mruby入門～組込みソフト開発を効率アップ～

SEC先端技術入門ゼミ

九州工業大学 情報工学部田中 和明

RubyAssociation軽量Rubyフォーラム

質問 - 1● Ruby/mrubyを知っていますか？

A ：Rubyもmrubyも知っているB ：Rubyは知っている

　（mrubyは知らない）C ：Rubyもmrubyも知らない

Rubyとmruby● Ruby

– オブジェクト志向プログラム言語ISO30170 / JIS X 3017

– Webアプリケーション開発では標準的な言語● mruby

– Rubyの仕様に従って，軽量化した言語– 実行時に必要なリソースを少なくする

質問 - 2● 組込みシステムの開発費内訳

– (1) (2) (3) に入るのは？

（1）

（2）

（1）（3）

システム開発費

その他共通費用

A ：ハードウェア（電子系）B ：ハードウェア（機構系）C ：ソフトウェア

IPA 「組込みソフトウェア産業の現状と課題」より抜粋

組込みシステムの開発をスムーズに行うには？

● 状況に応じて，適切な手法を選択する

● 選択肢の一つとしてmrubyを

銀の弾丸は無い

武器の種類は多いほど有利である

Rubyが使われる理由● ソフトウェア開発がしやすい

– 開発者のためのプログラム言語である（まつもとゆきひろ氏）

● プログラムの可読性が高い– 自分のプログラム，他人のプログラムを

理解しやすい● 多くのライブラリが用意されている

質問 - 3Rubyのプログラム

● 次のプログラムの振る舞いを推測できますか？

ary = [1, 2.3, "abc", [1,2]]

for data in ary do p data*2end

◯ ×

一応，解答です

ary = [1, 2.3, "abc", [1,2]]

for data in ary do p data*2end

24.6"abcabc"[1, 2, 1, 2]

Rubyで組込みソフトを開発

● Rubyインタープリタが多くの資源を必要とする– 数十MBのメモリ– 数百msの初期化

かなり無理

mruby開発へ● Rubyの特徴（開発者に優しい）を

組込みソフト開発へ導入する

● 経済産業省地域イノベーション創出研究開発事業「軽量Rubyを用いた組込みプラットフォームの研究・開発」

● 2010年～2012年

mrubyのその後● コミュニティによる開発が継続

● NPO法人 軽量Rubyフォーラムmrubyのリリース，技術情報開発方針，ツール開発

http://www.mruby.org/

http://forum.mruby.org/

Rubyプログラムの実行Ruby

ソースコード

コードの解析

中間コードの生成

実行

質問 - 4● Rubyプログラム実行で，

もっとも資源を使う処理は？ Rubyソースコード

A : コードの解析

B : 中間コードの生成

C : 実行

mruby● Rubyコンパイラを作れば良い！

● CやJavaのようなコンパイルでは不十分Rubyの良さが失われてしまう

Rubyは動的な言語である

（参考）動的とは？

ary = [1, 2.3, "abc", [1,2]]

for data in ary do p data*2end

この「*2」の具体的な実装はどうする？実行される時まで，実行内容はわからない

意義あり！

（参考）動的とは？● 先の例は， C++の仮想関数でも実現できる● では以下のようなプログラムは？

def func(n) return n+1end

if rand(1..2)==1 then def func(n) return n*2 endend

p func(5)

頑張ればできると思うが．．．

mruby● Rubyに特化したコンパイラと実行環境

● さまざまな実行環境に対応する– 他機種への対応：– 実行環境に依存する部分だけを

実装するだけで良い

さらに・・・

mrubyコンパイラ● Rubyソースコードをコンパイルして，バイトコードを得る– バイトコード： バイナリ形式

mruby VM● mrubyのバイトコードを実行する

バイトコードの実行

デバイス依存部分

デバイス

mruby VM新規デバイスへの対応：この部分を開発する

gems● mrubyで利用できるライブラリ● mrubyVMの機能を追加できる● （例） socketを使いたいIIJが github で公開している gem を入れる次の1行を「build_config.rb」に追加する

conf.gem :github => 'iij/mruby-socket'

（OSのsocketシステムコールのwrapper）

質問 - 5● mrubyVMが必要とするメモリ量は？

A ：20KBB ：200KBC ：2MBD ：20MB

答え● オープンソース版（githubで公開中）

● 研究開発段階

RAM=150KBROM=250KB

RAM=20KBROM=40KB

質問 - 6● 最後に，私からの質問です．● もっとも期待するのはどれですか？

（1つだけ）A ：開発環境

コンパイラや書き込みツールなどB ：評価ボードの入手

実際に試してみたいC ：技術情報や事例紹介

検証したい，情報が必要D ：コンサルティング

自社の製品・サービスに適用できるか？

DEMO

参考資料● mrubyの入手

● mrubyVMのビルドに必要な環境

http://www.mruby.org/http://forum.mruby.org/

Cコンパイラ（C99相当, VMを生成する）bison（最初に一度だけ必要）Ruby（ビルド処理に必要）

ターゲットデバイス用のクロス開発環境