［訂正記事］グーグルのNative Client、CPUに依存しない互換性は将来のバージョンにて

2010年3月21日

3月19日付けの記事「グーグル、Native Clientをx86-64とARMにも。同一バイナリが主要なCPUで動作」について、誤解した表現がタイトルと本文に含まれていたため、お詫びして訂正させていただきます。すいませんでした。

訂正内容

この記事では、タイトルと本文を含め、x86用のNative Client対応バイナリが新たにグーグルが開発したX86-64とARM用のNative Clientでもそのまま動作するとの説明をしましたが、その部分は誤りでした。

正しくは、グーグルはこれまでのx86用Native Clientに加えて、x86-64用、ARM用のNative Clientを開発しましたが、現時点ではそれぞれのCPUに合わせてソースコードをコンパイルし、バイナリを生成する必要がありました。

グーグルはNative Clientの今後の計画として、CPUの命令セットに依存しないPortable Native Client（PNaCL）を開発中です。このPNaCLではLLVM（Low Level Virtual Machine）のbitcodeという、CPUの命令セットに依存しないバイナリ形式を用い、そこからさらに各CPUのバイナリコードへとダイナミックに変換します。これにより将来はCPUに依存しない（P）NaCLのバイナリコードが実現することになります。

詳細

グーグルは、今回の発表に合わせて2本の文書をPDFで公開しています。

Adapting Software Fault Isolation to Contemporary CPU Architectures（PDF）
PNaCL: Portable Native Client Executables（PDF）

前者は、今回グーグルが発表したx86-64とARM対応のNaCLについて技術的にどのような課題があり、それをどう解決して実装したかについて説明した文書です。

This paper describes and evaluates analogous designs for two more recent instruction set implementations, ARM and 64-bit x86, with pure software-fault isolation (SFI) assuming the role of segmented memory.

後者は、現在開発中のPNaCLの技術的な説明のための文書です。そこには次のような説明があります。

NaCl modules can thus harness the full power of the client machines' CPUs and other resources, but to do so, a compiled NaCl module must necessarily be tied to a specific instruction set architecture (ISA). This poses a threat to the portability of the web,

つまり現状のNaCLは、それぞれのCPUの命令セットに依存したバイナリをデベロッパーが用意する必要があり、それはWebのポータビリティに対する脅威になるとしています。

それを解決するためにPNaCLが開発されています。PNaCLの目標は次のように説明されています。

Provide an ISA-neutral format for compiled NaCl modules supporting a wide variety of target platforms without recompilation from source.

Make it easy for NaCl developers to build, test and deploy portable executable modules.

Support the x86-32, x86-64 and ARM instruction sets initially, but make it straightforward to support other popular general-purpose CPUs in future.

Preserve the security and performance properties of Native Client.

再コンパイルせずに幅広いプラットフォームをサポートする、命令セットからニュートラルなコンパイル済みのNaCLモジュールを提供し、それをデベロッパーが容易に開発でき、将来のCPUにも対応した、高速で動作するセキュアなフォーマット、というのがその概要です。

そのために用いられるのがLLVM bitcodeです。デベロッパーはソースコードをこのbitcod形式にコンパイルします（下記の図の左側）、それがPortable Executableなバイナリとなり、Webサーバにデプロイします（下記の図の中央）。クライアントはそれをロードしたときにCPUに合ったバイナリへと変換し、NaCLが実行する、というのが全体の構造となります（下記の図は「PNaCL: Portable Native Client Executables」から引用）。