Red Hat разработва MIR JIT компилатор

В Red Hat в процес на развитие нов лек JIT компилатор MIR, което гарантира изпълнението на код, който преди това е бил преобразуван в междинно представяне MIR (средно вътрешно представяне, да не се бърка с друго междинно представяне MIR (IR от средно ниво), използван в компилатора Rust). Проектът има за цел да предостави рамка за внедряване на бързи и компактни интерпретатори и JIT. Кодът на проекта е написан на C и разпространява се от под лиценза на MIT.

На настоящия етап на развитие са подготвени преводачи в междинното представяне на MIR C език и биткод LLVM (Bitcode), но в бъдеще се планира да се приложи възможността за генериране на MIR за WebAssembly, Java байт код, CIL (Общ междинен език), Rust и C++. Проектът се разработва от един от разработчиците на двигателя JIT MJIT, използвани в Ruby. На първо място, JIT, базиран на MIR, се планира да бъде внедрен за CRuby и MRuby. В бъдеще също е възможно да пренесете GCC за използване на MIR.

Междинният MIR код може да бъде представен в двоична и текстова (четима) форма. Този код може да се изпълни в интерпретатор и въз основа на него може да се генерира машинен код (x86_64, в планове ARM64, PPC64 и MIPS64). Възможно е и обратното преобразуване - от MIR към CIL, Java bytecode, WebAssembly и C код.

Сред характеристиките на MIR се открояват стриктно типизиране, поддръжка на модули и функции, предоставяне на набор от инструкции за преобразуване на типове, сравнение, аритметични и логически операции, разклоняване и др. Модули, които включват набор от функции, преобразувани във формат MIR, могат да бъдат заредени под формата на библиотеки и могат също така да зареждат външен C код.

Ключовото предимство на изпълнението на междинен код в JIT вместо компилиране в собствени изпълними файлове е възможността за генериране на компактни файлове, които могат да бъдат изпълнени без повторно изграждане на различни хардуерни архитектури (x86, ARM, PPC, MIPS). За неподдържани архитектури е наличен режим на интерпретация, който в случая на MIR е 6-10 пъти по-бавен от JIT.

Недостатъци на съществуващите JIT компилатори
Твърди се, че GCC и LLVM са прекалено раздути, имат ниска скорост на компилиране и са трудни за прилагане на комбинирани оптимизации за различни езици за програмиране. Разработчиците на MIR се опитаха да разрешат тези проблеми
проблеми и поставени цели:

• Компилирането в MIR трябва да бъде поне 100 пъти по-бързо, отколкото в GCC;
• JIT за изпълнение на MIR трябва да бъде много компактен и да включва приблизително 15 хиляди реда код;
• Изпълнението на MIR с помощта на JIT не трябва да бъде с повече от 30% по-бавно от производителността на изпълним файл, компилиран от същия C код в GCC (с оптимизации "-O2");
• Етапите на инициализация преди да започне реалното изпълнение трябва да отнемат 100 пъти по-малко време;
• MIR представянето за JIT трябва да бъде 100 пъти по-малко от изпълнимия файл, компилиран в GCC.

В настоящата си форма внедряването на MIR в много отношения изпреварва първоначално поставените цели: тестовете показват, че производителността на компилация в MIR е 2 пъти по-бърза от „GCC -O178“, производителността на изпълнение е 6% зад естествения код, размерът на кода е 144 пъти по-малък, изпълнението на MIR JIT е 16 хиляди реда код.

Източник: opennet.ru