Crankshaft和TurboFan

两者都是用于优化的编译器

关于调用优化

Hot-code，即多次调用的函数或者循环
- 对函数单元或者循环单元进行优化
- 和主线程中的机器代码运行并行执行，runtime-profiler在其他的线程中计数并判断
- 也取决于函数或者循环代码的size，大概1000次或者10000次被调用的话，会成为优化对象

function f() {
    return 1;// hot-code(有成为hot-code的可能性)
}
for (var i=0; i<10000; i++) {
    func(); // hot-code(有成为hot-code的可能性)
}

判定为Hot-code

TurboFan/Crankshaft会在hot的其他线程，再次变异对应区域的代码
- 但是也存在即使是hot-code，也不进行优化的情况(后述)
对(主线程运行中的)机器语言的jmp目的地址进行替换，切换到执行优化后的机器代码

函数切换为优化代码时，更新函数对象持有的指向JIT区域的指针
function f() {
    return 1;// hot-code(都有成为hot-code的可能性)
}
for (var i=0; i<10000; i++) {
    func(); // hot-code(都有成为hot-code的可能性)
}
在循环中，当从中间切换到优化代码时，可以将jmp目的地址切换到循环的顶部
但仍然存在名为OSR（On-Stack-Replacement）的切换方法。
但这里省略，参考这篇文章：https://wingolog.org/archives/2011/06/20/on-stack-replacement-in-v8）

优化编译器的适用条件(主要的)

函数/循环中，未使用优化不支持的文法
- debugger语句，eval语句之类的
存在”use asm”语句的话，使用TurboFan
- 只有TurboFan可以优化asm.js
如果有Crankshaft不支持的文法，使用TurboFan
- try-catch语句，with语句之类的
默认使用Crankshaft
- 这是2016年的情况，现在Crankshaft被移除

Crankshaft

Crankshaft的特点

Type-feedback
- 使用runtime-profiler收集的信息，确定类型进行加速
- 最终生成的优化代码包含类型检查
- 不能确定类型时，也能够回退到优化前的代码
Hydrogen(基于High-Level的中间表现(HIR)的优化)
- AST以SSA格式展现
- 各种优化，例如将循环内不变的变量移到循环外
Lithium(基于Low-Level的中间表现(LIR)的优化)
- 用于寄存器分配的快速算法
- 依赖CPU的优化，代码生成

细节参考：http://nothingcosmos.github.io/V8Crankshaft/src/blog.html

TurboFan

TurboFan的概览

参考资料：

下图是2018年现在TurboFan的整体情况

TurboFan的特点

Graph Building
- 根据AST，生成JavaScript节点的graph
  - JSAdd，JSCallFunction，JSLoadProperty，IfTrue，IfFalse之类的
- 边生成graph边优化
Optimization
- 对graph各种优化
Code Generation
- 机器代码生成

TurboFan的优化

参考src/compiler/pipeline.cc

inline
- 函数调用的inline化
trimming
- 删除没有到达的节点
typer
- 收集类型信息进行优化
typed-lowering
- 根据类型将表达式和指令进行变换
loop-peeling
- 循环内处理转到循环外
simplified-lowering
- 用更具体的值来进行指令的简单转换
branch-elimination
- 删除不必要的分支
generic-lowering
- 将JS前缀指令转换为更简单的调用和stub调用

等等等等

出于某种原因，在名为GenerateCode()的函数中执行了对类型和graph的各种优化。
此外，尽管从CreateGraph()调用GenerateCode()，但这些函数原本应该是独立的。(在代码中还有三个独立的部分，job-> CreateGraph()，job-> OptimizeGraph()，job-> GenerateCode()）
实际上，在V8的这个时间段中，每个phase都没有完全分离，因为优化和代码生成都是在CreateGraph()函数内部实现的。

优化编译器的确认方法

可以使用–trace-opt来检查Crankshaft/TurboFan

还可以使用–turbo-stats检查TurboFan的优化列表和统计数据：

可以使用d8 –print_code之类的检查编译结果：

V8的优化编译器

2020-01-16
学习笔记