ
• ロボット（組み込み）向けパッケージング
– ユーザの声
• Windows版も欲しい！
– 現在の想定環境
• LinuxとWindowsをサポート
• 両環境のインストーラ

4. コンポーネント開発&配布の問題
結果としてこの判断は正しかった：
• 玄人と思っていたユーザも使っているのは
Windows版
• ロボット以外のアプリケーション
しかしながら負担も大きい：
• 開発環境（GCCからVC）をスイッチする手間
• 新しい環境（例えばARM）にどれだけ対応？

5. Javaの世界
- Write once. Run anywhere. -
• Javaソースコードを中間コード（Javaバイト
コード）にコンパイル
• 中間コードはプラットフォームに非依存
• 各プラットフォーム上で動く中間コード実行器
（JVM）
⇒中間コードはどのプラットフォームでも動く！
リアルタイムシステムでは問題も、、、

6. リアルタイムシステムとJava
• Javaはガベージコレクションを基幹部分に持
つ言語
• ガベージコレクション中はすべてのスレッドが
停止
• ガベージコレクションは非同期で起動
• リアルタイムシステム構築には特別な配慮が
必要

7. JavaとRTミドルウェア
• OpenRTM-aistはJava用も存在
• リアルタイムシステム用の配慮（平野ら）
S.Hirano, R.Qu, T.Kubota et al., “RTM on
Java/HORB: Eclipse meets RT Components,” OMG
Robotics DTF meeting, Washington DC, 2006.
• 一般開発者がどれだけ配慮可能かは不確実

8. 中間コードはJavaのもの？
• Javaバイトコードはあまりに有名
• 中間コード＝Javaの専売特許という誤解
• 近年、非常に注目を集めつつあるコンパイラ
技術「LLVM」

9. LLVM
- Low-Level Virtual Machine -
• 2000年にイリノイ大学で開発が開始
• 背景
– 複雑になりすぎたGCCのソースコードを整理
– アルゴリズムレベルの最適化とプロセッサレベルの最適
化を分離（中間コードの導入）
– C, C++, Objective-C, Fortranをサポート
– x86, ARM, ....をサポート
• 現状
– iOS開発の標準コンパイラ
– FreeBSDの次期標準コンパイラ

10. LLVM
- Low-Level Virtual Machine -
C++ x86
C++用LLVM x86用LLVM
ソースコード LLVM
フロントエンド バックエンド ターゲット
バイトコード
フロントエンド開発者 バックエンド開発者
（アルゴリズムレベルの最適化に注力） （プロセッサレベルの最適化に注力）

11. JVMと比較したLLVM
• C, C++, Objective-C, Fortranをサポート
• ガベージコレクション「も」サポート
– ガベージコレクションを排除可能
• 逐次コンパイルと事前コンパイルによる実行
• ガベージコレクション排除＆事前コンパイル
条件であればリアルタイム要件を達成可能

12. （参考）LLVMのリアルタイム性能評価
模擬的に作成したPID制御コンポーネントで計測@Intel Core i7 2.8GHz
LLVMは本格的なコンパイラ技術でありGCCとほぼ変わらない性能を持っている

13. OpenRTM-aistのマネージャ機構へ
のLLVMバックエンドの組み込み
• 既存のマネージャ機構
x86-Linux用 ロード
CORBA コンポーネント x86-Linux
コンポーネント
サービス マネージャ ターゲット
バイナリ
RT-SystemEditorやrtshell等
の管理ツール

14. x86-Linux用
CORBA コンポーネント x86-Linux
サービス マネージャ ターゲット
C++ （LLVMバックエンド）
コンポーネント
ソースコード
ARM-Linux用 ARM-
LLVM CORBA コンポーネント Linux
バイトコード サービス マネージャ ターゲット
（LLVMバックエンド）
x86-Windows用
CORBA x86-
コンポーネント
サービス Windows
マネージャ
（LLVMバックエンド） ターゲット

15. デモンストレーション
• インストール方法については付録A
• 実行方法については付録Bを参照

16. まとめ
• Portability（移植性）の高いRTコンポーネント
実現の手段として
– LLVMバイトコードへのコンパイル環境の整備
– マネージャへのLLVMバックエンドの組み込み
– プラットフォームに依存しないコンポーネント配布
が可能に
• 想い
– そろそろ組み込みボードでもコンポーネントを動
かしたい
– コンポーネントのクローズドソース配布にも案外メ
リットは多い

17. 付録A:インストール方法
１．gitレポジトリからのチェックアウト
$ git clone git://github.com/yosuke/OpenRTM-aist-portable.git
２．コンパイルとインストール
$ cd OpenRTM-aist-portable
$ ./build/autogen
$ ./configure
$ make
$ sudo make install
３．LLVMのインストール
http://llvm.orgを参照（要バージョン2.9以上）

18. 付録B:実行方法
１．コンポーネントのLLVMバイトコードへのコン
パイル
$ prtcc PIDComp.cpp
２．マネージャの起動
$ rtcd -d （各ホストで）
３．コンポーネントのロード（要rtshellの最新版）
$ rtmgr manager.mgr -l PIDComp.bc