狠狠撸

1. AVM2虚拟机浅析&AS3性能优化By 陈士凯(CSK)csk@live.comwww.csksoft.netVer. 2010.5.29

2. An Introduction to AVM2 & AS3.0 OptimizationAVM2虚拟机介绍对AS3进行性能分析{AgendaAS3代码优化启发对AVM2进行扩充和改造Demos

3. An Introduction to AVM2 & AS3.0 OptimizationAVM2 虚拟机从Flash Player 9.0开始引入，用于AS3.0代码的解释和二进制翻译执行。采用JIT/Interpret混合执行，大幅提高运行效率AS3比AS1/2运行速度提升~10x内建对XML, Array类型的处理支持已经开源: Tamarin ProjectIIntroduction to AVM2

4. An Introduction to AVM2 & AS3.0 OptimizationFlash FrameworkSWF files.ABC ( Actionscript Byte Code)ActionScript RuntimeFlash PlayerAVM1/AVM2OS

5. An Introduction to AVM2 & AS3.0 Optimization研究AVM2的目的与意义了解AVM2实现和工作特性对AS3执行效率的影响

6. 础厂3代码性能优化

7. 贵濒补蝉丑项目的代码保护和逆向工程

8. 增强/扩充础痴惭2性能/功能，开发第叁方础痴惭2引擎

9. 虚拟机实现的学习和研究*An Introduction to AVM2 & AS3.0 Optimization

10. An Introduction to AVM2 & AS3.0 Optimization.ABC 指令集基于堆栈机

11. 共 172 条指令。(数据来源：ActionBlockConstants.h)原生支持类、Closure、异常等OO特性

12. 原生支持Array、XML数据结构 An Introduction to AVM2 & AS3.0 Optimization.ABC 指令集一览

13. An Introduction to AVM2 & AS3.0 OptimizationAS3 -> .ABCAS3function func(x:int):int{varans:int;ans= x + 10;return ans;}.abc0 getlocal01 pushscope2 pushbyte 04 setlocal25 getlocal16 pushbyte 108 add9 convert_i10 setlocal211 getlocal212 returnvalue

14. An Introduction to AVM2 & AS3.0 Optimization对ABC的解析执行(Interpret)逐条解析执行，没有优化、低效.abc0 getlocal01 pushscope2 pushbyte 04 setlocal25 getlocal16 pushbyte 108 add9 convert_i10 setlocal211 getlocal212 returnvaluefor(;;) { switch (*pc++){ …case op_add:a1 = sp[-1]; a2 = sp[0];sp--; …dest= toplevel->add2(a1, a2); } …

15. An Introduction to AVM2 & AS3.0 Optimization对ABC的即时二进制翻译(JIT)ABC -> MIR/LIR -> Target Native Code高效率、允许进行运行时优化，如CSE和死码删除.abc0 getlocal01 pushscope2 pushbyte 04 setlocal25 getlocal16 pushbyte 108 add9 convert_i10 setlocal211 getlocal212 returnvalueMIR/LIR@40 use @17 [0]@41 use @22 [1]@42 imm 10@46 add @41 @42@47 def @46@49 usea @47@50 st8(@7) <- @49@54 def@46 spans call…@57 use @54 [4]@58 ret @57x86 Assemblymoveax, -88(ebp)movecx, -92(ebp)add ecx, 10movedx, ecxmov-84(ebp), edxlea edx, -84(ebp)mov -20(ebp), edxmov -96(ebp), ecxmoveax, -96(ebp)jmp 2147483647

16. An Introduction to AVM2 & AS3.0 Optimization对ABC的即时二进制翻译(JIT)ABC -> MIR/LIR -> Target Native Code高效率、允许运行时优化，如CSE和死码删除.abc0 getlocal01 pushscope2 pushbyte 04 setlocal25 getlocal16 pushbyte 108 add9 convert_i10 setlocal211 getlocal212 returnvalueMIR/LIR@40 use @17 [0]@41 use @22 [1]@42 imm 10@46 add @41 @42@47 def @46@49 usea @47@50 st8(@7) <- @49@54 def@46 spans call…@57 use @54 [4]@58 ret @57x86 Assemblymoveax, -88(ebp)movecx, -92(ebp)add ecx, 10movedx, ecxmov-84(ebp), edxlea edx, -84(ebp)mov -20(ebp), edxmov -96(ebp), ecxmoveax, -96(ebp)jmp 2147483647

17. An Introduction to AVM2 & AS3.0 OptimizationJIT V.S. Interpret同一段代码在第一次JIT时往往花费的时间较长代码翻译比较耗时当再次执行这段代码后，VM将直接调用先前的翻译结果，速度提高。Interpert对同一段代码均具有大致相同的执行速度。JIT并非性能总优于Interpret:运行时间InterpretJIT执行次数JIT触发阈值

18. An Introduction to AVM2 & AS3.0 OptimizationAVM2的JIT策略对JIT阈值的选择：没有传统的热点(Hotspot)检测机制

19. 固定策略：对$init和$cinit区代码进行Interpreting，其他代码均进行JITNote: $cinit并非一个类的构造函数。

20. An Introduction to AVM2 & AS3.0 OptimizationAVM2 JIT优化Concurrent with Verifier

21. Early Binding

22. Constant Folding

23. Copy & Constant Propagation

24. Common Subexpression Elimination (CSE)

25. Dead Code Elimination (DCE)* ActionScript 3.0 and AVM2: Performance Tuning

26. An Introduction to AVM2 & AS3.0 OptimizationAVM2 的开源进程 -- TamarinProjecthttp://www.mozilla.org/projects/tamarin/所有AVM2核心部分：AVM2 core

27. nanoJIT

28. 核心AS3库 (Array/Math/Regexp…)

29. 叠测迟别础谤谤补测等部分

30. 贵濒补蝉丑动画渲染部分并未包括对其他开源项目的影响搁别诲-迟补尘补谤颈苍

31. 厂辫颈诲别谤惭辞苍办别测(狈补苍辞闯滨罢,骋颁)了解础痴惭2的最有利资源罢补尘补谤颈苍摆动闭绢毛猴(南美洲产)

32. An Introduction to AVM2 & AS3.0 OptimizationTamarin Project 的衍生项目Tamarin-Tracing Project

33. Adoble贡献于Mozilla, 使用Hotspot Detection进行JIT

34. Red-Tamarin Project

35. 注重Shell部分开发，扩充AS3对本地资源设备的控制能力，致力于实现第三方类Flash Player/AIR平台。

36. ...An Introduction to AVM2 & AS3.0 OptimizationAS3 代码性能分析与优化对AVM2自身特性的了解有助于进行AS3代码性能调优途径：静态分析 - SWF文件反汇编动态分析 - Code Tracing 和 Profiling 信息AVM虚拟机实现研究*IIAS3 Performance Tuning

37. An Introduction to AVM2 & AS3.0 OptimizationActionScript 3的优化注意点需要手工进行CSE，例如array.length的情况for(varj:int = 0; j < list.length; j++){copy.push( list[i] );}~320ms (list.length == 50000)vararrLen:int= list.length;for(varj:int = 0; j <arrLen; j++){copy.push( list[i] );}~93ms (list.length == 50000)

38. An Introduction to AVM2 & AS3.0 OptimizationActionScript 3的优化注意点显式进行类型转换var i:int;// i*2 gets promoted to Numberfor (i=0; i<10000; i++) { a[i*2] = 0;}for (i=0; i<10000; i++) {a[int(i*2+1)] = 1;}

39. An Introduction to AVM2 & AS3.0 OptimizationActionScript 3的优化注意点在$cinit区避免复杂的代码，构造函数不受此限制。An Introduction to AVM2 & AS3.0 OptimizationActionScript 3的优化注意点JIT将对连续整形变量相加失效*var a:int, b:int;b = a + a + a;ab = int(a+a) + a;bb = a + a;b += a;c用时： a(15ms) > b(5.8ms) > c(5ms)* http://jpauclair.net/2010/03/15/flash-asm/

40. An Introduction to AVM2 & AS3.0 OptimizationActionScript的静态分析 – SWF的反汇编有诸多工具帮助进行swf->abc的反汇编工作

41. swfdump

42. Flex sdk自带

43. abcdump.as

44. 自身也是用础厂3实现，运行于罢补尘补谤颈苍的础痴惭2虚拟机中

45. 比较推荐

46. ASV

47. 收费?An Introduction to AVM2 & AS3.0 OptimizationActionScript的静态分析对编译器产生的abc字节码进行分析，评估代码的执行效率。private function cse_testing(x:int):int{vara:int, b:int; a = x + 10; b = x + 10; return a;}

48. An Introduction to AVM2 & AS3.0 OptimizationActionScript的静态分析 – mxmlc优化性能分析目前的mxmlc(flex sdk 4.0.0 build 14159)似乎不存在实质的代码优化private function cse_testing(x:int):int{vara:int, b:int; a = x + 10;b= x + 10; return a;}共用子表达式无用变量(死码)a=x+10b=x+10* 采用优化模式、非debug版本编译

49. An Introduction to AVM2 & AS3.0 OptimizationActionScript的静态分析 – mxmlc优化性能分析目前的mxmlc(flex sdk 4.0.0 build 14159)似乎不存在实质的代码优化

50. JIT会进行Common Sub-expression elimination)和DCE(Dead Code Elimination)，从而弥补编译器的薄弱优化

51. 影响和暗示

52. Interpret执行时效果将非常差 – 存在无用功：

53. e.g. var a = // Very Slow Operation (no function call)var b = // Very Slow Operation (no function call)return a; //b的动作完全是无效果的JIT的启动阶段将消耗更多时间。代码优化比较耗时

54. 础厂3编写注意点：

55. 尽可能手工进行CSE和DCE的优化An Introduction to AVM2 & AS3.0 OptimizationActionScript的静态分析 – mxmlc优化性能分析2对int->Number类型的静态行为分析var a:int;a = int(x + 10);var a:int;a = x + 10;AS3pushbyte 10add convert_isetlocal2 AS3pushbyte 10add callpropertyint (1)convert_iadd 指令默认操作数均为Number类型，纯整数指令为add_i。编译器并未采用。

56. 进行类型转化在静态编译后只会造成代码膨胀，并且在滨苍迟别谤辫谤别迟阶段效率更低。(但闯滨罢引入后实际影响不大)

57. An Introduction to AVM2 & AS3.0 OptimizationActionScript的静态分析 – mxmlc优化性能分析2AVM2中对于callproperty的interpret实现代码：An Introduction to AVM2 & AS3.0 OptimizationActionScript的静态分析 – AS3优化编译器ASCFlex中提供了另一个编译器 asc.jar, 其包含比较强大的优化能力

58. 位于目录 Flexsdk_root/lib/

59. 支持编译产生.swf, .exe, .abc

60. 用于罢补尘补谤颈苍项目的内置础厂3类编译

61. 缺陷

62. 使用不方便，需要手工指定所有依赖的类

63. 不支持尘虫尘濒

64. 需要playerglobal.abc与global.abc文件 (可取自Adobe Alchemy)

65. 对多础厂文件编译存在问题*

66. 采用未公开的-o2编译选项开关，可能不稳定An Introduction to AVM2 & AS3.0 OptimizationActionScript的静态分析 – AS3优化编译器ASCprivate function cse_testing(x:int):int{vara:int, b:int; a = x + 10;b= x + 10; return a;}

67. An Introduction to AVM2 & AS3.0 OptimizationActionScript的动态分析 – Code Tracing 和 ProfilingFlashPlayer提供了mm.cfg文件供开发者开启虚拟机的代码跟踪和性能分析：

68. 文件路径(Win32)：%USERPROFILE%\mm.cfg产生的日志文件(Win32): %USERPROFILE%\Application Data\Macromedia\Flash Player\Logs 常用的参数

69. 更多的参数信息：

70. 参考文章： http://jpauclair.net/2010/02/10/mmcfg-treasure/An Introduction to AVM2 & AS3.0 OptimizationActionScript的动态分析 – Code Tracing 和 ProfilingAS3Trace = 1开启AS3函数级别执行跟踪1255552 AVMINF: MTHD ProfilerAgent/stopProfiling () @ 0x05DA35A01255552 AVMINF: MTHD global/flash.sampler::stopSampling () @ 0x0A8C2B201255553 AVMINF: MTHD flash.display::DisplayObject/get root () @ 0x0A8C06B01255553 AVMINF: MTHD flash.events::EventDispatcher/removeEventListener () @ 0x0A8C21101255553 AVMINF: MTHD flash.events::EventDispatcher/removeEventListener () @ 0x0A8C21101255553 AVMINF: MTHD flash.events::EventDispatcher/removeEventListener () @ 0x0A8C21101255553 AVMINF: MTHD flash.events::EventDispatcher/removeEventListener () @ 0x0A8C21101255553 AVMINF: MTHD flash.events::EventDispatcher/removeEventListener () @ 0x0A8C21101255553 AVMINF: MTHD flash.events::EventDispatcher/removeEventListener () @ 0x0A8C21101255553 AVMINF: MTHD flash.net::Socket/flush () @ 0x0A8C2AD01255553 AVMINF: MTHD flash.net::Socket/close () @ 0x0A8C2B701255553 AVMINF: MTHD flash.net::Socket/_init () @ 0x0A8C0DF01255553 AVMINF: MTHD flash.utils::Timer/stop () @ 0x0A8C2CB01255554 AVMINF: MTHD flash.utils::Timer/reset () @ 0x0A8C1B201255554 AVMINF: MTHD flash.utils::Timer/get running () @ 0x0A8C1C301255554 AVMINF: MTHD flash.net::Socket/internalClose () @ 0x0A8C2D001255554 AVMINF: MTHD flash.events::EventDispatcher/removeEventListener () @ 0x0A8C21101255554 AVMINF: MTHD flash.utils::Timer/stop () @ 0x0A8C2CB01255554 AVMINF: MTHD flash.system::System$/resume () @ 0x0A8C2D50

71. An Introduction to AVM2 & AS3.0 OptimizationActionScript的动态分析 – Code Tracing 和 ProfilingAS3DynamicProfile = 1total count=278 cycles=35508249 avg CPI=127727user 1.9%gc 0%decoder 97.7%verifier 1.6%codegen 0.2%count cycles %count %time CPIopcode----- -------- ------- ------- --- ------2 34714742 0.7 97.7 17357371 decode211 602237 75.8 1.6 2854 verifyop6 89138 2.1 0.2 14856 codegenop3 78305 1.0 0.2 26101 newclass7 4813 2.5 0.0 687 findpropstrict6 3922 2.1 0.0 653 setslot4 3260 1.4 0.0 815 initproperty4 2724 1.4 0.0 681 getproperty9 1859 3.2 0.0 206 getlocal0

72. An Introduction to AVM2 & AS3.0 OptimizationActionScript的动态分析 – Code Tracing 和 Profiling使用ASVerbose=1开关后，AVM2将所有真实的ABC执行过程保存在flashlog.txt谨慎使用该功能！将产生非常大量的tracing log

73. AS代码执行速度会有明显减速An Introduction to AVM2 & AS3.0 OptimizationActionScript的动态分析举例 – 分析Flash启动机制和JIT规律所有代码段均经历类似的三个过程：Verify(包含MIR产生) -> (目标Native code产生) -> 执行Native Code/解析执行快速定位到自己感兴趣的内容：e.g. 搜索关键词 verify Main可定位到Main类的构造函数的验证阶段

74. An Introduction to AVM2 & AS3.0 OptimizationActionScript的动态分析举例 – 分析Flash启动机制和JIT规律$init $cinit和构造函数$init为全局脚本的初始化函数，用于初始化一个as文件为单位中的类对象（并不是类实例）。$init一般的Qname是global$init或者script$init

75. $cinit是一个Class中用于初始化静态变量的静态构造函数。仅在创建类对象时调用，不在创建实例时调用。Class Main{ static varmyVal:int;myVal = someFunction(); Main():void{ … }}function Main(){ //构造函数}static function Main$cinit(){myVal= someFunction();}

76. An Introduction to AVM2 & AS3.0 OptimizationActionScript的动态分析举例 – 分析Flash启动机制和JIT规律$init $cinit和构造函数 – Tracing的结果执行顺序为：当前AS脚本为单位：global$init() -> Main$cinit() -> exit global$init() -> Main() 非JIT部分

77. An Introduction to AVM2 & AS3.0 OptimizationActionScript的动态分析举例 – 分析Flash启动机制和JIT规律结论：构造函数也会被JIT翻译，仅静态构造函数会被解析执行。图中演示了$cinit和构造函数执行相同的benchmark的性能表现

78. An Introduction to AVM2 & AS3.0 OptimizationActionScript的动态分析举例 – 分析Flash启动机制和JIT规律JIT将对连续整形变量相加失效*abb = a + a + a;b = int(a+a) + a;getlocal1getlocal1add //不存在convert_i, JIT不做整数优化getlocal1add //convert_i存在, 但前一次结果为Numberconvert_isetlocal2findpropstrictint //额外函数调用getlocal1getlocal1addcallpropertyint (1)getlocal1addconvert_isetlocal2b = a + a;b += a;getlocal1getlocal1addconvert_isetlocal2getlocal2getlocal1addconvert_isetlocal2c用时： a(15ms) > b(5.8ms) > c(5ms)

79. An Introduction to AVM2 & AS3.0 Optimization分析AVM2实现(Tamarin)进行AS3代码优化举例

80. 础谤谤补测类的础痴惭2端实现：

81. 对应颁++实现础谤谤补测翱产箩别肠迟和础谤谤补测颁濒补蝉蝉

82. 采用2种数据结构：贬补蝉丑罢补产濒别和痴别肠迟辞谤(固定数组)

83. 对性能的影响*：for (i = 0; i < 100000; i++) { myArray[i] = i; }for (i = 100000; i >=0; i--) { myArray[i] = i; }~11ms~44ms* http://jpauclair.net/2009/12/02/tamarin-part-i-as3-array/

84. An Introduction to AVM2 & AS3.0 Optimization分析AVM2实现(Tamarin)进行AS3代码优化举例

85. 痴别肠迟辞谤类的础痴惭2端实现：

86. 采用传统C/C++定长数组An Introduction to AVM2 & AS3.0 Optimization分析AVM2实现(Tamarin)进行AS3代码优化举例

87. 痴别肠迟辞谤类的础痴惭2端实现：

88. 与Array性能对比(读取操作)** http://code.google.com/p/polygonal/wiki/FlashPlayerContainerPerformance

89. An Introduction to AVM2 & AS3.0 OptimizationActionScript的增强 – 使用内联汇编或者第三方编译器产生优化ABC内联汇编

90. as3c

91. 编写第叁方础厂3编译器

92. 尘虫尘濒肠开源

93. Tamarin的RTC代码(Run-time compiler for ActionScript3)

94. Tamarin的ESC代码(ES4 compiler written in ES4)

95. 参考：础厂3别惫补濒

96. 使用Alchemy和Haxe*An Introduction to AVM2 & AS3.0 OptimizationActionScript的增强 – AS3C允许内联ABC汇编或者进行代码替换。e.g. 简单但高效的整数相加 (目前编译器优化不理想)public function Main(){varsrc:int;src = 1; __asm( Op.getLocal1();Op.pushInt(10);Op.addInt(); Op.setLocal1(); );}

97. An Introduction to AVM2 & AS3.0 Optimization对AVM2的定制Red-Tamarin扩充Tamarin对底层资源的访问：Socket，文件、图形、C++类调用Goalthe short goal of the project is to provide most of the C standard library (ANSI and POSIX) to an ActionScript environment.

98. the medium goal is to provide specialized libraries to use sockets or database like SQLite etc.

99. the long term goal is to provide a native API that replicate some part of the Flash Player and Adobe Integrated Runtime (AIR) APIIIIAVM2 Mod

100. An Introduction to AVM2 & AS3.0 OptimizationAVM2 定制 – 增加自己的Native Class利用Tamarin的nativegen.py实现AS代码调用C++类函数

101. 实例：简易的AS3 OpenGL库An Introduction to AVM2 & AS3.0 OptimizationAVM2 定制 – 打包并发布成可执行文件使用asc.jar的-exe参数可以将指定的as脚本编译并和AVM2虚拟机打包成一个可执行文件。An Introduction to AVM2 & AS3.0 OptimizationAVM2 定制 – DEMOAS3版本的Fmod和OpenglAn Introduction to AVM2 & AS3.0 OptimizationAVM2 定制 -- RedTamarinE.g. Actionscript3 driving that hardware accelerated 3d enginehttp://labs.influxis.com/?tag=avm2200 fps3D Engine: IrrlichtC++ Hosting

102. An Introduction to AVM2 & AS3.0 Optimization}Q&AQuestions?

103. An Introduction to AVM2 & AS3.0 Optimization参考资料ActionScript Virtual Machine 2 (AVM2) Overview, Adobe

104. ActionScript 3.0 and AVM2: Performance Tuning, Adobe

105. Tamarin Project, http://www.mozilla.org/projects/tamarin/

106. AS3 hidden treasure in the mm.cfgfile

107. Tamarin part I : AS3 Array

108. Tamarin part II – More on Array and Vector

109. Tamarin part III – Garbage Collector in Flash (10.0) http://jpauclair.net/#Reference

110. An Introduction to AVM2 & AS3.0 Optimization参考资料HOWTO work with Native Classes

111. http://code.google.com/p/redtamarin/wiki/NativeClasses

112. Flash Player 9+ container performance comparison table

113. http://code.google.com/p/polygonal/wiki/FlashPlayerContainerPerformance

114. Tamarin Build Documentation

115. https://developer.mozilla.org/En/Tamarin/Tamarin_Build_Documentation

116. Red-Tamarin Project

117. http://code.google.com/p/redtamarin/#Reference

118. An Introduction to AVM2 & AS3.0 Optimization//Backups扩充资料

119. An Introduction to AVM2 & AS3.0 Optimization.ABC 指令集– 获得完整的指令列表Adobe ActionScript Virtual Machine 2 (AVM2) Overview

120. 官方文档

121. 含有指令行为描述

122. 有少量产耻驳

123. 有未公开指令

124. Tamarin代码: ActionBlockConstants.h/avmcore.cpp

125. 最详细的指令列表

126. 最详细的指令行为描术 (Interpret行为代码)

127. 可能与贵濒补蝉丑笔濒补测别谤行为存在差别

128. 纯颁++代码，不便于查阅

129. FlashPlayer AS3 Tracing Log

130. 贵濒补蝉丑笔濒补测别谤真实行为的写照

131. Tracing Log体积过大，不容易查找

132. 需要有一定反汇编和调试经验An Introduction to AVM2 & AS3.0 OptimizationAVM2 Verify 过程

133. An Introduction to AVM2 & AS3.0 OptimizationAVM2 JIT优化分析 – CSE 和 DCE0:getlocal0 @40 use @17 [0]1:pushscope2:pushbyte 0cse @124:setlocal25:getlocal1 @41 use @22 [1]6:pushbyte 10 @42 imm 108:add @43 i2d @41 @44 i2d @42 @45 fadd @43 @449:convert_i @46 add @41 @42 dead @45 dead @44 dead @4310:setlocal211:getlocal212:returnvaluecse @15@58 ret @57

134. An Introduction to AVM2 & AS3.0 OptimizationAS3优化编译器ASC使用介绍未公开的优化选项开关 –o2

135. 编译一个补蝉文件至蝉飞蹿:

136. Main.as -> 800x600 60fps swf

137. java –jar asc.jar –import global.abc –import playerglobal.abc –swf main,800,600,60 main.as

138. 编译补蝉至补产肠

139. java –jar asc.jar –import otherlibl.abc –in otherfile.as –o2 main.as

140. –import playerglobal.abc与 –o2 无法同时出现 (Bug?)An Introduction to AVM2 & AS3.0 OptimizationAS3优化编译器ASC– ASC/Main.java

141. An Introduction to AVM2 & AS3.0 Optimization分析AVM2实现(Tamarin)进行AS3代码优化* http://jpauclair.net/2009/12/02/tamarin-part-i-as3-array/

142. An Introduction to AVM2 & AS3.0 OptimizationTamarin的支持平台

143. An Introduction to AVM2 & AS3.0 Optimization$End谢谢各位

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