• 한국정보과학회:학술대회논문집
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• 한국정보과학회 2004년도 가을 학술발표논문집 Vol.31 No.2 (1)
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• pp.529-531
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• 2004

Just-Just-in-Time 컴파일러를 이용하여 자바의 성능을 향상시키려면 여러 문제들을 극복하여야 한다. 이 문제 중 중요한 부분을 차지하는 것이 null check 코드와 array bound check코드를 어떻게 최적화하느냐는 것이다. Static한 컴파일 환경에서는 이미 많은 연구가 진행되어 매우 강력한 성능을 가지는 알고리즘이 알려져 있으나 이를 컴파일 시간이 수행시간의 일부인 Just-in-Time 컴파일 환경에 적응하기에는 컴파일 오버헤드가 너무 커서 적절하지 않다. 현재 Just-in-Time 컴파일러들은 가볍고 단순한 알고리즘을 적용하지만 중복된 array bounds check를 충분히 제거하지 못하거나 아니면 강력하지만 flow-insensitive한 SSA form을 기반으로 해야 하는 알고리즘을 사용하고 있다. SSA form의 적용은 SSA form으로의 변환과 되돌림에 의한 overhead로 가볍고 빠른 컴파일러를 지향하는 Just-in-Time 컴파일러에 부합되지 않는다. 본 논문은 변수간의 대소관계를 표현하는 그래프를 array bounds check 알고리즘에 적용해 충분한 power를 내면서도 flow-sensitive한 환경에서 동작하는 알고리즘을 제안한다.

• 정보과학회 논문지
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• 제43권1호
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• pp.34-39
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• 2016

자바스크립트는 웹 페이지에서 HTML과 더불어 널리 사용되고 있다. 많은 자바스크립트 수행 엔진들은 성능 향상을 위해 적시 컴파일러를 채택하고 있다. 최근에는 32-bit 뿐만 아니라 64-bit 마이크로프로세서가 탑재된 다양한 기기가 소개되고 있으며 이를 위한 적시 컴파일러도 개발되고 있다. 하지만 64-bit 적시 컴파일러는 아직 문제점이 많으며, 특히 메모리 주소와 값들이 64-bit을 사용하여 코드의 크기가 증가하는 문제점이 있다. 본 논문은 64-bit 환경에서 생성되는 코드, 특히 주소와 상수 값들이 더 많은 공간을 사용함을 보여주고, 적시 컴파일러가 64-bit 값들의 생성을 최적화하여 메모리 사용량을 줄이는 기법들을 제안한다. 이를 V8 자바스크립트 엔진에 적용하여, Octane과 SunSpider 벤치마크에서 생성되는 코드의 크기와 성능을 평가하였다. 성능은 각각 3.6%와 0.32% 향상되었으며, 코드 크기는 0.7%와 2.8% 감소하였다.

• 한국정보과학회논문지:소프트웨어및응용
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• 제32권12호
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• pp.1283-1291
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• 2005

Just-in-Time 컴파일러를 이용하여 자바의 성능을 향상시키려면 여러 문제들을 극복하여야 한다. 이 문제 중 중요한 부분을 차지하는 것이 배열경계 검사(Array bounds check) 명령어를 어떻게 최적화하느냐는 것이다 정적인 컴파일 환경의 경우에는 이미 많은 연구가 진행되어 매우 강력한 성능을 가지는 알고리즘이 알려져 있으나 컴파일 시간이 수행시간의 일부인 Just-in-Time 컴파일 환경에 이를 적용하기에는 컴파일에 시간을 너무 많이들이는 결과를 낳아 적절하지 않다. 현재 Just-in-Time 컴파일러들은 가볍고 단순한 반면에 중복된 배열 경계 검사를 찾아내는 능력이 다소 부족한 알고리즘을 사용하거나 아니면 강력하지만 정적 단일 배정(Static Single Assignment) 형태로 명령어 표현 방식을 변환해 주어야만 하는 알고리즘을 사용하고 있다. 정적 단일 배정 형태로의 변환 및 되돌림은 가볍고 빠른 컴파일러를 지향하는 Just-in-Time 컴파일러에 부합되지 않는다. 본 논문은 변수 간의 대소관계를 표현하는 그래프를 배열 경계 검사 알고리즘에 적용하는 것을 통해 충분한 성능을 내면서도 정적 단일 배정 형태로의 변환을 필요로 하지 않는 알고리즘을 제안한다. Java에서의 모든 최적화는 Java 언어 명세에서 강제하고 있는 정확한 예외 처리(precise exception) 규칙을 따라야 한다. 명령어의 위치를 바꿈으로써 성능 향상을 꾀하는 최적화의 경우 이것으로 인해 많은 제약을 받게 되는데, 배열 경계 검사 최적화(Array bounds check elimination optimization) 또한 이 규칙에 의해 많은 최적화 기회를 잃는다. 우리는 이 제약을 극복하여 배열 경계 검사최적화의 적용 범위를 넓힐 수 있는 새로운 방법도 아울러 제안하고자 한다.

• 한국정보과학회:학술대회논문집
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• 한국정보과학회 2006년도 한국컴퓨터종합학술대회 논문집 Vol.33 No.1 (A)
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• pp.217-219
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• 2006

내장형 시스템에서 많이 채택되고 있는 자바 가상 머신의 성능을 향상시키기 위해 interpreter. just-in-time 컴파일러 (JITC), ahead-of-time 컴파일러 (AOTC) 세가지 방식을 모두 지원하는 자바 가상 머신을 설계하고 구현하였다. 특히 이런 환경을 지원하기 위한 효율적인 JITC와 시스템의 idle 시간에 JITC모듈을 활용하기 위한 client-AOTC의 설계와 구현에 대해 살펴보고 현재까지의 실험 결과를 보고한다.

• 정보학연구
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• 제4권1호
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• pp.1-7
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• 2001

자바 프로그램은 플랫폼 독립적이라는 장점을 갖는 반면에 그의 실행이 가상 기계를 통하여 이루어지기 때문에 실행 시간의 비효율성을 가진다. 이러한 문제를 극복하기 위해 just-in-time(JIT) 컴파일러, 오프라인 바이트코드 컴파일러와 같은 다양한 해결 방법이 제안되어 왔다. 그러나 JIT 컴파일러는 실행시간에 바이트코드로부터 네이티브 코드로의 번역이 일어나므로 실행시간 부담을 가진다. 그리고 순수 오프라인 바이트코드 컴파일러는 동적 클래스 적재(dynamic class loading)의 어려움을 가진다. 본 논문에서는 동적으로 바이트코드를 적재학 수 있는 능력을 유지하면서, JIT 보다 더 효율적 실행이 가능한 방법을 제안한다. 또한 기존의 bytecode-to-C 번역기와는 달리, 우리의 번역기는 자바 네이티브 인터페이스(JNI)를 사용함으로서 JDK 실행 환경과의 완벽한 호환성을 유지한다. 본 연구의 결과로 바이트코드를 JNI를 사용한 C 코드로 변환하기 위한 번역기를 설계하고 구현하였다.

• 한국정보과학회논문지:소프트웨어및응용
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• 제32권3호
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• pp.215-226
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• 2005

루프 불변 코드 이동(loop invariant code motion, LICM) 컴파일러 최적화는 비교적 많은 분석 작업을 필요로 하기 때문에 컴파일 시간이 수행 시간의 일부가 되는 자바 적시(Just-In-Time) 컴파일러에는 사용하기 쉽지 않다. "전통적인" LICM 기법에서는 보통 코드를 분석하여 레지스터의 정의-사용체인과 사용-정의 체인을 미리 만든 뒤 이를 바탕으로 코드 이동을 수행하는 데, 본 논문은 자바 가상 머신(Java virtual machine)이 스택 머신 (stack machine)이라서 좀 더 단순한 코드 형태를 생성한다는 특징을 이용하여 정의-사용 체인을 루프 불변 코드에 대해서만 만들고 사용-정의 체인 없이도 정확히 동작하는 알고리즘을 제시한다. 또한 기존의 방식보다 더 많은 루프 불변 코드 이동을 하게 하는 두 가지 방법을 제시한다. 우선, 간단하기 때문에 루프에 경로가 하나인 경우만 LICM을 적용하는 기존의 기법과 달리, 경로가 여러 개인 루프에서도 부분적으로 중복되는 코드에 대해서도 LICM을 안전하게 적용한다. 또한 부분적으로 중복되는 루프 불변 널(null) 포인터 체크 코드도 Itanium의 조건 수행(predication)을 이용하여 이동시키다. 제안된 기법은 Itanium 마이크로프로세서를 위한 인텔의 ORP(Open Runtime Platform) 자바 가상 머신 위의 적시 컴파일러에 구현하였다. SPECjvm98 벤치마크에 대해 실험을 수행한 결과 전체 적시 컴파일 시간을 1.3％ 정도만을 증가시켰지만 전체 수행 시간을 기하 평균으로 2.2％ 향상 시켰다.

• 지구물리와물리탐사
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• 제24권2호
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• pp.35-44
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• 2021

파이썬은 다른 정적 언어(예, C, C++, FORTRAN 등)에 비해 실행 속도가 느리기 때문에 대규모 반복이 필요한 지구동역학 코드를 작성하는데 적합하지 않은 것으로 인식되어 왔다. 그러나 파이썬의 계산 속도를 향상시키기 위해 Just-In-Time (JIT) 컴파일 등과 같은 많은 고속화 수단이 개발되었다. 우리는 파이썬을 기반으로 JIT 컴파일러에 최적화된 맨틀 유동 지구동역학 코드를 개발했다. 코드는 지구동역학 분야에서 널리 사용되는 PIC (Particle-In-Cell) 방법과 유한요소법을 결합하여 맨틀 대류를 수치 모사하며, 코드의 신뢰성을 정량적으로 평가하기 위해 잘 알려진 2차원 맨틀 대류 문제를 벤치마킹했다. 수치 모사 결과, 제곱근 평균 제곱 속도와 넛셀 수가 이전 연구와 거의 일치함을 확인했다. JIT 컴파일러를 적용한 코드는 적용하지 않았을 경우와 대비해 계산 속도가 PIC 방법에서 최대 258배, 전체 행렬 조립 과정에서 최대 30배 향상했다. 따라서, 이번 연구는 파이썬의 계산 성능이 JIT 등의 가속기를 이용하여 충분히 향상되며, 많은 지구 동역학 문제를 해결하는데 활용될 수 있음을 제시하였다.

• 한국정보과학회:학술대회논문집
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• 한국정보과학회 2011년도 한국컴퓨터종합학술대회논문집 Vol.38 No.1(A)
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• pp.535-538
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• 2011

최근 모바일 기기가 활성화되면서 자바스크립트의 성능 향상이 이슈가 되고 있다. 적시 컴파일러를 탑재한 자바스크립트 엔진들이 등장하면서 이러한 요구를 충족하고 있다. 대표적 웹 브라우징 엔진인 WebKit의 자바스크립트 엔진인 SquirrelFish Extreme(SFX)는 콘텍스트 쓰레딩 방식의 적시 컴파일러를 사용하고 있다. 하지만 모바일 환경에서의 성능은 여전히 문제가 된다. 모바일 환경에서 많이 사용되는 ARM CPU를 위한 SFX의 적시 컴파일러는 가상 레지스터를 머신 코드에서 사용하기 위해 많은 수의 메모리 로드와 스토어를 사용하고 있다. 또한 ARM 아키텍처가 제공하는 레지스터를 제대로 사용하지 못하고 사용되지 않는 레지스터가 존재하고 있다. 사용되지 않는 레지스터를 활용하여 메모리 로드와 스토어를 줄이는 레지스터 프로모션을 적용하였다. 루프에서 머신 코드로 수행되는 바이트 코드를 중심으로 가상레지스터를 실제 머신 레지스터로 할당하여 메모리 로드와 스토어를 줄이고 일부 벤치마크에서 성능향상이 나타남을 확인 했다. 레지스터 프로모션의 효과를 더 증대하기 위해 레지스터 프로모션의 범위를 함수 전체로 넓히고 핸들러 함수 호출에서 발생하는 오버헤드를 줄이는 최적화가 필요할 것으로 보인다.

• 한국정보과학회:학술대회논문집
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• 한국정보과학회 2010년도 한국컴퓨터종합학술대회논문집 Vol.37 No.1(C)
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• pp.540-544
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• 2010

모바일 환경에서 웹 브라우저 활용이 늘어나고 웹 페이지를 통한 다양한 서비스가 제공되면서 브라우저에서의 자바스크립트 성능이 중요한 요소가 되었다. 자바스크립트 엔진의 성능 개선을 위해 기존에 사용하던 인터프리터 대신에 머신 코드를 실행 시간에 생성하는 적시 컴파일러(JITC)가 도입되었다. 특히 모바일 환경에서 WebKit의 자바스크립트 엔진인 SquirrelFish Extreme(SFX)이 많이 사용되고 있다. 본 논문에서는 SFX의 성능 향상을 위하여 적시 컴파일러를 통해 생성된 머신 코드를 파일 시스템을 활용하여 파일에 저장하였다가 재사용하는 클라이언트 AOTC(ahead-of-time compilation) 방식을 제시하고 초기 실험 결과를 제시한다.

• 한국정보과학회논문지:소프트웨어및응용
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• 제32권7호
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• pp.683-692
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• 2005

자바에서는 어떤 객체에 접근하는 작업을 할 때마다 항상 해당 객체에 대한 레퍼런스가 널 (Null)인지 여부를 먼저 검사하도록 규정하고 있다. 자바 언어는 객체 중심 언어이기 때문에 객체 접근이 빈번하며 이러한 널 포인터 검사는 자바 프로그램의 성능을 크게 저하시킬 수 있다. 이러한 성능 저하를 줄이기 위한 방법으로 불필요하게 반복되는 널 포인터 검사를 제거하는 기법이 사용되고 있다. 즉, 적시 (Just-in-Time, JIT) 컴파일러가 사용되는 자바 수행 환경에서 코드 분석을 통해 불필요한 널 포인터 검사 코드를 제거하는 최적화를 한다. 본 논문은 JIT 컴파일러 수행 환경에서 조건 수행(predication)이라는 최근 마이크로프로세서의 특징을 이용하여, 기존의 최적화로는 제거할 수 없는 널 포인터 검사 코드를 추가로 없애는 방법을 제시한다. 일반적으로 널 포인터 검사 코드는 비교와 분기 두 명령어로 이루어져 있는데, 그 중에 비교 명령어를 객체를 사용하기 전에 수행하는 것이 아니라 객체가 정의된 직후에 미리 수행하도록 함으로써 널 포인터 검사를 위해 수행되는 총 비교 명령어 수를 줄이는 것이 이 방법의 주된 내용이다. 실험 결과 기존의 널 포인터 제거로 최적화된 코드에 비해 수행된 비교 명령어의 수는 SPECjvm98에서 평균 3.21$\%$줄었고, 생성된 비교 명령어 수는 1.98$\%$ 줄었다. 이는 인텔 IA-64 아이테니엄(Itanium) 컴퓨터에서 평균 0.32$\%$의 성능 향상을 가져왔다.