V8源碼分析之d8源碼註解(第七篇)

0x00 前言

js代碼解析的過程爲編譯成字節碼後再加載字節碼執行， ScriptCompiler::Compile()的過程是分爲詞法分析與語法分析，將js代碼解析成AST樹後就可以很順利的轉換成字節碼。

本節先跳過複雜的編譯過程看下執行邏輯。

0x01 調用棧

Thread 1 "d8" hit Breakpoint 1, v8::Shell::ExecuteString (isolate=0x59000000000, source=..., name=..., print_result=v8::Shell::kNoPrintResult, 
    report_exceptions=v8::Shell::kReportExceptions, process_message_queue=v8::Shell::kProcessMessageQueue) at ../../src/d8/d8.cc:527
527	    maybe_result = script->Run(realm);
(gdb) s
v8::Local<v8::Script>::operator-> (this=0x7fffffffd0a0) at ../../include/v8.h:213
213	  V8_INLINE T* operator->() const { return val_; }
(gdb) s
v8::Script::Run (this=0x5555556c1b98, context=...) at ../../src/api/api.cc:2143
2143	  auto isolate = reinterpret_cast<i::Isolate*>(context->GetIsolate());
(gdb) bt
#0  v8::Script::Run (this=0x5555556c1b98, context=...) at ../../src/api/api.cc:2143
#1  0x00005555555efd77 in v8::Shell::ExecuteString (isolate=0x59000000000, source=..., name=..., print_result=v8::Shell::kNoPrintResult, 
    report_exceptions=v8::Shell::kReportExceptions, process_message_queue=v8::Shell::kProcessMessageQueue) at ../../src/d8/d8.cc:527
#2  0x00005555555fd57e in v8::SourceGroup::Execute (this=0x5555556542a8, isolate=0x59000000000) at ../../src/d8/d8.cc:2620
#3  0x000055555560008b in v8::Shell::RunMain (isolate=0x59000000000, argc=2, argv=0x7fffffffdf38, last_run=true) at ../../src/d8/d8.cc:3100
#4  0x00005555556013a6 in v8::Shell::Main (argc=2, argv=0x7fffffffdf38) at ../../src/d8/d8.cc:3741
#5  0x00005555556016e2 in main (argc=2, argv=0x7fffffffdf38) at ../../src/d8/d8.cc:3777

0x02 Script::Run函數

MaybeLocal<Value> Script::Run(Local<Context> context) {
  auto isolate = reinterpret_cast<i::Isolate*>(context->GetIsolate());
  //如果開啓--trace-events-enabled選項的話，則初始化TraceEvent相關的對象，進行堆棧，性能相關
  //指標的跟蹤，當然這裏沒有開啓，可以忽略
  TRACE_EVENT_CALL_STATS_SCOPED(isolate, "v8", "V8.Execute");
  //日誌記錄V8開始執行，聲明布爾型變量has_pending_exception用於保存執行返回結果
  ENTER_V8(isolate, context, Script, Run, MaybeLocal<Value>(),
           InternalEscapableScope);
  //初始化直方圖計時器
  i::HistogramTimerScope execute_timer(isolate->counters()->execute(), true);
  //初始化聚合直方圖計時器
  i::AggregatingHistogramTimerScope timer(isolate->counters()->compile_lazy());
  //初始化計時器事件
  i::TimerEventScope<i::TimerEventExecute> timer_scope(isolate);
  //初始化一個js函數句柄fun
  auto fun = i::Handle<i::JSFunction>::cast(Utils::OpenHandle(this));
  //初始化receiver
  i::Handle<i::Object> receiver = isolate->global_proxy();
  //初始化一個js變量用於保存js的執行結果
  Local<Value> result;
  //執行js代碼
  has_pending_exception = !ToLocal<Value>(
      i::Execution::Call(isolate, fun, receiver, 0, nullptr), &result);

  RETURN_ON_FAILED_EXECUTION(Value);
  RETURN_ESCAPED(result);
}

TRACE_EVENT_CALL_STATS_SCOPED宏

事件跟蹤（trace event）是v8引擎的一個重要調試輔助的功能，事件有不同的分組(category)，例如堆棧調用，函數執行時間等等。

瀏覽器可以圖形化這些事件日誌，方便分析性能瓶頸。借用V8官網的一張圖，同學們可以有個初步印象

回到源碼上來，看下這個宏展開

#define TRACE_EVENT_CALL_STATS_SCOPED(isolate, category_group, name) \
  INTERNAL_TRACE_EVENT_CALL_STATS_SCOPED(isolate, category_group, name)

繼續展開

#define INTERNAL_TRACE_EVENT_CALL_STATS_SCOPED(isolate, category_group, name)  \
  INTERNAL_TRACE_EVENT_GET_CATEGORY_INFO(category_group);                      \
  v8::internal::tracing::CallStatsScopedTracer INTERNAL_TRACE_EVENT_UID(       \
      tracer);                                                                 \
  if (INTERNAL_TRACE_EVENT_CATEGORY_GROUP_ENABLED_FOR_RECORDING_MODE()) {      \
    INTERNAL_TRACE_EVENT_UID(tracer)                                           \
        .Initialize(isolate, INTERNAL_TRACE_EVENT_UID(category_group_enabled), \
                    name);                                                     \
  }

第一句

INTERNAL_TRACE_EVENT_GET_CATEGORY_INFO(category_group);

看下宏定義

#define INTERNAL_TRACE_EVENT_GET_CATEGORY_INFO(category_group)             \
  static TRACE_EVENT_API_ATOMIC_WORD INTERNAL_TRACE_EVENT_UID(atomic) = 0; \
  const uint8_t* INTERNAL_TRACE_EVENT_UID(category_group_enabled);         \
  INTERNAL_TRACE_EVENT_GET_CATEGORY_INFO_CUSTOM_VARIABLES(                 \
      category_group, INTERNAL_TRACE_EVENT_UID(atomic),                    \
      INTERNAL_TRACE_EVENT_UID(category_group_enabled));

宏定義太多了，就不一一介紹了，這段翻譯成人話如下：

//初始化一個事件臨時變量
static v8::base::AtomicWord trace_event_unique_atomic2144 = 0;
//聲明事件指針，爲啥沒有賦值？
const uint8_t* trace_event_unique_category_group_enabled2144；
//這裏賦了初值，通過原子操作，原子操作的主要主用是避免多線程中讀寫錯亂的問題
trace_event_unique_category_group_enabled2144 =  reinterpret_cast<const uint8_t*>(
	v8::base::Relaxed_Load(&(trace_event_unique_atomic2144)))；
//判斷事件指針 ！= NULL則進到block中執行
if (!trace_event_unique_category_group_enabled2144) {
    //獲取TraceEventHelper的函數句柄，給事件指針
	trace_event_unique_category_group_enabled2144 = 
		v8::internal::tracing::TraceEventHelper::GetTracingController(
		)->GetCategoryGroupEnabled(trace_event_unique_category_group_enabled2144)；
	v8::base::Relaxed_Store(
		&(trace_event_unique_atomic2144), 
		(reinterpret_cast<v8::base::AtomicWord>(
		trace_event_unique_category_group_enabled2144)));
}

第二句

  v8::internal::tracing::CallStatsScopedTracer INTERNAL_TRACE_EVENT_UID(       \
      tracer);                                                                 \

展開後

v8::internal::tracing::CallStatsScopedTracer trace_event_unique_tracer2144；

聲明瞭一個CallStatsScopedTracer類型的scope狀態跟蹤器。

第三句

  if (INTERNAL_TRACE_EVENT_CATEGORY_GROUP_ENABLED_FOR_RECORDING_MODE()) {      \
    INTERNAL_TRACE_EVENT_UID(tracer)                                           \
        .Initialize(isolate, INTERNAL_TRACE_EVENT_UID(category_group_enabled), \
                    name);                                                     \
  }

展開後

if( v8::base::Relaxed_Load(reinterpret_cast<const v8::base::Atomic8*>( 
      trace_event_unique_category_group_enabled2144))& (1|4) ){
   trace_event_unique_tracer2144.Initialize(isolate, trace_event_unique_category_group_enabled2144, name)
}

分解如下：
INTERNAL_TRACE_EVENT_CALL_STATS_SCOPED中有一個if判斷語句if (INTERNAL_TRACE_EVENT_CATEGORY_GROUP_ENABLED_FOR_RECORDING_MODE())比較關鍵。
看下if判斷的內容

#define INTERNAL_TRACE_EVENT_CATEGORY_GROUP_ENABLED_FOR_RECORDING_MODE() \
  TRACE_EVENT_API_LOAD_CATEGORY_GROUP_ENABLED() &                        \
      (kEnabledForRecording_CategoryGroupEnabledFlags |                  \
       kEnabledForEventCallback_CategoryGroupEnabledFlags)

其中：
kEnabledForRecording_CategoryGroupEnabledFlags = 1
kEnabledForEventCallback_CategoryGroupEnabledFlags = 4
繼續展開前面的宏TRACE_EVENT_API_LOAD_CATEGORY_GROUP_ENABLED()

#define TRACE_EVENT_API_LOAD_CATEGORY_GROUP_ENABLED()                \
  v8::base::Relaxed_Load(reinterpret_cast<const v8::base::Atomic8*>( \
      INTERNAL_TRACE_EVENT_UID(category_group_enabled)))

INTERNAL_TRACE_EVENT_UID宏的用處是：創建臨時變量降低指令開銷。這個變量名是由name_prefix和入口代碼行號拼接組成的唯一名稱，可以有效的避免衝突。

P.S. 說是降低指令開銷，但完全想不出來降低什麼了？你人工命名也不會多一條指令，最大的好處就是不用費腦想變量名了而已。
看看這組宏：

#define INTERNAL_TRACE_EVENT_UID3(a, b) trace_event_unique_##a##b
#define INTERNAL_TRACE_EVENT_UID2(a, b) INTERNAL_TRACE_EVENT_UID3(a, b)
#define INTERNAL_TRACE_EVENT_UID(name_prefix) \
  INTERNAL_TRACE_EVENT_UID2(name_prefix, __LINE__)

拼接後的函數調用棧如下：

(gdb) bt
#0  v8::base::Relaxed_Load (ptr=0x7ffff7fb3b08 <v8::Script::Run(v8::Local<v8::Context>)::trace_event_unique_atomic2144>)
    at ../../src/base/atomicops_internals_portable.h:199
#1  0x00007ffff66aafab in v8::Script::Run (this=0x5555556c1b98, context=...) at ../../src/api/api.cc:2144
#2  0x00005555555efd77 in v8::Shell::ExecuteString (isolate=0x167c00000000, source=..., name=..., print_result=v8::Shell::kNoPrintResult, 
    report_exceptions=v8::Shell::kReportExceptions, process_message_queue=v8::Shell::kProcessMessageQueue) at ../../src/d8/d8.cc:527
#3  0x00005555555fd57e in v8::SourceGroup::Execute (this=0x5555556542a8, isolate=0x167c00000000) at ../../src/d8/d8.cc:2620
#4  0x000055555560008b in v8::Shell::RunMain (isolate=0x167c00000000, argc=2, argv=0x7fffffffdf38, last_run=true) at ../../src/d8/d8.cc:3100
#5  0x00005555556013a6 in v8::Shell::Main (argc=2, argv=0x7fffffffdf38) at ../../src/d8/d8.cc:3741
#6  0x00005555556016e2 in main (argc=2, argv=0x7fffffffdf38) at ../../src/d8/d8.cc:3777

trace_event_unique_atomic2144確實是由固定字符串trace_event_unique_+name_prefix字符串atomic 和frame 1中的行號2144組成。

TRACE EVENT宏小結

主要用於事件追蹤的註冊，增加了多線程安全的原子操作保護。不是LZ關心的主要問題，不關心的同學也可以忽略掉。

0x03 小結

執行js前增加trace event和計時器幫助性能優化
用了很多宏

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0x00 前言

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0x02 Script::Run函數

TRACE_EVENT_CALL_STATS_SCOPED宏

第一句

第二句

第三句

TRACE EVENT宏小結

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