[WebKit] JavaScriptCore解析--高级篇(一) SSA (static single assignment)

在编译器优化领域，数据结构的选择会直接影响程序优化的有效性。SSA是一种编译器使用的中间语言(intermediate language), 作为编译优化的基础(也是DFG JIT的基础)，它和Control Dependence Graph一起被用来表示程序的数据流和控制流。

大家都知道编译器是这样工作的:解析、优化，最后生成代码。中间会使用到一个中间语言的进行过度，好的中间语言一定要

     1. 简单，这样优化工作就可以变得简单。

     2. 很好的表达能力，这样就可以很容易从源代码中生成出来。

     3. 实效性(utilitarian), 它的结构可以让你做到很多的优化。

SSA简介

如何为循环生成有效的机器代码是编译优化领域中一个关键的问题。要处理很多的控制流操作，都被集中到了一阶的控制流问题， 也就是一个直线型的代码(Straight-line code)。SSA中的变量是不会变化的，他们只会被指定一次。向一个变量赋个新值，都会导致一个新的绑定。

比如下面的函数:

function clamp (x, lower, upper) {

  if (x < lower)

    x = lower;

  else if (x > upper)

    x = upper;

  return x;

}

  

SSA的转换结果为:

entry:

  x0, lower0, upper0 = args;

  goto b0;

b0:

  t0 = x0 < lower0;

  goto t0 ? b1 : b2;

b1:

  x1 = lower0;

  goto exit;

b2:

  t1 = x0 > upper0;

  goto t1 ? b3 : exit;

  

b3:

  x2 = upper0;

  goto exit;

  

exit:

  x4 = phi(x0, x1, x2);

  return x4;

SSA把过程区分出若干个基本块(basic blocks),每块在结尾或有条件，也或者无条件地转向其它分支。临时变量也有自己的命名，以便进行后期优化。

phi函数(phi functions)

SSA还有一个有趣的"phi" 函数，它被放置在控制流交汇点(control-flow joins). 上面的例子里，x可能来自参数，也可能在两个条件语句中被赋值，这时就有phi函数来表示它。第一个基本块(basic blocks)都可以认为是一个函数，而phi函数就是带有一个参数的基本块。

就像这样:

  

上面的phi函数表示在一个分支的交汇点后，后续对V的调用，就变为对V3的调用。这样做就可以方便地引入进一步的优化，比如Copy Propagation。

为了正确放置phi函数，你需要建立一个dominator tree. 如果所有的控制路径必须经过第一个，才能到达第二个，我们称这个基本块支配(dominate)另一个。比如入口的基本块就支配整个函数。上面的例子里，b0也支配其它块。而b1没有跳转到exit, 所以它就没有支配exit, 因为exit可能会从路径到达。

参考阅读: A Correspondence Between Continuation-Passing Style and Static Single Assignment Form,  

                  Landin, Steele, letrec, and labels . 

这是个比较生僻的内容，主要来自学习和翻译以下两篇资料:

1. Cytron, Ferrante, Rosen, Wegman, and Zadeck, Efficiently Computing Static Single Assignment Form and the Control Dependence Graph .

2. Wingolog, Static Single Assignment for Functional Programmers

因为能力有限，一定会有理解错误的地方，欢迎指正。

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系列索引:

基础篇 (一)JSC与WebCore

基础篇(二)解释器基础与JSC核心组件

基础篇(三)从脚本代码到JIT编译的代码实现

基础篇(四) 页面解析与JavaScript元素的执行

高级篇(一) SSA (static single assignment)

高级篇(二) 类型推导(Type Inference)

高级篇(三) Register Allocation & Trampoline