[WebKit] JavaScriptCore解析--高级篇(二) 类型推导(Type Inference)

Love The Way You Lie 2022-01-23 14:41 210阅读 0赞

类型推导是DFG JIT最重要的一个基础，WebKit官网对此做了一点解释，翻译如下做为学习参考。

Type inference通过profiling values来做到的，先是预测对哪些类型操作进行分析，再添加类型检查，最后基于类型检查的结果建立类型统计数据。

用下面的例子来说明这个过程:

> o**.**x \* o.x + o.y \* o.y

其中o是一个对象，x和y是它的属性，它们不是访问器(accessor),只是一般的属性。我们也可以说这两个属性值会返回double类型数值，但也有时会返回整型数据。JavaScriptCore通过用int32来表现整型数据，而不是用double类型。

>   1. 对于表达式o.x，先要检查o有没有任何特殊的访问属性的处理。比如是一个DOM对象，那么它的属性访问操作就不是可见的。如果没有特殊的处理，JSC会在对象的属性中找出名字为'x'的属性。对象都一个将字串映射到值或访问器(accessor)的表，如果所找的字串指向一个访问器，那么这个访问器就会被调用，如果指一个值，那就直接返回。如'x'没能在对象o中找到，就到它的原型中依次找下去。类型推导对这部分操作没有什么作用。
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>   2. 二元的相乘操作，如'o.x \* o.x'，首先检查操作数(operands)的类型。如果操作数是个对象，就是调用它的valueOf方法。如果操作数是个字串，就要先转换为数值。当两个操作数已经被转为等价的数值(如果可以的话)后,JSC会再检查它们是不是全是整数，如果是则执行整型的相乘。如果溢出，就会用double类型的相乘再算一次。如果有一个操作数是double数值，它们都会转为double型，并执行double型的相乘操作。因此'o.x\*o.x'所返回的结果，要么是整数，要么是浮点数(double)。
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>   3. 对于表达式'o.x\*o.x + o.y\*o.y'和上面类似，只是要多考虑一下操作数是字串的情况，中间的'+'可能会是字串合并的操作。不过在这里，我们可以很容易地确定，返回值仍然要么是整数，要么是浮点数(double)。

JSC的类型推导就是如果我可以猜到输入的数据类型，就可以给出数值操作后最可能返回的类型，以及其路径。这里使用了一系列归纳步骤， 如果我们可以预计它的输入就可以预计它的输出。对于一些非局部变量，比如从堆中取出的值(如o.x),和函数返回值，我们都称为堆值(heap values), 所有将heap values赋给局部变量的操作都视为堆操作(heap oerpations). 类型预测使用到了value profiling, LLInt和Baseline JIT都会记录在任何heap oerpation中记录下最常用的数值。每个堆操作都有一个对应的value profile bucket, 每一个value profile bucket都会存储一个最近值。

简单的看，JSC的类型推导就是把value profile中最常用的值的类型作为其以后要使用的类型。这样所有的变量都变成是可以进行类型预测的了。 事实上，在每个value profile中还有第二个内容，它是能包括已出现的一部分数据值的数据类型。这个类型使用了SpeculatedType(或SpecType)类型系统，实现在SpeculatedType.h中。每个value profile中这个类型会先设为SpecNone(就是没有数据)。当Baseline JIT执行次数超出阀值(JIT.cpp中的JIT::emitOptimizationCheck),它会生成一个新的类型，可以同时让最后一次的类型和最常用的数值符合这个类型。它或许会触发DFG,也可以让Baseline再多执行几次。当进入DFG JITF后，每个value profile通常会有一个这样可以包容多个不同值的类型。

SpecTypes之所以可行，源自于函数中的操作和变量都会使用标准的前置数据流( [forward data flow][] )规范，实现了所谓的流程无关的不动点(fixpoint). 这是DFG编译的第一个阶段，由Baseline JIT基于执行次数决定是否激活(DFGPredictionPropagationPhase.cpp)。

在每个使用了预测数据类型的函数中，我们插入了基于预测的类型检查操作。如果类型检查失败，就会回退到Baseline JIT中。下面分解下'a+b'的附加操作是如何执行的, 假设a和b都被预测为SpecInt32类型:

> check if a is Int32 -> 否则 OSR exit to Baseline JIT
> 
> check if b is Int32 -> 否则 OSR exit to Baseline JIT
> 
> result = a + b // integer addition
> 
> check if 溢出 -> 否则 OSR exit to Baseline JIT

操作执行完成后，我们可以知道:

*  'a' 是整数**.**
 *  'b' 是整理.
 *  结果也是整数**.**

后面的操作就不用再检查'a' or 'b'的类型了**，**这有一个消除类型检查的操作，是通过第二个数据流分析来完成的，被称为DFG CFA **(**[DFGCFAPhase.cpp][] 和 [ DFGAbstractState.cpp][DFGAbstractState.cpp]) . 它也实现了稀疏条件传播(sparse conditional constant propagation),让它可以有能力像确定类型一样确定某些值是不是常量。

对于表达式 'o**.**x \* o.x + o.y \* o.y'，只需要在取o.x和o.y时进行类型检查。然后我们就知道它们的值是doubles, 就是只需触发double的相乘和相加。DFG绝大多数的类型检查通常是在加载堆数据时发生的。

深入阅读:

[Fast and Precise Hybrid Type Inference for JavaScript][]

[动态查看Type Inference的结果][Type Inference]

[ Type Inference in SpiderMonkey][Type Inference in SpiderMonkey]

原文地址: http://trac.webkit.org/wiki/JavaScriptCore

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**系列索引:**

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> [高级篇(三) Register Allocation & Trampoline][Register Allocation _ Trampoline]
> 
>   
>

[forward data flow]: http://en.wikipedia.org/wiki/Data-flow_analysis
[DFGCFAPhase.cpp]: http://trac.webkit.org/browser/trunk/Source/JavaScriptCore/dfg/DFGCFAPhase.cpp
[DFGAbstractState.cpp]: http://trac.webkit.org/browser/trunk/Source/JavaScriptCore/dfg/DFGAbstractState.cpp
[Fast and Precise Hybrid Type Inference for JavaScript]: http://rfrn.org/~shu/drafts/ti.pdf
[Type Inference]: http://www.ccs.neu.edu/home/dimvar/jstypes.html
[Type Inference in SpiderMonkey]: http://smallcultfollowing.com/babysteps/blog/2012/07/30/type-inference-in-spidermonkey/
[http_blog.csdn.net_horkychen]: http://blog.csdn.net/horkychen
[_JSC_WebCore]: http://blog.csdn.net/horkychen/article/details/8915907
[JSC]: http://blog.csdn.net/horkychen/article/details/8928578
[JIT]: http://blog.csdn.net/horkychen/article/details/8963124
[_JavaScript]: http://blog.csdn.net/horkychen/article/details/9003351
[SSA _static single assignment]: http://blog.csdn.net/horkychen/article/details/9075827
[_Type Inference]: http://blog.csdn.net/horkychen/article/details/9076425
[Register Allocation _ Trampoline]: http://blog.csdn.net/horkychen/article/details/9078111