红帽开发 MIR JIT 编译器

在红帽 正在开发中 新的轻量级 JIT 编译器 MIR这确保了先前转换为中间表示形式 MIR（介质内部表示，不要与其他中间表示形式混淆）的代码能够执行。 MIR （Rust 编译器中使用的中间层 IR）。该项目旨在提供一个框架，用于实现快速且紧凑的解释器和 JIT 编译器。项目代码用 C 语言编写。 分发者 在麻省理工学院的许可下。

在当前开发阶段，到中间表示形式 MIR 的转换器已准备就绪。 C语言 和位码 LLVM （Bitcode），但未来计划实现为 WebAssembly、Java 字节码生成 MIR 的功能， CIL （通用中间语言）、Rust 和 C++。该项目由 JIT 引擎开发人员之一开发。 密歇根联合技术学院用于 Ruby。基于 MIR 的 JIT 计划主要用于 CRuby и MRuby未来也不排除将 GCC 移植到使用 MIR 的可能性。

中间 MIR 代码可以以二进制和文本（可读）形式表示。该代码可在解释器中执行，并从中生成机器代码（x86_64，并计划支持 ARM64、PPC64 和 MIPS64）。反向转换也是可能的——从 MIR 到 CIL、Java 字节码、WebAssembly 和 C 代码。

MIR 的主要特性包括强类型、对模块和函数的支持，以及一套用于类型转换、比较、算术和逻辑运算、分支等的指令集。模块包含一组转换为 MIR 格式的函数，可以作为库加载，也可以加载外部 C 代码。

在 JIT 中执行中间代码而非将其编译成本地可执行文件的主要优势在于，它能够生成无需重新编译即可在不同硬件架构（x86、ARM、PPC、MIPS）上执行的紧凑文件。对于不支持的架构，可以使用解释执行模式，但对于 MIR 而言，解释执行模式比 JIT 模式慢 6 到 10 倍。

现有JIT编译器的缺点之一是
GCC 和 LLVM 因其臃肿的体积、缓慢的编译速度以及难以跨不同编程语言实现组合优化而备受诟病。MIR 的开发者试图解决这些问题。
问题及目标设定：

• MIR 的编译速度至少比 GCC 快 100 倍；
• 用于执行 MIR 的 JIT 必须非常紧凑，并且包含大约 15 行代码；
• 使用 JIT 执行 MIR 的速度不应比使用 GCC（启用“-O2”优化）从相同 C 代码编译的可执行文件的速度慢 30%；
• 实际执行开始前的初始化阶段所需时间应减少 100 倍；
• JIT 的 MIR 表示必须比 GCC 编译的可执行文件小 100 倍。

就目前而言，MIR 的实现远远超过了其最初的目标：测试表明，MIR 的编译性能比 GCC-O2 快 178 倍，执行性能比本地代码慢 6%，代码大小缩小了 144 倍，MIR JIT 实现的代码量为 16 行。

来源： opennet.ru