GitHub 今日推荐｜ps2-web-recomp：浏览器里跑 PS2 游戏的静态重编译方案
一句话看懂
项目地址：github.com/snuri00/ps2...
ps2-web-recomp 把 PlayStation 2 游戏的机器码提前翻译成 C++ 再编译为 WebAssembly，让游戏在浏览器运行时绕过解释执行的性能损耗。《GT赛车4》在 Chrome 中以 50fps 运行，《战神2》原生分辨率达到 60fps，双倍分辨率稳定在 48-60fps。游戏数据通过 HTTP Range 按需读取，初次加载只下载可执行文件，其余资源延迟获取。项目代码 84.8 万字节 C++ 加 3.5 万字节 WGSL，现有 853 星，2024 年 10 月创建。
它解决什么问题
传统 PS2 模拟器在浏览器中跑时，每次游戏读取一条指令都要解释执行，CPU 开销大。静态重编译把游戏的 Emotion Engine 机器码事先翻译成 C++ 函数，编译为 WebAssembly 后浏览器直接执行原生指令。这样避开了运行时解释循环，性能从首次优化前的 3fps 跃升至约 70fps。Graphics Synthesizer 的 4MB 显存和光栅化用 WebGPU 计算着色器实现，把 GPU 派遣次数从每帧 650 次降到 80 次，减少 CPU 与 GPU 同步开销。
PS2 硬件包含两颗 CPU（EE 和 IOP）、两个向量单元（VU0、VU1）和专用 GPU，传统模拟器需要在运行时调度这些组件的状态切换。本项目把 EE 和 VU1 微程序都预编译，IOP 驱动用 C++ 重写，运行时只需维护硬件状态和 DMA 传输，省去控制流分析的循环。
核心概念速览
静态重编译：游戏机器码预先翻译成目标平台代码。在本项目中，EE 指令翻译为 C++ 函数，以 16KiB 为单位分块，每块对应一段连续的游戏逻辑。
Emotion Engine：PS2 主 CPU，采用 R5900 架构，有 128 位寄存器和分支延迟槽。重编译器保留这些硬件特性，生成的 C++ 代码逐条模拟寄存器操作和延迟槽行为。
Vector Unit：PS2 的 SIMD 协处理器，做 3D 运算。VU1 执行游戏上传的微程序，项目将其编译为 SIMD C++，模拟乘加累加器的流水线延迟和状态标志。
Graphics Synthesizer：PS2 的 GPU，有 4MB 显存，支持瓦片渲染和可编程混合。项目用 WebGPU 计算着色器实现显存、瓦片光栅化和混合逻辑，避开传统图形 API 的限制。
架构拆解
项目分五个模块：
recomp ：读取游戏的 ELF 可执行文件，跟踪控制流，识别函数和分支目标，生成 C++ 代码。recomp/main.cpp 解析 ELF 找到入口点，recomp/analysis.cpp 扫描跳转和调用指令建立控制流图，recomp/codegen.cpp 将 R5900 指令翻译为 C++ 语句。
runtime ：实现 EE 内核（线程、信号量、DMA、垂直同步）、IOP 模拟器（R3000 解释执行和 C++ 重写的驱动）、GS 渲染、VU 执行。runtime/src/gs/gpu/gpu.cpp 管理 WebGPU 渲染管线，装箱瓦片和派遣光栅化任务。
host ：分为原生窗口（host/native.cpp）和 Web 平台（host/web.cpp）两个后端。前者用 SDL2 和 wgpu-native 创建窗口，后者用 Emscripten 绑定浏览器的 WebGPU 接口。两者提供统一的主循环和设备接口给 runtime。
scripts ：自动化移植流程。scripts/port.sh 调用 eerecomp 翻译游戏，无头运行游戏记录 VU 微程序，生成 Web 页面和原生可执行文件。scripts/build_web.sh 用 Emscripten 编译 C++ 为 WebAssembly。
gs/gpu：WebGPU 渲染管线和批次管理。编译 WGSL 着色器实现瓦片光栅化，管理纹理上传和派遣队列。纹理上传提前到不依赖的三角形之前，减少批次分割。
数据流向：scripts 调用 recomp 翻译游戏 → recomp 生成调用 runtime API 的 C++ → runtime 通过 host 层访问 GPU 和音频 → host/web.cpp 提交计算管线和渲染队列到浏览器 WebGPU → gs/gpu 编译瓦片光栅化着色器派遣到 GPU。
关键实现走读
代码生成器需要将 R5900 寄存器编号映射为 C++ 表达式，这段辅助函数展示了转换规则：
cpp
std::string hex(std::uint32_t v) { return std::format("0x{:08X}u", v); }
std::string label(std::uint32_t v) { return std::format("L_{:08X}", v); }
std::string w(std::uint32_t r) { return r ? std::format("c.r[{}].w[0]", r) : "0u"; }
std::string d(std::uint32_t r) { return r ? std::format("c.r[{}].d[0]", r) : "0ull"; }
std::string sd(std::uint32_t r) { return r ? std::format("c.r[{}].sd[0]", r) : "0ll"; }
std::string reg(std::uint32_t r) { return std::format("c.r[{}]", r); }
std::string f(std::uint32_t r) { return std::format("c.f[{}]", r); }
std::string vf(std::uint32_t r) { return std::format("c.vu0.vf[{}]", r); }
std::string vi(std::uint32_t r) { return std::format("c.vu0.vi[{}]", r); }做了什么： w 访问 32 位字，d 访问 64 位双字，sd 访问有符号双字，reg 访问完整 128 位寄存器。vf 和 vi 访问 VU0 的向量浮点和整数寄存器。label 把地址转为跳转标签，hex 格式化立即数。
**为什么这样写：**R5900 寄存器 0 始终为零，函数检查寄存器号，返回字面量零避免生成无用的读写。EE 寄存器是 128 位的，访问时需指定宽度（字、双字、四字），函数名反映了这些宽度。
**没有它会怎样：**生成的 C++ 代码会大量出现 c.r[0] 的读写，编译器虽能优化但会增加代码体积。标签和立即数格式不统一会导致生成的代码难以阅读和调试。
VU 寄存器有特殊处理规则，累加器和寄存器零的行为与通用寄存器不同：
cpp
std::string vf(unsigned i, int lane_index) {
if (!i) return lane_index == 3 ? "0x3F800000u" : "0u";
return std::format("r.vf[{}].w[{}]", i, lane_index);
}
std::string vreg(unsigned i) { return i ? std::format("vload(r.vf[{}])", i) : "v4u{0u, 0u, 0u, 0x3F800000u}"; }
std::string shadow(int reg) { return reg == kAcc ? "nacc" : std::format("n{}", reg); }
std::string raw(int reg) { return reg == kAcc ? "r.acc" : std::format("r.vf[{}]", reg); }做了什么： vf 单独访问向量的一个通道，寄存器零的前三通道返回 0，第四通道（w 分量）返回 1.0 的浮点表示 0x3F800000。vreg 加载完整向量，寄存器零返回 (0, 0, 0, 1)。shadow 和 raw 区分流水线影子寄存器和实际寄存器，累加器用独立变量存储。
**为什么这样写：**PS2 的向量单元约定寄存器零是 (0, 0, 0, 1)，w 分量为 1 简化齐次坐标运算。VU 流水线有多周期延迟，指令写入的值要几个周期后才对后续指令可见，影子寄存器保存尚未提交的值。累加器是单独的硬件资源，不在寄存器文件中。
**没有它会怎样：**不返回特殊值会导致矩阵乘法和投影计算错误。不区分影子和实际寄存器会违背 VU 的流水线时序，游戏依赖精确时序的代码会崩溃或渲染错误。
动手上手
克隆仓库：
bash
git clone https://github.com/snuri00/ps2-web-recomp.git
cd ps2-web-recomp移植游戏：
bash
scripts/port.sh mygame "My Game.iso"这会在 build/web-mygame/ 生成 WebAssembly 和 HTML 文件，在 games/mygame/ 生成配置。过程中脚本会无头运行游戏，按下虚拟手柄的 start 和 cross 按钮收集 VU1 微程序。
**验证结果：**检查 build/web-mygame/index.html 是否存在，games/mygame/ 目录下应有 vu_programs/ 文件夹存放编译后的 VU 代码。
启动 Web 服务器：
bash
python3 scripts/serve.py build/web-mygame games/mygame/disc.iso**验证结果：**终端显示监听端口（默认 8000），浏览器访问 http://localhost:8000 应能看到游戏加载界面。Linux 用户需在 Chrome 启动时加 --enable-unsafe-webgpu 标志。
原生运行（可选）：
**验证结果：**SDL2 窗口弹出，游戏画面渲染。需要 SDL2 开发文件和 wgpu-native 库。
应用场景
移植新游戏 ：提供合法的 ISO 镜像，运行 port.sh 生成网页。脚本探索游戏启动流程，记录所有 VU1 微程序后编译为 C++。可能遇到未实现的系统调用，需修改 runtime 补充功能。
浏览器游玩 ：启用 WebGPU 的 Chrome 或 Edge 访问生成的页面。Linux 平台需手动开启 unsafe-webgpu 标志，macOS 和 Windows 在较新版本浏览器中默认支持。集成 GPU 上双倍分辨率帧率会下降，独立显卡表现更好。
原生运行 ：用 --native-only 构建，游戏在 SDL2 窗口播放，适合开发调试。原生版本可使用系统的 GPU 驱动，避开浏览器的沙箱限制，性能略高于 Web 版本。
按需加载：游戏镜像通过 HTTP Range 请求分段读取。初次加载只下载几 MB 的可执行文件，进入关卡后才读取场景数据。《GT赛车4》每帧上传 3MB 纹理，缓存策略减少 60% 数据传输。
独立分析
嵌套 setTimeout 被浏览器限流后帧率从 40-50fps 波动，改用 MessageChannel 稳定到 50fps。这是独立分析的结论：浏览器对定时器有最小间隔限制，MessageChannel 的消息队列绕过了这个限制，每帧的调度延迟更低。
分支位于 16KiB 单元末尾时，延迟槽可能被执行两次。《战神2》触发了这个重编译器 bug，表现为角色跳跃高度异常。独立分析：单元边界的跳转需要跨越到下一个单元，延迟槽指令在当前单元末尾执行一次，进入目标单元时又执行一次。修复方法是检测边界跳转，生成代码时显式标记延迟槽已执行。
纹理上传提前到不依赖的三角形之前，GPU 派遣次数从每帧 650 次降到 80 次。独立分析：GS 的显存写入和渲染命令交错时，每次写入会打断当前批次。提前上传纹理后，连续的渲染命令可以合并为一个派遣，减少 CPU 与 GPU 同步的开销。
与 PCSX2 比较：PCSX2 解释执行主 CPU，本项目静态重编译，性能高但移植每款游戏需要额外步骤。记忆卡格式兼容，可用 PCSX2 的存档。与 Play! 比较：IPU 的 VLC 表改编自 Play!，但本项目用 WebGPU 计算着色器实现 GS，Play! 用软件光栅化。姊妹项目 psp-web-recomp 采用相同方法移植 PSP 游戏。
局限与风险
游戏数据未包含，需要自备合法的 PS2 游戏镜像。项目不提供游戏文件，用户需拥有实体光盘或数字购买凭证。
WebGPU 兼容性受限。Chrome 和 Edge 在 Windows、macOS、部分 Linux 发行版上支持，Safari 尚未完整实现计算着色器，Firefox 需手动启用实验性标志。
某些 IOP 模块或 GS 特性可能未实现。PS2 硬件复杂，部分游戏依赖的外设、音频编解码、网络适配器功能尚未覆盖。遇到未知系统调用时游戏会卡住或崩溃。
集成 GPU 上双倍或三倍分辨率帧率下降。WebGPU 计算着色器需要大量内存带宽，集成显卡与 CPU 共享内存，高分辨率时带宽不足导致帧率低于 30fps。独立显卡表现更好。
记忆卡操作需要浏览器的持久化存储权限。IndexedDB 配额不足时存档可能丢失，用户需手动导出存档文件备份。
结论卡片
**适合：**拥有合法 PS2 游戏的玩家、静态重编译研究者、WebGPU 开发者。《GT赛车4》和《战神2》已验证可玩，其他游戏需要试错和补充 runtime 功能。
**不适合：**无游戏拷贝者、Safari 用户、期望所有游戏即插即用者。项目需要每款游戏单独移植，自动化脚本无法覆盖所有硬件特性。
**关注方向：**更多游戏的移植记录会在仓库 issues 中更新，IOP 模块和 GS 渲染特性的实现进度决定兼容性范围。WebGPU 标准的浏览器采用率上升后，Linux 和移动平台的可用性会改善。
项目地址：github.com/snuri00/ps2...
原文地址：tools.wflynn.cn/aitools/git...
关注公众号「YourTools」，每天推送 GitHub 趋势与开源工具速报：
