为何Node.js v12.0.0处理32位以上数字的运算逻辑发生变化

执行以下版本对比测试代码，可观测到不同Node.js版本下同一段幂取模运算的返回结果差异：

$ nvm use 11.15.0 && node -e 'console.log(9876 ** 5 % 4321)' && node -p process.versions.v8
Now using node v11.15.0 (npm v6.7.0)
1341
7.0.276.38-node.19

$ nvm use 12.0.0 && node -e 'console.log(9876 ** 5 % 4321)' && node -p process.versions.v8
Now using node v12.0.0 (npm v6.9.0)
441
7.4.288.21-node.16

测试结果差异：

• Node.js v11.15.0（搭载V8 7.0.276.38-node.19版本）执行9876 ** 5 % 4321返回结果1341
• Node.js v12.0.0（搭载V8 7.4.288.21-node.16版本）执行完全相同的代码返回结果441

这个结果不一致是V8引擎版本迭代时，大数值运算逻辑调整带来的边界bug导致的，具体调整和问题点如下：

• V8 7.3及更早版本（对应Node.js 11.x及更早）的**幂运算没有专门的整数优化路径，所有幂运算统一走IEEE 754双精度浮点数计算逻辑。双精度浮点数只能精确表示*2^53（约9.007e15）*以内的整数，而9876 ** 5的实际值约为9.395e19，远超出精确表示范围，计算过程中会产生精度截断，后续取模运算基于精度损失后的浮点数计算，最终得到1341这个错误结果。
• V8 7.4版本（对应Node.js 12.0.0）针对字面量整数幂运算新增了整数快速计算路径，尝试绕开浮点数精度损失问题，直接用整数寄存器存储中间计算结果。但该快速路径在首个上线版本存在实现缺陷：计算大整数幂时仅保留了结果的低32位值，后续取模运算基于截断后的错误中间值执行，最终得到441这个同样错误的结果。

两个版本返回的结果都不是数学意义上的正确值，属于引擎迭代不同阶段的实现bug。该截断问题在V8 7.4后续的补丁版本中被修复，幂运算的整数快速路径逻辑完善后，大数值幂取模的计算结果回归正确。

内容的提问来源于stack exchange，提问作者Евгений Новиков