Inline cache в глубину: feedback-слоты и handlers

Feedback vector: где IC живут на самом деле

Когда увидишь вывод --trace-ic или запись в deopt-логе с фразой «wrong map» или «feedback changed», ты читаешь отпечаток того, что хранится здесь. Понять FeedbackVector — значит превратить непрозрачный вывод JIT в диагноз.

Каждая функция, однажды выполнившись, получает FeedbackVector (вектор обратной связи) — объект кучи, прикреплённый к замыканию функции, который держит один или несколько слотов, аллоцированных при компиляции, по одному на каждую несущую IC операцию байт-кода (каждый load свойства, каждый store, каждый вызов, каждый бинарный оператор). «Inline cache» для p.x — это не байты, переписанные внутри машинного кода; это содержимое слота этой операции в FeedbackVector.

Это разделение важно: один и тот же байт-код может разделяться между замыканиями, а feedback (наблюдённые типы и формы) живёт на FeedbackVector. Поэтому же feedback переживает смены ярусов — когда Ignition собирает feedback, а TurboFan позже компилирует, TurboFan читает именно эти слоты. FeedbackVector — это канал между интерпретатором и оптимизирующим компилятором. (Этот канал мы прослеживаем вперёд в 04-the-jit/02-type-feedback.)

Load IC кэширует {map → handler}

Для load свойства monomorphic-слот IC держит две вещи: map, который он ожидает (hidden class из урока 01), и handler, который говорит, как получить значение, как только map совпал. Быстрый путь:

загрузить указатель map объекта
сравнить с закэшированным map слота
если равно: применить handler  -> значение
если не равно: miss -> уйти в рантайм промаха IC, обновить слот

Handler — интересная часть. Он бывает двух широких форм:

• Smi-кодированный handler (частый, быстрый случай). Для простого load поля у объекта с этим map handler — это просто малое целое, кодирующее «загрузить поле по in-object-индексу N» (или «PropertyArray индекс N»). Это tagged Smi — без отдельной аллокации. Применить его — единственный load по закодированному смещению. Это handler за тем «1 MOV», что вы видели в обзоре.
• Handler-объект (сложный случай). Когда load — это не простое чтение поля, handler — это объект кучи LoadHandler, описывающий маленький рецепт: вызови этот getter (accessor-handler), или иди к прототипу и грузи там (prototype-chain handler, с validity cell — урок 05), или сделай поиск по словарю (для объектов в dictionary mode), или верни константу из map. Они стоят дороже Smi-handler’а, но всё ещё намного дешевле полностью общего поиска, потому что проверка map уже сузила случай.

// Концептуально, для monomorphic load `p.x`, где x — in-object-поле по индексу 0:
//   slot = { map: M_point, handler: Smi(encode(in_object, 0)) }
// Для `p.size`, где size — getter:
//   slot = { map: M_point, handler: LoadHandler{ kind: accessor, getter: fn } }

У store’ов свои IC — и они вызывают переходы

Обзор сосредоточился на load’ах. Store’ы (p.x = v) получают свои слоты StoreIC, и они сложнее, потому что store может изменить форму. Store IC записывает не только map и смещение, но, когда store добавляет свойство, и переход, который надо взять: «из map M1, добавляя x с этими attributes, иди в map M2 и пиши значение в новое поле». Так что store IC — это место, где переходы форм из урока 02 на самом деле запускаются на горячем пути, и где обнаруживается обобщение representation (Smi → Double), когда хранимое значение не помещается в текущий representation поля.

Store IC также различает «store в существующее поле» (просто пиши по смещению) и «store, создающий новое поле» (возьми переход, возможно нарасти PropertyArray). Store, переключающий representation или constness поля, инвалидирует оптимизированный код, предполагавший старое.

BinaryOp и Compare IC собирают feedback по числам

Не все IC про форму объекта. У арифметических операций и сравнений есть слоты BinaryOpIC и CompareIC, записывающие историю числовых типов своих операндов: видели ли мы тут только Smi? Smi и HeapNumber (то есть Number)? BigInt? String (для +)? Или смесь (Any)?

Этот feedback и позволяет TurboFan выпустить распакованную целочисленную арифметику для счётчика цикла или одну инструкцию с плавающей точкой для свёртки Number вместо общего рантайм-вызова «сложить что угодно с чем угодно». Цикл, который всегда складывал только Smi, строит Smi-feedback; в день, когда значение переполняется в HeapNumber, feedback расширяется, и любой код, специализированный на Smi, должен деоптнуться (классический деопт переполнения из 02-values-and-memory). Так что BinaryOp IC одновременно ускоряет интерпретатор и записывает профиль типов, которому JIT будет доверять.