第三届中国Rust开发者大会 KCL: Rust 在编译器领域的实践与探索 张正 蚂蚁集团 Agenda 01 KusionStack 与 KCL 02 用 Rust 重写 KCL 03 Rust 重写后的收益 04 更多的探索 01 KusionStack 与 KCL KusionStack是什么？ KusionStack架构 KCL KusionStack 是什么？ Language Server KCL Compiler KCL Package Manager 02 用 Rust 重写 KCL Python 代码翻译 栈式虚拟机 Rust 编译器 KCL 编译器架构升级 Source Code AST LLVM IR Native/WASM Source Code AST Bit code VM Source Code Python 更少的 Bug 稳定性提升 端到端编译执行性能提升了 66% 66 % 20 & 40 前端解析器性能提升 20倍 中端语义分析器性能提升40倍 稳定性和性能的巨大提升 50 % 语言编译器编译过程平均内存使用 量变为原来 Python 版本的一半 01 02 03 04 Case1: 单文件编译 > https://github.com/KusionStack/kcl#showcase

从汇编角度看编译器优化 by 彭于斌（ @archibate ） 往期录播： https://www.bilibili.com/video/BV1fa411r7zp 课程 PPT 和代码： https://github.com/parallel101/course 高性能并行编程与优化 - 课程大纲 • 分为前半段和后半段，前半段主要介绍现代 C++ ，后半段主要介绍并行编程与优化。 1 1.课程安排与开发环境搭建： cmake 与 git 入门 2.现代 C++ 入门：常用 STL 容器， RAII 内存管理 3.现代 C++ 进阶：模板元编程与函数式编程 4.编译器如何自动优化：从汇编角度看 C++ 5.C++11 起的多线程编程：从 mutex 到无锁并行 6.并行编程常用框架： OpenMP 与 Intel TBB 7.被忽视的访存优化：内存带宽与 cpu 缓存机制 4GB 限制外，也有一定性能优势。 8 位， 16 位， 32 位， 64 位版本 al, ax, eax, rax r15b, r15w, r15d, r15 AT&T 汇编语言 GCC 编译器所生成的汇编语言就属于这种 返回值：通过 eax 传出 movl $42, %eax 相当于： eax = 42; 前 6 个参数：分别通过 edi ， esi ， edx ， ecx ， r8d

值，这取决于上下⽂。 Nim program "程序"由⼀个或多个包含 Nim 代码的⽂本 source �les "源⽂件"组成，由Nim compiler "编译器"处理成 executable "可 执⾏"⽂件，这个可执⾏⽂件的性质取决于编译器实现，例如，它可能是⼀个本地⼆进制⽂件或 JavaScript 源代码。 常规的 Nim 程序，⼤部分代码被编译⾄可执⾏⽂件，⽽有些代码可能会在 compile-time 包括常量表达式、宏定义 和宏定义使⽤的 Nim 程序。 编译期执⾏⽀持 Nim 语⾔的⼤部分，但有限制 -- 详情查看编译期执⾏限制。 其术语 runtime "运⾏ 时"涵盖了编译期执⾏和可执⾏⽂件的代码执⾏。 编译器将 Nim 源码解析成称为 abstract syntax tree (AST) "抽象语法树"的内部数据结构，在执⾏代码或将其编译为可执⾏⽂件之 前，通过 semantic analysis "语 ，下⾯的程序⽆效，尽管代码试图捕获越界访问数组的 IndexDefect ， 但编译器可能会以致命错误结束程序。 ⽬前允许通过 --panics:on|off 在不同⽅式之间切换，当打开时，程序会因恐慌⽽结束，当关闭时，运⾏时的错误会变为异常。 --panics:on 的好处是产⽣的⼆进制代码更⼩，编译器可以更⾃由地优化。 unchecked runtime error "未检查的运⾏

编译代码 我们使用了 .ts 扩展名，但是这段代码仅仅是JavaScript而已。 你可以直接从现 有的JavaScript应用里复制/粘贴这段代码。 在命令行上，运行TypeScript编译器： tsc greeter.ts TypeScript Handbook（中文版） 9 5分钟了解TypeScript 输出结果为一个 greeter.js 文件，它包含了和输入文件中相同的JavsScript代 HTMLInputElement).value; return `Hello from ${compiler} and ${framework}!`; } 构建设置 配置 TypeScript 编译器 我们先来告诉TypeScript怎样构建。 右击scripts文件夹并选择New Item。 接着选 择TypeScript Configuration File，保持文件的默认名字为 tsconfig cd proj 我们将以下面的结构开始我们的工程： proj/ ├─ src/ └─ dist/ TypeScript文件放在 src 文件夹下，经过TypeScript编译器编译生成的目标文件放 在 dist 目录下。 下面让我们来创建这些文件夹： mkdir src mkdir dist 初始化工程 现在让我们把这个文件夹转换成npm包： npm init

略微反直觉，甚至 自相矛盾。 Go语法和语义设计中有很多折衷和权衡。一个Go程序员需要相当 的Go编程经验和感悟才能理解这些权衡。 Go提供了几种基本但非必需的类型，比如切片，接口和通道。 Go编译器和运 行时在实现这些类型的时候，进行了必要的封装。 一方面，这些封装为Go编 程带来了许多便利，使我们不用从头实现这些类型。 但另一方面，这些封装 隐藏了这些类型的内部结构， 从而对我们更深入地理解这些类型的值的行为 它语言编程经验的程序员来说，读懂一份Go源码也不是一件难事。 目前，使用最广泛的Go编译器由Go官方设计和开发团队维护。 以后我们将称 此编译器为标准编译器。标准编译器也常常称为gc（是Go compiler的缩写， 不是垃圾回收garbage collection的缩写）。 Go官方设计和开发团队也维护着另 外一个编译器，gccgo。 gccgo是gcc编译器项目的一个子项目。 gccgo的使用 广泛度大不如gc， 。 目前两个编译器的开发都很活跃，尽管Go开发团队在gc的开发上花费的精力 更多。 gc编译器是Go官方工具链中一个组件。 Go官方工具链的使用将在下一篇文章 中介绍。 Go官方工具链1.0发布于2012年三月。 Go语言规范的最新版本和Go 官方工具链的最新版本总是保持一致。 每年Go官方工具链发行两个主版本。 自从Go语言正式发布后，Go的语法变化很小。 但是标准编译器gc却在不断地

代部分高级语言代码。至少，汇编语言的知识可以告诉你一些有用的东西，比如，你有多少 个寄存器可以用。有时，手工的优化比编译器的优化更为有效，而且，你可以完全控制程序 的实际行为。 我想我在罗嗦了。总之，在我们结束这一章之前，我想说，不要在优化的时候把希望完 全寄托在编译器上——现实一些，再好的编译器也不可能总是产生最优的代码。 第二章 认识处理器 中央处理器(CPU)在微机系统处于“领 用。当然，EDI 也可以被装入任意 的数值，但通常没有人把它当作通用寄存器来用。DS 是默认段寄存器或选择器。 EBP 32-bit 宽 这也是一个作为指针的寄存器。通常，它被高级语言编译器用以建造‘堆栈帧’来 保存函数或过程的局部变量，不过，还是那句话，你可以在其中保存你希望的任何 数据。SS 是它的默认段寄存器或选择器。 注意，这三个寄存器没有对应的 8-bit 分组。换言之，你可以通过 的一部分。从寄存器取数，其速度很显然要比从内存中取数快。 那么，不难理解，xor eax, eax 要比 mov eax, 0 更快一些。 那么，为什么 a=a-a 通常要比 a=0 慢一些呢？这和编译器的优化有一定关系。多数编译器会 把 a=a-a 翻译成类似下面的代码(通常，高级语言通过 ebp 和偏移量来访问局部变量；程序 中，x 为 a 相对于本地堆的偏移量，在只包含一个 32-bit 整形变量的程序中，这个值通常

略微反直觉，甚至自 相矛盾。 Go语法和语义设计中有很多折衷和权衡。一个Go程序员需要相当的 Go编程经验和感悟才能理解这些权衡。 Go提供了几种基本但非必需的类型，比如切片，接口和通道。 Go编译器和运 行时在实现这些类型的时候，进行了必要的封装。 一方面，这些封装为Go编程 带来了许多便利，使我们不用从头实现这些类型。 但另一方面，这些封装隐藏 了这些类型的内部结构， 从而对我们更深入地理解这些类型的值的行为带来了 它语言编程经验的程序员来说，读懂一份Go源码也不是一件难事。 目前，使用最广泛的Go编译器由Go官方设计和开发团队维护。 以后我们将称 此编译器为标准编译器。标准编译器也常常称为gc（是Go compiler的缩写，不 是垃圾回收garbage collection的缩写）。 Go官方设计和开发团队也维护着另外 一个编译器，gccgo。 gccgo是gcc编译器项目的一个子项目。 gccgo的使用广泛 度大不如gc， 它 性。 目前两 个编译器的开发都很活跃，尽管Go开发团队在gc的开发上花费的精力更多。 gc编译器是Go官方工具链中一个组件。 Go官方工具链的使用将在下一篇文章 中介绍。 Go官方工具链1.0发布于2012年三月。 Go语言规范的最新版本和Go官 方工具链的最新版本总是保持一致。 每年Go官方工具链发行两个主版本。 自从Go语言正式发布后，Go的语法变化很小。 但是标准编译器gc却在不断地 改进。

微反直觉，甚至自相矛盾。 Go 语法和语义设计中有很多折衷和权衡。一个Go程序员需要相当的Go编程经验和感悟 才能理解这些权衡。 Go提供了几种基本但非必需的类型，比如切片，接口和通道。 Go编译器和运行时在 实现这些类型的时候，进行了必要的封装。 一方面，这些封装为Go编程带来了许多 便利，使我们不用从头实现这些类型。 但另一方面，这些封装隐藏了这些类型的内 部结构， 从而对我们更深入地理解这些类型的值的行为带来了一些障碍。 验的程序员来说，读懂一份Go源码也不是一件难事。 目前，使用最广泛的Go编译器由Go官方设计和开发团队维护。 以后我们将称此编译 器为标准编译器。标准编译器也常常称为gc（是Go compiler的缩写，不是垃圾回 收garbage collection的缩写）。 Go官方设计和开发团队也维护着另外一个编译 器，gccgo。 gccgo是gcc编译器项目的一个子项目。 gccgo的使用广泛度大不 如gc， 器的开发都很活跃，尽管Go开发团队在gc的开发上花费的精力更多。 gc编译器是Go官方工具链中一个组件。 Go官方工具链的使用将在下一篇文章中介 绍。 Go官方工具链1.0发布于2012年三月。 Go语言规范的最新版本和Go官方工具链 的最新版本总是保持一致。 每年Go官方工具链发行两个主版本。 自从Go语言正式发布后，Go的语法变化很小。 但是标准编译器gc却在不断地改 进。 使用早期的gc编译的程序在运

uses 子句，然后是一个由声明和命令语句组 成的块（block）。uses 子句列出了那些链接到程序的单元，这些单元可以被不同的程序共享，并且通常 有自己的 uses 子句。 uses 子句给编译器提供各模块间的依赖信息，因为这些信息是存于模块自身的，所以，Object Pascal 程序不需要 makefile 文件、头文件以及 include 预处理指令（这些概念你可能要参考 C 语言）。每当一个 makefile，但只有在包含多个工程的工程组中才保存这些文 件。 关于程序结构和依赖关系的更多内容，请参考程序和单元。 Pascal source files（Pascal 源文件） 编译器期望在以下三种文件中取得 Pascal 源代码： • 单元源文件 （文件扩展名为 .pas） • 工程文件 （文件扩展名为 .dpr） • 包源文件 （文件扩展名为 .dpk） res）保存位图作为程序的图标。默认情况下，这个 文件和工程文件（.dpr）同名。要改变程序的图标，可使用 Project Options 对话框。 工程选项文件（.dof 或 .kof）包含编译器和链接器设置、搜索路径以及版本信息等等。每个工程对 应一个选项文件，它和工程文件同名。通常情况下，文件中的选项是通过 Project Options 对话框来完成 的。 IDE 中的许多工具保存其它类型的文件。桌面设置文件（

greeter(user); 我们使用了 .ts 扩展名，但是这段代码仅仅是JavaScript而已。 你可以直接从现有的 JavaScript应用里复制/粘贴这段代码。 在命令行上，运行TypeScript编译器： 1. tsc greeter.ts 5分钟了解TypeScript 安装TypeScript 构建你的第一个TypeScript文件 编译代码 5分钟了解TypeScript - 17 /app.ts" 10. ], 11. "compileOnSave": true 12. } 添加 TypeScript 代码 添加示例代码 构建设置 配置 TypeScript 编译器 ASP.NET Core - 23 - 本文档使用 书栈网 · BookStack.CN 构建 看起来和默认的设置差不多，但注意以下不同之处： 1. 设置 "noImplicitAny": 我们将以下面的结构开始我们的工程： 1. proj/ 2. ├─ src/ 3. └─ dist/ TypeScript文件放在 src 文件夹下，经过TypeScript编译器编译生成的目标文件放在 dist 目 录下。 下面让我们来创建这些文件夹： 1. mkdir src 2. mkdir dist 现在让我们把这个文件夹转换成npm包： 1. npm init