Anders Hesselbom

Prestanda i Commodore BASIC 2.0 second release

2022-07-15

Om du skriver ett program i Commodore BASIC för C64 (Commodore 64) eller (som i mitt fall) VIC-20 är prestanda viktigt, speciellt om det är ett spelprogram som du bygger. BASIC-tolken är ganska slö, och det faktum att både C64 och VIC-20 interpreterar BASIC-programmet medan det körs, gör att det är vissa specifika faktorer som man behöver ta hänsyn till.

Två faktorer som påverkar prestandan ganska mycket – hur man skriver minne och hur man itererar – är två faktorer som ofta används vid just spelprogrammering. Men även om du blir expert på BASIC, kommer du inte kunna skriva spel som är lika avancerade som t.ex. Wizball, The Great Giana Sisters eller Turrican i BASIC, men du kommer kunna skapa hyfsat bra spel. T.ex. är Pirates! programmerat i BASIC (Sid Meier), precis som Artworks Strip Poker, så man kommer ganska långt om man lär sig språket ordentligt.

Jag kör mina prestandaexempel på min VIC-20. En VIC-20 är aningen snabbare än en C64, ändå är allt som påstås här sant även på C64 även om siffrorna blir lite annorlunda.

För att mäta prestanda kan man spara värdet i TIME ( eller TI) som ger systemklockans värde, utföra den operation man vill mäta, och sedan titta på differensen mellan det nya värdet i TIME och det värde man lagrade. Då vet man hur många jiffys (alltså hur många sextiondels sekunder) operationen har kostat.

Följande program skriver till fyra minnesadresser i en evighetsloop. Programmet räknar dessutom upp en variabel till 1000 och bryter när den når 1000. Det vi testar är hur snabb en iteration är, hur lång tid det tar att skriva till minnet med POKE, en aritmetisk beräkning och ett test. Så här ser källkoden ut:

10 PRINT "HASTIGHETSTEST VIC-20"
20 S=TI
30 C=0
40 POKE 828,40
50 POKE 829,41
60 POKE 830,42
70 C=C+1
80 IF C < 1000 THEN 40
90 PRINT TI-S

Resultatet, som bilden visar är 1522 jiffys (eller drygt 25 sekunder). Koden ser inte helt orimlig ut, men det är inte särskilt imponerande, så hur kan man optimera detta program?

Först är GOTO felanvänt. GOTO står inte utskrivet, men rad 80 avslutas med …THEN 40, vilket underförstått betyder …THEN GOTO 40. Syftet med GOTO är att skapa hopp i program för att förgrena logiken. Under vissa villkor ska viss kod köras, annars en annan kod. Men här används GOTO för att iterera. Det faktum att Commodore BASIC är ett interpreterande språk gör detta till ett dåligt val. Varje gång programmet ska hoppa till ett radnummer, måste radnumret tolkas och hittas. Genom att skapa iterationer med FOR, kan iterationens start och slut återanvändas under varje upprepning.

10 PRINT "HASTIGHETSTEST VIC-20"
20 S=TI
30 FOR A=0 TO 999
40 POKE 828,40
50 POKE 829,41
60 POKE 830,42
70 NEXT
80 PRINT TI-S

Nu klarar vi att utföra samma logik på 1094 jiffys (18 sekunder). Ännu trevligare blir det om vi använder oss av variabler för att lagra minnesadresser. Då behöver interpretatorn bara förstå vilken adress som avses en gång, och kan sedan återanvända det. Här kräver vi två aritmetiska beräkningar för att åstadkomma sak, men är redan nere på 835 jiffys:

Och kostar vi på oss att använda tre variabler istället för en variabel och två aritmetiska beräkningar, så hyvlar vi bort ytterligare lite overhead och landar på 686 jiffys.

10 PRINT "HASTIGHETSTEST VIC-20"
20 S=TI
30 X=828
40 Y=829
50 Z=830
60 FOR A=0 TO 999
70 POKE X,40
80 POKE Y,41
90 POKE Z,42
100 NEXT
110 PRINT TI-S

Nu har vi gått från 25 sekunder till 12 sekunder, vilket är en femtiotvåprocentig förbättring. I praktiken kan man inte optimera programmen så hårt, för man skulle få alldeles för många variabler att hålla reda på. Men när man skriver prestandakritiska program (t.ex. spelprogram) i ett långsamt språk (t.ex. Commodore BASIC) är det viktigt att veta vad man kan göra och vad man absolut ska undvika.

Jag har skrivit en bok om just Commodore BASIC på C64 och VIC-20, som bl.a. tar upp detta, som kan laddas hem helt gratis som PDF eller EPUB.

Uppdatering: Vad är vinsten att skriva i maskinkod?

Categories: Geeky