Editace stránky DynamickýPřekladPrakticky

Seminář na [[apidesign:MatFyzu|MatFyz]] pro letní semestr 2019.

== Dynamický Překlad Prakticky ==

Jaký je nejrychlejší programovací jazyk? Může být [[apidesign:JavaScript|JavaScript]] rychlejší než [[apidesign:C|Céčko]]? Existuje jednoduchý způsob, jak si napsat jazyk, který bude opravdu rychlý? Musíme opravdu psát všechny knihovny znovu a znovu? Jak se implementuje debugger? A jak profiler? Kolik to dá práce? To jsou otázky, na které v průběhu semináře budeme hledat a nalezneme odpovědi.

Budeme používat [[GraalVM]], což je nejrychlejší virtuální stroj, který shodou okolností pomáhá vyvíjet tým z pražské pobočky [[apidesign:OracleLabs|OracleLabs]]. Díky tomu to bude seminář praktický, přibližující nejnovější trendy ve vývoji virtuálních strojů. Žádná otázka nebude tabu - o [[GraalVM]] víme úplně vše!

Cílem bude ukázat si na výhody a zádrhele dynamického překladu. Pochopit, co překladač ve skutečnosti dělá a naučit se dorozumět se s ním - tedy programovat tak, abyste z dynamického překladu v [[GraalVM]] získali co nejvíce. Máte-li vlastní programovací jazyk, vezměte si jej s sebou - uděláme jej rychlejší!

A pokud to někoho bude opravdu bavit, tak může pokračovat v létě při studijní stáži v [[apidesign:OracleLabs|OracleLabs]] v Jinonicích.


== Osnova přednášek ==

=== I. Představujeme nejrychlejší univerzální virtuální stroj ===

* povídání o tom, že již žijeme v mnohojazyčném světě
* představení GraalVM:
** Eratosthenovo síto: https://github.com/jtulach/sieve
** Souboj `ruby rb/sieve.rb` vs. truffleruby
** Stejně všichni píší v JavaScriptu, že? 
*** `node js/sieve.js` vs. `graalvm/bin/js`
** Musíme tedy přepisovat všechny programy do JavaScriptu? Ne, stačí jen část: 
*** `graalvm/bin/polyglot --file ruby+js/sieve.rb --file ruby+js/sieve.js`
*** Vysvětlit `Polyglot.export/import`
* A co Java?
** `mvn -f java/algorithm package exec:java` je stále rychlejší než JavaScript
** a navíc `JAVA_HOME=/graalvm mvn ...` bývá často ještě rychlejší!
* GraalVM nám dá rychlost, ale také nástroje, které jinde těžko nalezneme
** Vysvětlení, jak Graal překladač používá grafy
** Demonstrace Ideal Graph Visualizeru
* Dost o JVM. Představme si Truffle: ušetří nám práci při psaní jazyků
** Postavte si syntaktický strom. Napište interpreter. A ono to již bude rychlé.
* Kdo by chtěl psát vlastní debugger či profiler?
** Demonstrace polyglotního ladění na `ruby+js/fromjava` projektu
** Otevřít v NetBeans 11+, breakpoint na `eval(js)`.
** Zmáčknout "Stop in GraalVM script" in toolbar - zastaví se v JavaScriptu
** Dát breakpoint na `natural.next`. Až se tam zastavíme "jít dovnitř". Skočíme do Ruby.
** Ukázat proměnné v různých jazycích
** Ukázat zásobník ve skriptovacích jazycích (Java/JavaScript/Ruby jsou vidět najednou)
** Přepnout na "Java pohled". Skočit do interpretru JavaScriptu či Ruby
* Popsat architekturu GraalVM:
** JVM, JVMCI, Graal Compiler dává Java, Scala, Ruby
** plus Truffle API dává Ruby, R, JavaScript, Python
** když už to máme může GraalVM použít v Node.js či Ruby on Rails místo tradičních VM
** A pak ještě existuje Sulong ten dává C++, C, Rust, Fortran, atd.
* Představit `native-image` a AOT překlad
** demonstrace rychlosti startu mezi `graalvm/bin/ruby` a `graalvm/bin/ruby --jvm`
* Nejtěžší problém v dynamických jazycích? `a + b`
** vysvětlení jak funguje barvení syntaktických stromů
** deoptimalizace a reoptimalizace


Ukázka: https://www.youtube.com/watch?v=zFxrZTVknmk

=== Talk 2 Compiler: Directives ===

Walk-thru [https://github.com/JaroslavTulach/talk2compiler Talk 2 Compiler] demo project:
* Use `CallTarget` & `RootNode` to enter partial evaluation mode
* Use `mvn test -Pigv` to send graphs to IGV
* Install maven modules to IGV to show connection between graph and source
* Follow the README:
** `warmWelcome`
** `transferToInterpreter`
** Rewrite to use profiles
* Explain assumptions

https://github.com/jtulach/bf
https://www.youtube.com/watch?v=FJY96_6Y3a4

=== Analýza běhu ====

Graal kompilátor
IGV & spol.

=== JIT vs. AOT překlad ===

S JVM či bez JVM

=== Interop mezi jazyky ===

Zprávy. Roubování stromů. 

=== Nástroje ===

Debugger, profiler, code coverage, language server protokol, NetBeans

=== Statické jazyky s LLVM ===

Sulong - interpret C, Rust, atd.

=== Skutečné jazyky ===

Letem světem JavaScriptem, Ruby, FastR a dalšími.