ITStudio_OUC/OxideJS-New
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refactor: realm 与 Vm 生命周期解耦，Vm 持 Arc<Realm>

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彭俊皓
2026-10-07 01:35:16 +00:00
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crates/oxide_vm/src/vm_support.rs
+75 -148
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@@ -1,5 +1,6 @@
#![allow(clippy::arc_with_non_send_sync)]
use std::cell::RefCell;
use std::collections::VecDeque;
use std::sync::Arc;
@@ -64,24 +65,24 @@ impl Vm {
active_immutables: std::ptr::slice_from_raw_parts(std::ptr::null(), 0),
frames: smallvec::SmallVec::new(),
kernel_core: core,
realm: Realm {
session,
object_prototype: obj_proto,
generator_proto: P::new(JsObject::new_empty(EMPTY_SHAPE_ID, JsValue::null())),
generator_function_proto: P::new(JsObject::new_empty(EMPTY_SHAPE_ID, JsValue::null())),
promise_constructor: P::new(JsObject::new_empty(EMPTY_SHAPE_ID, JsValue::null())),
promise_proto: P::new(JsObject::new_empty(EMPTY_SHAPE_ID, JsValue::null())),
aggregate_error_constructor: P::new(JsObject::new_empty(EMPTY_SHAPE_ID, JsValue::null())),
aggregate_error_proto: P::new(JsObject::new_empty(EMPTY_SHAPE_ID, JsValue::null())),
async_function_proto: P::new(JsObject::new_empty(EMPTY_SHAPE_ID, JsValue::null())),
async_generator_proto: P::new(JsObject::new_empty(EMPTY_SHAPE_ID, JsValue::null())),
async_generator_function_proto: P::new(JsObject::new_empty(EMPTY_SHAPE_ID, JsValue::null())),
gc: GcState {
realm: Arc::new(Realm {
session: RefCell::new(session),
object_prototype: RefCell::new(obj_proto),
generator_proto: RefCell::new(P::new(JsObject::new_empty(EMPTY_SHAPE_ID, JsValue::null()))),
generator_function_proto: RefCell::new(P::new(JsObject::new_empty(EMPTY_SHAPE_ID, JsValue::null()))),
promise_constructor: RefCell::new(P::new(JsObject::new_empty(EMPTY_SHAPE_ID, JsValue::null()))),
promise_proto: RefCell::new(P::new(JsObject::new_empty(EMPTY_SHAPE_ID, JsValue::null()))),
aggregate_error_constructor: RefCell::new(P::new(JsObject::new_empty(EMPTY_SHAPE_ID, JsValue::null()))),
aggregate_error_proto: RefCell::new(P::new(JsObject::new_empty(EMPTY_SHAPE_ID, JsValue::null()))),
async_function_proto: RefCell::new(P::new(JsObject::new_empty(EMPTY_SHAPE_ID, JsValue::null()))),
async_generator_proto: RefCell::new(P::new(JsObject::new_empty(EMPTY_SHAPE_ID, JsValue::null()))),
async_generator_function_proto: RefCell::new(P::new(JsObject::new_empty(EMPTY_SHAPE_ID, JsValue::null()))),
gc: RefCell::new(GcState {
session_gc: crate::session_gc::SessionGc::new(),
session_object_ptrs: Vec::new(),
session_string_ptrs: Vec::new(),
session_bigint_ptrs: std::cell::RefCell::new(Vec::new()),
session_cell_ptrs: std::cell::RefCell::new(Vec::new()),
session_bigint_ptrs: RefCell::new(Vec::new()),
session_cell_ptrs: RefCell::new(Vec::new()),
session_bytes_allocated: 0,
session_bytes_peak: 0,
run_alloc_peak: 0,
@@ -90,8 +91,8 @@ impl Vm {
gc_watermark: gc_threshold,
pending_forced_collect: false,
gc_pressure_mode: gc_pressure_mode_from_env(),
},
},
}),
}),
length_si,
length_perm_ptr,
number_to_string_cache_keys: [0u64; 16],
@@ -186,7 +187,7 @@ impl Vm {
vm.init_async_intrinsics();
vm.init_async_generator_intrinsics();
// Promise 全局绑定发生在快照采集之后，重录快照避免首次 full_reset 误判脏。
vm.realm.session.record_snapshot();
vm.realm.session.borrow_mut().record_snapshot();
// 边界守卫计数：VM 完整构造后登记，与 `Drop for Vm` 的注销恰好配对。
vm.kernel_core.note_vm_started();
vm_info!("Vm created");
@@ -211,24 +212,24 @@ impl Vm {
active_immutables: std::ptr::slice_from_raw_parts(std::ptr::null(), 0),
frames: smallvec::SmallVec::new(),
kernel_core: core,
realm: Realm {
session,
object_prototype: obj_proto,
generator_proto: P::new(JsObject::new_empty(EMPTY_SHAPE_ID, JsValue::null())),
generator_function_proto: P::new(JsObject::new_empty(EMPTY_SHAPE_ID, JsValue::null())),
promise_constructor: P::new(JsObject::new_empty(EMPTY_SHAPE_ID, JsValue::null())),
promise_proto: P::new(JsObject::new_empty(EMPTY_SHAPE_ID, JsValue::null())),
aggregate_error_constructor: P::new(JsObject::new_empty(EMPTY_SHAPE_ID, JsValue::null())),
aggregate_error_proto: P::new(JsObject::new_empty(EMPTY_SHAPE_ID, JsValue::null())),
async_function_proto: P::new(JsObject::new_empty(EMPTY_SHAPE_ID, JsValue::null())),
async_generator_proto: P::new(JsObject::new_empty(EMPTY_SHAPE_ID, JsValue::null())),
async_generator_function_proto: P::new(JsObject::new_empty(EMPTY_SHAPE_ID, JsValue::null())),
gc: GcState {
realm: Arc::new(Realm {
session: RefCell::new(session),
object_prototype: RefCell::new(obj_proto),
generator_proto: RefCell::new(P::new(JsObject::new_empty(EMPTY_SHAPE_ID, JsValue::null()))),
generator_function_proto: RefCell::new(P::new(JsObject::new_empty(EMPTY_SHAPE_ID, JsValue::null()))),
promise_constructor: RefCell::new(P::new(JsObject::new_empty(EMPTY_SHAPE_ID, JsValue::null()))),
promise_proto: RefCell::new(P::new(JsObject::new_empty(EMPTY_SHAPE_ID, JsValue::null()))),
aggregate_error_constructor: RefCell::new(P::new(JsObject::new_empty(EMPTY_SHAPE_ID, JsValue::null()))),
aggregate_error_proto: RefCell::new(P::new(JsObject::new_empty(EMPTY_SHAPE_ID, JsValue::null()))),
async_function_proto: RefCell::new(P::new(JsObject::new_empty(EMPTY_SHAPE_ID, JsValue::null()))),
async_generator_proto: RefCell::new(P::new(JsObject::new_empty(EMPTY_SHAPE_ID, JsValue::null()))),
async_generator_function_proto: RefCell::new(P::new(JsObject::new_empty(EMPTY_SHAPE_ID, JsValue::null()))),
gc: RefCell::new(GcState {
session_gc: crate::session_gc::SessionGc::new(),
session_object_ptrs: Vec::new(),
session_string_ptrs: Vec::new(),
session_bigint_ptrs: std::cell::RefCell::new(Vec::new()),
session_cell_ptrs: std::cell::RefCell::new(Vec::new()),
session_bigint_ptrs: RefCell::new(Vec::new()),
session_cell_ptrs: RefCell::new(Vec::new()),
session_bytes_allocated: 0,
session_bytes_peak: 0,
run_alloc_peak: 0,
@@ -237,8 +238,8 @@ impl Vm {
gc_watermark: gc_threshold,
pending_forced_collect: false,
gc_pressure_mode: gc_pressure_mode_from_env(),
},
},
}),
}),
length_si,
length_perm_ptr,
number_to_string_cache_keys: [0u64; 16],
@@ -333,7 +334,7 @@ impl Vm {
vm.init_async_intrinsics();
vm.init_async_generator_intrinsics();
// Promise 全局绑定发生在快照采集之后，重录快照避免首次 full_reset 误判脏。
vm.realm.session.record_snapshot();
vm.realm.session.borrow_mut().record_snapshot();
// 边界守卫计数：VM 完整构造后登记，与 `Drop for Vm` 的注销恰好配对。
vm.kernel_core.note_vm_started();
vm_info!("Vm created (pool)");
@@ -370,26 +371,28 @@ impl Vm {
// 防御兜底：属性值写原语已推进 generation，常规覆盖写由快照对比发现；
// 若未来出现绕过属性写原语的裸属性区改写，session 对象会被 session GC 回收，
// 保留 global 将持悬垂指针，故带 session 对象时强制 bump 保证 global 重建。
if !self.realm.gc.session_object_ptrs.is_empty() {
let global_ptr = self.realm.session.global_object().as_ptr() as *mut JsObject;
if !self.realm.gc.borrow().session_object_ptrs.is_empty() {
let global_ptr = self.realm.session.borrow().global_object().as_ptr() as *mut JsObject;
unsafe { &mut *global_ptr }.bump_generation();
}
let dirty = self.realm.session.selective_reset(&self.kernel_core);
let dirty = self.realm.session.borrow_mut().selective_reset(&self.kernel_core);
if dirty.any_builtin_dirty() {
bindings::rebind_dirty_builtins(&self.kernel_core, &mut self.realm.session, Some(&dirty));
bindings::rebind_dirty_builtins(&self.kernel_core, &mut self.realm.session.borrow_mut(), Some(&dirty));
}
if dirty.global {
let global_ptr = self.realm.session.global_object().as_ptr() as *mut JsObject;
let global_ptr = self.realm.session.borrow().global_object().as_ptr() as *mut JsObject;
let global = unsafe { &mut *global_ptr };
bindings::bind_global_builtin_slots(&self.kernel_core, &self.realm.session, global);
bindings::bind_global_builtin_slots(&self.kernel_core, &self.realm.session.borrow_mut(), global);
}
self.realm.object_prototype = P::clone(&self.realm.session.builtin_world().object_proto);
*self.realm
.object_prototype
.borrow_mut() = P::clone(&self.realm.session.borrow().builtin_world().object_proto);
self.init_generator_intrinsics();
self.init_promise_intrinsics();
self.init_async_intrinsics();
self.init_async_generator_intrinsics();
// 快照须在 Promise 全局绑定之后采集：绑定会修改 global 世代。
self.realm.session.record_snapshot();
self.realm.session.borrow_mut().record_snapshot();
self.clear_full_reset_state();
vm_info!("full_reset completed");
}
@@ -397,14 +400,16 @@ impl Vm {
/// benchmark 专用重置路径：总是丢弃并重建整个 session 与内置对象。
#[doc(hidden)]
pub fn full_reset_legacy_for_bench(&mut self) {
self.realm.session = KernelSession::new(&self.kernel_core);
bindings::init_kernel_builtins(&self.kernel_core, &mut self.realm.session);
self.realm.object_prototype = P::clone(&self.realm.session.builtin_world().object_proto);
*self.realm.session.borrow_mut() = KernelSession::new(&self.kernel_core);
bindings::init_kernel_builtins(&self.kernel_core, &mut self.realm.session.borrow_mut());
*self.realm
.object_prototype
.borrow_mut() = P::clone(&self.realm.session.borrow().builtin_world().object_proto);
self.init_generator_intrinsics();
self.init_promise_intrinsics();
self.init_async_intrinsics();
self.init_async_generator_intrinsics();
self.realm.session.record_snapshot();
self.realm.session.borrow_mut().record_snapshot();
self.clear_full_reset_state();
}
@@ -435,15 +440,16 @@ impl Vm {
// 否则下次命中返回悬垂指针。
self.number_to_string_cache_keys = [0u64; 16];
self.number_to_string_cache_vals = [JsValue::undefined(); 16];
self.teardown_session_heap_data();
self.realm.gc.session_bytes_allocated = 0;
self.realm.gc.session_bytes_peak = 0;
self.realm.gc.run_alloc_peak = 0;
self.realm.gc.string_gc_watermark = self.kernel_core.config().session_gc_threshold;
self.realm.teardown_session_heap_data();
self.realm.gc.borrow_mut().session_bytes_allocated = 0;
self.realm.gc.borrow_mut().session_bytes_peak = 0;
self.realm.gc.borrow_mut().run_alloc_peak = 0;
self.realm.gc.borrow_mut().string_gc_watermark = self.kernel_core.config().session_gc_threshold;
// 执行期收集水位同点复位（同式：阈值增量起算）：旧 run 的存活包络
// 不延续到新 run 的触发判定。
self.realm.gc.gc_watermark = self.realm.gc.gc_threshold_cached;
self.realm.gc.session_gc = crate::session_gc::SessionGc::new();
let threshold = self.realm.gc.borrow().gc_threshold_cached;
self.realm.gc.borrow_mut().gc_watermark = threshold;
self.realm.gc.borrow_mut().session_gc = crate::session_gc::SessionGc::new();
self.symbols.reset();
self.root_reg_limit = 0;
self.active_reg_limit = 0;
@@ -452,61 +458,6 @@ impl Vm {
self.max_steps_override = None;
}
/// 释放全部 session 堆数据：session 对象（本体 + 堆数据 + upvalue 列表）
/// + session 串 + BigInt box + upvalue cell box。
///
/// 供 `full_reset` 与 `Drop` 共用——统一入口路径上对象本体全部为堆载体
/// （`Box::from_raw` 恰好释放一次），堆数据与 upvalue 列表各恰好释放一次。
/// 独占所有权免去重：死对象已出表不重复枚举。
pub(crate) fn teardown_session_heap_data(&mut self) {
// 迭代器体是堆上 Box：收尾路径（full_reset 与 Drop 共用）逐条释放，
// 防 Vm 直接 drop 时表内残留体泄漏。
self.iters.reset();
// 对象逐条独占释放：本体 + 堆数据 + upvalue 列表，顺序由
// drop_dead_session_object 收口。
for ptr in self.realm.gc.session_object_ptrs.drain(..) {
if ptr.is_null() {
continue;
}
// SAFETY: ptr 来自 session 对象表登记，收尾时仍指向合法对象；
// 表独占持有，无其他释放点。
crate::session_gc::SessionGc::drop_dead_session_object(ptr);
}
self.free_session_string_heap_data();
self.free_session_bigint_heap_data();
self.realm.gc.free_cells();
}
/// 释放 VM 内建原型 P 对象（生成器/Promise/异步族与 Object 原型）的堆外属性区。
///
/// # 注意事项
/// 对象本体随 Arc 引用归零释放（字段 drop）；属性区须在此显式释放一次
/// （`JsObject` 无 Drop 口径）。仅释放本 VM 独占（强引用计数为 1）的副本：
/// `object_prototype` 与 session world 共享 Arc，session 存活期下一测试仍经
/// world 引用同一对象，其属性区归 session 收尾（`teardown_builtins`）释放。
pub(crate) fn teardown_intrinsic_protos(&mut self) {
for p in [
&self.realm.object_prototype,
&self.realm.generator_proto,
&self.realm.generator_function_proto,
&self.realm.promise_constructor,
&self.realm.promise_proto,
&self.realm.aggregate_error_constructor,
&self.realm.aggregate_error_proto,
&self.realm.async_function_proto,
&self.realm.async_generator_proto,
&self.realm.async_generator_function_proto,
] {
if p.strong_count() != 1 {
continue;
}
// SAFETY: 独占副本的属性区仅此一处释放并置空（幂等）。
unsafe {
(&mut *p.as_mut_ptr()).release_raw_heap();
}
}
}
pub(crate) fn clear_execution_state(&mut self) {
// 重置契约：
// - 清空寄存器文件、pc、帧/迭代器栈、保存的执行栈、try 处理器、
@@ -570,7 +521,7 @@ impl Vm {
self.sampling.clear_records();
// GC 统计同属执行期状态：池化 Vm 跨 run 复用，不清零则 per-run
// 指标（gc_trigger_count）跨文件累积，报告失真。
let gc = &mut self.realm.gc.session_gc;
let gc = &mut self.realm.gc.borrow_mut().session_gc;
gc.total_collections = 0;
gc.total_bytes_freed = 0;
gc.total_objects_scanned = 0;
@@ -595,9 +546,10 @@ impl Vm {
// 指针作废，下次 run 重装。
self.active_immutables = std::ptr::slice_from_raw_parts(std::ptr::null(), 0);
// 单 run 分配包络按 run 边界重起算（与 run_alloc_bytes 起算口径同源）。
self.realm.gc.run_alloc_peak = 0;
self.realm.gc.borrow_mut().run_alloc_peak = 0;
// 执行期收集水位与包络同起算：旧 run 的存活包络不延续到新 run 的触发判定。
self.realm.gc.gc_watermark = self.realm.gc.gc_threshold_cached;
let threshold = self.realm.gc.borrow().gc_threshold_cached;
self.realm.gc.borrow_mut().gc_watermark = threshold;
self.root_reg_limit = 0;
self.active_reg_limit = 0;
}
@@ -669,8 +621,8 @@ impl Vm {
/// 水位触发（此时 builtin 局部值已落地为执行根，分配点触发会误释放
/// 仅存于局部/构造中的活串）。
fn register_session_string(&mut self, ptr: *mut JsString, bytes: usize) -> JsValue {
self.realm.gc.session_string_ptrs.push(ptr);
self.realm.gc.session_bytes_allocated += std::mem::size_of::<JsString>() + bytes;
self.realm.gc.borrow_mut().session_string_ptrs.push(ptr);
self.realm.gc.borrow_mut().session_bytes_allocated += std::mem::size_of::<JsString>() + bytes;
JsValue::string(ptr)
}
@@ -738,19 +690,6 @@ impl Vm {
JsValue::perm_string(self.kernel_core.perm_interner().string_ptr(id))
}
/// 释放全部 session 堆 `JsString`。仅在完全隔离重置
/// （`full_reset` / `clear_full_reset_state`）时调用，此时没有存活的 session 对象
/// 会引用它们。较轻量的 `reset()` 刻意保留它们，与 session 对象跨 eval 存活一致。
fn free_session_string_heap_data(&mut self) {
for ptr in self.realm.gc.session_string_ptrs.drain(..) {
// SAFETY: 每个指针来自 new_string/new_cons_string 的 Box::into_raw，
// 且只在这里（或 sweep）恰好释放一次；内部连带释放 rope 扁平化产物。
unsafe {
crate::session_gc::SessionGc::drop_session_string_box(ptr);
}
}
}
/// 为 BytecodeFunc 常量创建函数 JsObject。
/// 当 `is_arrow` 为 true 时，捕获当前 `this`（regs[254]），供调用时词法 this 绑定。
///
@@ -772,13 +711,13 @@ impl Vm {
// 异步生成器（`async function*`）函数对象：原型为 %AsyncGeneratorFunction.prototype%。
let is_async_generator = is_generator && is_async;
let proto_val = if is_async_generator {
JsValue::from_js_object(self.realm.async_generator_function_proto.as_ptr() as *mut JsObject)
JsValue::from_js_object(self.realm.async_generator_function_proto.borrow().as_ptr() as *mut JsObject)
} else if is_generator {
JsValue::from_js_object(self.realm.generator_function_proto.as_ptr() as *mut JsObject)
JsValue::from_js_object(self.realm.generator_function_proto.borrow().as_ptr() as *mut JsObject)
} else if is_async {
JsValue::from_js_object(self.realm.async_function_proto.as_ptr() as *mut JsObject)
JsValue::from_js_object(self.realm.async_function_proto.borrow().as_ptr() as *mut JsObject)
} else {
JsValue::from_js_object(self.realm.session.builtin_world().function_proto.as_ptr() as *mut JsObject)
JsValue::from_js_object(self.realm.session.borrow().builtin_world().function_proto.as_ptr() as *mut JsObject)
};
let mut obj = JsObject::new_empty(EMPTY_SHAPE_ID, proto_val);
obj.set_function(true);
@@ -803,11 +742,11 @@ impl Vm {
// 原型对象自身的 [[Prototype]]：生成器为 %GeneratorPrototype%，普通函数为 Object.prototype。
// 纯异步函数（非生成器）无 `prototype` 属性：规范不为其建 prototype 子对象。
let proto_of_proto = if is_async_generator {
JsValue::from_js_object(self.realm.async_generator_proto.as_ptr() as *mut JsObject)
JsValue::from_js_object(self.realm.async_generator_proto.borrow().as_ptr() as *mut JsObject)
} else if is_generator {
JsValue::from_js_object(self.realm.generator_proto.as_ptr() as *mut JsObject)
JsValue::from_js_object(self.realm.generator_proto.borrow().as_ptr() as *mut JsObject)
} else {
JsValue::from_js_object(self.realm.session.builtin_world().object_proto.as_ptr() as *mut JsObject)
JsValue::from_js_object(self.realm.session.borrow().builtin_world().object_proto.as_ptr() as *mut JsObject)
};
// prototype 子对象与函数本体同走 session 分配：`f.prototype ===
// globalThis.f.prototype` 要求两侧同一对象，逃逸写不会克隆出第二份。
@@ -873,7 +812,7 @@ impl Vm {
/// `&self` 使 `convert_immutables`（常量池 → JsValue）也能分配。
pub fn new_bigint(&self, v: num_bigint::BigInt) -> JsValue {
let ptr = Box::into_raw(Box::new(v));
self.realm.gc.session_bigint_ptrs.borrow_mut().push(ptr);
self.realm.gc.borrow_mut().session_bigint_ptrs.borrow_mut().push(ptr);
JsValue::bigint(ptr)
}
@@ -883,18 +822,6 @@ impl Vm {
unsafe { &*val.as_bigint_ptr() }
}
/// 释放全部 session 堆 BigInt box。仅在完全隔离重置（`full_reset`）时调用，
/// 此时没有存活的 session 对象/寄存器会引用它们。
fn free_session_bigint_heap_data(&mut self) {
for ptr in self.realm.gc.session_bigint_ptrs.borrow_mut().drain(..) {
// SAFETY: 每个指针来自 new_bigint 的 Box::into_raw(Box::new(BigInt))，
// 且只在这里恰好释放一次。
unsafe {
drop(Box::from_raw(ptr));
}
}
}
fn convert_constant(&self, constant: &Constant) -> JsValue {
match constant {
Constant::Number(v) => JsValue::float(*v),