JIT编译器
深入理解Java Class文件格式(九)
http://blog.csdn.net/zhangjg_blog/article/details/22432599
http://blog.csdn.net/zhangjg_blog/article/details/22205831
Introduction to Compiler Construction in a Java World
http://download.csdn.net/download/jetsong/6908145
http://www1.digitalgrammars.com/ipl-book/
http://www.oracle.com/technetwork/server-storage/ts-6434-159339.pdf
http://citeseer.ist.psu.edu/viewdoc/download?doi=10.1.1.47.6924&rep=rep1&type=pdf
Chapter 6: Code Generation
http://www1.digitalgrammars.com/ipl-book/slides/6-slides-ipl-book.pdf
找出栈上的指针/引用
http://rednaxelafx.iteye.com/blog/1044951
http://dsxwjhf.iteye.com/blog/2201685
http://www.grothoff.org/christian/teaching/2007/3353/papers/click95simple.pdf
PJama
https://users.cs.jmu.edu/bernstdh/Web/CS685/papers/printezis-et-al-1997.pdf
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windows JDM编译
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java native interface programmer's guide and specification
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https://github.com/AdoptOpenJDK/jitwatch/wiki
https://blogs.oracle.com/thejavatutorials/ Java问题分析的实例
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http://bluedavy.me/?p=36 R大的视频
https://shipilev.net/blog/2015/black-magic-method-dispatch/
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http://www.valleytalk.org/wp-content/uploads/2011/05/Java_Program_in_Action_20110727.pdf
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http://www.cliffc.org/blog/2010/06/09/part-2-lisbon-san-francisco-toronto-plus-ismm-and-pldi/
[HotSpot VM] JIT编译以及执行native code的流程
java_main的汇编入口在哪里
http://greenteajug.cn/tag/rednaxelafx/
借助HotSpot SA来一窥PermGen上的对象
https://www.zhihu.com/people/rednaxelafx/answers
[HotSpot VM] 想研究HotSpot C2编译器编译过程,请教如何入手?
http://ssw.jku.at/Research/Projects/JVM/
Generalized Trace Compilation for Java
www.ssw.uni-linz.ac.at/Teaching/PhDTheses/Haeubl/PhD.pdf
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http://cr.openjdk.java.net/~vlivanov/talks/2015-Indy_Deep_Dive.pdf
- HotSpot Developers
- Programmers
- Charles Oliver Nutter
- To be added…
https://wiki.openjdk.java.net/display/HotSpot/Presentations
https://docs.oracle.com/cd/E13150_01/jrockit_jvm/jrockit/geninfo/diagnos/underst_jit.html
http://docs.oracle.com/cd/E15289_01/doc.40/e15058/underst_jit.htm
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Visualization of Program Dependence Graphs
http://hllvm.group.iteye.com/group/topic/34932#post-232535
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http://hpac.rwth-aachen.de/teaching/sem-accg-16/slides/04.Khan-JIT.pdf
http://www.slideshare.net/ZeroTurnaround/vladimir-ivanovjvmjitcompilationoverview-24613146
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http://www.cliffc.org/blog/2015/02/22/how-does-java-both-optimize-hot-loops-and-allow-debugging/
http://www.cliffc.org/blog/2012/02/12/too-much-theory/
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http://developer.amd.com/wordpress/media/2012/10/AddingNewInstructionsToHotspot1.pdf
http://citeseerx.ist.psu.edu/viewdoc/summary?doi=10.1.1.224.353
http://www.slideshare.net/RednaxelaFX/green-teajug-hotspotintrinsics02232013
https://book.douban.com/subject/1610344/
http://hllvm.group.iteye.com/group/topic/34932#post-232535
http://rednaxelafx.iteye.com/blog/644038
https://github.com/drazzib/openjdk-hsdis
https://wiki.openjdk.java.net/display/HotSpot/PrintAssembly
http://stackoverflow.com/questions/9337670/hotspot7-hsdis-printassembly-intel-syntax
http://cr.openjdk.java.net/~vlivanov/talks/2015-JVMLS_State_of_JLI.pdf
https://github.com/drazzib/openjdk-hsdis
http://www.cs.wustl.edu/~cytron/cs531/Resources/Papers/cprop.pdf
http://www.sdsc.edu/~allans/cs231/openjit.pdf
http://blog.takipi.com/java-on-steroids-5-super-useful-jit-optimization-techniques/
Materials § Notes:
http://cr.openjdk.java.net/~vlivanov/talks/2015-Indy_Deep_Dive.pdf §
https://wiki.openjdk.java.net/display/HotSpot/Method+handles+and+invokedynamic
https://wiki.openjdk.java.net/display/HotSpot/Bound+method+handles
https://wiki.openjdk.java.net/display/HotSpot/Direct+method+handles
https://wiki.openjdk.java.net/display/HotSpot/Method+handle+invocation
"Deconstructing MethodHandles” by Paul Sandoz –
https://wiki.openjdk.java.net/display/HotSpot/Deconstructing+MethodHandles
"Lambda Forms” by John Rose, JVMLS'12 –
http://cr.openjdk.java.net/~jrose/pres/201207-LF-Tutorial.pdf
“J9's MethodHandle Compilation Pipeline” by Dan Heidinga, Jfocus VM Summit’15 –
http://www.jfokus.se/jfokus15/preso/J9%20MethodHandle%20Compilation%20Pipeline.pdf
HotSpot: methodHandles*.hpp/.cpp
JVM Specification 8:
http://docs.oracle.com/javase/specs/jvms/se8/html/index.html
http://www.slideshare.net/RednaxelaFX/green-teajug-hotspotintrinsics02232013
http://www.slideshare.net/zuluJDK/nhjug-jvminternalsoptimized120123211545phpapp02
http://www.slideshare.net/ValeriiaMaliarenko/java-jit-compilation-and-optimization-by-andrey-kovalenko
推荐书籍 The Java Language Specification The Java Virtual Machine Specification ◦ 针对Java 5癿修订 ◦ 针对Java 6癿Class文件格式癿修订 ◦ JVM觃范第三版草案(2011/03/01) (到Java 6为止所有JVM觃范更新癿整合版) Oracle JRockit: The Definitive Guide Virtual Machines: Versatile Platforms for Systems and Processes ◦ 中文版:虚拟机——系统不迕程癿通用平台 Compilers: Principles, Techniques, and Tools (2nd Edition) ◦ 中文版:编译原理(原书第2版) Advanced Compiler Design and Implementation ◦ 中文版:高级编译器设计不实现 Principles of Computer Organization and Assembly Language, Using the Java Virtual Machine ◦ 中文版:计算机组成及汇编诧言原理 较老书籍 Java and the Java Virtual Machine Programming for the Java Virtual Machine Virtual Machines (Iain D. Craig著) Inside the Java Virtual Machine (2nd Edition) ◦ 中文版:深入Java虚拟机(原书第2版) 推荐网站不博宠 HotSpot Publications JVM Language Summit OpenJDK The HotSpot Group javac Group the Da Vinci Machine Project The Java HotSpot Performance Engine Architecture Java™ Virtual Machine Technology – JDK 7 HotSpot Internals for OpenJDK Da Vinci Machine Project Wiki Publications of the Institute for System Software IBM Research: Java JIT compiler and related publications Jikes RVM Cliff Click John Rose Mark Lam Fredrik Öhrström Ian Rogers The JRockit Blog Christian Thalinger Lukas Stadler Gary Benson Steve Goldman Xiao-Feng Li Christian Wimmer Maurizio Cimadamore Joseph D. Darcy Ben L. Titzer Steve Blackburn ……
最近想开始研究HotSpot C2编译器的编译过程,例如字节码是如何转换为Ideal Graph的,而Ideal Graph又是如何基于ad文件转换为机器码的,等等。
请教应该如何入手。谢谢。 |
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hellhell 2014-02-09
有个叫IdealGraphVisualizer的工具,可以看C2的node。
期待R大的答案。 |
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RednaxelaFX 2014-02-10
HotSpot C2编译器。又名HotSpot Server Compiler,HotSpot VM的优化JIT编译器。
楼主确定要跳这个坑了么…? 可以先看看前同事Vladimir Ivanov讲解JIT编译器: Charles Nutter的系列演讲也OK: 请楼主先说说你已经知道的(包括基本的编译原理、JIT编译器的特定知识、其它JVM JIT编译器的实现),以及研究C2的动机,然后我看看如何引导你进入C2的世界。 hellhell 写道
有个叫IdealGraphVisualizer的工具,可以看C2的node。
期待R大的答案。 嗯嗯,IdealGraphVisualizer是研究C2的实用工具之一。我之前在第0回JVM源码阅读活动的“为啥别读HotSpot VM的源码”里有提到和演示它。 ================================================= C2包含许多传统编译器的技术,例如 LeafInWind 写道
字节码是如何转换为Ideal Graph的
字节码转换为Ideal Graph的过程在C2里叫做parsing,这是一个抽象解释(abstract interpretation)的过程。 LeafInWind 写道
而Ideal Graph又是如何基于ad文件转换为机器码的
ad文件是个DSL(domain-specific language),描述了一个BURS匹配系统的匹配规则。 也有一些JIT编译器/运行时特有的技术,例如: 还有跟GC交互的VM会用到的技术,例如: 还有Java或者跟Java类似的面向对象语言特有的技术,例如: 还有C2特有的技术,例如: 就不穷举术语了。借用John Rose在这个演示稿里的介绍,HotSpot VM的JIT编译器所用到的技术的列表如下(包括C1和C2): John Rose 写道
挺多知识点的? 这些背景知识都得先有所掌握才能开始真的探索C2的工作过程。最好先找几本编译原理的书把基础知识(特别是编译器后端知识)打扎实了再考虑真的着手深入研究C2。 等楼主补充一下信息我再回复。也欢迎其他同学来参与讨论喔! ================================================= 相关资料: 入门C2最好的材料就是Thomas Würthinger写的关于IdealGraphVisualizer的硕士论文: Thomas Würthinger 写道
C2的整体介绍最好的资料还是原始论文: Overview of Ideal, C2's high level intermediate representation, HotSpot Internals, OpenJDK Wiki 但要真的理解Ideal Graph的设计思路,也就是“sea-of-nodes”或者叫“program dependence graph”,还是得把Cliff Click原本的几篇论文读了才行。C2的核心设计跟Cliff最初做这几篇论文时几乎一模一样,甚至还有部分代码就是从当时他的博士毕业作品一直遗留至今。 John Rose写了篇讨论编译器IR的文章,也值得一读: Cliff Click讲解C2里的类型格(type lattice): Escape Analysis for Java, Jong-deok Choi, Mannish Gupta, Mauricio Serrano, Vugranam C. Sreedhar, Sam Midkiff, OOPSLA'99, 1999 Exploiting Superword Level Parallelism with Multimedia Instruction Sets, Samuel Larsen , Saman Amarasinghe, PLDI'00, 2000 A Tutorial on Adding New Instructions to the Oracle® Java HotSpot ™ Virtual Machine, Vasanth Venkatachalam, AMD Optimal Code Generation for Expression Trees: An Application of BURS Theory, Eduardo Pelegri-Llopart, Susan L. Graham, 1988 The C2 Register Allocator, HotSpot Internals, OpenJDK Wiki Graph Coloring Register Allocation Papers, HotSpot Internals, OpenJDK Wiki C2的寄存器分配器还有许多潜在的改进点。它可以说是C2最慢的部分了。Niclas Adlertz在做一些相关研究,近期OpenJDK里C2寄存器分配器的改进也主要是他在做。可以关注一下他的论文(现在还没发表)。 ================================================= 既然楼主特别指出关心两个过程——字节码->Ideal Graph、Ideal Graph->Machine Graph(MachNode)——那我推荐先通过另外两个项目熟悉相关概念,然后再回来研究C2的实现。 首先是Graal。 Graal是一个用Java实现的JIT编译器,可以插在HotSpot VM与Maxine VM上使用。 由于StructuredGraph与Ideal Graph比较相似,从字节码到它们的构造过程也有相似之处;而Graal的代码结构比C2清晰得多,所以先从Graal入手去了解Program Dependence Graph的特性,然后再去看C2会舒服许多。 Graal将Java字节码转换为StructuredGraph的实现代码在此:com.oracle.graal.java.GraphBuilderPhase Graal IR的介绍可以参考这篇论文: Graal的整体设计可以参考这个演讲: ------------------------------------------------------------------- 其次是Jikes RVM。 Jikes RVM是个用纯Java实现的JVM。上面提到的Maxine VM也是如此。 但其实Jikes RVM的BURS代码就这么直接读也不算易读的。我比较不喜欢Jikes RVM里各种要在构建过程中生成代码的地方,这里正是其中之一——Jikes RVM的源码里有BURS的规则文件,构建过程中由它会生成出真正负责匹配的状态机的C代码。 那为啥还要推荐它呢?因为它胜在“有根可寻”。它的BURS名为jburg,是iburg的移植版。后者的一个变种在lcc里也有用到。 《A Retargetable C Compiler: Design and Implementation》详细介绍了lcc的实现。其中第14章提到了其BURS系统的实现,非常建议阅读。 ================================================= Hmm,下次做个简易案例来带大家走一遍C2的编译过程好了〜 说来我以前就分析过一个案例,涉及了C2工作流程的一部分,在这 还有几个主要面向Java应用开发者的实验: |
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LeafInWind 2014-02-10
RednaxelaFX 写道
请楼主先说说你已经知道的(包括基本的编译原理、JIT编译器的特定知识、其它JVM JIT编译器的实现),以及研究C2的动机,然后我看看如何引导你进入C2的世界。
感谢R神。你提到的上述技术我基本都了解。我目前主要对hotspot JIT的inline cache、逆优化、OSR还算熟悉。 |
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RednaxelaFX 2014-02-10
我前面的回帖有更新喔,回头可以读读看。
LeafInWind 写道
RednaxelaFX 写道
请楼主先说说你已经知道的(包括基本的编译原理、JIT编译器的特定知识、其它JVM JIT编译器的实现),以及研究C2的动机,然后我看看如何引导你进入C2的世界。
你提到的上述技术我基本都了解。我目前主要对hotspot中x86平台相关部分的代码比较熟悉,对JIT的inline cache、逆优化、OSR也算熟悉。 这里求个详细。能先介绍一下具体熟悉的部分是哪些不? LeafInWind 写道
但对字节码到理想图的转换,以及ad文件在理想图到最终机器码之间转换的细节,由于平台无关,目前还不算熟悉。
这些都是编译原理的基础知识。也就是说对编译原理并不太熟悉?还是说只是特定于C2的实现,因为它的代码太⋯那啥,所以想知道编译原理的各种概念如何在C2中体现? LeafInWind 写道
目前对C2编译器最关注的其实是它的寄存器分配问题。
这个好办。C2的寄存器分配器用的是graph coloring的思路,具体来说是基于Chaitin算法。它的一部分声明就在ad文件里(平台相关的寄存器声明、每条指令的“开销”声明之类)。相关论文在这儿有链接:https://wiki.openjdk.java.net/display/HotSpot/Graph+Coloring+Register+Allocation+Papers 所以研究C2的寄存器分配就是你的研究动机了是么?或许不只如此? |
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LeafInWind 2014-02-10
RednaxelaFX 写道
我前面的回帖有更新喔,回头可以读读看。
这个更新太全面了,现在再不敢说这些技术都了解了,看来今后一段时间有得忙了,感谢R神。 |
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RednaxelaFX 2014-02-10
LeafInWind 写道
我对编译的理解主要来自大学时的课程学习以及之前对ideal graph的学习(也就是看的Würthinger的硕士论文),但总感觉一知半解,所以想基于C2编译器做更深入的学习。
呵呵,总算知道楼主在做的是啥项目了。加油! 我又稍微更新了一下前面的回复,主要是针对你在顶楼问的那两点,希望对你有帮助 |
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LeafInWind 2014-02-11
看了Würthinger的硕士论文,对理想图的语义都能理解,对其中介绍的优化也能明白,但这些优化都是直接基于理想图的,文中却没有介绍理想图是如何得到的。
看了一下The Java HotSpotTM Server Compiler,其第四节parser感觉就是在讲字节码到理想图的转换过程的,但感觉讲得实在太抽象了。 |
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RednaxelaFX 2014-02-12
LeafInWind 写道
看了一下The Java HotSpotTM Server Compiler,其第四节parser感觉就是在讲字节码到理想图的转换过程的,但感觉讲得实在太抽象了。
可能是因为你关心的是个实现细节而那个实在太直观,作者觉得没必要写出来orz 有没有去看看Graal的parser?(GraphBuilderPhase) |
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LeafInWind 2014-02-12
R神 写道
有没有去看看Graal的parser?(GraphBuilderPhase)
现在开始看,呵呵 |
LeafInWind 2014-03-06
请问R神,上图的编译流程在hotspot中是否对应Compile::Compile(..., ciMethod* target, ...)方法。 编译流程包括三个步骤:parse、optimize和code_gen。 猜测optimize步骤对应Compiler方法对Compile::Optimize()方法的调用; code_gen步骤对应Compiler方法对Compile::Code_Gen()方法的调用; 那么parse步骤对应Compiler方法中的什么代码呢??感觉只能对应GraphKit的构造函数啊!!?? |
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RednaxelaFX 2014-03-09
LeafInWind 写道
请问R神,上图的编译流程在hotspot中是否对应Compile::Compile(..., ciMethod* target, ...)方法。
编译流程包括三个步骤:parse、optimize和code_gen。 猜测optimize步骤对应Compiler方法对Compile::Optimize()方法的调用; code_gen步骤对应Compiler方法对Compile::Code_Gen()方法的调用; 那么parse步骤对应Compiler方法中的什么代码呢??感觉只能对应GraphKit的构造函数啊!!?? 哈哈。C2编译的主入口确实是Compile::Compile() Parse的部分的入口就在这里: Parse的过程中,(几乎)每个节点在生成出来之后都会马上经过PhaseGVN::transform()的优化: Ideal()、Value()、Identity()是Node类上可以说最核心的三个方法,它们的作用贯穿在整个C2的优化过程中。嘛说“整个”可能有点过头,至少可以说是在instruction selection之前吧。 其实并不难找啦,给点耐心。有什么疑问欢迎继续来讨论~ |
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LeafInWind 2014-03-09
请问代码中有一大堆以ci开头的类,不知ci是什么意义?
R神在http://hllvm.group.iteye.com/group/topic/26998曾写过ci目录是“动态编译器的公共服务/从动态编译器到VM的...”但很可惜最后几个字看不见了。 另外R神能否再大概展开一下,描述一下该目录下比较重要的类的作用。 谢谢!!! |
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RednaxelaFX 2014-03-09
LeafInWind 写道
请问代码中有一大堆以ci开头的类,不知ci是什么意义?
R神在http://hllvm.group.iteye.com/group/topic/26998曾写过ci目录是“动态编译器的公共服务/从动态编译器到VM的...”但很可惜最后几个字看不见了。 另外R神能否再大概展开一下,描述一下该目录下比较重要的类的作用。 谢谢!!! 看不见的话复制下来就可以看到啦。 例如说: 还有少量本来应该是在C1和C2之间共享的一些公共服务,结果只有一个编译器用,例如说ciTypeFlow。它的作用是在C2真正parse字节码之前先找出基本块边界,并且计算出每个local variable slot的抽象类型。 |
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LeafInWind 2014-03-11
这几天都在看hotspot的寄存器分配。想问一下build_ifg_virtual和build_ifg_physical两个步骤的主要区别是什么。是否physical ifg就是类似下图的预着色图(precolored)。
(上图引用自虎书11.3节) |
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