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深入了解webkit内核第一篇:JavaScript引擎深度解析

lonely1986
 lonely1986
发布于 2015/03/31 11:10
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看到HorkeyChen写的文章《[WebKit] JavaScriptCore解析--基础篇(三)从脚本代码到JIT编译的代码实现》,写的很好,深受启发。想补充一些Horkey没有写到的细节比如字节码是如何生成的等等,为此成文。


      JSC对JavaScript的处理,其实与Webkit对CSS的处理许多地方是类似的,它这么几个部分:

(1)词法分析->出来词语(Token);

(2)语法分析->出来抽象语法树(AST:Abstract Syntax Tree);

(3)遍历抽象语法树->生成字节码(Bytecode);

(4)用解释器(LLInt:Low Level Interpreter)执行字节码;

(5)如果性能不够好就用Baseline JIT编译字节码生成机器码、然后执行此机器码;

(6)如果性能还不够好,就用DFG JIT重新编译字节码生成更好的机器码、然后执行此机器码;

(7)最后,如果还不好,就祭出重器--虚拟器(LLVM:Low Level Virtual Machine)来编译DFG的中间表示代码、生成更高优化的机器码并执行。接下来,我将会用一下系列文章描述此过程。

      其中,步骤1、2是类似的,3、4、5步的思想,CSS JIT也是采用类似方法,请参考[1]。想写写JSC的文章,用菜鸟和愚公移山的方式,敲开JSC的冰山一角。

本篇主要描述词法和语法解析的细节。

 一、 JavaScriptCore的词法分析器工作流程分析

    W3C是这么解释词法和语法工作流程的:


 词法器Tokenizer的工作过程如下,就是不断从字符串中寻找一个个的词(Token),比如找到连续的“true”字符串,就创建一个TokenTrue。词法器工作过程如下:

JavaScriptCore/interpreter/interpreter.cpp:
template <typename CharType>

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template  <ParserMode mode> TokenType LiteralParser<CharType>::Lexer::lex(LiteralParserToken<CharType>& token)
{
     while  (m_ptr < m_end && isJSONWhiteSpace(*m_ptr))
         ++m_ptr;
 
     if  (m_ptr >= m_end) {
         token.type = TokEnd;
         token.start = token.end = m_ptr;
         return  TokEnd;
     }
     token.type = TokError;
     token.start = m_ptr;
     switch  (*m_ptr) {
         case  '[' :
             token.type = TokLBracket;
             token.end = ++m_ptr;
             return  TokLBracket;
         case  ']' :
             token.type = TokRBracket;
             token.end = ++m_ptr;
             return  TokRBracket;
         case  '(' :
             token.type = TokLParen;
             token.end = ++m_ptr;
             return  TokLParen;
         case  ')' :
             token.type = TokRParen;
             token.end = ++m_ptr;
             return  TokRParen;
         case  ',' :
             token.type = TokComma;
             token.end = ++m_ptr;
             return  TokComma;
         case  ':' :
             token.type = TokColon;
             token.end = ++m_ptr;
             return  TokColon;
         case  '"' :
             return  lexString<mode,  '"' >(token);
         case  't' :
             if  (m_end - m_ptr >= 4 && m_ptr[1] ==  'r'  && m_ptr[2] ==  'u'  && m_ptr[3] ==  'e' ) {
                 m_ptr += 4;
                 token.type = TokTrue;
                 token.end = m_ptr;
                 return  TokTrue;
             }
             break ;
         case  '-' :
         case  '0' :

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         ...
         case  '9' :
             return  lexNumber(token);
     }
     if  (m_ptr < m_end) {
         if  (*m_ptr ==  '.' ) {
             token.type = TokDot;
             token.end = ++m_ptr;
             return  TokDot;
         }
         if  (*m_ptr ==  '=' ) {
             token.type = TokAssign;
             token.end = ++m_ptr;
             return  TokAssign;
         }
         if  (*m_ptr ==  ';' ) {
             token.type = TokSemi;
             token.end = ++m_ptr;
             return  TokAssign;
         }
         if  (isASCIIAlpha(*m_ptr) || *m_ptr ==  '_'  || *m_ptr ==  '$' )
             return  lexIdentifier(token);
         if  (*m_ptr ==  '\'' ) {
             return  lexString<mode,  '\'' >(token);
         }
     }
     m_lexErrorMessage = String::format( "Unrecognized token '%c'" , *m_ptr).impl();
     return  TokError;
}

经过此过程,一个完整的JSC世界的Token就生成了。然后,再进行语法分析,生成抽象语法树.

JavaScriptCore/parser/parser.cpp:

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<span style= "font-family: Arial, Helvetica, sans-serif;" >PassRefPtr<ParsedNode> Parser<LexerType>::parse(JSGlobalObject* lexicalGlobalObject, Debugger* debugger, ExecState* debuggerExecState, JSObject** exception)</span>

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{
     ASSERT(lexicalGlobalObject);
     ASSERT(exception && !*exception);
     int  errLine;
     UString errMsg;
 
     if  (ParsedNode::scopeIsFunction)
         m_lexer->setIsReparsing();
 
     m_sourceElements = 0;
 
     errLine = -1;
     errMsg = UString();
 
     UString parseError = parseInner();
     。。。

UString Parser<LexerType>::parseInner()

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{
     UString parseError = UString();
     
     unsigned oldFunctionCacheSize = m_functionCache ? m_functionCache->byteSize() : 0;
     
         //抽象语法树Builder:
     ASTBuilder context( const_cast <JSGlobalData*>(m_globalData),  const_cast <SourceCode*>(m_source));
     if  (m_lexer->isReparsing())
         m_statementDepth--;
     ScopeRef scope = currentScope();
     
         //开始解析生成语法树的一个节点:
     SourceElements* sourceElements = parseSourceElements<CheckForStrictMode>(context);
     if  (!sourceElements || !consume(EOFTOK))


         举例说来,根据Token的类型,JSC认为输入的Token是一个常量声明,就会使用如下的模板函数生成语法节点(Node),然后放入ASTBuilder里面:

    接下来,就会调用BytecodeGenerator::generate生成字节码,具体分下节分析。我们先看看下面来自JavaScript的一个个语法树节点生成字节码的过程:

JavaScriptCore/bytecompiler/NodeCodeGen.cpp:
RegisterID* BooleanNode::emitBytecode(BytecodeGenerator& generator, RegisterID* dst)


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引用:

1 https://www.webkit.org/blog/3271/webkit-css-selector-jit-compiler/

2 http://blog.csdn.net/horkychen/article/details/8928578


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