理解 V8 的字节码

您可以将 V8 的 字节码看作是小型的构建块（bytecodes as small building blocks） ，这些构建块组合在一起构成任何 JavaScript 功能。V8 有数以百计的字节码。比如 Add 或 TypeOf 这样的操作符，或者像 LdaNamedProperty 这样的属性加载符，还有很多类似的字节码。 V8 还有一些非常特殊的字节码，如 CreateObjectLiteral 或 SuspendGenerator。头文件 bytecodes.h 定义了 V8 字节码的完整列表。

每个字节码指定其输入和输出作为寄存器操作数。Ignition 使用寄存器 r0，r1，r2，... 和累加器寄存器（accumulator register）。几乎所有的字节码都使用累加器寄存器。它像一个常规寄存器，除了字节码没有指定。例如，Add r1 将寄存器 r1 中的值和累加器中的值进行加法运算。这使得字节码更短，节省内存。

许多字节码以 Lda 或 Sta 开头。Lda 和 Stastands 中的 a 为累加器（accumulator）。例如，LdaSmi [42] 将小整数（Smi）42 加载到累加器寄存器中。Star r0 将当前在累加器中的值存储在寄存器 r0 中。

以现在掌握的基础知识，花点时间来看一个具有实际功能的字节码。

function incrementX(obj) {
  return 1 + obj.x;
}

incrementX({x: 42}); // V8 的编译器是惰性的，如果一个函数没有运行，V8 将不会解释它

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如果要查看 V8 的 JavaScript 字节码，可以使用在命令行参数中添加 --print-bytecode 运行 D8 或 Node.js（8.3 或更高版本）来打印。对于 Chrome，请从命令行启动 Chrome，使用 --js-flags="--print-bytecode"，请参考 Run Chromium with flags。

bash

$ node --print-bytecode incrementX.js
...
[generating bytecode for function: incrementX]
Parameter count 2
Frame size 8
  12 E> 0x2ddf8802cf6e @    StackCheck
  19 S> 0x2ddf8802cf6f @    LdaSmi [1]
        0x2ddf8802cf71 @    Star r0
  34 E> 0x2ddf8802cf73 @    LdaNamedProperty a0, [0], [4]
  28 E> 0x2ddf8802cf77 @    Add r0, [6]
  36 S> 0x2ddf8802cf7a @    Return
Constant pool (size = 1)
0x2ddf8802cf21: [FixedArray] in OldSpace
 - map = 0x2ddfb2d02309 <Map(HOLEY_ELEMENTS)>
 - length: 1
           0: 0x2ddf8db91611 <String[1]: x>
Handler Table (size = 16)

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我们忽略大部分输出，专注于实际的字节码。

这是每个字节码的意思，每一行：

LdaSmi [1]

LdaSmi [1] 将常量 1 加载到累加器中。

Star r0

接下来，Star r0 将当前在累加器中的值 1 存储在寄存器 r0 中。

LdaNamedProperty a0, [0], [4]

LdaNamedProperty 将 a0 的命名属性加载到累加器中。ai 指向 incrementX () 的第 i 个参数。在这个例子中，我们在 a0 上查找一个命名属性，这是 incrementX () 的第一个参数。该属性名由常量 0 确定。LdaNamedProperty 使用 0 在单独的表中查找名称：

text

- length: 1
           0: 0x2ddf8db91611 <String[1]: x>

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可以看到，0 映射到了 x。因此这行字节码的意思是加载 obj.x。

那么值为 4 的操作数是干什么的呢？它是函数 incrementX () 的反馈向量的索引。反馈向量包含用于性能优化的 runtime 信息。

现在寄存器看起来是这样的：

Add r0, [6]

最后一条指令将 r0 加到累加器，结果是 43。 6 是反馈向量的另一个索引。

Return

Return 返回累加器中的值。返回语句是函数 incrementX () 的结束。此时 incrementX () 的调用者可以在累加器中获得值 43，并可以进一步处理此值。

乍一看，V8 的字节码看起来非常奇怪，特别是当我们打印出所有的额外信息。但是一旦你知道 Ignition 是一个带有累加器寄存器的寄存器，你就可以分析出大多数字节码都干了什么。

注意：此处描述的字节码来自 V8 版本 6.2，Chrome 62 以及 Node 9（尚未发布）版本。我们始终致力于 V8 以提高性能和减少内存消耗。在其他 V8 版本中，细节可能会有所不同。

参考

本文转载自理解 V8 的字节码，原文为 Understanding V8’s Bytecode，所有版权归原作者所有。部分内容有删改。

理解 V8 的字节码 #

目录 #

LdaSmi [1] #

Star r0 #

LdaNamedProperty a0, [0], [4] #

Add r0, [6] #

Return #

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