Ruby in Ruby - Building an AOT Compiler with Ruby

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1. Ruby in Ruby Building an AOT Compiler with Ruby katsyoshi Repro Inc.
2. self
3. self 開発者募集中!!! Rails や Kafka をやりたい/できるひと 上記以外にも Go での配信基盤開発や Java/Objective-C などでAndroid/iOS SDK開発も
4. self Twitter, GitHub, bluesky…: katsyoshi Hobbies: keyboard, fishing, watching football… Work: Rails Application Programmer
5. My Gems fluent-plugins fluent-plugin-serialport… itamae-plugins itamae-plugin-resource-pip… irb-theme-dracula vaporware-compiler considering rename…
6. Dragon Book Club: Member フロントエンドエンジニアの集まり コンパイラーとしての話です そろそろ読みたいと思い20年が経ち… @spikeolaf「#lr-parser にいる人は全員参 加するのはあたりまえだよなあ？？？ しゃーない行くかー よみたかったしな！
7. Introduction AOT コンパイラーつくるぞ Matz も言ってたしそろそろ欲しいよね とりあえずうごくもの作ろう
8. Self Motivation コンパイラーつくったことないし一度作って みるのもいいよね 直接バイナリー作たい!! アセンブラー書いて機械語書いてみたい! 幸い資料も実装もたくさんあるしな!
9. Simmilar Implementations LLVM Backends: RubyMotion うーん… Rust Backends: monoruby もうやってるひといるしな Go Backends: goruby もうやってるひといるしな Ruby でやるぞ!!!
10. C Language Compile Flow C言語でコンパイルすると上図のようになる これらの流れを Ruby でもできるようにするぞ! 全部一旦実装する!
11. Create Components Compiler Assembler Linker
12. Compiler 整数演算と簡単な制御構文が使えるようにす る 四則演算 変数 条件分岐 if, while
13. Compiler Ruby が AST(Abstruct Syntax Tree) を持っ ている Ruby からアクセス可能
14. Compiler RubyVM::AbstructSyntaxTree.parse 木構造なので辿るだけで大丈夫 x86_64 Assembly 言語へ変換
15. Assembler 中間言語表現からオブジェクトファイルを生 成 今回は x86_64 Assembly を選択 決まった中間言語表現から Binary Format へ変換するだけ ということで Format を決めましょう
16. Binary Format Linux ELF
17. ELF Executable and Linking Format Linux などの Unix 系 OS で動作するバイナ リフォーマット
18. Structure of ELF ELF Header Sections Section Headers
19. Structure of ELF
20. ELF Header ELF オブジェクトファイルのヘッダー ファイルサイズなどが書かれている 0x40 bytes
21. ELF Header
22. Sections Text Section: 本体 Data Section, BSS Section, Note Section 今回はサポートしないHeaderと必要最低限の実装 Symtab Section Strtab Section Shstrtab Section
23. Sections: Text Section プログラムの本体
24. Section Headers 各 Section の開始点など情報を持つ部分
25. Structure of ELF 完全理解した あとは実装するだけ!
26. Assembler Assembly 言語から機械語へ変換する 今回はx86_64のELFへ変換
27. Learn x86_64 Machine Language 次に機械語を覗いてみよう 基本的に Assembly に書いてある命令をその まま変換すればいい
28. Learn x86_64 Machine Language
29. Learn x86_64 Machine Language やりたいこと: 64bit で加算したい 加算命令: ADD REX.W 01 と書いてあるやつを選べばよさそう
30. Linker オブジェクトファイルと実行に必要なライブ ラリを繋げてくれて実行ファイルを作ってく れるやつ 今回はここはできあいの mold, gold, lld で
31. Current ((1 + 2) * 3) / (5-4) 上記のコードをx86_64 Assembly 言語にコ ンパイル コンパイルされた Assembly 言語から ELF のオブジェクトファイルへアセンブル ELF のオブジェクトファイルと必要なライブ ラリをリンクし実行ファイルを生成
32. Current まだまだ実装たりない 簡単なコードを AST からネイティブに変換 しただけ Linker もない
33. Futures Linker を作る 構文サポート 制御構文、クラス、メソッド…
34. Conclusion Compiler、Assembler を作ってみた 現状としてはまだまだ ベンチマークとれるレベルまで持っていく