V8编译流水线-CPU执行二进制代码流程

V8运行时环境准备好后，juejin.cn/post/685457… V8开始执行JS代码，V8须要先将JS代码编译成字节码，而后再解释执行字节码，或者将须要优化的字节码编译成二进制，直接执行二进制代码。

1. 简介

系统硬件组织模型图结构：主要由CPU,主存储器，各类IO总线，外部设备（硬盘，显示器，USB等设备）组成的。

首先，在程序执行以前，先将咱们要执行的程序装进内存。CPU能够经过 内存地址，从内存中读取数据或写入数据。CPU和内存经过内存地址来进行交互。

内存中的每一个存储空间都有其对应的独一无二的地址，这个地址就是内存地址。代码被编译成可执行文件后，可执行文件包含二进制的机器码，二进制代码会被加载进内存。

二进制代码加载进内存后，CPU就从内存中取出一条指令，分析指令，执行指令，这三个过程称为CPU时钟周期。二进制代码装载进内存后，系统将二进制代码中的第一条指令的地址写入到PC寄存器中，到下一个时钟周期时，CPU就会根据PC寄存器中的内存地址，从内存中取出指令。PC寄存器中的指令取出来后，系统会作两件事：第一件是将下一条指令的内存地址更新到PC寄存器中；第二件就是分析取出来的指令，识别不一样类型的指令，获取各类操做数的方法。接着CPU开始执行指令。

由于CPU访问内存速度较慢，因此CPU内部会添加小型的存储设备，好比通用寄存器。通用寄存器和内存以前的关系就相似于口袋和背包的关系。通用寄存器容量小，读写速度快，内存容量大，读写速度慢。 通用寄存器既能够存储小量的数据，也能够存储指针。好比PC寄存器用来存放下一条执行的指令等。

经常使用的指令类型：

• 加载的指令，做用是从内存中复制指定长度的内容到通用寄存器中，并覆盖寄存器中原来的内容。
• 存储的指令，和加载指令相反，做用是将寄存器中的内容复制到内存中的某个位置，并覆盖内存中这个位置的原有内容。
• 更新指令，做用是复制两个寄存器中的内容到ALU中，也能够是一块寄存器和一块内存中的内容到ALU中，而后ALU将相加的结果存放到其中一个寄存器中，并覆盖原寄存器中的内容。
• 跳转指令。以下图所示。

2. 例子说明

int main()
{  
    int x = 1;
    int y = 2;
    int z = x + y;
    return z;
}
复制代码

上面C代码转成二进制机器码以下：

pushq   %rbp  // 将rbp寄存器中的值写到内存中的栈区域
movq    %rsp, %rbp // 将rsp寄存器中的值写到rbp寄存器中
movl    $0, -4(%rbp)  // 将0写到栈帧的第一个位置
movl    $1, -8(%rbp)  // 将常数1压入栈中，x变量赋值
movl    $2, -12(%rbp)  // 将常数2压入栈中，y变量赋值
movl    -8(%rbp), %eax  // x的值从栈中复制到eax寄存器中
addl    -12(%rbp), %eax  // eax中已经保存了x的值，此时将栈中的y值取出来，与x相加，相加的结果保存到eax中
movl    %eax, -16(%rbp)  // 将eax寄存器中保存下来的值，存放到内存中
movl    -16(%rbp), %eax  // 将内存中计算好的值加载到eax寄存器中，z变量赋值，eax寄存器中的值做为返回值
popq    %rbp      // 执行完成，弹出当前函数栈桢
retq              // 返回
复制代码

3. 总结

• V8须要先将JS编译成字节码或者二进制代码，而后执行。
• CPU执行机器代码的逻辑：首先将编译以后的二进制代码加载进内存，而后CPU按照指令的顺序，一行一行的执行。在执行指令的过程当中，CPU引入寄存器，将中间数据存储在寄存器中，从而加快CPU执行速度。
• CPU使用寄存器的指令：加载指令，存储指令，更新指令。用来在寄存器和内存，寄存器和寄存器之间传输数据。

写在最后

V8相关的学习总结来自于极客时间李兵老师的课程《图解goole V8》，若是想了解更多细节，能够进课程查看。