華為方舟編譯器深入解讀：已有45款第三方應(yīng)用

8月31日，華為方舟編譯器(OpenArkCompiler)正式開源，官網(wǎng)已上線，源代碼包、二進(jìn)制包已提供下載，相關(guān)文檔、演示等資料也一應(yīng)俱全。

本次方舟編譯器開源的是編譯器框架部分源碼，包括編譯器中間表示(IR)和語(yǔ)言編譯實(shí)現(xiàn)，同時(shí)搭配編譯器其他二進(jìn)制組件，實(shí)現(xiàn)Java程序到aarch64匯編指令的編譯過(guò)程。

開發(fā)者可基于開源代碼+二進(jìn)制，編譯構(gòu)建出編譯器工具鏈，嘗試對(duì)Java程序進(jìn)行編譯。

社區(qū)參與者可以通過(guò)框架源碼學(xué)習(xí)方舟編譯器的編譯器中間表達(dá)(IR)及基本的中端編譯框架，熟悉方舟編譯器的架構(gòu)思想，并參與諸如對(duì)編譯器中端優(yōu)化的貢獻(xiàn)。

【方舟編譯器的優(yōu)勢(shì)】

按照華為的介紹，方舟編譯器是為支持多種編程語(yǔ)言、多種芯片平臺(tái)的聯(lián)合編譯、運(yùn)行而設(shè)計(jì)的統(tǒng)一編程平臺(tái)，包含編譯器、工具鏈、運(yùn)行時(shí)等關(guān)鍵部件，目前還在持續(xù)演進(jìn)中，上述能力將陸續(xù)實(shí)現(xiàn)和開源。

通過(guò)多語(yǔ)言統(tǒng)一IR表示，方舟編譯器可實(shí)現(xiàn)應(yīng)用中多種編程語(yǔ)言聯(lián)合編譯優(yōu)化提升性能，而且在支持多平臺(tái)的同時(shí)，根據(jù)設(shè)備特征提供便捷的開發(fā)與部署策略提升效率。

華為方舟編譯器提供了全新的系統(tǒng)及應(yīng)用的編譯和運(yùn)行機(jī)制，從動(dòng)態(tài)編譯變?yōu)殪o態(tài)編譯，就是直接將高級(jí)語(yǔ)言直接編譯成機(jī)器碼，徹底消除了虛擬機(jī)動(dòng)態(tài)編譯的額外開銷，實(shí)現(xiàn)了開發(fā)和運(yùn)行效率的兼容并舉。

1、多語(yǔ)言聯(lián)合

將同一應(yīng)用中的不同語(yǔ)言代碼聯(lián)合編譯、聯(lián)合優(yōu)化，消除語(yǔ)言間的性能“鴻溝”，降低開發(fā)者的優(yōu)化成本

2、輕量運(yùn)行時(shí)

通過(guò)編譯器的語(yǔ)言實(shí)現(xiàn)能力和優(yōu)化能力增強(qiáng)，應(yīng)用運(yùn)行時(shí)的開銷更小

3、軟硬件協(xié)同

編譯器與芯片實(shí)現(xiàn)軟硬件協(xié)同優(yōu)化，充分發(fā)揮硬件能效，應(yīng)用體驗(yàn)更佳

4、多平臺(tái)支持

支持面向多樣化的終端設(shè)備平臺(tái)進(jìn)行編譯和運(yùn)行，根據(jù)設(shè)備特征提供便捷的開發(fā)與部署策略，提高開發(fā)效率

【方舟編譯器的架構(gòu)設(shè)計(jì)】

當(dāng)前方舟編譯器支持Java/Kotlin程序字節(jié)碼的前端輸入，C/C++/JS等其它編程語(yǔ)言的支持還在規(guī)劃中。

方舟編譯器的中間表示(IR)轉(zhuǎn)換器將前端輸入轉(zhuǎn)換成方舟IR，并輸送給后端的優(yōu)化器，最終生成二進(jìn)制文件，二進(jìn)制文件與編譯器運(yùn)行時(shí)庫(kù)文件鏈接生成可執(zhí)行文件，在方舟的運(yùn)行環(huán)境中就可執(zhí)行該文件。

方舟編譯器IR是支持程序編譯和運(yùn)行的中間程序表示。程序源代碼中的任何信息對(duì)于程序分析和優(yōu)化都是有幫助的，所以方舟IR的目標(biāo)是盡可能完整詳細(xì)地提供源程序的信息。

【方舟編譯器的環(huán)境配置】

－ 硬件配置推薦

方舟編譯器的硬件配置需求不高，最低只需2GHz雙核心處理器、2GB內(nèi)存、200GB硬盤空間，當(dāng)然要獲得最高效率，更高配置是強(qiáng)烈推薦的。

－ 開發(fā)環(huán)境推薦

需要64位版本的Linux，尤其推薦Ubuntu 16.04

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

－ Clang編譯器

主要用于編譯方舟編譯器代碼。

下載clang+llvm-8.0.0-x86_64-linux-gnu-ubuntu-16.04，地址：

http://releases.llvm.org/download.html#8.0.0

放置到openarkcompiler/tools目錄，打開openarkcompiler/build/config/BUILDCONFIG.gn文件，將GN_C_COMPILER、GN_CXX_COMPILER和GN_AR三個(gè)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 = "${MAPLE_ROOT}/tools/clang_llvm-8.0.0-x86_64-linux-gnu-ubuntu-16.04/bin/llvm-ar"

其中${MAPLE_ROOT}為openarkcompiler源碼根目錄。

安裝Ninja、GN并完成配置

－ Ninja、GN

下載Ninja(v1.9.0)及GN(Linux Version) Ninja，地址：

https://github.com/ninja-build/ninja/releases

GN下載地址：

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

將GN和Ninja可執(zhí)行程序放置到openarkcompiler/tools目錄，打開openarkcompiler/Makefile文件，將GN和NINJA兩個(gè)變量配置為GN和Ninja可執(zhí)行程序所在路徑。例如：

GN := ${MAPLE_ROOT}/tools/gn/gn

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

【方舟編譯器FAQ】

Q1：方舟編譯器開源有官方網(wǎng)站嗎？

A1：

孵化期間，官方網(wǎng)站為https://www.openarkcompiler.cn。正式畢業(yè)后的官網(wǎng)待定。

Q2：方舟編譯器是一次性全部代碼嗎？

A2：

首次開源范圍是編譯器IR(Intermediate Representation)、RC(Reference Counting)和多語(yǔ)言設(shè)計(jì)思想等，用于與業(yè)界、學(xué)術(shù)界溝通交流。后續(xù)將陸續(xù)開源編譯器前端、后端，支持其它語(yǔ)言(比如JavaScript)的編譯等。

當(dāng)前部分Java語(yǔ)言特性和JVM虛擬機(jī)特性的支持未包括在本次開源代碼中，包括annotation、lambda表達(dá)式、泛型等。

目前仍有很多地方不完善，會(huì)在社區(qū)陸續(xù)迭代，遇到問(wèn)題請(qǐng)?jiān)谏鐓^(qū)提交issue。

Q3：通過(guò)哪些渠道可以獲取方舟編譯器的框架源碼？

A3：

孵化期間，開發(fā)者可以通過(guò)如下代碼托管網(wǎng)址獲得相關(guān)代碼和文檔，供參考學(xué)習(xí)、了解方舟編譯器的架構(gòu)和代碼。

華為云托管地址：

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

開源中國(guó)碼云托管地址：

https://gitee.com/harmonyos/OpenArkCompiler

Q4：方舟編譯器開源路標(biāo)是怎樣的？

A4：

方舟編譯器從2019年8月開始開源，歡迎廣大的應(yīng)用開發(fā)者、手機(jī)廠商、軟件從業(yè)人員一起共建開源社區(qū)和生態(tài)。

開源計(jì)劃大體上這樣安排：2019年8月重點(diǎn)開源框架部分；后續(xù)將陸續(xù)開源編譯器前端、后端；支持Jav 程序編譯、JavaScript語(yǔ)言應(yīng)用的編譯等。

Q5：還有哪些方式可以獲取方舟編譯器的相關(guān)信息？

A5：

方舟編譯器有官方微信公眾號(hào)：開源方舟編譯器

Q6：方舟編譯開源面向全球開發(fā)者嗎？英文網(wǎng)站何時(shí)上線？

A6：

方舟編譯器是向全球開發(fā)者進(jìn)行開源，因此，官方網(wǎng)站和代碼托管平臺(tái)均面向全球開發(fā)者開放。

目前英文版網(wǎng)站正在緊張的開發(fā)及內(nèi)測(cè)，計(jì)劃將于2019年Q4上線。

Q7：方舟編譯器源碼托管計(jì)劃是怎么的？

A7：

孵化委員會(huì)期間，方舟編譯器代碼是托管在華為云上面。

在未來(lái)走向開放治理以后，將由所掛靠機(jī)構(gòu)選擇的平臺(tái)進(jìn)行托管。如果掛靠的機(jī)構(gòu)采取了X平臺(tái)，就采用這個(gè)機(jī)構(gòu)的代碼托管模式進(jìn)行托管。

當(dāng)前代碼托管的地址：

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

所有相關(guān)信息請(qǐng)以方舟編譯器開源官方網(wǎng)站發(fā)布為準(zhǔn)。

Q8：方舟編譯器開源使用的是什么License？

A8：

方舟編譯器采用木蘭License，由業(yè)界眾多專家和公司集體共建，并非華為主導(dǎo)，具體好處詳見專業(yè)點(diǎn)評(píng)：

開源中國(guó)：https://www.oschina.net/news/108840/mulanpsl-the-1st-opensource-license-of-china

開源社：https://mp.weixin.qq.com/s/1xqxxiNKhcgw4RRspAaW2A

InfoQ：https://www.infoq.cn/article/KrZAbAcJrxCU27vKj*JE

Q9： 如何確認(rèn)下載包來(lái)源可靠？MD5校驗(yàn)碼是多少？

A9：

OpenArkCompiler-0.2-ubuntu-16.04-x86_64.tar.gz二進(jìn)制包的MD5碼是：e7dc8b8c242f2d26429e2ad71dae3112

OpenArkCompiler-0.2.tar.gz源代碼包的MD5碼是：1bf859a67c8b9a2d4080bdaf25ef6181

【方舟編譯器的合作伙伴】

從官網(wǎng)給出的介紹看，目前已有至少45款第三方應(yīng)用支持華為方舟編譯器，都是大家耳熟能詳?shù)某笥脩袅緼PP，不過(guò)尚未看到微信。

具體名單如下：