Apakah yang dimaksud dengan managed language?
Apa itu Managed Language?
Managed language adalah bahasa yang, berbeda dengan unmanaged language—yakni bahasa yang hanya menjalankan logika sesuai dengan yang ditulis oleh programmer tanpa penyimpangan signifikan—menjalankan GC, optimasi runtime, green threads, pemrosesan konkurensi, dan lainnya pada tingkat runtime, sehingga pengguna tidak perlu melakukan manajemen level rendah yang berisiko.
Bahasa semacam ini memiliki keunggulan di mana pengembang dapat fokus sepenuhnya pada business logic, namun di sisi lain, program mungkin berperilaku berbeda dari intuisi programmer, sehingga terkadang diperlukan runtime tuning yang presisi.
Pertama, kita akan meninjau bahasa Go, yang merupakan bahasa yang paling setia pada filosofi minimalis di antara managed language dan memiliki assembly yang jujur.
Struktur Biner Bahasa Go
| .text | .data | .gopclntab, .typelink, dll. |
|---|---|---|
| Kode mesin yang akan dieksekusi | Data yang akan disimpan | Bagian runtime bahasa |
Karena bahasa Go tidak menerjemahkan kode mesin secara 1:1 sesuai dengan input pengguna, logika di bagian .text terkait erat dengan bagian runtime bahasa.
Selain itu, fungsi-fungsi seperti runtime.printnl() yang tidak ditulis secara eksplisit oleh pengguna akan ditambahkan ke dalam assembly bagian .text. Melalui penyisipan kode otomatis ini, bahasa Go membantu pengembang terbebas dari manajemen manual.
Melihat Bagian Fungsi main dalam Go
Pertama, mari kita buat contoh source code sederhana main.go dan melihatnya dari main pada mesin AMD64.
1package main
2
3func sayHello(msg string) {
4 println(msg)
5}
6
7func main() {
8 sayHello("Hello World")
9}
Setelah itu, lakukan build dengan cara berikut.
1go build main.go
Go mendukung go tool untuk memudahkan debugging level rendah.
Untuk melihat assembly hanya untuk fungsi main dalam paket main menggunakan go tool, masukkan perintah berikut.
1go tool objdump -s "main\.main" ./main
Assembly
1TEXT main.main(SB) /home/yjlee/compare-assembly/go/main.go
2 main.go:7 0x468f60 493b6610 CMPQ SP, 0x10(R14)
3 main.go:7 0x468f64 762f JBE 0x468f95
4 main.go:7 0x468f66 55 PUSHQ BP
5 main.go:7 0x468f67 4889e5 MOVQ SP, BP
6 main.go:7 0x468f6a 4883ec10 SUBQ $0x10, SP
7 main.go:8 0x468f6e 90 NOPL
8 main.go:4 0x468f6f e8cca3fcff CALL runtime.printlock(SB)
9 main.go:4 0x468f74 488d05da290100 LEAQ 0x129da(IP), AX
10 main.go:4 0x468f7b bb0b000000 MOVL $0xb, BX
11 main.go:4 0x468f80 e83bacfcff CALL runtime.printstring(SB)
12 main.go:4 0x468f85 e8f6a5fcff CALL runtime.printnl(SB)
13 main.go:4 0x468f8a e811a4fcff CALL runtime.printunlock(SB)
14 main.go:9 0x468f8f 4883c410 ADDQ $0x10, SP
15 main.go:9 0x468f93 5d POPQ BP
16 main.go:9 0x468f94 c3 RET
17 main.go:7 0x468f95 e8e6afffff CALL runtime.morestack_noctxt.abi0(SB)
18 main.go:7 0x468f9a ebc4 JMP main.main(SB)
- Setelah membandingkan apakah thread saat ini sudah masuk dengan CMPQ, jika benar, maka akan melompat ke Entrypoint 0x468f95.
- Menyisipkan titik masuk ke stack dengan
PUSHQ BP. - Menentukan titik awal stack saat fungsi dimulai pada register SP, tempat data terakhir dimuat, untuk menetapkan titik masuk saat mereferensikan variabel lokal.
- Setelah itu, memesan stack variabel lokal sebesar 16 byte (
SUBQ $0x10, SP), dan menggunakan NOPL untuk mengisi beberapa byte guna melakukan penyelarasan cache CPU. - Mengunci output buffer string di Go Runtime dengan memanggil
runtime.printlock(SB). - Menggunakan instruksi LEAQ untuk menyimpan alamat awal string yang dialokasikan ke AX, yaitu akumulator yang digunakan untuk menyimpan data di antara register serbaguna.
- Selanjutnya, menyimpan panjang string 11 ke register BX yang digunakan untuk bantuan operasi dan penyimpanan data sementara. (
MOVL $0Xb, BX) - Mencetak informasi akumulator ke sisi SB dengan runtime.printstring(SB).
- Menulis satu baris kosong ke sisi SB dengan runtime.printnl(SB).
- Melepas buffer string dengan runtime.printunlock(SB).
- Mengembalikan memori stack 16 byte yang dipinjam dengan ADDQ $0x10, SP. - Karena titik masuk sudah dimasukkan ke stack di awal, sekarang keluarkan titik masuk dari stack dengan POPQ BP lalu berikan sinyal pengembalian.
- Setelah itu, alokasikan stack yang cukup selayaknya managed language dan siapkan runtime seperti GC dengan runtime.morestack_noctxt.abi0(SB).
- Berpindah ke alamat main.main(SB) yang dikelola.
Seperti yang terlihat, assembly untuk business logic cukup jelas dan hanya ditambahkan manajemen runtime yang ringan.
Saat Tidak Ada Optimasi
Bentuk di atas adalah hasil optimasi di mana compiler Go secara otomatis melakukan inlining pada dua fungsi yang terpisah. Namun, untuk tujuan pembelajaran, dalam kasus ini kita tidak akan melakukan inlining pada sayHello.
Untuk melakukannya, compile source code dengan flag berikut.
1 go build -gcflags="-l" main.go
Jika kita mencetak hasilnya di shell, akan ditemukan assembly yang berulang.
1yjlee@elegant:~/compare-assembly/go$ go build -gcflags="-l" main.go
2
3go tool objdump -s "main\.sayHello" ./main
4TEXT main.sayHello(SB) /home/yjlee/compare-assembly/go/main.go
5 main.go:3 0x468f60 493b6610 CMPQ SP, 0x10(R14)
6 main.go:3 0x468f64 7636 JBE 0x468f9c
7 main.go:3 0x468f66 55 PUSHQ BP
8 main.go:3 0x468f67 4889e5 MOVQ SP, BP
9 main.go:3 0x468f6a 4883ec10 SUBQ $0x10, SP
10 main.go:5 0x468f6e 4889442420 MOVQ AX, 0x20(SP)
11 main.go:5 0x468f73 48895c2428 MOVQ BX, 0x28(SP)
12 main.go:4 0x468f78 e8c3a3fcff CALL runtime.printlock(SB)
13 main.go:4 0x468f7d 488b442420 MOVQ 0x20(SP), AX
14 main.go:4 0x468f82 488b5c2428 MOVQ 0x28(SP), BX
15 main.go:4 0x468f87 e834acfcff CALL runtime.printstring(SB)
16 main.go:4 0x468f8c e8efa5fcff CALL runtime.printnl(SB)
17 main.go:4 0x468f91 e80aa4fcff CALL runtime.printunlock(SB)
18 main.go:5 0x468f96 4883c410 ADDQ $0x10, SP
19 main.go:5 0x468f9a 5d POPQ BP
20 main.go:5 0x468f9b c3 RET
21 main.go:3 0x468f9c 4889442408 MOVQ AX, 0x8(SP)
22 main.go:3 0x468fa1 48895c2410 MOVQ BX, 0x10(SP)
23 main.go:3 0x468fa6 e8d5afffff CALL runtime.morestack_noctxt.abi0(SB)
24 main.go:3 0x468fab 488b442408 MOVQ 0x8(SP), AX
25 main.go:3 0x468fb0 488b5c2410 MOVQ 0x10(SP), BX
26 main.go:3 0x468fb5 eba9 JMP main.sayHello(SB)
27yjlee@elegant:~/compare-assembly/go$ go tool objdump -s "main\.sayHello" ./main
28TEXT main.sayHello(SB) /home/yjlee/compare-assembly/go/main.go
29 main.go:3 0x468f60 493b6610 CMPQ SP, 0x10(R14)
30 main.go:3 0x468f64 7636 JBE 0x468f9c
31 main.go:3 0x468f66 55 PUSHQ BP
32 main.go:3 0x468f67 4889e5 MOVQ SP, BP
33 main.go:3 0x468f6a 4883ec10 SUBQ $0x10, SP
34 main.go:5 0x468f6e 4889442420 MOVQ AX, 0x20(SP)
35 main.go:5 0x468f73 48895c2428 MOVQ BX, 0x28(SP)
36 main.go:4 0x468f78 e8c3a3fcff CALL runtime.printlock(SB)
37 main.go:4 0x468f7d 488b442420 MOVQ 0x20(SP), AX
38 main.go:4 0x468f82 488b5c2428 MOVQ 0x28(SP), BX
39OVQ 0x20(SP), AX
40 main.go:4 0x468f82 488b5c2428 MOVQ 0x28(SP), BX
41 main.go:4 0x468f87 e834acfcff CALL runtime.printstring(SB)
42 main.go:4 0x468f8c e8efa5fcff CALL runtime.printnl(SB)
43 main.go:4 0x468f91 e80aa4fcff CALL runtime.printunlock(SB)
44 main.go:5 0x468f96 4883c410 ADDQ $0x10, SP
45 main.go:5 0x468f9a 5d POPQ BP
46 main.go:5 0x468f9b c3 RET
47 main.go:3 0x468f9c 4889442408 MOVQ AX, 0x8(SP)
48 main.go:3 0x468fa1 48895c2410 MOVQ BX, 0x10(SP)
49 main.go:3 0x468fa6 e8d5afffff CALL runtime.morestack_noctxt.abi0(SB)
50 main.go:3 0x468fab 488b442408 MOVQ 0x8(SP), AX
51 main.go:3 0x468fb0 488b5c2410 MOVQ 0x10(SP), BX
52 main.go:3 0x468fb5 eba9 JMP main.sayHello(SB)
53yjlee@elegant:~/compare-assembly/go$
Artinya, telah dikonfirmasi bahwa yang dioptimalkan oleh compiler adalah hal-hal seperti operasi berulang, loop unrolling yang tidak efisien, dan sebagainya.
Pertemuan Berikutnya
Pada pertemuan berikutnya, kita akan membahas pernyataan if dan switch dalam bahasa Go. Jika ada waktu di masa mendatang, kita juga akan menganalisis bagian runtime Go.