GraalVMで使われている、他言語をJVM上に実装する仕組みを学ぼう
•Download as PPTX, PDF•
4 likes•11,115 views
2019-02-27（水）【東京】 JJUGナイトセミナー「JVM言語を作ろう！ GraalVMで遊ぼう！」のセッション資料です。 阪田 浩一 (@jyukutyo): ポノス株式会社 / 関西Javaエンジニアの会 / Javaチャンピオン オラクル社からGraalVMというものが発表され、話題を呼んでいます。GraalVMは、HotSpot VM上に新しいJITコンパイラGraalと、言語実装用フレームワーク/ASTインタプリタであるTruffle、ネイティブイメージ作成機能とその実行に使われるSubstrateVMを併せ持ったものです。すでに、Truffleを使用したJavaScriptやRuby、R、Pythonの実装がGraalVMにあり、これらの言語とJavaは、コードから"相互に"呼び出しができます。独自の言語も、ASTにさえできれば、Truffleを使い、JVM上で実行できるよう実装できます。私も、簡単な四則演算の言語を、Truffleを使って実装したことがあります。Truffleは、Graal上で動作するものです。Graalには、こうして複数の言語を相互運用する際に、高いパフォーマンスを出せるよう、機能が実装されています。 このセッションでは、TruffleとGraalの概要と、言語を実行する際に、この2つがどのような働きをするか、を主に解説します。私もTruffleを使って、言語を実装してみようかな、と思っていただくことがゴールのセッションです。
Recommended
More Related Content
What's hot
What's hot (20)
Similar to GraalVMで使われている、他言語をJVM上に実装する仕組みを学ぼう
Similar to GraalVMで使われている、他言語をJVM上に実装する仕組みを学ぼう (20)
More from Koichi Sakata
More from Koichi Sakata (20)
Recently uploaded
Recently uploaded (11)
GraalVMで使われている、他言語をJVM上に実装する仕組みを学ぼう
- 2. About Me • 阪田 浩一 @jyukutyo • 関西Javaエンジニアの会 会長 • Javaチャンピオン • ポノス株式会社（京都） • JVMになりたい人
- 6. GraalVM = HotSpotVM + α
- 7. Custom Part in GraalVM • Graal – JIT Compiler • Truffle – Language Implementation Framework • SubstrateVM – Runtime Library andTools for Java AOT Compiled Code
- 10. GraalVM ≠ Graal
- 11. Top 10ThingsTo DoWith GraalVM 1. High-performance modern Java 2. Low-footprint, fast-startup Java 3. Combine JavaScript, Java, Ruby, and R 4. Run native languages on the JVM 5. Tools that work across all languages 6. Extend a JVM-based application 7. Extend a native application 8. Java code as a native library 9. Polyglot in the database 10. Create your own language
- 13. Top 10ThingsTo DoWith GraalVM 1. High-performance modern Java 2. Low-footprint, fast-startup Java 3. Combine JavaScript, Java, Ruby, and R 4. Run native languages on the JVM 5. Tools that work across all languages 6. Extend a JVM-based application 7. Extend a native application 8. Java code as a native library 9. Polyglot in the database 10. Create your own language
- 14. Polyglot HotSpotVM JVMCI Graal JVM lang Truffle LLVMJS R Ruby C C++ Fortran
- 15. Polyglot HotSpotVM JVMCI Graal JVM lang Truffle LLVMJS R Ruby C C++ Fortran Interpreter
- 16. Truffleでの言語実装 • TruffleRuby (Ruby) – https://github.com/graalvm/truffleruby • FastR (GNU R) – https://github.com/graalvm/fastr • Graal.js (JavaScript) – ECMAScript 2018/Node.js 10.15.0 – https://github.com/graalvm/graaljs • SimpleLanguage (学習用) – https://github.com/graalvm/simplelanguage
- 17. ということは…！
- 21. Truffle • Language Implementation Framework – A library for building programming language implementations as interpreters for AST
- 23. サンプルとして 四則演算を考える
- 24. AST * 3 1 2 +(1 + 2) * 3
- 26. プログラムの解析 (1 + 2) * 3 ( 1 + 2 ) * 3 レキサー パーサー
- 27. サンプル (1 + 2) * 3 ( 1 + 2 ) * 3 テキスト トークン 構文木
- 28. ASTへ * 3 1 2 +
- 33. モジュール 入力 出力 レキサー （字句解析） テキスト （コード） トークン パーサー （構文解析） トークン 構文木 AST インタプリタ 構文木から作成した AST 実行結果 プログラムを実行するまで
- 34. モジュール 入力 出力 レキサー （字句解析） テキスト （コード） トークン パーサー （構文解析） トークン 構文木 AST インタプリタ 構文木から作成した AST 実行結果 プログラムを実行するまで今日の範囲外
- 36. モジュール ライブラリ レキサー ANTLR パーサー ANTLR ASTインタプリタ Truffle ライブラリの役割
- 38. 今日のソースコード • Truffle 1.0.0 RC12対応 – https://github.com/jyukutyo/JVM-Math-Language
- 39. Truffle • トラフル（トリュフ） • 言語実装用フレームワーク – ASTインタプリタ構築の基盤を提供する • Graalプロジェクトの一部 – Oracle Labs主導 – https://github.com/graalvm/graal/tree/master/truffle
- 40. Truffleでの言語実装 1. AST用ノードクラスを作成 2. Truffleの言語実装に必須のクラスを実装 3. （入出力などの実装）
- 42. 再度 四則演算
- 43. 四則演算でのノード • 数値ノード（子ノード：なし） – BigDecimal – Long（BigDecimalだけでもよいが、あえて） • 演算子ノード（子ノード：オペランド2つ） – Add（+） – Subtract（-） – Multiply（*） – Divide（/） • 括弧ノード "-1"といった 書き方はサポートしない
- 47. 演算子ノードのクラス図
- 48. Truffleのノードクラス • Truffle DSL APIを使う 1. 提供されるアノテーションを 実装コードに付与する 2. Truffleのアノテーションプロセッサが コードを生成する
- 52. 数値ノード @NodeInfo(shortName = "const") public class LongNode extends JvmMathLangNode { private final long value; public LongNode(long l) { this.value = l; } public long executeLong(VirtualFrame frame) { return this.value; } @Override public Object executeGeneric(VirtualFrame frame) { return this.value; } }
- 53. 加算ノード @NodeInfo(shortName = "+") public abstract class AddNode extends BinaryNode { @Specialization(rewriteOn = ArithmeticException.class) @TruffleBoundary protected long add(long left, long right) { return Math.addExact(left, right); } @Specialization @TruffleBoundary protected BigDecimal add(BigDecimal left, BigDecimal right) { return left.add(right); }
- 54. BinaryNode @NodeChildren({ @NodeChild("leftNode"), @NodeChild("righrNode") }) public abstract class BinaryNode extends JvmMathLangNode { }
- 57. 自動生成コードを 見ましょう
- 59. 言語を定める クラスを作る
- 64. 言語規定クラス @TruffleLanguage.Registration(id = "jvmmathlang", name = "JVM Math Language", version = "0.0.2") public class JvmMathLang extends TruffleLanguage<JvmMathLangContext> { @Override protected CallTarget parse(ParsingRequest r) throws Exception { JvmMathLangRootNode main = parseSource(r.getSource()); return Truffle.getRuntime().createCallTarget(main); }
- 69. メインクラス public class JvmMathLangMain { public static void main(String[] args) throws IOException { Context context = Context.create("jvmmathlang"); Object answer = runCode(context, [PROGRAM_FOR_RUN]); } private static Object runCode(Context context, String program) throws IOException { Source source = Source.newBuilder("jvmmathlang", program, "MATH").build(); Value value = context.eval(source); return value; } }
- 71. 実行 • TruffleのJARファイルを追加して、HotSpot VM上でも実行可能 – なお、Java 10から、Graalはデフォルトで 入っている（Experimental） • GraalVM上でも実行可能 – Truffle言語をGraalVMで動かす - きしだのHatena • http://nowokay.hatenablog.com/entry/20190104/1546620114
- 77. JavaScriptからRuby js>vararray= Polyglot.eval("ruby","[1,2,42,4]") js> array[2] 42 [GRAALVM_HOME]/bin/polyglot --shell --jvm https://www.sakatakoichi.com/entry/graalvmpolyglot
- 78. Chromeでのデバッグ
- 79. Graal &Truffle • Graalは言語実装そのものは知らない – Truffleを間に挟んでいる（JVM言語以外） • JITコンパイルでは（結果として） 複数言語にまたがったコンパイルができる
- 80. call call call many times
- 81. call call
- 82. 今日のソースコード • Truffle 1.0.0 RC12対応 – https://github.com/jyukutyo/JVM-Math-Language
- 84. ANTLRの書籍
- 85. 加算ノード @NodeInfo(shortName = "+") public abstract class AddNode extends BinaryNode { @Specialization @TruffleBoundary protected BigDecimalTruffleObject add(Object left, Object right) { BigDecimal l = left instanceof BigDecimalTruffleObject ? ((BigDecimalTruffleObject) left).getValue() : BigDecimal.valueOf((long) left); BigDecimal r = right instanceof BigDecimalTruffleObject ? ((BigDecimalTruffleObject) right).getValue() : BigDecimal.valueOf((long) right); return new BigDecimalTruffleObject(l.add(r)); } }