リリカル☆Lisp開発日記

大学生の特権 長い、長い夏休み も遂に終わってしまった。

何も分からないままにcl-openglのサンプルを適当にいじったら画像が表示できた。
テクスチャとして貼付けてるので、簡単に回転できた。

それにしても、asdfやrequireというのがよくわからない。
cl-openglを使ったソースを探したら、みんな
(require :cl-glut)
とかやってるけど、これをするとcl-openglが見つからないと怒られる。
(asdf:oos ‘asdf:load-op :cl-glut)
これで代用できるみたいだけど面倒だ。
画像を読み込むために、cl-pngというのを入れたけど、これも同じ。それから、
(asdf:oos ‘asdf:load-op :png)
という風に、cl-pngではなくpngと指定しないといけない。ややこしい。

(defclass hello-window (glut:window)
  ((image :initarg :image :initform nil :accessor image)
   (texture :accessor texture))
  (:default-initargs :pos-x 100 :pos-y 100 :width 800 :height 600
                     :mode '(:single :rgb) :title "YUNOHA"))
(defmethod glut:display-window :before ((w hello-window))
  (gl:clear-color 0 0 0 0)
  (gl:matrix-mode :projection)
  (gl:load-identity)
  (gl:ortho -4 4 -3 3 -1 1)
  (gl:pixel-store :unpack-alignment 1)
  (setf (texture w) (car (gl:gen-textures 1)))
  (gl:bind-texture :texture-2d (texture w))
  (gl:tex-parameter :texture-2d :texture-min-filter :nearest)
  (gl:tex-parameter :texture-2d :texture-mag-filter :nearest)
  (gl:tex-image-2d :texture-2d 0 :rgb 800 600 0 :rgb :unsigned-byte (image w)))
(defmethod glut:display ((w hello-window))
  (gl:clear :color-buffer-bit)
  (gl:rotate 4 0 0 1)
  (gl:raster-pos 0 0)
  (gl:enable :texture-2d)
  (gl:with-primitive :quads
    (gl:tex-coord 0 0)
    (gl:vertex -3.75 -2.75 0)
    (gl:tex-coord 1 0)
    (gl:vertex 3.75 -2.75 0)
    (gl:tex-coord 1 1)
    (gl:vertex 3.75 2.75 0)
    (gl:tex-coord 0 1)
    (gl:vertex -3.75 2.75 0))
  (gl:disable :texture-2d)
  (gl:flush))
(defmethod glut:idle ((widow hello-window))
  (sleep (/ 1.0 30.0))
  (glut:post-redisplay))
(defmethod glut:keyboard ((window hello-window) key x y)
  (declare (ignore x y))
  (case key
    (#¥Esc (glut:destroy-current-window))))
(defun run ()
  (glut:display-window (make-instance 'hello-window :image (png->raw "kawanishi_lico01.png"))))
(defun png->raw (input-pathname)
  (let* ((old (with-open-file (input input-pathname
                                     :element-type '(unsigned-byte 8))
                (png:decode input)))
         (new (make-array (* (png:image-width old) (png:image-height old) 3)
                          :element-type '(unsigned-byte 8))))
    (dotimes (i (png:image-height old) new)
      (dotimes (j (png:image-width old))
        (dotimes (k 3)
          (setf (aref new (+ (* i (png:image-width old) 3) (* j 3) k))
                (aref old (- (png:image-height old) i 1) j k)))))))

いつかCLでゲームを作ろうと思い、その下準備としてcl-openglを入れました。
OSはMac OS X v10.5、処理系はSBCL 1.0.29。
以下はその時のメモ。
1)darcsをインストール。今回はMacPortsを利用。
2)cl-openglを取ってくる

% darcs get http://www.common-lisp.net/project/cl-opengl/darcs/cl-opengl/

3)cl-openglを適切な場所に置く

% mv ./cl-opengl /opt/local/lib/sbcl/site/
% cd /opt/local/lib/sbcl/site-system/
% ln -s ../cl-opengl/*.asd .

4)cffiをインストール

% sbcl
* (require 'asdf-install)
* (asdf-install:install :cffi)

5)cl-openglをコンパイル

* (asdf:oos 'asdf:load-op :cl-opengl)

6)テスト

* (asdf:oos 'asdf:load-op :cl-glut-examples)
* (cl-glut-examples:gears)

ゲームは「いつか」作ります。

Java逆アセンブラを作っていたときの話。
バイナリファイルを読み込んで色々するプログラムを書くので、
「バイナリストリームからNバイト読み込んで…」
といった関数を沢山書いたんですが、これのテストがやりにくいです。
ファイルを実際に開く以外に、バイナリストリームを作る方法を知らないので、
ちょっとしたテストをする場合にも、実際にファイルを作らないといけない。
これでは非常に面倒です。
文字ストリームを扱う関数をテストする場合には、
with-input-from-stream, with-output-to-stream
を使えば、対話環境で楽に試せるので、
これのバイナリストリーム版を作ってみました。
Gray Streamを使っています。
SBCLでテスト済み。

(defclass binary-array-input-stream (fundamental-binary-input-stream)
  ((array :initarg :array :type (array t (*)))
   (index :initarg :start :type fixnum)
   (end :initarg :end :type fixnum)))
(defun make-binary-array-input-stream (array &optional (start 0) end)
  (make-instance 'binary-array-input-stream
                 :array array :start start :end (or end (length array))))
(defmethod stream-read-byte ((stream binary-array-input-stream))
  (with-slots (index end array) stream
    (if (>= index end)
	:eof
	(prog1 (aref array index)
          (incf index)))))
(defmacro with-input-from-binary-array((var array)
                                       &body body)
  `(let ((,var (make-binary-array-input-stream ,array)))
     (multiple-value-prog1
         (unwind-protect
              (progn ,@body)
           (close ,var)))))

配列の型は本当は (array (unsigned-byte 8) (*)) の方がいいんでしょうが、
そうすると、 #(1 2 3) の記法が使えなくなって面倒なので指定を緩くしました。
ここで、次のような関数を作ったとします。

(defun byte-list->number (byte-list &optional little-endian-p)
  (reduce #'(lambda (high low) (+ (ash high 8) low))
          (if little-endian-p
              (reverse byte-list)
              byte-list)))
(defun read-byte-list (n stream)
  (let (byte-list)
    (dotimes (_ n (nreverse byte-list))
      (push (read-byte stream) byte-list))))

これらの関数を対話環境でテストしたければ、次のようにします。

(with-input-from-binary-array (s #(1 44))
  (let ((byte-list (read-byte-list 2 s)))
    (format t "big endian: ~A~%" (byte-list->number byte-list))
    (format t "little endian: ~A~%" (byte-list->number byte-list t))))

big endianは300、little endianは11265となり、ちゃんと動きます。

Javaのアセンブラと逆アセンブラをCommon Lispで作りました。
一部対応してない命令がありますが、大体動作します。
アセンブリはもちろんS式で記述します。読み込むときはreadするだけ。
オペランドのない命令はアトム、オペランド付きの命令はリストとなっています。
とりあえずhello world。

;; ljTest.lja
(class "ljTest" "java/lang/Object" (public super)
 method
 ("<init>" "()V" (public)
   aload_0
   (invokespecial "java/lang/Object" "" "()V")
   return)
 method
 ("main" "([Ljava/lang/String;)V" (public static)
   (meta max-stack 2)
   (getstatic "java/lang/System" "out" "Ljava/io/PrintStream;")
   (ldc "hello world")
   (invokevirtual "java/io/PrintStream" "println" "(Ljava/lang/String;)V")
   return))

hello worldだけなのに長いです。さすがJava。
<init>というのはコンストラクタです。

% clisp
> (load "ljasm.lisp")
> (assemble-file "ljTest.java")
> (exit)
% java ljTest
hello world

こんな感じに動作します。
次は逆アセンブル。

// le.java
public class le{
  public static void main(String args[]) {
    try {
      for (int i=5; i>=0; i--) {
        System.out.println(100 / i);
      }
    } catch (ArithmeticException e) {
      System.out.println("Nice exception...");
    }
  }
}

ループと例外が使われています。

% javac le.java
% clisp
> (load "ljasm.lisp")
> (disassemble-file "le.class")
> (exit)

これで次のようなファイルが作られます。
(整形は私が手作業でやりました)

(CLASS "le" "java/lang/Object" (PUBLIC SUPER)
 INTERFACE NIL
 METHOD
 ("" "()V" (PUBLIC)
   (META MAX-STACK 1)
   (META MAX-LOCAL 1)
   ALOAD_0
   (INVOKESPECIAL "java/lang/Object" "" "()V")
   RETURN)
 METHOD
 ("main" "([Ljava/lang/String;)V" (PUBLIC STATIC)
   (META MAX-STACK 3)
   (META MAX-LOCAL 2)
   :L0
   ICONST_5 ISTORE_1
   :L2
   ILOAD_1 (IFLT :L22)
   (GETSTATIC "java/lang/System" "out" "Ljava/io/PrintStream;")
   (BIPUSH 100) ILOAD_1 IDIV
   (INVOKEVIRTUAL "java/io/PrintStream" "println" "(I)V")
   (IINC 1 255) (GOTO :L2)
   :L22
   (GOTO :L34)
   :L25
   ASTORE_1  ;store exception object                                                                                                                                               
   (GETSTATIC "java/lang/System" "out" "Ljava/io/PrintStream;")
   (LDC "Nice exception...")
   (INVOKEVIRTUAL "java/io/PrintStream" "println" "(Ljava/lang/String;)V")
   :L34
   RETURN
   (META EXCEPTION :L0 :L22 :L25 "java/lang/ArithmeticException"))

キーワードはラベルと見なされます。
逆アセンブリするときはラベル名は自動生成されます。
例外の指定は非常に地味です。 (META EXCEPTION …) の
最初の:L0と:L22は例外を捕まえる範囲、:L25は例外ハンドラです。
という訳で、それっぽく動いています。
めでたしめでたし。

CLISPのVMにはJUMPTAILなんて命令があったのか。

先にその5を読み直した方がいいかも。

白クダーはミャーと鳴く。

setqの正しい発音は「せっときゅー」とHyperSpecに書いてある。

それでも私は「せっとく」と発音したい。

気がついたら9月になっていた。

気がつかなければ良かったのに…