國產(chǎn)龍芯自主指令集二進制翻譯應(yīng)用：可流暢打CS

龍芯中科宣布，推出基于自主指令系統(tǒng)LoongArch的二進制翻譯應(yīng)用解決方案，二進制翻譯為核心技術(shù)，旨在消除指令壁壘，實現(xiàn)不同平臺軟件的兼容運行。支持場景包括MIPS、x86、ARM平臺上廠商已停止支持的老舊軟硬件，以及廠商無法提供充分技術(shù)支持的商業(yè)閉源軟件。

官方稱，龍芯架構(gòu)具有完全自主、技術(shù)先進、兼容生態(tài)三方面特點，LoongArch指令集也在設(shè)計之初就充分考慮了生態(tài)兼容需求，把實現(xiàn)將異構(gòu)平臺現(xiàn)有應(yīng)用軟件平滑遷移到龍芯平臺作為設(shè)計目標。

除了基礎(chǔ)指令、虛擬機擴展指令等指令外，LoongArch還包含二進制翻譯擴展指令，以支持龍芯二進制翻譯系統(tǒng)對其他架構(gòu)下二進制指令的高效翻譯。

龍芯二進制翻譯系統(tǒng)基于LoongArch二進制翻譯擴展指令實現(xiàn)，利用軟硬件結(jié)合的翻譯優(yōu)化技術(shù)，實現(xiàn)跨指令集、跨操作系統(tǒng)間的應(yīng)用兼容、高效運行。

龍芯二進制翻譯應(yīng)用解決方案通過三個龍芯二進制翻譯系統(tǒng)LATM（LAT from MIPS）、LATA（LAT from ARM）、LATX（LAT from X86），分別支持MIPS、ARM、x86平臺的應(yīng)用在龍芯平臺的安裝運行。

龍芯二進制翻譯系統(tǒng)作為中間層，通過架構(gòu)層支持與軟硬協(xié)同算法優(yōu)化，充分利用本地硬件，最大化提升模擬效率，為上層應(yīng)用軟件提供目標指令集的良好虛擬運行環(huán)境。

二進制翻譯技術(shù)是實現(xiàn)跨指令系統(tǒng)兼容的重要手段，通過在宿主機（host）上用軟件模擬目標機/客戶機（guest）指令系統(tǒng)兼容的CPU，從而在宿主機上執(zhí)行客戶機的二進制代碼，達到兼容的目的。

該方案的最大問題是效率，因為純軟件模擬的CPU，要比硬件直接實現(xiàn)的CPU慢很多，運行速度往往都是數(shù)量級的差異。

龍芯二進制翻譯系統(tǒng)利用動態(tài)二進制翻譯技術(shù)，使用了多種軟硬件結(jié)合的翻譯優(yōu)化技術(shù)，利用LoongArch指令集二進制翻譯擴展提供的EFLAGS運算標志指令與浮點特殊尋址模式支持，大幅減少翻譯代價，提升二進制翻譯程序的運行效率。

龍芯二進制翻譯解決方案的三大優(yōu)勢：

－ 高效

基于軟硬件結(jié)合的高效二進制翻譯技術(shù)，比傳統(tǒng)軟件模擬方式有數(shù)量級的性能提升。應(yīng)用級翻譯實現(xiàn)對3D加速、視頻編解碼等功能的硬件支持。

－ 兼容

跨指令集應(yīng)用兼容運行，通過wine中間件可實現(xiàn)Windows到Linux的操作系統(tǒng)級別兼容，支持多平臺應(yīng)用在龍芯平臺的運行。

－ 自主

與龍芯自主指令集設(shè)計深度協(xié)同，通過持續(xù)優(yōu)化改進翻譯器和指令集，實現(xiàn)更高效的翻譯與更廣泛的兼容性。

通過龍芯二進制翻譯系統(tǒng)，基于wine中間件技術(shù)，可以在龍芯平臺上流暢運行常用桌面應(yīng)用，如微信、Photoshop等等。

它還支持硬件加速，可加速音視頻、3D等應(yīng)用場景，比如流暢運行CS等3D游戲，后續(xù)還將不斷適配更多x86應(yīng)用。

目前，龍芯二進制翻譯技術(shù)已經(jīng)落地多個解決方案場景，比如龍芯辦公外設(shè)利舊通用解決方案（虛擬打印）。