模拟器开发实践－－解释vs编译

指令码的执行方式，大致有两种：解释和编译。两者都是以二进制目标机器码为输入，所采取的执行策略不同。

何为解释？就是说将机器码逐条读出，每读一条就进行解码、执行。实现相对简单，一般用高级语言编写解释器，移植性好。能够实现精确控制，方便中断、异常处理，且能实现目标硬件功能的完全模拟。缺点是效率低下。

编译，就是把二进制机器码按块进行转换，生成本地机器能够直接运行的指令码，并存放入缓冲区。它能够实现代码的高效运行，前提是缓冲区的代码会被反复调用。

通常情况下解释执行的速度慢于编译执行。原因是解释执行时，不管以前有没有执行过，都要对当前的指令进行分析译码，而编译执行能够记住过去执行过代码，当再次调用时直接从缓冲区中取出编译好的代码直接执行。举个例子，比如一段循环代码：sub这行它会执行100次，编译执行时只在第1次执行时运行编译器，然后的99次均直接执行缓冲区中的本机代码；解释执行要有100次调用解释器的开销。

mov r0, #100
loop:
sub r0, r0, #1
bne loop

 

一般编译执行的流程如下：

for(;;)
    ...{
    pc=当前块入口地址();
    if(pc被缓冲)
        ...{
        fp=获取缓冲区入口地址(pc);
        fp();// 执行缓冲区中的代码 
        }
    else
        ...{
        生成代码(pc);
        }
    }

编译器编写时要考虑的问题主要有：基本块的划分，中断/异常模拟的实现，本机机器指令相关（如寄存器分配，指令编码等）。

有张图，展示了Mac上某x86模拟器动态编译执行的架构：