Аннотация:
Данное исследование предлагает гибридный подход к реализации встраиваемых компиляторных функций, направленных на улучшение производительности. Встраиваемые компиляторные функции – особые функции, которые предоставляют доступ к низкоуровневым возможностям или улучшают производительность. Текущие реализации, как правило, используют либо раскрытие на месте, либо подходы, основанные на вызове. Раскрытие на месте может избыточно увеличить размер кода и время компиляции, но создать более эффективный код по времени исполнения. Подходы, основанные на вызове, могут проигрывать по производительности в связи с вызовом функции, но выигрывают по размеру кода и времени компиляции. Мы рассматриваем реализации встраиваемых функций в нескольких современных компиляторах виртуальных машин: в виртуальной машине Java HotSpot и в Android RunTime. Мы реализуем гибридный подход в LLVM-компиляторе для виртуальной машины Ark. Ark – это экспериментальная байткодная виртуальная машина со сборкой мусора, динамическим и статическим компиляторами. Мы сравниваем наш гибридный подход с раскрытием на месте и подходом, основанном на вызовах, на большом наборе бенчмарков. Результаты показывают, что гибридный подход по времени исполнения показывает значительное улучшение. Строковые бенчмарки выполняются быстрее на 6.8% по сравнению с подходом, основанном исключительно на вызовах, в то же время, чистое раскрытие на месте быстрее на 0.7% гибридного подхода. Мы рассматриваем две версии гибридного подхода. "Untouched" версия позволяет LLVM самому принимать решение о встраивании функции или выборе вызова. Подход "heuristic" мы разработали после того, как заметили, что LLVM в "untouched" подходе производит излишне агрессивное встраивание функций. Данная статья поможет разработчикам компиляторов найти баланс между временем исполнения, размером кода и временем компиляции при реализации встраиваемых функций.
Ключевые слова:
встраиваемые функции, компиляторная инфраструктура LLVM, виртуальные машины
Полный текст:
PDF файл (980 kB)