Compilação Just-In-Time: Histórico, Arquitetura, Princípios e Sistemas

Diversas implementações de linguagens de alto nível focam no desenvolvimento de sistemas baseados em mecanismos de compilação just-in-time. Esse mecanismo possui o atrativo de melhorar o desempenho de tais linguagens, mantendo a portabilidade. Contudo, ao preço da inclusão do tempo de compilação ao tempo total de execução. Diante disso, as pesquisas na área têm voltado balancear o custo de compilação com eficiência de execução. Os primeiros sistemas de compilação just-in-time empregavam estratégias estáticas para selecionar e otimizar as regiões de código propícias para gerar bom desempenho. Sistemas mais sofisticados aprimoraram tais estratégias com o objetivo de aplicar otimizações de forma mais criteriosa. Nesse sentido, este tutorial apresenta os princípios que fundamentam a compilação just-in-time e sua evolução ao longo dos anos, bem como a abordagem utilizada por diversos sistemas para garantir o balanceamento de custo e eficiência. Embora seja difícil definir a melhor abordagem, trabalhos recentes mostram que estratégias rígidas para detecção e otimização de código, juntamente com recursos de paralelismo oferecidos pelas arquiteturas multi-core formarão a base dos futuros sistemas de compilação just-in-time

A region-based compilation technique for a Java just-in-time compiler

Method inlining and data flow analysis are two major optimization components for effective program transformations, however they often suffer from the existence of rarely or never executed code contained in the target method. One major problem lies in the assumption that the compilation unit is partitioned at method boundaries. This paper describes the design and implementation of a region-based compilation technique in our dynamic compilation system, in which the compiled regions are selected as code portions without rarely executed code. The key part of this technique is the region selection, partial inlining, and region exit handling. For region selection, we employ both static heuristics and dynamic profiles to identify rare sections of code. The region selection process and method inlining decision are interwoven, so that method inlining exposes other targets for region selection, while the region selection in the inline target conserves the inlining budget, leading to more method inlining. Thus the inlining process can be performed for parts of a method, not for the entire body of the method. When the program attempts to exit from a region boundary, we trigger recompilation and then rely on on-stack replacement to continue the execution from the corresponding entry point in the recompiled code. We have implemented these techniques in our Java JIT compiler, and conducted a comprehensive evaluation. The experimental results show that the approach of region-based compilation achieves approximately 5 % performance improvement on average, while reducing the compilation overhead by 20 to 30%, in comparison to the traditional functionbased compilation techniques

Profile based optimization techniques for large scale applications

制度:新 ; 文部省報告番号:乙2095号 ; 学位の種類:博士(工学) ; 授与年月日:2007/3/24 ; 早大学位記番号:新454