{"id":112509,"date":"2023-12-26T15:10:22","date_gmt":"2023-12-26T13:10:22","guid":{"rendered":"https:\/\/prohoster.info\/blog\/novosti-interneta\/dlya-python-predlozhen-jit-kompilyator-ispolzuyushhij-tehniku-copy-and-patch"},"modified":"2023-12-26T15:10:22","modified_gmt":"2023-12-26T13:10:22","slug":"dlya-python-predlozhen-jit-kompilyator-ispolzuyushhij-tehniku-copy-and-patch","status":"publish","type":"post","link":"https:\/\/prohoster.info\/de\/blog\/news\/dlya-python-predlozhen-jit-kompilyator-ispolzuyushhij-tehniku-copy-and-patch","title":{"rendered":"F\u00fcr Python wurde ein JIT-Compiler vorgeschlagen, der die Technik copy-and-patch verwendet","gt_translate_keys":[{"key":"rendered","format":"text"}]},"content":{"rendered":"
Brandt Bucher von Microsoft, der zu den Kernentwicklern von CPython geh\u00f6rt und im Team arbeitet, das sich mit der Leistungssteigerung des CPython-Interpreters besch\u00e4ftigt, hat eine Implementierung eines JIT-Compilers f\u00fcr Python ver\u00f6ffentlicht, die die Technik Copy-and-Patch verwendet. Die Ver\u00f6ffentlichung des JIT f\u00e4llt auf Weihnachten, und die Ank\u00fcndigung ist in Versform geschrieben. <\/p>\n
Der vorgeschlagene JIT zeichnet sich durch eine sehr hohe Codegenerierungsgeschwindigkeit, einfache Wartung und vollst\u00e4ndige Integration mit dem Interpreter aus. Das vorgeschlagene Verfahren erm\u00f6glicht es, den in C geschriebenen Interpreter automatisch in einen JIT-Compiler umzuwandeln, ohne separate Logik f\u00fcr die Codegenerierung zu entwickeln und ohne manuell Assemblerdarstellungen zu erstellen. Bei diesem Ansatz wird das Beheben eines Fehlers im Interpreter automatisch auch das gleiche Problem im JIT beheben, da ein gemeinsamer Codegenerator verwendet wird. <\/p>\n
Die Funktionsweise der Methode Copy-and-Patch basiert darauf, dass die Relokation von Code im Speicher beim Laden von Objektdateien durch einen Linker und das Einf\u00fcgen von Maschineninstruktionen anstelle von Bytecode im JIT \u00e4hnliche Aufgaben sind. W\u00e4hrend der Ausf\u00fchrung des JIT-Compilers durchl\u00e4uft das Programm die vom Interpreter erzeugten Bytecode-Anweisungen und kopiert f\u00fcr jede Anweisung den im Voraus kompilierten Maschinenkode in den Bereich des ausf\u00fchrbaren Codes, wobei die Anweisungen zur Laufzeit so ver\u00e4ndert werden, dass die bearbeiteten Daten eingef\u00fcgt werden (der JIT kopiert fertige Vorlagen bereits kompilierter Funktionen und setzt die erforderlichen Werte wie Argumente und Konstanten ein). Beim Laden von Objektdateien wird ebenfalls Maschinenkode in den Speicher kopiert und es erfolgt das Einf\u00fcgen externer Symbole. <\/p>\n
Im Copy-and-Patch JIT wird mit LLVM eine Objektdatei im ELF-Format erstellt, die Informationen \u00fcber die Bytecode-Anweisungen und die erforderlichen Daten zum Austausch enth\u00e4lt. Der JIT ersetzt die w\u00e4hrend der Programminterpretation generierten Bytecode-Anweisungen durch Maschinenkode-Darstellungen und f\u00fcgt gleichzeitig die notwendigen Daten f\u00fcr Berechnungen ein. Die JIT-Implementierung erfordert LLVM als Abh\u00e4ngigkeit w\u00e4hrend des Build-Prozesses, aber die zur Laufzeit verwendeten Komponenten sind nicht an externe Abh\u00e4ngigkeiten gebunden und belaufen sich auf etwa 300 manuell geschriebene C-Zeilen und 3000 generierte C-Codezeilen. <\/p>\n
Im Vergleich zu traditionellen JIT-Tools (LLVM -O0) bietet der vorgeschlagene JIT eine hundertmal schnellere Codegenerierung und einen 15 % schnelleren resultierenden Code. Im Vergleich zur Kompilierung in WebAssembly (Liftoff) generiert der neue JIT Code f\u00fcnfmal schneller, und der resultierende Code l\u00e4uft 50 % schneller. Vergleicht man den neuen JIT mit dem optimierenden JIT (LuaJIT), der manuell geschriebenen Assembler-Code verwendet, war die vorgeschlagene Variante in 13 von 44 Tests schneller, w\u00e4hrend sie im Durchschnitt um 35 % in der Leistung zur\u00fcckblieb, jedoch mit einer erheblichen Vereinfachung der Wartung und einer Verringerung des Implementierungsaufwands.
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