机器指令翻译成 JavaScript —— No.6 深度优化

第一篇 中我们曾提到，JavaScript 最终还得经过浏览器来解析。因此可以把一些优化工作，交给脚本引擎来完成。

现代浏览器的优化能力确实很强，但是，运行时的优化终归是有限的。如果能在事先实现，则可投入更多资源，优化得更充分。

优化尝试

指令 1:1 翻译成 JS，结果显然会存在一些累赘的逻辑。

例如状态标志，很多时候是不必计算的：

A = read(10)// LDA 10
SR_N = ...// 无意义，可以去除
SR_Z = ...X = read(20)// LDX 20
SR_N = ...// 值得商榷
SR_Z = ...if (!SR_Z) {// BNE ..
nextFn = ...
return
}Y = read(30)// LDY 30
SR_N = ...
SR_Z = ...


第一步的状态标志，会被后面的覆盖，显然是没必要计算的。但第二步，就有一些奥妙了。

如果 !SR_Z 成立，那么进入下一个流程块；否则执行 LDY，状态被重置。因此，要不要计算 SR_N，可以先看 SR_Z 的结果。

于是，可将顺序调整成：

X = read(20)// LDX 20
SR_Z = ...if (!SR_Z) {// BNE ..
SR_N = ...// 移到这里
...
}


这样，就能避免无意义的计算。

此外，再对表达式进行合并，最终变成：

A = read(10)// LDA 10
X = read(20)// LDX 20if (X != 0) {// BNE ..
SR_N = (X > 127)
nextFn = ...
return
}Y = read(30)// LDY 30
SR_N = (Y > 127)
SR_Z = (Y == 0)


看起来就更精简了。

再进一步，若能发现 nextFn 不依赖该流程的状态标记，那么 SR 的计算也可以省略！

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其他，还有诸如 inline 优化。例如一些简单的跳转：

JSR L1
XXX 1
XXX 2
L1:
XXX 3
XXX 4
RTS


直接将其展开，于是变成：

XXX 3
XXX 4
XXX 1
XXX 2


这样就能减少指令块的分割，降低流程模拟的开销。

类似的优化方案还有很多。但是，若想亲自实现这些，则需要深厚的理论知识。并且实现起来也很麻烦，完全不适合这种周末时间的小研究。

借用工具

理论知识固然重要，但工程师的宗旨，就是最大程度利用现有资源，将想法快速变成现实。

这几篇文章都只是理论探讨，实现未必就得如此。事实上，我们应该借助现成的工具，快速验证想法。

既然前面提到优化，那就选择一个强大的优化方案 —— LLVM。

我们可以将 6502 指令逻辑，转换成 LLVM 中间表示。这样，即可用现成工具进行优化。

但是这么做有些麻烦。一是对 LLVM 不太熟悉，二是调试起来也不方便。

对于 LLVM 来说，最适合的输入语言当然是 C 了，毕竟 clang 就是为此产生的。

所以，我们不妨将 6502 指令翻译成 C 语言。C 不仅简单优雅，而且借助 IDE 开发调试都超级方便。

下一篇，我们尝试这个方案是否可行。