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方舟編譯器開源,華為自家開源平臺面世!(附編譯過程)

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大數據文摘出品

作者:曹培信

8月9日,華為EMUI官方微博發了這么一條微博。

對奉行實用至上的程序員來說,Linux的創始人Linus Torvalds的名言“Talk is cheap,show me the code.”這句話確實是戳到了心里。

8月31日,華為如約開源方舟編譯器,并將源代碼放出。然而開源并非是在GitHub上,而是自建了一個“華為開源平臺”。

這意味著華為自己的開源平臺也一并問世。

坊間猜測,這是由于7月底GitHub封禁了一批伊朗賬戶,讓華為意識到了將方舟編譯器和鴻蒙系統在GitHub上開源的風險,因此趕工趕出來一個開源平臺。

目前平臺上只有兩個倉庫,一是HarmonyOS/OpenArkComplier,另一個是測試用的example。

難怪有人表示:“這是我見過的最簡潔的網站了”。

同時,華為還在碼云(gitee)上建立了方舟編譯器開源代碼官方鏡像倉庫,如今標星已達3.6k。

打響了鴻蒙OS開源的第一槍

8月9日,在廣東東莞舉辦的華為開發者大會HDC.2019上,華為消費者業務CEO余承東正式發布了鴻蒙HarmonyOS,并宣布鴻蒙OS全部開源!

次日,華為消費者軟件副總裁劉丹對華為開源的系統設計和運作模式作了更詳細的說明。

劉丹表示,華為軟件開源,秉承的是自信、包容、公平、共建和共贏五大基本準則,在運作模式上,華為會參考國際常規模式,先以”孵化委員會”的簡化模式進行初期探索,方舟編譯器首先開源,隨后其他模塊也將分批開源。

對于未來的開源計劃,現場也放出了一張表。

方舟編譯器作為“排頭兵”,打響了鴻蒙OS開源的第一槍。

方舟編譯器開源范圍

如今,方舟編譯器首先在自家平臺上開源了自定的編譯器IR(Intermediate Representation)——MAPLE IR,RC(Reference Counting)和多語言設計思想等,用于與業界,學術界溝通交流。后續將陸續開源編譯器前端,后端,支持其它語言(如JavaScript)的編譯。

后續華為也會按照計劃在2020年開始開源Java編譯器工具鏈,支持Java程序編譯;到2021年開始開源JavaScript編譯器工具鏈,可用于JS程序的編譯。

安卓卡頓的“終結者”

華為開發方舟編譯器花了十年,為了解決安卓系統的“四大命門”,華為工程師們夜以繼日,只為“再造安卓”。

方舟編譯器官網上的一篇文章,生動地訴說了這一段歷程。

文章地址:https://www.openarkcompiler.cn/news/detail/news5

  • 2009年,華為啟動5G基礎技術研究的同時,開始創建編譯組,第一批海內外研究人員加入。
  • 2013年,華為推出面向基站領域的自研編譯器,并正式提出編譯器框架構想。
  • 2014年,眾多海內外專家加入華為,方舟項目正式啟動。
  • 2016年,成立編譯器與編程語言實驗室。
  • 2019年,華為方舟編譯器正式面世!

2018年春節前一周,方舟編譯器跑通安卓系統所有后臺服務,并成功移植到手機。成功開機后,項目組成員甚至流下了激動的淚水!

大年初一清晨,總架構師發來了第一條方舟經編譯器編譯的程序發出來的拜年消息:

春節快樂,方舟大吉!

方舟編譯器的優勢在兩方面,一是首次在Java領域將去掉了虛擬機,也是史上首次將Java/C/C++等混合代碼一次編譯成機器碼直接在手機上運行,徹底告別Java的JNI額外開銷,也徹底告別了虛擬機GC內存回收帶來的應用進程掉線,使操作流暢度大幅提升。

方舟編譯器整體框架

二是方舟編譯器用空間換性能,直接將編譯器的代碼優化搬到了開發者環境,不再被手機端的硬件資源所限制,為代碼優化提供了無限可能。

根據華為官方測試,方舟編譯器提升手機系統操作流暢度高達24%,系統響應性能提升44%。

方舟編譯器源碼編譯

方舟編譯器開源之后,引起了業界廣泛關注,方舟編譯器倉庫的文檔也表示開發者可以根據方舟官方文檔編譯出OpenArkCompiler。

其中知乎網友“小乖他爹”根據文檔進行了編譯并撰寫了《方舟編譯器學習筆記》系列,文摘菌在取得作者授權后,將源碼編譯過程轉載如下,快跟文摘菌一起一睹為快吧!

1、操作系統環境:

64位版本的Ubuntu(官方推薦Ubuntu 16.04)。我自己本身就有Ubuntu 16.04的虛擬機,所以直接就在上面編譯了。

2、基礎配置:

sudo apt-get -y install openjdk-8-jdk git-core gnupg flex bison gperf build-essential zip curl zlib1g-dev
libc6-dev-i386 lib32ncurses5-dev x11proto-core-dev libx11-dev lib32z-dev ccache libgl1-mesa-dev libxml2-utils
xsltproc unzip lib32z1-dev qemu g++-multilib gcc-multilib python3-paramiko python-paramiko python-jenkins
python-requests python-xlwt libglib2.0-dev libpixman-1-dev linux-libc-dev:i386
 
 
sudo apt-get -y install gcc-5-aarch64-linux-gnu g++-5-aarch64-linux-gnu

官方推薦安裝上述庫,但是即使是在Ubuntu 16.04上,這里很多庫的版本較低。但是小版本號應該沒什么太大的影響,我的本地環境以前編譯過別的程序,所以導致很多庫的版本都比這個推薦的要高,最終沒有影響我的編譯。所以不用太苛求其版本號。

3、源碼下載:

git clone https://code.opensource.huaweicloud.com/HarmonyOS/OpenArkCompiler.git

4、llvm和clang的下載及配置:

從LLVM Download Page下載LLVM8.0.0的Ubuntu 16.04 (.sig) 二進制包。解壓之后,放到OpenArkCompiler/tools目錄之下。

LLVM Download Page:http://releases.llvm.org/download.html#8.0.0

Ubuntu 16.04 (.sig):http://releases.llvm.org/8.0.0/

打開openarkcompiler/build/config/BUILDCONFIG.gn文件,將其中的GN_C_COMPILER、GN_CXX_COMPILER和GN_AR_COMPILER 三個變量配置為Clang編譯器所在路徑,例如:

GN_C_COMPILER = "${MAPLE_ROOT}/tools/clang_llvm-8.0.0-x86_64-linux-gnu-ubuntu-16.04/bin/clang"
GN_CXX_COMPILER = "${MAPLE_ROOT}/tools/clang_llvm-8.0.0-x86_64-linux-gnu-ubuntu-16.04/bin/clang++"
GN_AR_COMPILER = "${MAPLE_ROOT}/tools/clang_llvm-8.0.0-x86_64-linux-gnu-ubuntu-16.04/bin/llvm-ar"

5、下載和配置Ninja、GN:

從下載Ninja v1.9.0,在tools下新建目錄ninja_1.9.0,將ninja可執行文件放到ninja_1.9.0目錄之下。

Ninja v1.9.0:https://github.com/ninja-build/ninja/releases

下載GN,在tools下新建目錄GN,將GN可執行文件放到GN目錄之下。

GN:https://archive.softwareheritage.org/browse/content/sha1_git:2dc0d5b26caef44f467de8120b26f8aad8b878be/raw/?filename=gn

打開openarkcompiler/Makefile文件,將GN和NINJA兩個變量配置為GN和Ninja可執行程序所在路徑。例如:

GN := ${MAPLE_ROOT}/tools/gn/gn
NINJA := ${MAPLE_ROOT}/tools/ninja_1.9.0/ninja

6、在OpenArkCompiler目錄之下依次執行如下命令:

source build/envsetup.sh
make

命令說明:

source build/envsetup.sh初始化環境,將OpenArkCompiler工具鏈路徑openarkcompiler/src/bin設置到環境變量中make編譯OpenArkCompiler的Release版本make BUILD_TYPE=DEBUG編譯OpenArkCompiler的Debug版本。

至此,完成方舟編譯器源碼的編譯。編譯完成之后的界面如圖所示:

編譯完成之后,在OpenArkCompiler/out目錄之下,會有如下幾個文件:

其實這幾個文件在未編譯之前,在OpenArkCompiler/src/bin目錄下就有。讀了下OpenArkCompiler目錄下的Makefile,其中java2jar\jbc2mpl\mplcg都是直接從src/bin目錄之下copy到out/bin目錄之下的。只有maple有點特殊,它應該是編譯生成的,然后install的時候反向copy到了src/bin目錄之下,所以編譯完成之后查看狀態(git status),會發現src/bin/maple發生了變化。

OpenArkCompiler/Makefile中關于install的代碼:

PHONY: install
install: mapleall
$(shell cp -rf $(MAPLE_ROOT)/src/bin/java2jar $(MAPLE_ROOT)/out/bin/)
$(shell cp -rf $(MAPLE_ROOT)/src/bin/jbc2mpl $(MAPLE_ROOT)/out/bin/)
$(shell cp -rf $(MAPLE_ROOT)/src/bin/mplcg $(MAPLE_ROOT)/out/bin/)
$(shell cp -rf $(MAPLE_ROOT)/out/bin/maple $(MAPLE_ROOT)/src/bin/)

另外附上作者方舟編譯器學習筆記系列鏈接。

方舟編譯器學習筆記1:方舟相關資料https://zhuanlan.zhihu.com/p/80624361

方舟編譯器學習筆記2:源碼編譯https://zhuanlan.zhihu.com/p/80643681

方舟編譯器學習筆記3:方舟可執行文件簡介https://zhuanlan.zhihu.com/p/80693868

方舟編譯器學習筆記4:文檔導讀https://zhuanlan.zhihu.com/p/80783831

方舟編譯器學習筆記5:方舟開始接受代碼合并請求https://zhuanlan.zhihu.com/p/80905553

方舟編譯器學習筆記6:方舟開源目錄簡介

我還沒有學會寫個人說明!

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