Study on High-performance and Language-agnostic Hybrid JIT Compiler

高性能、语言无关的混合JIT编译器研究

• 批准号: 21J10682
• 负责人: 伊澤 侑祐
• 金额: $ 0.96万
• 依托单位: Tokyo Institute of Technology
• 依托单位国家: 日本
• 项目类别: Grant-in-Aid for JSPS Fellows
• 财政年份: 2021
• 资助国家: 日本
• 起止时间: 2021-04-28 至 2023-03-31
• 项目状态: 已结题
• 来源: https://kaken.nii.ac.jp/en/grant/KAKENHI-PROJECT-21J10682/
• 关键词: インタプリタ; JITコンパイラ; 言語処理系フレームワーク; RPython; PyPy

研究計画立案当時は、本研究はGraal/Truffleを用いて遂行する予定だった。しかし、COVID-19の影響により研究協力者との対面でのやりとりが困難になり、PyPy/RPythonを用いた研究へ変更した。一方、研究の根幹となる「プログラミング言語の生産技術」に関するテーマは一環して行ってきた。主な成果として、インタプリタ定義が実行時コンパイラの振舞いを制御・拡張することができる新たな事実を発見した点が挙げられる。これまで、インタプリタは言語の振る舞いを記述するものであると思われていたが、本研究はその固定観念を打破するだけでなく、実行時コンパイラの制御が大きくコンパイラを改変せずとも可能であるという事実を導き出した。この発見により、プログラミング言語の実現に多大な実装コストをかけずとも、インタプリタを介してユーザーが望んだコンパイラの振舞いを実現することができるといった展望が拓かれた。具体的には、RPython言語で書かれたインタプリタにヒント命令を挿入することによってRPythonのメタ実行履歴型実行時コンパイラの挙動を操っている。この技術はインタプリタ・コンパイラの双方を大幅に改変せずとも実現可能なことが、RPythonによって生成されたSmalltalkのサブセットであるPySOMを用いて実証された。この取り組みを軸に、RPythonによる高速なPython処理系であるPyPyへ本研究を導入することによってより現実的なプログラムにおいても本研究提案の有効性を示していくことが今後の課題である。

在制定研究计划时，本研究计划使用 Graal/Truffle 进行。然而，由于COVID-19的影响，与研究合作者面对面的互动变得困难，因此我们改为使用PyPy/RPython进行研究。另一方面，作为研究核心的“编程语言的生产技术”主题已作为该项目的一部分进行。主要结果是发现了一个新事实：解释器定义可以控制和扩展运行时编译器的行为。到目前为止，人们一直认为解释器描述了语言的行为，但这项研究不仅打破了这种固定的想法，而且表明运行时编译器具有更大的控制权，并且可以在不修改编译器的情况下带出这一事实。 。这一发现开辟了通过解释器实现用户所需的编译器行为的前景，而无需为编程语言带来大量的实现成本。具体来说，它通过将提示指令插入到用 RPython 语言编写的解释器中来操纵 RPython 元历史运行时编译器的行为。使用 PySOM（RPython 生成的 Smalltalk 的子集）进行了演示，无需对解释器和编译器进行重大修改即可实现该技术。基于这一努力，我们未来的挑战是通过将这项研究引入 PyPy（一种使用 RPython 的高速 Python 处理系统）来在更现实的程序中证明该研究提案的有效性。

项目成果

Heinrich Heine Universitat Dusseldorf(ドイツ)

杜塞尔多夫海因里希海涅大学（德国）

Interpreter Taming to Realize Multiple Compilations in a Meta-Tracing JIT Compiler Framework

驯服解释器以在元跟踪 JIT 编译器框架中实现多重编译

• 发表时间: 2023
• 作者: Izawa Yusuke;Masuhara Hidehiko;Bolz-Tereick Carl Friedrich
• 通讯作者: Bolz-Tereick Carl Friedrich

Threaded Code Generation with a Meta-Tracing JIT Compiler.

使用元跟踪 JIT 编译器生成线程代码。

• DOI: 10.5381/jot.2022.21.2.a1
• 发表时间: 2022
• 期刊: The Journal of Object Technology
• 作者: Izawa Yusuke;Masuhara Hidehiko;Bolz-Tereick Carl Friedrich;Cong Youyou
• 通讯作者: Cong Youyou

Two-level Just-in-Time Compilation with One Interpreter and One Engine

使用一个解释器和一个引擎进行两级即时编译

• 发表时间: 2022
• 作者: Yusuke Izawa;Hidehiko Masuhara;and Carl Friedrich Bolz-Tereick
• 通讯作者: and Carl Friedrich Bolz-Tereick

Taming an Interpreter for Threaded Code Generation with a Tracing JIT Compiler

使用跟踪 JIT 编译器驯服解释器以生成线程代码

• 发表时间: 2022
• 作者: Izawa Yusuke;Masuhara Hidehiko
• 通讯作者: Masuhara Hidehiko