ITStudio_OUC/OxideJS-New
0
1
Fork 0
mirror of https://github.com/pjh456/OxideJS.git synced 2026-10-24 02:31:13 +08:00
Code Issues Packages Projects Releases Wiki Activity

feat: 新增 IR 层常量传播与折叠 pass

Browse Source
This commit is contained in:
彭俊皓
2026-10-12 14:43:58 +00:00
parent b7b6d43d05
commit 66e240ad00
10 changed files with 1044 additions and 21 deletions
Download Patch File Download Diff File Expand all files Collapse all files
crates/oxide_fold/Cargo.toml
+18
View File
@@ -0,0 +1,18 @@
[package]
name = "oxide_fold"
version.workspace = true
edition.workspace = true
license.workspace = true
rust-version.workspace = true
description = "OxideJS - forward constant propagation and constant folding pass over IR"
[dependencies]
oxide_ir = { path = "../oxide_ir" }
oxide_bytecode = { path = "../oxide_bytecode" }
oxide_runtime_api = { path = "../oxide_runtime_api" }
oxide_types = { path = "../oxide_types" }
oxide_log = { path = "../oxide_log" }
num-bigint = "0.4"
[lints]
workspace = true
crates/oxide_fold/src/fold_log.rs
+37
View File
@@ -0,0 +1,37 @@
//! 常量折叠 pass 日志宏：`fold_error!/warn!/info!/debug!/trace!`，经由 oxide_log 上报。
//! 编译管线属 Kernel 子系统，`OXIDE_LOG=oxide::kernel=debug` 控制本 crate 日志。
#[macro_export]
macro_rules! fold_error {
($($arg:tt)*) => {
oxide_log::__log_event!("oxide::kernel", oxide_log::tracing::Level::ERROR, $($arg)*)
};
}
#[macro_export]
macro_rules! fold_warn {
($($arg:tt)*) => {
oxide_log::__log_event!("oxide::kernel", oxide_log::tracing::Level::WARN, $($arg)*)
};
}
#[macro_export]
macro_rules! fold_info {
($($arg:tt)*) => {
oxide_log::__log_event!("oxide::kernel", oxide_log::tracing::Level::INFO, $($arg)*)
};
}
#[macro_export]
macro_rules! fold_debug {
($($arg:tt)*) => {
oxide_log::__log_event!("oxide::kernel", oxide_log::tracing::Level::DEBUG, $($arg)*)
};
}
#[macro_export]
macro_rules! fold_trace {
($($arg:tt)*) => {
oxide_log::__log_event!("oxide::kernel", oxide_log::tracing::Level::TRACE, $($arg)*)
};
}
crates/oxide_fold/src/fold_table.rs
+198
View File
@@ -0,0 +1,198 @@
//! 折叠表：一元与算术常量折叠（A 组）加逻辑短路选支（B 组）。
//!
//! 折值编码逐运算符镜像运行时产物编码，保证物化后与运行时执行结果逐字节
//! 一致：折值计算复用 `oxide_runtime_api::coercion` 的纯函数族（`to_number` /
//! `to_int32` / `to_boolean`），与 emit 层字面量折叠同源，杜绝两层折叠各自
//! 镜像运行时语义的漂移风险。
//!
//! 语义守卫：
//! - 算术二元（ADD/SUB/MUL/DIV/MOD/EXP）任一操作数非数值不折；BigInt 混合
//! （一 BigInt 一非 BigInt）不折（运行期抛 TypeError，BigInt 与 BigInt 有
//! 独立指令族）；SUB/MUL/DIV/MOD/EXP 的 BigInt 操作数不折（折值恒升 f64，
//! 无法表示 BigInt 结果）；DIV/MOD 除数为零不折、EXP 指数为负不折（保持
//! 运行时指令为除零/负指数编码的唯一来源）。
//! - ADD 的 int+int 经 `checked_add` 在 i32 内保 `Int`，溢出升 `Number`
//! （镜像运行时 `int_add`）；其余组合 f64 加（不做恒等捷径，负零操作数
//! 经实加得 `+0.0`）。
//! - UNARY_PLUS 作用 BigInt 不折（运行期抛 TypeError）。
//!
//! B 组逻辑短路：结果恒为某一操作数的原值（无类型转换，任何类型安全），
//! 仅左操作数已知即可选支，右操作数类型不限。
use oxide_bytecode::module::Constant;
use oxide_bytecode::opcode::OpCode;
use oxide_runtime_api::{to_boolean, to_int32, to_number};
use oxide_types::string_forge::encode_key;
use oxide_types::value::JsValue;
/// 常量转 `JsValue`（纯 NaN-box 构造，零分配）：`Int`/`Number`/`Boolean`/
/// `Null`/`Undefined` 五臂；`BigInt`/`String` 是引用形态（指针载荷），不在此
/// 转换，由调用方按常量类型分派处理。
fn const_to_jsvalue(c: &Constant) -> Option<JsValue> {
match c {
Constant::Int(i) => Some(JsValue::int(*i)),
Constant::Number(d) => Some(JsValue::float(*d)),
Constant::Boolean(b) => Some(JsValue::bool(*b)),
Constant::Null => Some(JsValue::null()),
Constant::Undefined => Some(JsValue::undefined()),
Constant::BigInt(_) | Constant::String(_) => None,
}
}
/// 常量的数值（`Int`/`Number` 臂，调用方已守卫非 BigInt 数值）。
fn const_to_number(c: &Constant) -> f64 {
to_number(const_to_jsvalue(c).expect("数值常量（非 BigInt）必有 JsValue 形态"))
}
/// 是否为数值常量（`Int`/`Number`/`BigInt` 三臂）。
fn is_numeric(c: &Constant) -> bool {
matches!(c, Constant::Int(_) | Constant::Number(_) | Constant::BigInt(_))
}
/// 是否为 BigInt 常量。
fn is_bigint(c: &Constant) -> bool {
matches!(c, Constant::BigInt(_))
}
/// 常量的布尔值（`ToBoolean` 口径）：BigInt 臂判零、字符串臂判非空（池键形态
/// 空串即空串），其余经 `const_to_jsvalue` 加 `to_boolean`。
fn is_truthy(c: &Constant) -> bool {
match c {
Constant::BigInt(b) => *b != num_bigint::BigInt::from(0),
Constant::String(s) => !s.is_empty(),
_ => to_boolean(const_to_jsvalue(c).expect("非 BigInt/String 常量必有 JsValue 形态")),
}
}
/// 常量是否为 nullish（`Null`/`Undefined` 两臂）。
fn is_nullish(c: &Constant) -> bool {
matches!(c, Constant::Null | Constant::Undefined)
}
/// A 组一元折叠：按操作码计算折值，守卫命中返回 `None`。
///
/// 折值编码逐运算符镜像运行时产物：
/// - `VOID`：恒 `Undefined`（操作数副作用已在发射期为独立指令，本指令恒装 undefined）
/// - `NOT`：`Boolean`（`ToBoolean` 取反，任意常量类型安全）
/// - `TYPEOF`：`String`（池键形态，逐类型镜像运行时 `TYPEOF_TEXTS` 分派：
/// Int/Number 归 "number"、BigInt 归 "bigint"、Boolean 归 "boolean"、
/// Null 归 "object"、String 归 "string"、Undefined 归 "undefined"）
/// - `NEG`：BigInt 取负保 `BigInt`；其余数值恒 `Number`（NEG 恒升 double，
/// 不保 `Int`）；非数值不折
/// - `UNARY_PLUS`：`Int`/`Number` 恒 `Number`（`ToNumber`）；BigInt 不折
/// （运行期抛 TypeError）
/// - `BIT_NOT`：BigInt 按位取反保 `BigInt`；其余数值恒 `Int`（`ToInt32` 取反）
pub fn fold_unary(op: OpCode, c: &Constant) -> Option<Constant> {
match op {
OpCode::VOID => Some(Constant::Undefined),
OpCode::NOT => Some(Constant::Boolean(!is_truthy(c))),
OpCode::TYPEOF => {
let text = match c {
Constant::Int(_) | Constant::Number(_) => "number",
Constant::BigInt(_) => "bigint",
Constant::Boolean(_) => "boolean",
Constant::Null => "object",
Constant::String(_) => "string",
Constant::Undefined => "undefined",
};
let units: Vec<u16> = text.encode_utf16().collect();
Some(Constant::String(encode_key(&units)))
}
OpCode::NEG => match c {
Constant::BigInt(b) => Some(Constant::BigInt(-b.clone())),
Constant::Int(i) => Some(Constant::Number(-(*i as f64))),
Constant::Number(d) => Some(Constant::Number(-*d)),
_ => None,
},
OpCode::UNARY_PLUS => match c {
Constant::Int(i) => Some(Constant::Number(*i as f64)),
Constant::Number(d) => Some(Constant::Number(*d)),
_ => None,
},
OpCode::BIT_NOT => match c {
Constant::BigInt(b) => Some(Constant::BigInt(!b.clone())),
Constant::Int(_) | Constant::Number(_) => Some(Constant::Int(!to_int32(
const_to_jsvalue(c).expect("数值常量（非 BigInt）必有 JsValue 形态"),
))),
_ => None,
},
_ => None,
}
}
/// A 组二元算术折叠：按操作码计算折值，守卫命中返回 `None`。
///
/// 折值编码逐运算符镜像运行时产物：
/// - `ADD`：int+int 经 `checked_add` 在 i32 内保 `Int`，溢出升 `Number`
/// （镜像 `int_add`）；BigInt+BigInt 精确加；其余组合 f64 加（实加，
/// 不做恒等捷径）
/// - `SUB`/`MUL`/`DIV`/`MOD`：恒 `Number` 的 f64 运算（镜像 `binary_arith!`
/// 宏的 `as f64`）；DIV/MOD 除数为零不折
/// - `EXP`：恒 `Number` 的 `powf`（镜像 `exp_result`）；指数为负不折
pub fn fold_binary(op: OpCode, l: &Constant, r: &Constant) -> Option<Constant> {
// 两操作数均须数值；BigInt 混合（一 BigInt 一非 BigInt）不折。
if !is_numeric(l) || !is_numeric(r) {
return None;
}
if is_bigint(l) != is_bigint(r) {
return None;
}
match op {
OpCode::ADD => {
if is_bigint(l) {
return match (l, r) {
(Constant::BigInt(a), Constant::BigInt(b)) => Some(Constant::BigInt(a + b)),
_ => None,
};
}
// int+int：checked_add 在 i32 内保 Int，溢出升 f64（镜像 int_add）。
if let (Constant::Int(a), Constant::Int(b)) = (l, r) {
return a
.checked_add(*b)
.map(Constant::Int)
.or(Some(Constant::Number(*a as f64 + *b as f64)));
}
// 其余组合 f64 实加（负零操作数经实加得 +0.0，不取恒等捷径）。
Some(Constant::Number(const_to_number(l) + const_to_number(r)))
}
OpCode::SUB | OpCode::MUL | OpCode::DIV | OpCode::MOD | OpCode::EXP => {
// BigInt 操作数不折：折值恒升 f64，无法表示 BigInt 结果。
if is_bigint(l) {
return None;
}
// 除零守卫：Int(0) 与 Number(±0.0) 均判零（v == 0.0 对 -0.0 亦真）；
// 负指数守卫：Int 与 Number 负值均判负。命中即不折，落回运行时指令。
if (matches!(op, OpCode::DIV | OpCode::MOD) && const_to_number(r) == 0.0)
|| (op == OpCode::EXP && const_to_number(r) < 0.0)
{
return None;
}
let (ln, rn) = (const_to_number(l), const_to_number(r));
Some(match op {
OpCode::SUB => Constant::Number(ln - rn),
OpCode::MUL => Constant::Number(ln * rn),
OpCode::DIV => Constant::Number(ln / rn),
OpCode::MOD => Constant::Number(ln % rn),
OpCode::EXP => Constant::Number(ln.powf(rn)),
_ => unreachable!("守卫已限定 SUB/MUL/DIV/MOD/EXP"),
})
}
_ => None,
}
}
/// B 组逻辑短路选支：左操作数已知时返回选定操作数（`true` = 左，`false` =
/// 右），左操作数未知返回 `None`。
///
/// 结果恒为某一操作数的原值（无类型转换）：
/// - `AND`：左真选右、左假选左
/// - `OR`：左真选左、左假选右
/// - `NULLISH`：左 nullish 选右、左非 nullish 选左
pub fn short_circuit(op: OpCode, l: &Constant) -> Option<bool> {
match op {
OpCode::AND => Some(!is_truthy(l)),
OpCode::OR => Some(is_truthy(l)),
OpCode::NULLISH => Some(!is_nullish(l)),
_ => None,
}
}
crates/oxide_fold/src/lib.rs
+43
View File
@@ -0,0 +1,43 @@
//! 常量折叠 pass：单向前扫常量传播加就地改写（IR 层）。
//!
//! `fold` 对每个函数（递归 nested，每个 nested 函数有独立常量池与指令流，独立前扫）
//! 运行单向前扫：维护 per-register known 表记录各虚拟寄存器的已知常量值，命中
//! 改写表即就地改写——A 组一元与算术常量折叠改写为 `LOAD_CONST`（新常量入池），
//! B 组逻辑短路改写为 `MOV`（无新常量）。
//!
//! 不变量：
//! - 不删指令、不重映射 `label_pos`：改写只改变指令的 op 与操作数，不改变跳转
//! 结构，CFG 的块划分与边集不变，由下游 DCE 在折叠后的指令流上重建 CFG 吸收。
//! - 汇合点健全性：`label_pos` 指向的指令下标（控制流汇合点）整体清空 known 表，
//! 跨汇合的陈旧知识不用于折叠。
//! - 负零守卫：算术折叠做实际运算（f64 加），不取恒等捷径——`-0.0 + 0.0` 得
//! `+0.0`（`Object.is` 可区分）。
//! - 池溢出守卫：常量池满（`u16::MAX`）时 A 组改写禁用（不新增常量），B 组
//! （MOV）不受影响。
//!
//! 折值计算复用 `oxide_runtime_api::coercion` 的纯函数族（`to_number` /
//! `to_int32` / `to_boolean`），与 emit 层字面量折叠同源，杜绝两层折叠各自镜像
//! 运行时语义的漂移风险。
mod fold_log;
mod fold_table;
mod propagate;
use oxide_ir::IRFunction;
/// 常量传播与折叠：对函数（递归 nested）单向前扫，就地改写。
///
/// 返回是否发生改写（仅调试日志用）。接在 emit 与 DCE 之间：改写后失去消费者
/// 的 `LOAD_CONST` 与死 `MOV` 由下游 DCE 清理，本 pass 不删指令。
pub fn fold(f: &mut IRFunction) -> bool {
let mut changed = propagate::fold_function(f);
for nested in f.nested.iter_mut() {
if fold(nested) {
changed = true;
}
}
if changed {
fold_info!("fold: rewrites applied");
}
changed
}
crates/oxide_fold/src/propagate.rs
+171
View File
@@ -0,0 +1,171 @@
//! 单向前扫常量传播：per-register known 表 + 汇合点清空 + 就地改写。
//!
//! pass 形态：对单个函数逐条前扫，维护 `known: Vec<Option<Constant>>`（按 vreg
//! 号索引）记录各寄存器的已知常量值。命中改写表即就地改写指令（改 op 与操作数
//! 槽，指令位置不动），不删除任何指令、不重映射 `label_pos`。
//!
//! 汇合点健全性：`label_pos` 指向的指令下标（控制流汇合点）整体清空 known 表——
//! 单向前扫状态只在前一条路径上有效，跨汇合的陈旧知识会误折。
//!
//! 改写后失去消费者的 `LOAD_CONST` 与死 `MOV` 由下游 DCE 清理（保守 DCE 的 use
//! 计数迭代删纯指令、精确 DCE 删死 MOV），本 pass 不产生残留。
use oxide_bytecode::module::Constant;
use oxide_bytecode::opcode::OpCode;
use oxide_ir::inst::Inst;
use oxide_ir::operand::Operand;
use oxide_ir::IRFunction;
use crate::fold_table;
/// 常量传播与折叠：单函数单向前扫，就地改写。
///
/// 返回是否发生改写（仅调试日志用）。不删指令、不重映射 label；改写只改变指令
/// 的 op 与操作数，不改变跳转结构，CFG 的块划分与边集不变，由下游 DCE 在折叠后
/// 的指令流上重建 CFG 吸收。
pub fn fold_function(f: &mut IRFunction) -> bool {
let insts = &mut f.insts;
let constants = &mut f.constants;
let label_pos = &f.label_pos;
// 预计算 label 目标位图（控制流汇合点）。
let mut label_targets = vec![false; insts.len()];
for &pos in label_pos.iter().flatten() {
if pos < insts.len() {
label_targets[pos] = true;
}
}
// known 表上界 = 函数内 def/use 寄存器号最大值加一。
let max_reg = insts.iter().fold(0u32, |m, inst| {
let mut mx = m;
if let Some(r) = inst.def_reg() {
mx = mx.max(r);
}
for r in inst.use_regs() {
mx = mx.max(r);
}
mx
});
let mut known: Vec<Option<Constant>> = vec![None; (max_reg + 1) as usize];
let mut changed = false;
for (i, inst) in insts.iter_mut().enumerate() {
// 汇合点：label 目标整体清空 known（单向前扫状态只在前一条路径上有效）。
if label_targets[i] {
known.fill(None);
}
match inst.op {
// LOAD_CONST 是常量值来源：known[rd] = constants[idx]。
OpCode::LOAD_CONST => {
if let Some(rd) = inst.def_reg() {
known[rd as usize] = match inst.a {
Operand::Const(idx) => constants.get(idx as usize).cloned(),
_ => None,
};
}
continue;
}
// MOV 是纯拷贝：known[rd] = known[src]。
OpCode::MOV => {
if let Some(rd) = inst.def_reg() {
known[rd as usize] = match inst.a {
Operand::Reg(src) => known.get(src as usize).and_then(|c| c.clone()),
_ => None,
};
}
continue;
}
_ => {}
}
// A 组：常量折叠（操作数均已知）→ 改写为 LOAD_CONST。
let folded = match inst.op {
// VOID 无操作数，恒折 Undefined。
OpCode::VOID => Some(Constant::Undefined),
// 其余一元：操作数须为已知寄存器。
OpCode::NOT | OpCode::TYPEOF | OpCode::NEG | OpCode::UNARY_PLUS | OpCode::BIT_NOT => {
match inst.a {
Operand::Reg(x) => known
.get(x as usize)
.and_then(|c| c.as_ref())
.and_then(|c| fold_table::fold_unary(inst.op, c)),
_ => None,
}
}
// 二元算术：两操作数须为已知寄存器。
OpCode::ADD | OpCode::SUB | OpCode::MUL | OpCode::DIV | OpCode::MOD | OpCode::EXP => {
match (inst.a, inst.b) {
(Operand::Reg(x), Operand::Reg(y)) => match (
known.get(x as usize).and_then(|c| c.as_ref()),
known.get(y as usize).and_then(|c| c.as_ref()),
) {
(Some(l), Some(r)) => fold_table::fold_binary(inst.op, l, r),
_ => None,
},
_ => None,
}
}
_ => None,
};
if let Some(value) = folded {
// 新常量入池（去重加溢出守卫）；池满时 A 组失效，跳过改写。
if let Some(idx) = intern(constants, &value) {
*inst = Inst::load_const(inst.rd, idx);
changed = true;
if let Some(rd) = inst.def_reg() {
known[rd as usize] = Some(value);
}
}
} else {
// B 组：逻辑短路（左操作数已知）→ 改写为 MOV。
let select_left = match (inst.op, inst.a) {
(OpCode::AND | OpCode::OR | OpCode::NULLISH, Operand::Reg(x)) => known
.get(x as usize)
.and_then(|c| c.as_ref())
.and_then(|c| fold_table::short_circuit(inst.op, c)),
_ => None,
};
if let Some(select_left) = select_left {
let src = if select_left { inst.a } else { inst.b };
*inst = Inst::inst_mov(inst.rd, src);
changed = true;
if let (Some(rd), Operand::Reg(s)) = (inst.def_reg(), src) {
known[rd as usize] = known.get(s as usize).and_then(|c| c.clone());
}
} else {
// 不可折：def 寄存器为不定值。
if let Some(rd) = inst.def_reg() {
known[rd as usize] = None;
}
}
}
}
changed
}
/// 常量池判等：`Number` 臂按位模式比较（区分 `-0.0` 与 `+0.0`，与 emit 层
/// `ConstantKey` 的 `to_bits` 口径一致），其余臂用派生 `PartialEq`。
fn const_eq(a: &Constant, b: &Constant) -> bool {
match (a, b) {
(Constant::Number(x), Constant::Number(y)) => x.to_bits() == y.to_bits(),
_ => a == b,
}
}
/// 新常量入池：线性扫描判等（命中复用既有下标）；未命中推尾取新下标；池满
/// （`u16::MAX`）时返回 `None` 禁用 A 组改写（B 组 MOV 不新增常量，不受影响）。
fn intern(constants: &mut Vec<Constant>, c: &Constant) -> Option<u16> {
if let Some(idx) = constants.iter().position(|x| const_eq(x, c)) {
return Some(idx as u16);
}
if constants.len() >= u16::MAX as usize {
return None;
}
constants.push(c.clone());
Some((constants.len() - 1) as u16)
}
crates/oxide_fold/tests/fold_tests.rs
+537
View File
@@ -0,0 +1,537 @@
//! 常量折叠 pass 集成测试：手工构造 IR，断言前扫后指令流与常量池形态。
//!
//! 覆盖四类行为：
//! - 常量传播（LOAD_CONST 与 MOV 的 known 表流动）
//! - 折叠（A 组一元与算术改写为 LOAD_CONST，B 组逻辑短路改写为 MOV）
//! - 汇合点（label 目标整体清空 known，跨汇合不折）
//! - 负零守卫（`-0.0 + 0.0` 得 `+0.0`，不取恒等捷径）
use oxide_bytecode::module::Constant;
use oxide_bytecode::opcode::OpCode;
use oxide_fold::fold;
use oxide_ir::inst::Inst;
use oxide_ir::operand::Operand;
use oxide_ir::IRFunction;
/// 构造空函数并填常量池与指令流。
fn func<const N: usize>(constants: &[Constant; N], insts: Vec<Inst>) -> IRFunction {
let mut f = IRFunction::new();
f.constants = constants.to_vec();
f.insts = insts;
f
}
/// 取指令操作数：`LOAD_CONST r, idx` 返回 `Some(idx)`，其余返回 `None`。
fn load_const_idx(inst: &Inst) -> Option<u16> {
if inst.op == OpCode::LOAD_CONST {
if let Operand::Const(idx) = inst.a {
return Some(idx);
}
}
None
}
/// 断言指令是 `LOAD_CONST rd, idx`。
fn assert_load_const(inst: &Inst, rd: u32, idx: u16) {
assert_eq!(inst.op, OpCode::LOAD_CONST, "expected LOAD_CONST, got {inst:?}");
assert_eq!(inst.rd, Operand::Reg(rd), "expected rd={rd}, got {inst:?}");
assert_eq!(load_const_idx(inst), Some(idx), "expected const[{idx}], got {inst:?}");
}
/// 断言指令是 `MOV rd, src`。
fn assert_mov(inst: &Inst, rd: u32, src: u32) {
assert_eq!(inst.op, OpCode::MOV, "expected MOV, got {inst:?}");
assert_eq!(inst.rd, Operand::Reg(rd), "expected rd={rd}, got {inst:?}");
assert_eq!(inst.a, Operand::Reg(src), "expected src={src}, got {inst:?}");
}
// ── 常量传播 ──
#[test]
fn propagation_through_mov() {
// LOAD_CONST r1, 1 / MOV r2, r1 / LOAD_CONST r3, 2 / ADD r4, r2, r3
// 期望：ADD 折为 LOAD_CONST r4, 3（新常量 Int(3)）。
let c1 = Constant::Int(1);
let c2 = Constant::Int(2);
let mut f = func(
&[c1, c2],
vec![
Inst::load_const(Operand::Reg(1), 0),
Inst::inst_mov(Operand::Reg(2), Operand::Reg(1)),
Inst::load_const(Operand::Reg(3), 1),
Inst::new(OpCode::ADD, Operand::Reg(4), Operand::Reg(2), Operand::Reg(3)),
],
);
assert!(fold(&mut f), "应发生改写");
assert_load_const(&f.insts[3], 4, 2);
assert_eq!(f.constants[2], Constant::Int(3));
}
#[test]
fn propagation_chain() {
// LOAD_CONST r1, 5 / MOV r2, r1 / MOV r3, r2 / NEG r4, r3
// 期望：NEG 折为 LOAD_CONST r4, -5（新常量 Number(-5.0)，NEG 恒升 double）。
let c = Constant::Int(5);
let mut f = func(
&[c],
vec![
Inst::load_const(Operand::Reg(1), 0),
Inst::inst_mov(Operand::Reg(2), Operand::Reg(1)),
Inst::inst_mov(Operand::Reg(3), Operand::Reg(2)),
Inst::new(OpCode::NEG, Operand::Reg(4), Operand::Reg(3), Operand::None),
],
);
fold(&mut f);
assert_load_const(&f.insts[3], 4, 1);
assert_eq!(f.constants[1], Constant::Number(-5.0));
}
#[test]
fn unknown_operand_not_folded() {
// LOAD_CONST r1, 1 / LOAD_VAR r2, x / ADD r3, r1, r2
// 期望：r2 未知（LOAD_VAR 不定值），ADD 不折。
let c = Constant::Int(1);
let mut f = func(
&[c],
vec![
Inst::load_const(Operand::Reg(1), 0),
Inst::new(OpCode::LOAD_VAR, Operand::Reg(2), Operand::Reg(7), Operand::None),
Inst::new(OpCode::ADD, Operand::Reg(3), Operand::Reg(1), Operand::Reg(2)),
],
);
assert!(!fold(&mut f), "不应发生改写");
assert_eq!(f.insts[2].op, OpCode::ADD, "ADD 不应被折叠");
assert_eq!(f.constants.len(), 1, "不应新增常量");
}
// ── 折叠：A 组一元 ──
#[test]
fn fold_not() {
// LOAD_CONST r1, 1 / NOT r2, r1 → Boolean(false)
let c = Constant::Int(1);
let mut f = func(
&[c],
vec![
Inst::load_const(Operand::Reg(1), 0),
Inst::new(OpCode::NOT, Operand::Reg(2), Operand::Reg(1), Operand::None),
],
);
fold(&mut f);
assert_load_const(&f.insts[1], 2, 1);
assert_eq!(f.constants[1], Constant::Boolean(false));
}
#[test]
fn fold_void() {
// VOID r1（无操作数）→ Undefined
let mut f = func(&[], vec![Inst::new(OpCode::VOID, Operand::Reg(1), Operand::None, Operand::None)]);
fold(&mut f);
assert_load_const(&f.insts[0], 1, 0);
assert_eq!(f.constants[0], Constant::Undefined);
}
#[test]
fn fold_typeof() {
// LOAD_CONST r1, 1 / TYPEOF r2, r1 → "number"
let c = Constant::Int(1);
let mut f = func(
&[c],
vec![
Inst::load_const(Operand::Reg(1), 0),
Inst::new(OpCode::TYPEOF, Operand::Reg(2), Operand::Reg(1), Operand::None),
],
);
fold(&mut f);
assert_load_const(&f.insts[1], 2, 1);
// "number" 的池键形态（无 FFFD，恒等）。
assert_eq!(f.constants[1], Constant::String("number".to_string()));
}
#[test]
fn fold_unary_plus() {
// LOAD_CONST r1, 2 / UNARY_PLUS r2, r1 → Number(2.0)
let c = Constant::Int(2);
let mut f = func(
&[c],
vec![
Inst::load_const(Operand::Reg(1), 0),
Inst::new(OpCode::UNARY_PLUS, Operand::Reg(2), Operand::Reg(1), Operand::None),
],
);
fold(&mut f);
assert_load_const(&f.insts[1], 2, 1);
assert_eq!(f.constants[1], Constant::Number(2.0));
}
#[test]
fn fold_bit_not() {
// LOAD_CONST r1, 5 / BIT_NOT r2, r1 → Int(!5) = Int(-6)
let c = Constant::Int(5);
let mut f = func(
&[c],
vec![
Inst::load_const(Operand::Reg(1), 0),
Inst::new(OpCode::BIT_NOT, Operand::Reg(2), Operand::Reg(1), Operand::None),
],
);
fold(&mut f);
assert_load_const(&f.insts[1], 2, 1);
assert_eq!(f.constants[1], Constant::Int(!5i32));
}
// ── 折叠：A 组二元算术 ──
#[test]
fn fold_add_int_int() {
// LOAD_CONST r1, 1 / LOAD_CONST r2, 2 / ADD r3, r1, r2 → Int(3)
let (a, b) = (Constant::Int(1), Constant::Int(2));
let mut f = func(
&[a, b],
vec![
Inst::load_const(Operand::Reg(1), 0),
Inst::load_const(Operand::Reg(2), 1),
Inst::new(OpCode::ADD, Operand::Reg(3), Operand::Reg(1), Operand::Reg(2)),
],
);
fold(&mut f);
assert_load_const(&f.insts[2], 3, 2);
assert_eq!(f.constants[2], Constant::Int(3));
}
#[test]
fn fold_add_int_overflow_promotes() {
// i32::MAX + 1 溢出 → Number（镜像 int_add）。
let (a, b) = (Constant::Int(i32::MAX), Constant::Int(1));
let mut f = func(
&[a, b],
vec![
Inst::load_const(Operand::Reg(1), 0),
Inst::load_const(Operand::Reg(2), 1),
Inst::new(OpCode::ADD, Operand::Reg(3), Operand::Reg(1), Operand::Reg(2)),
],
);
fold(&mut f);
assert_load_const(&f.insts[2], 3, 2);
assert_eq!(f.constants[2], Constant::Number(i32::MAX as f64 + 1.0));
}
#[test]
fn fold_sub_mul_div_mod() {
// 10 - 4 = 6 / 3 * 5 = 15 / 8 / 2 = 4 / 7 % 3 = 1，均恒 Number。
let base = [
Constant::Int(10),
Constant::Int(4),
Constant::Int(3),
Constant::Int(5),
Constant::Int(8),
Constant::Int(2),
Constant::Int(7),
];
let mut f = func(
&base,
vec![
Inst::load_const(Operand::Reg(1), 0),
Inst::load_const(Operand::Reg(2), 1),
Inst::new(OpCode::SUB, Operand::Reg(3), Operand::Reg(1), Operand::Reg(2)),
Inst::load_const(Operand::Reg(4), 2),
Inst::load_const(Operand::Reg(5), 3),
Inst::new(OpCode::MUL, Operand::Reg(6), Operand::Reg(4), Operand::Reg(5)),
Inst::load_const(Operand::Reg(7), 4),
Inst::load_const(Operand::Reg(8), 5),
Inst::new(OpCode::DIV, Operand::Reg(9), Operand::Reg(7), Operand::Reg(8)),
Inst::load_const(Operand::Reg(10), 6),
Inst::new(OpCode::MOD, Operand::Reg(11), Operand::Reg(10), Operand::Reg(8)),
],
);
fold(&mut f);
assert_load_const(&f.insts[2], 3, 7);
assert_eq!(f.constants[7], Constant::Number(6.0));
assert_load_const(&f.insts[5], 6, 8);
assert_eq!(f.constants[8], Constant::Number(15.0));
assert_load_const(&f.insts[8], 9, 9);
assert_eq!(f.constants[9], Constant::Number(4.0));
assert_load_const(&f.insts[10], 11, 10);
assert_eq!(f.constants[10], Constant::Number(1.0));
}
#[test]
fn fold_div_by_zero_not_folded() {
// 1 / 0 除零 → 不折（保持运行时指令为除零编码的唯一来源）。
let (a, b) = (Constant::Int(1), Constant::Int(0));
let mut f = func(
&[a, b],
vec![
Inst::load_const(Operand::Reg(1), 0),
Inst::load_const(Operand::Reg(2), 1),
Inst::new(OpCode::DIV, Operand::Reg(3), Operand::Reg(1), Operand::Reg(2)),
],
);
assert!(!fold(&mut f), "除零不应折叠");
assert_eq!(f.insts[2].op, OpCode::DIV);
assert_eq!(f.constants.len(), 2);
}
#[test]
fn fold_exp_negative_not_folded() {
// 2 ** -1 负指数 → 不折。
let (a, b) = (Constant::Int(2), Constant::Int(-1));
let mut f = func(
&[a, b],
vec![
Inst::load_const(Operand::Reg(1), 0),
Inst::load_const(Operand::Reg(2), 1),
Inst::new(OpCode::EXP, Operand::Reg(3), Operand::Reg(1), Operand::Reg(2)),
],
);
assert!(!fold(&mut f), "负指数不应折叠");
assert_eq!(f.insts[2].op, OpCode::EXP);
}
#[test]
fn fold_exp_positive() {
// 2 ** 10 = 1024 → Number。
let (a, b) = (Constant::Int(2), Constant::Int(10));
let mut f = func(
&[a, b],
vec![
Inst::load_const(Operand::Reg(1), 0),
Inst::load_const(Operand::Reg(2), 1),
Inst::new(OpCode::EXP, Operand::Reg(3), Operand::Reg(1), Operand::Reg(2)),
],
);
fold(&mut f);
assert_load_const(&f.insts[2], 3, 2);
assert_eq!(f.constants[2], Constant::Number(1024.0));
}
#[test]
fn fold_add_bigint() {
// 1n + 2n = 3n → BigInt。
let (a, b) = (
Constant::BigInt(num_bigint::BigInt::from(1)),
Constant::BigInt(num_bigint::BigInt::from(2)),
);
let mut f = func(
&[a, b],
vec![
Inst::load_const(Operand::Reg(1), 0),
Inst::load_const(Operand::Reg(2), 1),
Inst::new(OpCode::ADD, Operand::Reg(3), Operand::Reg(1), Operand::Reg(2)),
],
);
fold(&mut f);
assert_load_const(&f.insts[2], 3, 2);
assert_eq!(f.constants[2], Constant::BigInt(num_bigint::BigInt::from(3)));
}
#[test]
fn fold_add_bigint_mixed_not_folded() {
// 1n + 1 BigInt 混合 → 不折（运行期抛 TypeError）。
let (a, b) = (
Constant::BigInt(num_bigint::BigInt::from(1)),
Constant::Int(1),
);
let mut f = func(
&[a, b],
vec![
Inst::load_const(Operand::Reg(1), 0),
Inst::load_const(Operand::Reg(2), 1),
Inst::new(OpCode::ADD, Operand::Reg(3), Operand::Reg(1), Operand::Reg(2)),
],
);
assert!(!fold(&mut f), "BigInt 混合不应折叠");
assert_eq!(f.insts[2].op, OpCode::ADD);
}
// ── 折叠：B 组逻辑短路 ──
#[test]
fn fold_and_truthy_selects_right() {
// LOAD_CONST r1, 1（真）/ AND r2, r1, r3 → MOV r2, r3。
let c = Constant::Int(1);
let mut f = func(
&[c],
vec![
Inst::load_const(Operand::Reg(1), 0),
Inst::new(OpCode::AND, Operand::Reg(2), Operand::Reg(1), Operand::Reg(3)),
],
);
fold(&mut f);
assert_mov(&f.insts[1], 2, 3);
assert_eq!(f.constants.len(), 1, "MOV 不新增常量");
}
#[test]
fn fold_and_falsy_selects_left() {
// LOAD_CONST r1, 0（假）/ AND r2, r1, r3 → MOV r2, r1。
let c = Constant::Int(0);
let mut f = func(
&[c],
vec![
Inst::load_const(Operand::Reg(1), 0),
Inst::new(OpCode::AND, Operand::Reg(2), Operand::Reg(1), Operand::Reg(3)),
],
);
fold(&mut f);
assert_mov(&f.insts[1], 2, 1);
}
#[test]
fn fold_or_falsy_selects_right() {
// LOAD_CONST r1, 0（假）/ OR r2, r1, r3 → MOV r2, r3。
let c = Constant::Int(0);
let mut f = func(
&[c],
vec![
Inst::load_const(Operand::Reg(1), 0),
Inst::new(OpCode::OR, Operand::Reg(2), Operand::Reg(1), Operand::Reg(3)),
],
);
fold(&mut f);
assert_mov(&f.insts[1], 2, 3);
}
#[test]
fn fold_nullish_nullish_selects_right() {
// LOAD_CONST r1, null / NULLISH r2, r1, r3 → MOV r2, r3。
let c = Constant::Null;
let mut f = func(
&[c],
vec![
Inst::load_const(Operand::Reg(1), 0),
Inst::new(OpCode::NULLISH, Operand::Reg(2), Operand::Reg(1), Operand::Reg(3)),
],
);
fold(&mut f);
assert_mov(&f.insts[1], 2, 3);
}
#[test]
fn fold_nullish_non_nullish_selects_left() {
// LOAD_CONST r1, 5（非 nullish）/ NULLISH r2, r1, r3 → MOV r2, r1。
let c = Constant::Int(5);
let mut f = func(
&[c],
vec![
Inst::load_const(Operand::Reg(1), 0),
Inst::new(OpCode::NULLISH, Operand::Reg(2), Operand::Reg(1), Operand::Reg(3)),
],
);
fold(&mut f);
assert_mov(&f.insts[1], 2, 1);
}
// ── 汇合点健全性 ──
#[test]
fn merge_point_clears_known() {
// LOAD_CONST r1, 1 / JMP label0 / LOAD_CONST r1, 99 / label0: ADD r2, r1, r1
// label0 是汇合点：整体清空 known，r1 未知 → ADD 不折。
let (a, b) = (Constant::Int(1), Constant::Int(99));
let mut f = func(
&[a, b],
vec![
Inst::load_const(Operand::Reg(1), 0),
Inst::jmp(0),
Inst::load_const(Operand::Reg(1), 1),
Inst::new(OpCode::ADD, Operand::Reg(2), Operand::Reg(1), Operand::Reg(1)),
],
);
f.label_pos = vec![Some(3)];
f.label_count = 1;
assert!(!fold(&mut f), "汇合点后不应折叠");
assert_eq!(f.insts[3].op, OpCode::ADD, "跨汇合的 ADD 不应被折叠");
assert_eq!(f.constants.len(), 2, "不应新增常量");
}
#[test]
fn merge_point_does_not_block_same_path() {
// label0: LOAD_CONST r1, 1 / ADD r2, r1, r1（label 后同路径）
// label 清空 known，但其后的 LOAD_CONST 重新定值 r1 → ADD 折。
let c = Constant::Int(1);
let mut f = func(
&[c],
vec![
Inst::load_const(Operand::Reg(1), 0),
Inst::new(OpCode::ADD, Operand::Reg(2), Operand::Reg(1), Operand::Reg(1)),
],
);
f.label_pos = vec![Some(0)];
f.label_count = 1;
fold(&mut f);
assert_load_const(&f.insts[1], 2, 1);
assert_eq!(f.constants[1], Constant::Int(2));
}
// ── 负零守卫 ──
#[test]
fn negative_zero_add_yields_positive_zero() {
// LOAD_CONST r1, -0.0 / LOAD_CONST r2, 0.0 / ADD r3, r1, r2
// 期望：折为 Number(+0.0)（符号位清零），不得取恒等捷径得 -0.0。
let (a, b) = (Constant::Number(-0.0), Constant::Number(0.0));
let mut f = func(
&[a, b],
vec![
Inst::load_const(Operand::Reg(1), 0),
Inst::load_const(Operand::Reg(2), 1),
Inst::new(OpCode::ADD, Operand::Reg(3), Operand::Reg(1), Operand::Reg(2)),
],
);
fold(&mut f);
// 折值 +0.0 经位精确判等去重，命中既有 +0.0 池条目（下标 1），不得误命中
// 下标 0 的 -0.0 条目。
assert_load_const(&f.insts[2], 3, 1);
// 断言符号位：+0.0 的位模式为 0，-0.0 为 0x8000_0000_0000_0000。
match &f.constants[1] {
Constant::Number(d) => assert_eq!(d.to_bits(), 0x0000_0000_0000_0000, "应为 +0.0"),
other => panic!("期望 Number，got {other:?}"),
}
}
#[test]
fn negative_zero_neg_yields_positive_zero() {
// LOAD_CONST r1, -0.0 / NEG r2, r1 → Number(+0.0)（NEG 翻转符号位，-(-0.0) = +0.0）。
let c = Constant::Number(-0.0);
let mut f = func(
&[c],
vec![
Inst::load_const(Operand::Reg(1), 0),
Inst::new(OpCode::NEG, Operand::Reg(2), Operand::Reg(1), Operand::None),
],
);
fold(&mut f);
assert_load_const(&f.insts[1], 2, 1);
match &f.constants[1] {
Constant::Number(d) => assert_eq!(d.to_bits(), 0x0000_0000_0000_0000, "NEG(-0.0) 应为 +0.0"),
other => panic!("期望 Number，got {other:?}"),
}
}
// ── 确定性 ──
#[test]
fn fold_is_deterministic() {
// 同一源连续折叠八次，指令流与常量池指纹全等。
let build = || {
func(
&[Constant::Int(1), Constant::Int(2)],
vec![
Inst::load_const(Operand::Reg(1), 0),
Inst::load_const(Operand::Reg(2), 1),
Inst::new(OpCode::ADD, Operand::Reg(3), Operand::Reg(1), Operand::Reg(2)),
Inst::new(OpCode::NOT, Operand::Reg(4), Operand::Reg(3), Operand::None),
],
)
};
let mut f = build();
fold(&mut f);
let fingerprint = |f: &IRFunction| (f.insts.clone(), f.constants.clone());
let first = fingerprint(&f);
for _ in 0..7 {
let mut g = build();
fold(&mut g);
assert_eq!(fingerprint(&g), first, "折叠结果应确定");
}
}