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**Turing Complete FM**

プログラミングとコンピュータサイエンスについてのディープな話をするポッドキャストです。

Latest Episodes:

21. 東大CPU実験でRISC-Vプロセッサを自作した話 (高橋祐花) Jun 02, 2018

Show notes

東大の授業ではCPUやコンパイラを作ってレイトレイサを動かすという授業があります。高橋さんのチームはRISC-Vプロセッサを実装して汎用OSを動かそうとしました。その話を伺いました。

出演者: 高橋祐花 (@00_)、Rui Ueyama (@rui314)

https://turingcomplete.fm/21

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イントロ (0:00)
CPU実験のコア係とコンパイラ係 (1:46)
CPU実験と商業的なプロセッサとの比較 (6:43)
CPUシミュレータ作成係 (9:29)
コアのデバグの辛さ (10:58)
Intel 4004（Intel最初のCPU）の設計の話 (13:08)
チップアート（シリコンの上の微小な落書き） (14:20)
各社のCPUID命令 (15:33)
コア係をするかコンパイラ係をするか (17:43)
自作CPUにLinuxを移植したかったが頓挫 (19:55)
1日で代替の自作OSを作成 (21:01)
自作OSはマルチタスクもサポート (27:11)
ユーザスレッドとカーネルスレッド (28:16)
自作CPU作成に必要な機材 (31:41)
ミニマムなCPUを作って最小限の命令を次第に足していく (34:21)
自作CPUではDRAMは使っていない (40:23)
SRAMとDRAMの解説 (41:24)
浮動小数点数の演算はIPコアを使ってよいルール (43:24)
浮動小数点数の丸めモード (45:48)
IOはUARTでシリアル通信をサポート (48:20)
UARTはデバグが辛い (49:33)
暗中模索になりがちな低レイヤのデバグの話 (50:54)
命令セットにはRISC-Vを選択 (54:09)
Linuxが動くCPUを作るのは大変 (55:44)
ELFフォーマットのカーネルをロードするのも面倒 (57:56)
MMUを実装する必要性 (1:00:19)
1stコアはハーバードアーキテクチャ (1:01:56)
MMUの解説 (1:04:05)
残り5日でOSを実装 (1:05:52)
タイマ割り込みはクロックを数えて実現 (1:06:54)
自作CPUをメインで作った3人は公立高校出身 (1:08:56)
RISC-Vなのでgccの移植は不要 (1:14:04)
CERNの仕事を学業と比べると (1:16:17)
牧場系スマホゲームとスーパーエンジニア (1:18:49)
ドラクエの乱数調整でのリアルタイムアタック (1:21:21)
学祭でのドラクエのリアルタイムアタック (1:25:20)

20. Nintendo Switchのハッキングとコンピュータセキュリティ (るくす) May 27, 2018

Show notes

るくすくんと一緒に、デバグ例外を使ってx86プロセッサ上のOSのセキュリティホールをつく手法や、Nintendo Switchのハッキング、ゲーム機のセキュリティなどについて話をしました。

出演者: るくす (@RKX1209)、Rui Ueyama (@rui314)

https://turingcomplete.fm/20

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イントロ (0:00)
るくす君がカーネギーメロン大学に客員研究員として1年間行きます (1:30)
POP SSデバグ例外を使った脆弱性 (10:47)
セグメントレジスタを変更する命令に対するデバグ割り込みだけは特別扱いになるというCPUのマイナーな仕様を誰もよく理解していなかった (19:17)
OpenBSDの強いセキュリティ (25:10)
低レイヤのマイナーな仕様の不理解を突く脆弱性はまだまだあるはず (29:52)
Nintendo Switchのハッキングやエミュレータの作成 (36:47)
Switchで任意コードが最高権限で実行できるファームウェアのバグが最近見つかった (37:49)
USBからのデータを正しく検証していないという、SwitchのブートROMのバグ (42:00)
スーパーファミコンの「セキュア」チップ (47:33)
スーパーマリオの最短時間クリア記録 (54:50)
高品質なアスキーアートを生成する論文 (59:43)
AlphaGoの次はスタークラフトで人間に勝つのが目標 (1:06:58)
John CarmackとSteve Jobsの思い出 (1:11:11)
マスターとPhDとその後 (1:13:48)

19. Gauche Schemeのスタックとヒープのハンドリング (川合史朗) May 21, 2018

Show notes

川合史朗さんが作っているScheme処理系Gaucheの実装について、特にメモリ管理やクロージャ、継続の実装などに焦点を当てて話をしました。最近のCPUでは単純にJITしても速くならない理由などについても話をしています。

出演者: 川合史朗 (@anohana)、Rui Ueyama (@rui314)

https://turingcomplete.fm/19

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イントロ (0:00)
Schemeのストレージモデルではすべてが無限エクステント (1:06)
関数呼び出しのモデルとアクティベーションレコードのアロケーション (4:34)
SPARCのレジスタウィンドウ (9:20)
Alphaの速さの秘密 (12:41)
大コケしたIntel Itaniumプロセッサ (14:11)
GoのGC停止時間の劇的な改善 (16:55)
ページテーブルのダーティービットをユーザプログラムから使う話 (20:14)
Goの分割スタック機能 (23:07)
クロージャを作ったときに使ってない変数を不必要に掴んでしまう問題 (25:54)
32ビットハッシュ値を大量に作ると32ビットマシンで偽ポインタがたくさんできてしまう問題 (27:44)
決してreturnしないCプログラムにコンパイルするScheme処理系 (33:00)
タグ付きポインタ (41:23)
C言語の仕様を満たすためのBoehm GCの機能と、それを使いたくない理由 (46:10)
64ビット浮動小数点数をなるべくヒープにアロケートせずに扱いたい (50:30)
16ビット"Brain"浮動小数点フォーマット (55:27)
Gaucheの正規表現エンジン (56:44)
Scheme→C→Schemeという呼び出しをした先で継続を取得すると限定継続になる (1:00:19)
Schemeスタックからヒープへのコピー (1:04:44)
末尾呼び出しはスタックを消費しないように手続きを呼び出す (1:05:50)
Chez Schemeでは多値ありと多値なしの2つの継続を渡す (1:10:29)
最近のCPUの分岐予測の賢さとMeltdown & Spectre (1:13:16)
Gaucheを単純にJIT化してもCPUの分岐予測が賢いのでそれだけでは速くならない (1:20:08)
社会的や経済的理由で速くなる言語 (1:25:05)
リテラルで書けるオブジェクト (1:27:29)
正規表現リテラル (1:28:32)
マップのリテラル (1:30:55)
Gaucheのハッシュテーブルとハッシュ衝突攻撃 (1:36:41)
TCFMの難易度 (1:39:24)

追記

CPythonはリファレンスカウンタを使っていますが、Pythonの言語仕様自体では必須とはされていません。

18. セキュキャン、LLVMプロジェクト、コンピュータサイエンスの書籍 (hikalium) May 14, 2018

Show notes

hikaliumのセキュキャン体験、コンピュータセキュリティ、LLVMプロジェクト、コンピュータサイエンスのおすすめ書籍などについて話をしました。

出演者: hikalium (@hikalium)、Rui Ueyama (@rui314)

https://turingcomplete.fm/18

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イントロ (0:00)
セキュキャン2018ではセルフホストできるCコンパイラの作成を目指す (1:10)
IRC、Slack、シンギュラリティ (7:15)
hikaliumのセキュキャン2016体験話 (9:24)
イーサネット（10BASE-T）の物理的なワイヤフォーマット (10:37)
謎のボードを気合いで解析するお題 (21:31)
USBメモリを使ってアメリカとイスラエルがイランの核計画を妨害した話 (25:07)
セキュアなオリジナルCPUの開発 (32:30)
セキュキャンの講師はどう選んでいるのか (40:59)
コンパイラ業界の景気の良さ (43:28)
hikalium、Cコンパイラを書く (45:04)
演算子優先順位文法 (47:55)
LLVMプロジェクト (52:30)
本のプレゼント企画 (1:11:21)

追記

イーサネットフレームはCRC32をチェックサムに使っています。

17. Gauche Schemeの基本デザインの選択理由、オブジェクトデータベース、浮動小数点数の落とし穴 (川合史朗) May 07, 2018

Show notes

プログラミング言語を作る時には、途中で変えることが極めて難しいデザイン選択を最初に行わないといけないことがあります。今回は川合史朗さんがGaucheを設計した時に行ったデザイン選択の判断について話を伺いました。また、浮動小数点数のトリッキーさについても話をしています。

出演者: 川合史朗 (@anohana)、Rui Ueyama (@rui314)

https://turingcomplete.fm/17

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イントロ (0:00)
セキュキャン参加者募集中 (0:41)
俳優のオーディションとその心構え (2:43)
川合史朗さんが出演している映画がサンフランシスコで上映されます (5:16)
前回の訂正 (7:40)
Gaucheを作った経緯 (8:57)
STkのオブジェクトシステム (12:22)
CLOS（Common Lispのオブジェクトシステム）ではインスタンスのクラスを動的に変更できる (14:35)
CLOSを使ってオブジェクトデータベースを作った話 (18:39)
三つ組を使ったグラフデータベースを作った話 (24:38)
構文木インタープリタではなくVMを選んだ理由は、継続 (29:24)
プログラミングにおける概念としての「継続」 (30:39)
文字列の内部表現はどうするか (36:46)
マルチスレッドの対応 (37:47)
GCのAPIはどうするか（GaucheはBoehm GCを使って保守的GC） (39:36)
保守的GCとは何か (43:13)
自分ではGCを書かなかった理由 (45:03)
Precise GCにしなかった理由はC言語との親和性 (46:45)
マルチスレッドとGCとUnixのシグナル (47:50)
GoやErlangの並行処理モデルを導入していない理由 (51:17)
Gauche版のjava.util.concurrent (52:31)
R5RSの範囲を実装するのは1ヶ月以内でできた (55:16)
浮動小数点数を10進で書き出して読み出した時、同じ数に戻ることを保証するには (57:37)
Schemeは分数を正確な分数のままで扱うことができる (1:04:09)
16進浮動小数点表現 (1:07:17)
浮動小数点数の1.15を丸めた時、1.1になるべきか、1.2になるべきか (1:08:17)
正確数のsqrtは正確数にしたい (1:12:12)
浮動小数点数を安易に10倍すると精度が失われる (1:16:07)
浮動小数点数はそれ自体で整合は取れているが、実数とは異なる数の体系 (1:16:49)
x87の80ビット浮動小数点数フォーマットの落とし穴が原因で、PHPが特定の数を読み込むと無限ループに陥るバグ (1:17:43)
JavaやGaucheが読み込むとハングする特定の浮動小数点数があった (1:19:38)
浮動小数点数の精度は大は小を兼ねるわけではない (1:23:25)
言語処理系はコーナーケースをすべて面倒を見なければいけないのが面白い (1:25:42)

16. プログラムの静的検証、システムズプログラミングの論文 (うどん) Apr 30, 2018

Show notes

うどんくんが研究していたプログラム検証の話や、システムズプログラミングの古典的な論文についての話をしました。

出演者: うどん (@kw_udon_)、Rui Ueyama (@rui314)

https://turingcomplete.fm/16

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イントロ (0:00)
Patreon (1:33)
Wikipediaに寄付するとどうなるか (2:52)
セキュキャン2018の講師やります (7:57)
プログラム検証とは何か (13:09)
Rustは型システムによってコンパイル時に安全性を検証できる (18:38)
線形論理と線形型 (22:16)
定理証明支援系Coq (26:29)
関数型プログラミング言語に対するモデル検査 (39:25)
プログラミング言語の研究が応用されるまでには時間がかかる (44:04)
Misreading Chat (48:17)
Stanford CS240 (49:38)
「悪いほうが良い」エッセイ (52:05)
Eraserによる動的エラー検出 (56:41)
割り込みハンドラが忙しすぎてマシンがハングアップする問題を解決する論文 (1:03:23)
VMware ESXのメモリ管理の論文 (1:09:23)
MicrosoftのMidori OS (1:20:03)
TCFMの話題のバリエーションについて (1:21:29)
ガラケーを自動操作するデバイスを自作 (1:23:28)

15. CERNでのソフトウェアエンジニアリング (高橋祐花) Apr 22, 2018

Show notes

CERNでソフトウェアエンジニアとして仕事をしている高橋祐花さんと、CERNでの話やスイスでの暮らし、外国語、フェミニズムなどについて話をしました。

出演者: 高橋祐花 (@00_)、Rui Ueyama (@rui314)

https://turingcomplete.fm/15

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イントロ (0:00)
CERNはWWWが発明された場所 (1:25)
Patreonを使ってサポーター制度を導入 (2:50)
CERNの粒子加速器が生成するペタバイトレベルのデータを処理している (8:27)
TensorFlowを使って太陽系外の惑星を発見する話 (14:39)
C++で大量のデータを処理 (17:43)
物理学者でも使えるように考慮されたインタラクティブなC++ (24:17)
C++ modules (29:42)
コンパイル時間を短くしたい (32:13)
スイスでの生活とCERNの仕事環境 (36:40)
大量のデータの話 (40:07)
CERNの（自然）言語 (43:46)
言語獲得の臨界期説 (48:46)
プログラミングを始めたのは3年前 (52:01)
物理学者の書くコードはキレイではない？ (57:11)
国際女性デー (1:00:28)
東大の女子率低すぎ問題 (1:03:34)
出世して少女に夢を与えられる人になりたい (1:07:39)
ファンを増やす話 (1:10:24)
年齢性別その他の属性気にしすぎ問題 (1:13:55)

14. 少年時代にPCを（本当の意味で）自作した話 (川合史朗) Apr 16, 2018

Show notes

Gauche Schemeの作者の川合史朗さんと、Z80 CPUを使ったPCをホストコンピュータなしに自作した話や、Schemeの話などをしました。

出演者: 川合史朗 (@anohana)、Rui Ueyama (@rui314)

https://turingcomplete.fm/14

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ハワイ在住で副業は俳優 (0:00)
Gaucheは仕事でも使っている (2:21)
Common LispはGoogle（元ITA）でも使っている (3:11)
Noahでプロセスのundumpができないだろうか？ (5:00)
Clojureの起動はJVMなので速くない (6:02)
Lispコンパイラは改善の余地あり (8:47)
Webのスクリプト言語はJavaScriptではなくSchemeが採用されるはずだった (10:09)
ShiroさんはGCCのコードから多くを学んだ (12:12)
並列Cコンパイラのプロジェクト (13:45)
Gauche Schemeはとてもきれいなソースコード (14:55)
中学生のころに電子工作としてZ80の自作PCを作り始める (17:55)
本物のPCは高すぎて買ってもらえなかったので電気屋の店頭でコードを打ち込んでいた (20:04)
親にこれからコンピュータは絶対必要になるとアピールするも失敗 (21:13)
テレビを修理しようとする話 (22:58)
トラ技で「Z80を使ってマイコンを組み立てよう」といった記事などをみて自作を始める (25:17)
入出力はスライドスイッチとLED (26:13)
バスを直接スイッチで操作してメモリに手で書き込んでいく (28:29)
プログラムを書き込むためのプログラムを作る (29:58)
7セグLEDと16進キーボードを作って接続 (31:20)
ROMライターを作ってROMから起動できるように (33:42)
殺虫灯でEPROMを消去 (34:19)
フルキーボードとテレビを接続できるように (36:41)
フォントを作ってキャラクタROMを作り画面に文字を出す (37:35)
テトリスを作る (40:08)
テトリス作者とその後一緒に仕事をすることになった (40:59)
フロッピードライブを動かす (43:59)
ファイルシステムがないのでノートにファイルの保存位置をメモっておく (46:53)
CP/Mを動かす (47:33)
アセンブラを入手 (49:42)
大学でチップを作った話 (50:52)
クロックは最初は2MHz (54:26)
Z80のノウハウを使ってSillicon Graphicsの巨大なマシンにPS2のゲームコントローラをつなぐハードを作成 (55:14)
プログラミング言語APL (56:21)
Turbo Pascalを入手 (1:00:00)
オーブンに入れて遮蔽 (1:01:50)
フロッピーディスクは信頼性が低かった (1:03:57)
大学時代に386BSDを（普通のPCに）インストール (1:05:01)
TCP/IP以外のネットワークプロトコルも普通にあった (1:09:19)
ハードウェア共有分散メモリとそのためのコンパイラとNoahとの共通点 (1:10:29)
コンピュータは極端に進歩しているところとあまり変わっていないところの差が激しい (1:15:00)
PS2のコプロセッサでアセンブラプログラミング (1:16:31)
SIGGRAPHのデモでファイナルファタジーの映画の一場面をリアルタイムレンダリング (1:18:26)
意外なところで自分のやっていることが一周回って役に立つことがある (1:21:12)

追記

10BASE-2と10BASE-5の説明が逆になっています。
後半でPS2のVUとPS3のSPEを混同して話しています。

13. 自作アセンブラ、リンカの最適化、トリッキーなビット操作の楽しさ、外資系IT企業のコーディング面接対策 (hikalium) Apr 09, 2018

Show notes

hikaliumの自作アセンブラや自作言語、データ構造やトリッキーなビット操作を使ったアルゴリズム、リンカの最適化などについて話をしました。

出演者: hikalium (@hikalium)、Rui Ueyama (@rui314)

https://turingcomplete.fm/13

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イントロ (0:00)
asmium — hikalium自作アセンブラ (1:20)
Mach-Oオブジェクトファイルを自作アセンブラから出力するには (6:27)
AppleがCPUをIntelからスイッチするという噂 (8:21)
ラベルの後方参照がオブジェクトファイル内で解決されていない？ (11:55)
RISCプロセッサなら32ビットオフセットでジャンプできないのが普通 (16:30)
リンカに手を入れてAndroid版Chromeのバイナリサイズを涙ぐましく削減する話 (20:42)
Unixの共有ライブラリのシンボル解決のセマンティクス (24:01)
ブルームフィルタというデータ構造 (27:22)
オンディスクのハッシュテーブルを一個だけ作る (32:20)
文字列の末尾部分だけをマージするサイズ最適化 (33:40)
x86機械語のエンコーディングが難しい (36:53)
（アセンブリ言語ではなく）アセンブラそのものを書けないと負け？ (40:33)
Goのアセンブラ (41:59)
GoはCライブラリを使わずシステムコールを自前で呼び出している (44:10)
GoはほとんどライブラリもGo自体で書かれている (46:25)
GoのWaitGroupのバグとマルチスレッドプログラミングの難しさ (49:14)
ビット操作の楽しさ (54:11)
分岐なしで絶対値を求める (56:11)
掛け算と割り算は2ワードの結果を出力するのにC言語ではそれにアクセスできない (1:01:08)
サイボウズ・ラボユース (1:05:21)
nv — hikalium自作言語 (1:08:46)
Intelも使っているXbyak（カイビャク） (1:14:46)
インターンコンバージョン (1:14:54)
コーディング面接は対策して当たるべき (1:17:32)

12. Unicode、絵文字、Androidのテキスト関連のハンドリング、無数の文字トリビア (のな) Apr 01, 2018

Show notes

Androidのテキスト処理を担当しているのなさんと、UnicodeやUnicode絵文字、テキスト処理の複雑さ、文字トリビアなどについて話をしました。

出演者: のな (@ttuusskk)、Rui Ueyama (@rui314)

https://turingcomplete.fm/12

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イントロ (0:00)
自分の読めない言語のテキスト処理は大変 (1:28)
MMDDYYYYとDDMMYYYYの違いによる国際化バグ (3:07)
Left-to-right言語とright-to-left言語 (5:23)
アラビア語と英語のハイフネーション (6:15)
日本語の禁則処理 (7:19)
Android Oで絵文字の表示が最大3倍速くなった (9:12)
結合絵文字の規格が決まっていない状態で実装を書くのは大変 (12:23)
国旗の絵文字の仕組みと仕様バグ (14:49)
ハンバーガー絵文字では肉の上にチーズが乗っているべきか (18:18)
絵文字はガラケー起源 (20:30)
モヤイ像の絵文字はあるけどモアイ像の絵文字はない (23:42)
ガラケーに存在したけどUnicodeに収録されなかった稀な絵文字 (24:52)
新元号の合成文字 (27:28)
ひらがなやカタカナはもっと若いコードポイントに割り当ててくれればよかった (30:49)
UTF-8は新世界のASCII (33:40)
英語はフォントの機能を比較的ふんだんに使う言語 (38:47)
汎用的な数式プロセッサをフォントだけで作ることができるかも？ (40:40)
Unicode規格書の紙バージョン (42:42)
JISの幽霊文字 (43:41)
将棋の相手の駒の記号（上下逆の漢字）をUnicodeに追加したい (47:01)
100万文字は十分か (50:32)
Unicodeの文字名称の規格バグ (52:12)
Swiftは文字がgrapheme単位 (53:47)
Goだとコードポイント単位 (55:21)
ミャンマーのZawgyiフォントがUnicodeの既存の文字を勝手に使っている (57:50)
東アジアのコンピュータ用文字セットの歴史的経緯 (1:00:36)
ハイフネーションは多種多様 (1:03:00)
最近の多言語処理はコンピュータの金字塔の一つ (1:05:38)
Android Oでは明朝体が標準で入るかもしれない (1:09:21)
サブピクセルレンダリング (1:15:20)

追記

JIS委員会が何の手がかりも得られなかった文字は「妛」ではなく「彁」です。

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