c - 虚拟机查杀性能中的函数调用

Question

我用 C 编写了一个虚拟机，它有一个调用表，其中填充了指向提供 VM 操作码功能的函数的指针。当虚拟机运行时，它首先解释一个程序，为提供的操作码在调用表中创建对应于适当函数的索引数组。然后它遍历数组，调用每个函数直到它到达末尾。

每条指令都非常小，通常是一行。非常适合内联。问题是编译器不知道何时调用虚拟机的任何指令，因为它是在运行时决定的，所以它不能内联它们。函数调用和参数传递的开销正在扼杀我的虚拟机的性能。关于如何解决这个问题的任何想法？

Answer 1

以下是一些减少开销的选项：

1. 将函数声明为fastcall（或类似的）以减少参数传递的开销
2. 使用大型 switch-case 而不是函数指针表（编译器将优化为跳转表，并且您消除了实际调用函数的开销）
3. 将 VM 过程的所有代码复制到一个位置，以便它可以按顺序运行，而不是在每条指令之后返回到解释器。

最终，您将到达 JIT 编译、在线分析和重新优化以及各种其他很棒的东西。

Answer 2

您可能想研究许多好的技术。以下是我熟悉的两个：

1. 内联缓存- 本质上，查找不断被调用的内容，然后从 vtable 查找切换到仅添加一堆分发到静态已知位置的 if 语句。这种技术在 Self 语言中得到了很好的应用，并且是 JVM 的主要优化之一。

2. 跟踪 - 为可能最终被使用的每种类型编译一个多态调度的一个版本，但将编译推迟到代码运行足够多次。 Mozilla 的 TraceMonkey JavaScript 解释器在许多情况下使用它来获得巨大的性能提升。

希望这可以帮助！