Как работает JavaScriptCore под капотом?

Последнее время, все больше мое внимание занимает движок JavaScriptCore. Для тех кто не знаком, JSC - это движок, который используется в Safari под капотом и на всех iPhone для выполнения JavaScript кода. Но не спешите думать, что раз Safari, значит всё плохо. Напротив, это лучшее, что есть в WebKit. А что, если я вам скажу, что он быстрее V8?

Каждый JS код, который мы исполняем с JSC проходит 3 стадии (рис. 1):

1. Лексический анализ (parser/Lexer.cpp).
Здесь происходит разбивка кода на токены. Разбивка происходит по заранее определенным символам: таким как ключевые слова, операции, имена переменных и т.д.

2. Парсинг (parser/JSParser.cpp).
Парсер выстраивает абстрактное синтаксическое дерево (AST) на основе полученной от лексера разбивки на токены. Например, для выражения «a+b» будет построено дерево, где “+” - операция (родитель), а «а» и «b» - его листья.

3. LLInt (Low-level interpreter)
На этом этапе полученное AST интерпретируется в байт-код, который JSC может исполнить, используя процессор. Например, выражение «a+b» будет преобразовано в байт-код вида: add loc3, loc1, loc2, OperandTypes(126, 126). Оно складывает loc1 и loc2, и сохраняет в переменную loc3.


Четыре уровня оптимизации JSC

1. LLInt - низкоуровневый интерпретатор, как упоминалось ранее, который компилирует JS инструкции в байт-код.

2. Baseline JIT* (500 итераций) - на этом этапе фрагмент кода, который исполнился 500 раз преобразуется в машинный код на основе шаблонов. Никакой дополнительной логики относительно связи с другими инструкциями, только готовые шаблоны.

3. Data Flow Graph (DFG) JIT (1000 итераций) - имеет промежуточное представление, которое преобразует JS инструкции в граф потока данных. После чего JIT-компилятор DFG может выполнять сложную оптимизацию, связанную с потоком кода. В приложении (рис. 2) проиллюстрировано промежуточное представление DFG на примере простой функции:

function Foo(arg) {
  return this.y * arg[0];
}

4. Faster than Light (FTL) JIT (100 000 итераций) - в отличии от JIT-компилятора DFG, компилятор FTL фокусируется на оптимизации вне зависимости от того, на сколько дорогостоящей она может быть. FTL переиспользует оптимизацию DFG и добавляет еще большие улучшения.

* JIT - Just In Time компилятор, то есть компиляция во время исполнения. Противоположность AOT, где компиляция происходит до запуска программы, например, в C/С++ (рис. 3).