Miriについて

誰?

このスライドは独自調査に基づいています

間違っていたら鼻で笑って許してください

Miriとは

MIR interpreter(Miri)

 

solsonさんが学部生の頃の研究の一環で作った

実験的なMIRのインタプリタ

 

従来のrustcではチェックできなかったようなことを

Miriはチェックすることができる

 

現状はrustc内で使われているのは

Constant Evaluationなどで使われている

 

2/23ごろにrust-langで管理されるようになった(※1)

MIRとは

mid-level intermediate representationの略

導入された理由

  • コンパイル時間の短縮
  • 実行時間の短縮

  • 厳密な型検査のため

MIRとは

導入された理由をもう少し掘り下げる

  • matchなどをdesugaringした結果を簡潔に表現するため
  • control-flow graph(CFG)とコードを一致させるため
  • LLVM IRとの差分を小さくするため(分析や差分の追従が楽)
  • シンプルな構造のため安全性の証明がしやすくするため
  • 最適化を楽にするため(容易で安全に最適化しやすい)
  • ロジックを切り分けバックエンドの変更が容易にするため(LLVM以外を視野に入れられる)

他には何が？

順番に変換されていく。役割がそれぞれ違う

  1. AST          最初に生成
  2. HIR          型の検査に使用 (rust-clippyなどでも使用)
  3. HAIR        MIRに変換する際に使用
  4. MIR          borrowチェック、最適化に使用
  5. LLVM-IR  最適化、機械語生成に使用

Miriの処理順

solsonさんのスライドを引用。HAIRは省略されてる模様

何をしてくれるの?

以下のようなことに対してエラーを出力してくれる

  • 範囲外のメモリアクセスとfreeしたメモリへのアクセス
  • 初期化していないデータの使用
  • unreachable!など実行されてはいけない処理が実行される
  • 確保していないメモリや参照へのアクセス
  • 型の定義に反した値の設定(enum、boolなど)

範囲外のメモリアクセス

fn main() {
    let a = [1, 2, 3];
    let b = 3;
    a[b];
}

error[E0080]: constant evaluation error: index out of bounds: the len is 3 but the index is 3

  --> src/main.rs:16:5

     |

16 |     a[b];

     |     ^^^^ index out of bounds: the len is 3 but the index is 3

     |

rustc内でどう使われてるの?

Constant Evalulationなどで使われている模様

  • const_evalを介して実行される
  • 評価に必要な際に初めてconst_evalが呼び出される
// ここではまだ評価されない
const FOO: usize = 1 << 12;

// ここで初めて評価される
type Foo = [u8; FOO - 42];

使い方

使う前の事前準備

  • rustcのバージョンを合わせる
  • cargo cleanでtarget消す
  • ~/.cache/miriを消す

 

正直とても面倒…

使い方

# rustcのバージョンの違いですぐ動かなくなるので
# 遊びたい際にちゃんとイメージから作る
git clone https://github.com/rchaser53/miri-slide-demo.git
cd miri-slide-demo
sh create.sh

# 開発しているレポジトリに移動して使う
cd path/to/project
docker run -it $(pwd):/home/app miri:ubuntu-18.04 bash
cargo +nightly miri run

なのでmiriのレポジトリの.travis.ymlを参考に

miriを実行するDockerイメージを作成しました

miriで遊ぶ際にご利用ください

Miriの成果

色々と既存のバグを解決している模様

感想

  • 自作言語の調査のために調べ始めたが、必要な前提知識を身につけている間に大分経ってしまった
  • オフでやってるわけだし楽しめればOKだよね?
  • もう少しMIRがらみを調べてLLVM IRに変換するところを知りたい
  • HIR、ASTなどの勉強が捗った
  • rustfmtとかrust-clippyとかのPRを作るのに役立った

参考リンク

ご静聴ありがとうございました

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