Spidermonkey 引擎中 JS_CANONICALIZE_NAN 的目的是什么？

Question

我想知道 JS_CANONICALIZE_NAN 的目的是什么以及所有平台上是否始终需要它？

Answer 1

这很有趣！因此，SpiderMonkey 在内部使用标记值表示来表示 JavScript 的“无类型值”——这允许 VM 确定诸如“存储在 a 中的变量是一个数字，以及存储在 a 中的值”之类的事情。 >b 是一个数字，因此运行 a + b 会进行数值加法”。

有许多不同的值标记方案，SpiderMonkey 使用一种称为“NaN 装箱”的方案。这意味着引擎中的所有无类型值都由 64 位值表示，这些值可以是：

• 双精度型，或
• 位于 IEEE 双精度浮点值的“NaN 空间”中的带标记的非双精度型。

这里真正的技巧是，现代系统通常使用单个位模式来表示 NaN，您可以将其观察为 math.h 的 sqrt(-1) 或 log(0) 的结果。但根据 IEEE 浮点规范，有很多位模式也被视为 NaN。

double 由子字段组成：

{sign: 1, exponent: 11, significand: 52}

NaN 通过用 1 填充指数字段并在有效数字中放置一个非零值来表示。

如果您运行这样的小程序来查看平台的 NaN 值：

#include <stdio.h>
#include <math.h>
#include <limits>

static unsigned long long 
DoubleAsULL(double d) {
    return *((unsigned long long *) &d);
}

int main() {
    double sqrtNaN = sqrt(-1);
    printf("%5f 0x%llx\n", sqrtNaN, DoubleAsULL(sqrtNaN));
    double logNaN = log(-1);
    printf("%5f 0x%llx\n", logNaN, DoubleAsULL(logNaN));
    double compilerNaN = NAN;
    printf("%5f 0x%llx\n", compilerNaN, DoubleAsULL(compilerNaN));
    double compilerSNAN = std::numeric_limits<double>::signaling_NaN();
    printf("%5f 0x%llx\n", compilerSNAN, DoubleAsULL(compilerSNAN));
    return 0;
}

您将看到如下输出：

 -nan 0xfff8000000000000 // Canonical qNaNs...
  nan 0x7ff8000000000000
  nan 0x7ff8000000000000
  nan 0x7ff4000000000000 // sNaN (signaling)

请注意，安静 NaN 的唯一区别在于符号位，始终后面跟着 12 位 1，满足 NaN 要求上面提到过。最后一个是信号 NaN，它清除第 12 个 (is_quiet) NaN 位，并使第 13 个 NaN 保持上述 NaN 不变。

除此之外，NaN 空间可以自由发挥——用 11 位来填充指数，确保尾数非零，这样你就剩下了很多空间。在 x64 上，我们使用 47 位虚拟地址假设，这使得我们有 64 - 47 - 11 = 6 位用于注释值类型。在 x86 上，所有对象指针都适合低 32 位。

然而，我们仍然需要确保非规范的 NaN，如果它们通过 js-ctypes 之类的东西渗透进来，不会产生看起来像标记的非双精度值的东西，因为这可能会导致虚拟机中的可利用行为。 （将数字视为对象是非常糟糕的消息。）因此，当我们形成双精度数（如 DOUBLE_TO_JSVAL 中）时，我们确保将所有 d != d 的双精度数规范化为规范的 NaN形式。

更多信息请参见错误 584168。