A10: rubi

tags: sysprog2016

主講人: jserv / 課程討論區: 2016 年系統軟體課程

返回「進階電腦系統理論與實作」課程進度表

預期目標

• 學習 JIT 編譯器設計，透過輔助開發工具
• 設計 benchmark suite
• 延展程式語言

DynASM

根據教學可以輸出碎形，但是速度非常慢

$ git clone https://github.com/corsix/dynasm-doc.git
$ cd dynasm-doc
$ git submodule update --init
$ cp bf_c.c tutorial.c
$ gcc -o tutorial tutorial.c
$ ./tutorial mandelbrot.bf

現在要用 JIT 版本加速

首先要先在 header 中加上

#include "luajit-2.0/dynasm/dasm_proto.h"
#include "luajit-2.0/dynasm/dasm_x86.h"

接著將 interpreter 改為 compiler

- static void bf_interpret(const char* program, bf_state_t* state)
+ static void(* bf_compile(const char* program) )(bf_state_t*)

呼叫的部份也要改

- bf_interpret(program, &state);
+ bf_compile(program)(&state);

變數部份也要做一些新增和修改

- int nskip = 0;
+ dasm_State* d;
+ unsigned npc = 8;
+ unsigned nextpc = 0

接下來要根據不同平台去定義不同的 arch (硬體架構):

|.if X64
|.arch x64
|.else
|.arch x86
|.endif

在上面有宣告 dasm_State* d; 可以呼叫 dasm_init 來初始化

|.section code
dasm_init(&d, DASM_MAXSECTION);

第二個參數為在開始 define 的 DASM_MAXSECTION 1

結束以上動作後，還沒完全的初始化必須在 call dasm_setupglobal(&d, labels, lbl__MAX);

|.globals lbl_
void *labels[lbl__MAX];
dasm_setupglobal(&d, labels, lbl__MAX);

在 call dasm_setup(&d, bf_actions);

|.actionlist bf_actions
dasm_setup(&d, bf_actions);

將 actionlist 當作參數傳入

最後 call dasm_growpc(&d, npc); 來完成初始化

dasm_growpc(&d, npc);

npc 為目前被分配的 dynamic label

接下來要做一連串的定義，和巨集

接下來一樣做 Emitting 各 expression ，如 Arithmetic, I/O, Loops, 完成 compile。

用 JIT compiler 來執行之前的程式：

$ cp bf_dynasm.c tutorial.c
$ gcc -o minilua luajit-2.0/src/host/minilua.c -lm
$ ./minilua luajit-2.0/dynasm/dynasm.lua -o tutorial.posix64.c -D X64 tutorial.c
$ gcc -o tutorial tutorial.posix64.c
$ ./tutorial mandelbrot.bf

rubi

rubi 是成大資訊系師生合作開發、類似 Ruby 語法的程式語言實作，提供 JIT compiler，主體程式碼不到一千行，具體而微。Rubi 使用前述 DynASM 打造，請留意看 Makefile 得知編譯方式。

作業要求

• 作在 github 上 fork rubi，注意不要跟 2015 年的作業搞錯了
• 依據 prog 的程式，熟悉 Rubi 語法，著手設計類似 A09: jit-compiler 裡頭整合性的 benchmark suite，提出改善內建 benchmark suite 效能的機制，並且要能夠充分解釋行為，需要一併透過 gnuplot 自動產生效能分析圖表
• 對 Rubi 程式語言進行擴充，使其能夠支援 concurrency / parallelism。需要有程式語言的規格描述並且驗證。
  • 學習 Ruby Concurrency and Parallelism: A Practical Tutorial 的語法和觀念