V8源码边缘试探-黑魔法指针偏移

程序员文章站 2022-05-04 13:11:26

这博客是越来越难写了，参考资料少，难度又高，看到什么写什么吧！众多周知，在JavaScript中有几个基本类型，包括字符串、数字、布尔、null、undefined、Symbol，其中大部分都可以在我之前那篇博客(https://www.cnblogs.com/QH-Jimmy/p/9212923 ......

　　这博客是越来越难写了，参考资料少，难度又高，看到什么写什么吧！

　　众多周知，在JavaScript中有几个基本类型，包括字符串、数字、布尔、null、undefined、Symbol，其中大部分都可以在我之前那篇博客(https://www.cnblogs.com/QH-Jimmy/p/9212923.html)中找到，均继承于Primitive类。但是仔细看会发现少了两个，null和undefined呢？这一节，就来探索一下，V8引擎是如何处理null、undefined两种类型的。

　　在没有看源码之前，我以为是这样的：

class Null : public Primitive {
public:
    // Type testing.
    bool IsNull() const { return true; }
    // ...
}

　　然而实际上没有这么简单粗暴，V8对null、undefined(实际上还包括了true、false、空字符串)都做了特殊的处理。

　　回到故事的起点，是我在研究LoadEnvironment函数的时候发现的。上一篇博客其实就是在讲这个方法，包装完函数名、函数体，最后一步就是配合函数参数来执行函数了，代码如下：

// Bootstrap internal loaders
Local<Value> bootstrapped_loaders;
if (!ExecuteBootstrapper(env, loaders_bootstrapper,
                        arraysize(loaders_bootstrapper_args),
                        loaders_bootstrapper_args,
                        &bootstrapped_loaders)) {
return;
}

　　这里的参数分别为：

1、env => 当前V8引擎的环境变量，包含Isolate、context等。

2、loaders_bootstrapper => 函数体

3、arraysize(loaders_bootstrapper_args) => 参数长度，就是4

4、loaders_bootstrapper_args => 参数数组，包括process对象及3个C++内部方法

5、&bootstrapped_loaders => 一个局部变量指针

　　参数是啥并不重要，进入方法，源码如下：

static bool ExecuteBootstrapper(Environment* env, Local<Function> bootstrapper,
                                int argc, Local<Value> argv[],
                                Local<Value>* out) {
  bool ret = bootstrapper->Call(
      env->context(), Null(env->isolate()), argc, argv).ToLocal(out);
  if (!ret) {
    env->async_hooks()->clear_async_id_stack();
  }

  return ret;
}

　　看起来就像JS里面的call方法，其中函数参数包括context、null、形参数量、形参，当时看到Null觉得比较好奇，就仔细的看了一下实现。

　　这个方法其实很简单，但是实现的方式非常有意思，源码如下：

Local<Primitive> Null(Isolate* isolate) {
    typedef internal::Object* S;
    typedef internal::Internals I;
    // 检测当前V8引擎实例是否存活
    I::CheckInitialized(isolate);
    // 核心方法
    S* slot = I::GetRoot(isolate, I::kNullValueRootIndex);
    // 类型强转 直接是Primitive类而不是继承
    return Local<Primitive>(reinterpret_cast<Primitive*>(slot));
}

　　只有GetRoot是真正生成null值的地方，注意第二个参数 I::kNullValueRootIndex ，这是一个静态整形值，除去null还有其他几个，所有的类似值定义如下：

static const int kUndefinedValueRootIndex = 4;
static const int kTheHoleValueRootIndex = 5;
static const int kNullValueRootIndex = 6;
static const int kTrueValueRootIndex = 7;
static const int kFalseValueRootIndex = 8;
static const int kEmptyStringRootIndex = 9;

　　上面的数字就是区分这几个类型的关键所在，继续进入GetRoot方法：

V8_INLINE static internal::Object** GetRoot(v8::Isolate* isolate,int index) {
    // 获取当前isolate地址并进行必要的空间指针偏移
    // static const int kIsolateRootsOffset = kExternalMemoryLimitOffset + kApiInt64Size + kApiInt64Size + kApiPointerSize + kApiPointerSize;
    uint8_t* addr = reinterpret_cast<uint8_t*>(isolate) + kIsolateRootsOffset;
    // 根据上面的数字以及当前操作系统指针大小进行偏移
    // const int kApiPointerSize = sizeof(void*);  // NOLINT
    return reinterpret_cast<internal::Object**>(addr + index * kApiPointerSize);
}

　　这个方法就对应了标题，指针偏移。

　　实际上根本不存在一个正规的null类来生成一个对应的对象，而只是把一个特定的地址当成一个null值。

　　敢于用这个方法，是因为对于每一个V8引擎来说isolate对象是独一无二的，所以在当前引擎下，获取到的isolate地址也是唯一的。

　　如果还不明白，我这个灵魂画手会让你明白，超级简单：

V8源码边缘试探-黑魔法指针偏移