DynamickýPřekladPrakticky

Z Denik

Seminář na MatFyz pro letní semestr 2019.

Obsah 1 Dynamický Překlad Prakticky 2 Osnova přednášek 2.1 I. Představujeme nejrychlejší univerzální virtuální stroj 2.2 Zrychlete si svůj jazyk 2.3 Analýza běhu = 2.4 JIT vs. AOT překlad 2.5 Interop mezi jazyky 2.6 Nástroje 2.7 Statické jazyky s LLVM 2.8 Skutečné jazyky

Dynamický Překlad Prakticky

Jaký je nejrychlejší programovací jazyk? Může být JavaScript rychlejší než 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 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 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

Zrychlete si svůj jazyk

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.