说明
图解 Google V8 学习笔记
在编译流水线中的位置
在执行代码时，V8 需要先将 JavaScript 编译成字节码，然后再解释执行字节码，或者将需要优化的字节码编译成二进制，并直接执行二进制代码。
CPU执行二进制代码：
将源码编译成机器码
下面是一段 C 代码
int main() { int x = 1; int y = 2; int z = x + y; return z; }
先通过 GCC 编译器将这段 C 代码编译成二进制文件，编译出来的机器码
每一行都是一个指令，该指令可以让 CPU 执行指定的任务。
- 左边就是编译生成的机器码，用十六进制来展示，便于阅读
- 中间的部分是汇编代码，汇编代码采用
助记符（memonic）来编写程序
助记符（mnemonic）
助记符（mnemonic）是便于人们记忆、并能描述指令功能和指令操作数的符号，助记符是表明指令功能的英语单词或其缩写。汇编语言由于采用了助记符号来编写程序，比用机器语言的二进制代码编程要方便些，在一定程度上简化了编程过程。汇编语言的特点是用符号代替了机器指令代码，而且助记符与指令代码一一对应，基本保留了机器语言的灵活性。使用汇编语言能面向机器并较好地发挥机器的特性，得到质量较高的程序。按指令作用对象来分，可分为伪指令和真指令（硬指令）。伪指令也就是作用于汇编程序的命令；真指令就是作用于真正处理器的命令。
汇编：将汇编语言编写的程序转换为机器语言的过程
反汇编：将机器语言转化为汇编语言的过程
CPU 是怎么执行程序的？
计算机系统的硬件组织结构：
首先，在程序执行之前，需要被装进内存。
什么是内存？
内存(Memory)是计算机的重要部件，也称内存储器和主存储器，它用于暂时存放CPU中的运算数据，以及与硬盘等外部存储器交换的数据。它是外存与CPU进行沟通的桥梁，计算机中所有程序的运行都在内存中进行，内存性能的强弱影响计算机整体发挥的水平。只要计算机开始运行，操作系统就会把需要运算的数据从内存调到CPU中进行运算，当运算完成，CPU将结果传送出来。
内存还是一个临时存储数据的设备，之所以是临时的存储器，是因为断电之后，内存中的数据都会消失。
内存中的每个存储空间都有其对应的独一无二的地址。
当二进制代码被加载进了内存后，同一条指令，使用相同的颜色来标记：
二进制数据反汇编成一条条指令的形式：
CPU 便可以通过指定内存地址，从内存中取出一条指令，然后分析该指令，最后执行该指令，这三个过程称为一个 CPU 时钟周期。
CPU 是怎么知道要取出内存中的哪条指令？
将混乱的二进制代码转换为有序的指令形式：
CPU 中有一个 PC 寄存器，它保存了将要执行的指令地址，当二进制代码被装载进了内存之后，系统会将二进制代码中的第一条指令的地址写入到 PC 寄存器中，到了下一个时钟周期时，CPU 便会根据 PC 寄存器中的地址，从内存中取出指令。
PC （program counter）是程序计数器的简称。PC 是一种特殊的寄存器，用于保存下一条待执行指令的存储地址。
PC 寄存器中的指令取出来之后，CPU 会做两件事：
1、将下一条指令的地址更新到 PC 寄存器中
2、分析该指令，并识别出不同的类型的指令，以及各种获取操作数的方法。
什么是通用寄存器？
通用寄存器是 CPU 中用来存放数据的设备，不同处理器中寄存器的个数也是不一样的，之所以要通用寄存器，是因为 CPU 访问内存的速度很慢，所以 CPU 就在内部添加了一些存储设备，这些设备就是通用寄存器。
通用寄存器跟内存的区别：
通用寄存器容量小，读写速度快
内存容量大，读写速度慢。
通用寄存器通常用来存放数据或者内存中某块数据的地址，把这个地址又称为指针。
某些专用的数据或者指针存储在专用的通用寄存器中：比如
rbp 寄存器通常是用来存放栈帧指针的
rsp 寄存器用来存放栈顶指针的
PC 寄存器用来存放下一条要执行的指令
常用的指令类型
算术逻辑单元(arithmetic and logic unit) 是能实现多组算术运算和逻辑运算的组合逻辑电路，简称ALU。
1.加载的指令：其作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。
- 上图使用了 movl 指令，指令后面跟着的第一个参数是要拷贝数据的内存的位置，第二个参数是要拷贝到 ecx 这个寄存器。
- 存储的指令：和加载类型的指令相反，其作用是将寄存器中的内容复制内存某个位置，并覆盖掉内存中的这个位置上原来的内容。
上图也是使用 movl 指令，movl 指令后面的 %ecx 就是寄存器地址，-8(%rbp) 是内存中的地址，这条指令的作用是将寄存器中的值拷贝到内存中。
3.更新指令：其作用是复制两个寄存器中的内容到 ALU 中，也可以是一块寄存器和一块内存中的内容到 ALU 中，ALU 将两个字相加，并将结果存放在其中的一个寄存器中，并覆盖该寄存器中的内容。
- 上图里的 addl 指令，将寄存器 eax 和 ecx 中的值传给
ALU，ALU对它们进行相加操纵，并将计算的结果写回 ecx。
- 跳转指令：从指令本身抽取出一个字，这个字是下一条要执行的指令的地址，并将该字复制到 PC 寄存器中，并覆盖掉 PC 寄存器中原来的值。
上图是通过 jmp 来实现的，jmp 后面跟着要跳转的内存中的指令地址。
5.IO 读 / 写指令：这些指令可以从一个 IO 设备中复制指定长度的数据到寄存器中，也可以将一个寄存器中的数据复制到指定的 IO 设备。
CPU 是如何执行指令？
分析一段汇编代码的执行流程，以上面的 C 代码为例
1、在 C 程序中，CPU 会首先执行调用 main 函数，在调用 main 函数时，CPU 会保存上个栈帧上下文信息和创建当前栈帧的上下文信息，主要是通过下面这两条指令实现的：
pushq %rbp movq %rsp, %rbp
- 第一条指令：将 rbp 寄存器中的值写到内存中的栈区域
- 第二条指令：将 rsp 寄存器中的值写到 rbp 寄存器中。
2、然后将 0 写到栈帧的第一个位置：
movl $0, -4(%rbp)
3、接下来给 x 和 y 赋值：
movl $1, -8(%rbp) movl $2, -12(%rbp)
- 第一条指令：将常数值 1 压入到栈中
- 第二条指令：将常数值 2 压入到栈中
4、x 的值从栈中复制到 eax 寄存器中
movl -8(%rbp), %eax
5、再将内存中的 y 和 eax 中的 x 相加，相加的结果再保存在 eax 中
addl -12(%rbp), %eax
6、CPU 会将结果保存到内存中
movl %eax, -16(%rbp)
7、将结果 z 加载到 eax 寄存器中，会被默认作为返回值
movl -16(%rbp), %eax
8、最后执行一些恢复现场的操作
popq %rbp retq
总结
下面是来自王楚然同学的总结：
二进制代码装载进内存，系统会将第一条指令的地址写入到 PC 寄存器中。
读取指令：根据pc寄存器中地址，读取到第一条指令，并将pc寄存器中内容更新成下一条指令地址。
分析指令：并识别出不同的类型的指令，以及各种获取操作数的方法。
执行指令：由于cpu访问内存花费时间较长，因此cpu内部提供了通用寄存器，用来保存关键变量，临时数据等。指令包括加载指令，存储指令，更新指令，跳转指令。如果涉及加减运算，会额外让ALU进行运算。
指令完成后，通过pc寄存器取出下一条指令地址，并更新pc寄存器中内容，再重复以上步骤。
