Spinel - Kompiler Native Ruby AOT

• Kompiler AOT yang mengubah source Ruby menjadi kode C setelah melakukan inferensi tipe seluruh program, lalu menghasilkan biner native yang dapat dieksekusi secara mandiri
• Dikembangkan langsung oleh pencipta Ruby, matz, dengan backend kompiler itu sendiri ditulis dalam Ruby, menggunakan struktur self-hosting yang mengompilasi dirinya sendiri
• Kinerja sekitar 11,6x lebih cepat dibanding miniruby(Ruby 4.1.0dev); Conway's Game of Life 86,7x, ackermann 74,8x, dan mandelbrot 58,1x lebih cepat
• Pipeline kompilasi mengubah Ruby menjadi teks AST dengan parser berbasis Prism, lalu backend self-hosting melakukan inferensi tipe dan generasi kode C, kemudian kompiler C standar membuat biner standalone
• Mendukung berbagai fitur Ruby secara luas seperti class, inheritance, block, exception handling, Fiber, engine Regexp NFA bawaan, Bigint dengan promosi otomatis, pattern matching, dan lainnya
• Class kecil dengan 8 field skalar atau kurang akan dialokasikan otomatis di stack sebagai value type, sehingga overhead GC hilang sepenuhnya (alokasi 1 juta objek 85ms → 2ms)
• String chaining a + b + c + d akan diratakan dengan satu malloc, dan split di dalam loop akan menggunakan ulang sp_StrArray untuk menghilangkan alokasi yang tidak perlu
• Berbagai optimisasi waktu kompilasi termasuk hoisting panjang yang invariant terhadap loop, constant propagation, inline otomatis untuk method 3 pernyataan atau kurang, serta penghentian dini inferensi berulang (~14% pengurangan waktu bootstrap)
• Biner yang dihasilkan tidak memiliki dependensi runtime, dan dapat dijalankan hanya dengan libc + libm
• eval, metaprogramming, Thread, dan Mutex tidak didukung (hanya Fiber yang didukung)
• Lisensi MIT

[GN⁺]

Komentar Hacker News

• Karena ini buatan Matz, rasanya lebih mudah dipercaya karena dia pasti paham betul batasan semantics Ruby
  Tesis master saya juga dulu tentang AOT JS compiler, dan memang sempat jalan, tapi akhirnya saya hentikan karena batasan pada data input terlalu besar
  Waktu itu para developer JS belum terbiasa disiplin menjaga batasan semacam itu, dan input yang secara inheren tidak bisa diketahui seperti JSON.parse menjadi penghambat utama
  Sekarang, berkat TypeScript, mungkin ini jauh lebih realistis dibanding saat itu
  Bahkan kalau hanya melihat lambda calculus umum, batas inferensi tipe sudah jelas, dan pembatasan serupa juga terlihat di paper-paper Matt Might maupun proyek Shed-skin Python
  Saya penasaran seberapa sering eval, send, method_missing, dan define_method muncul di kode Ruby nyata, dan juga bagaimana biasanya input parsing tanpa tipe, misalnya input JSON, ditangani

  • Desain ini tampak cukup pragmatic
    Parsing Ruby bahkan bisa lebih sulit daripada proses translasi itu sendiri, jadi mereka memakai Prism, lalu menghasilkan C sebagai output
    Semantics dasar Ruby sendiri sebenarnya tidak sampai sesulit itu untuk diimplementasikan
    Sebaliknya, saya sedang berkutat dengan self-hosting AOT compiler lama yang ditulis dalam Ruby murni, dan karena saya ngotot memakai parser buatan sendiri, saya sengaja memilih jalan yang jauh lebih sulit
    Saya belajar sejak awal bahwa 80% pertama bisa dibuat asal jalan saja dan ternyata sudah cukup untuk menjalankan banyak kode Ruby, sedangkan “80% kedua” yang benar-benar sulit terkumpul pada hal-hal yang dihilangkan Matz dari proyek ini dan dari mruby, misalnya encoding dan segala fitur pinggiran lain
    Jujur saja, Ruby punya cukup banyak fitur yang belum pernah saya lihat dipakai di kode nyata, jadi saya rasa tidak aneh kalau beberapa di antaranya akhirnya deprecated
    send, method_missing, dan define_method sangat umum
    Batasannya mirip mruby, dan tetap ada kegunaannya bahkan dengan batasan seperti itu
    Dukungan untuk send, method_missing, dan define_method relatif mudah
    Sebaliknya, dukungan eval() sangat menyakitkan
    Namun, porsi besar eval() di Ruby sebenarnya bisa direduksi secara statis menjadi versi blok dari instance_eval, dan dalam kasus seperti itu AOT compilation jadi cukup mudah
    Misalnya, kalau string yang masuk ke eval() bisa diketahui atau diurai secara statis, ruang penyelesaiannya jadi jauh lebih besar
    Dalam praktiknya, banyak penggunaan eval() itu sebenarnya tidak perlu atau hanya semacam jalan memutar untuk introspection sederhana, jadi bisa ditangani lewat analisis statis
    Di compiler saya juga, kalau itu menjadi bottleneck, saya akan mulai menanganinya dari sana
  • Fitur seperti ini memang perlu cukup banyak untuk membuat magic ala Rails
    Ingestion JSON tanpa tipe kemungkinan besar juga memakai mekanisme seperti itu
    Kalau itu semua dibuang, yang tersisa adalah bahasa yang kecil dan mudah dibaca, tidak seketat Crystal dalam typing, tapi juga tidak terlalu bergantung pada metaprogramming seperti Ruby resmi
    Jadi potensinya terlihat cukup besar, tapi tetap saja baru bisa dinilai seiring waktu
  • Kalau Ruby dikompilasi ke Objective-C, sepertinya semua fitur Ruby bisa tetap didukung sambil tetap lebih cepat daripada Ruby interpreter
  • Saya termasuk yang sering memakai eval
    Bisa saja tidak dipakai, tapi buat saya itu lebih ergonomic
  • Dari pengalaman saya, hal yang menarik itu eval, exec, define_method, serta pola membuat class baru dengan Class.new dan Struct.new
    Sebagian besar penggunaannya terkonsentrasi saat boot aplikasi atau ketika file di-require, jadi dalam beberapa hal itu sudah mirip tahap kompilasi

• Ini adalah sesuatu yang baru saja diumumkan Matz di RubyKaigi 2026
  Memang masih eksperimental, tapi dibuat hanya dalam waktu sekitar sebulan dengan bantuan Claude, dan live demo-nya juga berhasil
  Namanya diambil dari kucing baru Matz, dan nama kucing itu sendiri berasal dari nama kucing di Card Captor Sakura, yang di sana juga dipasangkan dengan karakter bernama Ruby

  • Orang sering bicara soal AI yang membuat program sepenuhnya dari awal sampai akhir, tapi menurut saya skenario yang lebih realistis adalah menjadikan 10x programmer menjadi 100x programmer
    Untuk orang seperti Matz, mungkin malah seperti mendorong 100x menjadi 500x
  • Di kepala saya, Spinel yang paling melekat justru yang dari Steven Universe, jadi saya sama sekali tidak menangkap Spinel/Ruby (Moon) pun-nya, tapi setelah tahu, hari saya jadi lebih menyenangkan
  • Saya jelas mengira yang dimaksud adalah mineral spinel :)
    https://en.wikipedia.org/wiki/Spinel
  • Terima kasih
    Sepertinya videonya belum live, dan tampaknya sedang diunggah satu per satu ke channel ini
    https://www.youtube.com/@rubykaigi4884/videos
  • Cerita soal asal-usul nama kucing itu terasa cukup mencurigakan kalau mengingat drama Ruby Central dan hubungan dengan para pendiri Spinel.coop
    Nama proyeknya juga terasa dipilih secara emosional

• Ini jelas sangat mengesankan, tapi tampaknya mustahil dipelihara tanpa AI agent
  spinel_codegen.rb panjangnya 21 ribu baris, dan beberapa metodenya sampai bertingkat 15 level
  Kode compiler memang sulit dibuat indah, tapi bahkan dengan standar itu pun, ini terlihat sangat sulit dikelola oleh manusia

  • Kode compiler sebenarnya bisa dibuat cukup indah kalau ada waktu
    Compiler punya batas subsistem yang jelas dan handoff antartahap yang tegas, jadi justru termasuk salah satu jenis sistem yang paling mudah dibuat modular
    Masalahnya biasanya setelah berhasil dibuat jalan, tidak ada waktu lagi untuk refactor, lalu kekotorannya terus menumpuk
  • spinel_codegen.rb nyaris setingkat eldritch horror
    Saat memakai Claude, saya juga selalu mendapatkan spaghetti code seperti ini, jadi saya sempat bertanya-tanya apakah saya melakukan sesuatu yang salah
    Tapi setelah melihat bahwa proyek yang benar-benar menarik buatan orang yang saya anggap programmer kelas atas pun kualitas kodenya cukup buruk di beberapa bagian, saya jadi tahu bahwa bukan cuma saya
    Misalnya, infer_comparison_type() bukan contoh terburuk dan juga tidak terlalu sulit dibaca, tapi sebenarnya ada implementasi yang jauh lebih sederhana dan jelas, hanya saja Claude gagal menuju ke sana
    Kalau operator perbandingan dikumpulkan dalam Set lalu diproses dengan include?, hasilnya akan lebih pendek, lebih cepat, lebih mudah dibaca, dan lebih gampang dirawat
    Tapi Claude selalu cenderung jatuh ke rantai if-return, bahkan terkesan asing dengan if-else biasa
    Codebase Claude saya juga penuh dengan pola seperti itu, dan sekarang saya sadar saya tidak sendirian
    Sebaliknya, file-file lain jauh lebih baik, terutama direktori lib, yang tampaknya berkorespondensi dengan direktori ext di repo Ruby utama dan kualitasnya cukup bagus
    API-nya juga jelas dipengaruhi MRI Ruby, dan meskipun implementasinya cukup berbeda, tampaknya Matz mengarahkan agar sebagian API-nya menyerupai API asli sehingga output-nya terasa lebih rapi
    [1] https://github.com/matz/spinel/blob/98d1179670e4d6486bbd1547...
  • Pada tahap sekarang, saya rasa apakah manusia bisa memeliharanya secara manual belum terlalu penting
    Selama tes dan benchmark lolos, saya sudah cukup puas
    Tapi saya ragu file raksasa seperti itu mudah ditangani bahkan oleh AI
    Saya mencoba membatasi file di bawah 300 baris, dan saya pikir kode yang mudah dipahami manusia juga akan lebih mudah dipahami coding agents

• Batasannya katanya seperti ini
  No eval: eval, instance_eval, class_eval
  No metaprogramming: send, method_missing, define_method (dinamis)
  No threads: Thread, Mutex (Fiber didukung)
  No encoding: asumsi UTF-8/ASCII
  No general lambda calculus: -> x { } bertingkat dalam dengan pemanggilan []
  Asumsi UTF-8/ASCII secara pribadi bukan batasan besar bagi saya, tapi sisanya tampaknya akan jadi batasan nyata untuk cukup banyak program
  Dan untuk menambahkan semua itu lagi tampaknya perlu pekerjaan yang lumayan besar

  • Kalau begitu, banyak bagian dari magic Ruby jadi hilang

• Sebagai orang yang sudah lama memakai Ruby dan pernah menggunakan semua fitur yang disebutkan itu, justru versi Ruby yang sederhana seperti inilah yang akhirnya saya inginkan setelah sekian lama berevolusi
  Lebih sederhana dan lebih mudah dipahami, tapi tetap menyisakan rasa estetika khas Ruby
  Sekarang, berkat LLM, produktivitas pembuatan kode sudah begitu tinggi sehingga kita tidak lagi terlalu perlu mengurangi boilerplate lewat metaprogramming demi produktivitas developer seperti dulu
  Karena porsi kode yang benar-benar ditulis langsung oleh developer sendiri juga makin berkurang

  • Kalau yang Anda cari cuma aesthetic Ruby, Crystal mungkin juga cocok
    Sintaksnya mirip dan punya static type system, jadi bisa menghasilkan kode hasil kompilasi yang lebih efisien
  • Tidak adanya eval menurut saya justru lebih baik, tapi ketiadaan threads dan mutexes terasa sayang
    Tidak adanya define_method masih bisa dimengerti kalau melihat kegunaannya
    Tapi send dan method_missing umum di library yang sudah ada, dan implementasinya rasanya tidak terlalu sulit, misalnya dengan membangun memory lookup table saat compile time
    Jadi saya tidak tahu apakah itu sengaja dihilangkan, atau mereka memang belum sampai ke sana
    Saya berharap yang kedua, tapi setidaknya untuk saat ini tampaknya sulit dipakai di produksi karena masalah kompatibilitas
  • Kelebihan metaprogramming pada dasarnya bukan menulis kode lebih sedikit
    Melainkan mengurangi jumlah kode yang perlu dibaca

• Ini benar-benar keren, dan saya sudah lama menunggu AOT compiler untuk Ruby
  Tapi sayang tidak ada fallback untuk eval atau metaprogramming, meski tampaknya itu memang keputusan untuk fokus pada subset kecil yang berkinerja tinggi
  Akan bagus kalau gem yang dibuat dengan AOT compiler ini bisa berinteraksi dengan baik dengan MRI
  Untuk sisi packaging atau bundling Ruby standar dan gem, kita masih butuh tebako, kompo, dan ocran, dan dulu juga ada proyek seperti ruby-packer, traveling ruby, dan jruby warbler
  Senang ada satu opsi lagi, tapi saya tetap berharap akan muncul solusi pamungkas dengan UX developer yang lebih baik

  • Betul, saya juga baru-baru ini harus mem-fork warbler
    Karena terlalu lama tidak diperbarui

• Saya penasaran kenapa no threads
  Ruby scheduler dan implementasi pthread di bawahnya rasanya tetap bisa berjalan baik di ranah C, jadi saya sempat berpikir mungkin tujuannya zero dependency
  Kalau bukan extension opsional yang rencananya akan ditambahkan nanti atau sekadar belum diimplementasikan, pilihan ini terasa agak aneh

  • Saya belum melihat bukti bahwa mereka secara sengaja memutuskan untuk tidak mendukungnya
    Kemungkinan besar memang baru belum sampai ke sana
    Multithreading memang dari awal sangat sulit dibuat dengan benar

• Mengejutkan bahwa ini dibuat hanya dalam waktu sedikit lebih dari sebulan
  Apa pun pendapat orang soal AI, di tangan developer yang kuat, itu benar-benar bisa menghasilkan percepatan yang luar biasa

  • Seluruh industri sibuk memulai dengan agent harness, SOUL.md, pengaturan izin, skills, MCPs, hooks, env, dan sebagainya
    Sementara Matz terasa seperti cukup dengan gem env|info dan find

• Karena ini dibuat oleh Matz, saya penasaran seberapa realistis kemungkinan bahwa ini nantinya menjadi bagian dari Ruby core
  Dan kalau itu terjadi, saya juga penasaran seberapa besar ancamannya terhadap Crystal

  • Crystal punya static type system yang eksplisit dan dioptimalkan untuk AOT compilation di level bahasa
    Karakteristik seperti ini nyaris wajib untuk mengompilasi dan memelihara program besar
    Sementara ini hanya subset Ruby yang terbatas, jadi sebagian besar gem Ruby populer kemungkinan tidak akan langsung berjalan apa adanya
    Sebagai subset bahasa yang menargetkan kompilasi ke C, ini tampak lebih dekat ke PreScheme
    Pada tahap sekarang, saya tidak melihat keduanya bersaing langsung di ranah yang sama
    Ruby yang benar-benar penuh hampir pasti tetap membutuhkan JIT
    [1]: https://prescheme.org/
  • Dari sudut pandang lain, pada akhirnya LLM tampaknya akan sampai pada titik di mana ia bisa menghasilkan formal specification dalam bahasa apa pun yang kita inginkan
    Ini semacam momen balas dendam untuk tool seperti Rational Unified Process dan Enterprise Architect
    Bedanya cuma, yang datang nanti bukan diagram UML melainkan file markdown

• Ini sepertinya akan berguna di area infrastructure tools
  Misalnya, bayangkan ada bundler yang ditulis dalam Ruby tapi dikompilasi secara statis, sehingga sekaligus bisa berperan seperti alat instalasi Ruby ala RVM
  Buildpack Ruby yang sekarang memang ditulis dalam Ruby, tapi bootstrap-nya harus lewat bash sehingga merepotkan dan memunculkan edge case
  CNB ditulis dalam Rust untuk menghindari masalah itu, dan gagasan mendistribusikan single binary tanpa dependency benar-benar sangat kuat