龙芯自主指令集二进制翻译应用 实现不同平台软件的兼容运行

龙芯中科宣布，推出基于自主指令系统LoongArch的二进制翻译应用解决方案，二进制翻译为核心技术，旨在消除指令壁垒，实现不同平台软件的兼容运行。

支持场景包括MIPS、x86、ARM平台上厂商已停止支持的老旧软硬件，以及厂商无法提供充分技术支持的商业闭源软件。

官方称，龙芯架构具有完全自主、技术先进、兼容生态三方面特点，LoongArch指令集也在设计之初就充分考虑了生态兼容需求，把实现将异构平台现有应用软件平滑迁移到龙芯平台作为设计目标。

除了基础指令、虚拟机扩展指令等指令外，LoongArch还包含二进制翻译扩展指令，以支持龙芯二进制翻译系统对其他架构下二进制指令的高效翻译。

龙芯二进制翻译系统基于LoongArch二进制翻译扩展指令实现，利用软硬件结合的翻译优化技术，实现跨指令集、跨操作系统间的应用兼容、高效运行。

龙芯二进制翻译应用解决方案通过三个龙芯二进制翻译系统LATM(LAT from MIPS)、LATA(LAT from ARM)、LATX(LAT from X86)，分别支持MIPS、ARM、x86平台的应用在龙芯平台的安装运行。

龙芯二进制翻译系统作为中间层，通过架构层支持与软硬协同算法优化，充分利用本地硬件，最大化提升模拟效率，为上层应用软件提供目标指令集的良好虚拟运行环境。

二进制翻译技术是实现跨指令系统兼容的重要手段，通过在宿主机(host)上用软件模拟目标机/客户机(guest)指令系统兼容的CPU，从而在宿主机上执行客户机的二进制代码，达到兼容的目的。

该方案的最大问题是效率，因为纯软件模拟的CPU，要比硬件直接实现的CPU慢很多，运行速度往往都是数量级的差异。

龙芯二进制翻译系统利用动态二进制翻译技术，使用了多种软硬件结合的翻译优化技术，利用LoongArch指令集二进制翻译扩展提供的EFLAGS运算标志指令与浮点特殊寻址模式支持，大幅减少翻译代价，提升二进制翻译程序的运行效率。

龙芯二进制翻译解决方案的三大优势：

- 高效

基于软硬件结合的高效二进制翻译技术，比传统软件模拟方式有数量级的性能提升。应用级翻译实现对3D加速、视频编解码等功能的硬件支持。

- 兼容

跨指令集应用兼容运行，通过wine中间件可实现Windows到Linux的操作系统级别兼容，支持多平台应用在龙芯平台的运行。

- 自主

与龙芯自主指令集设计深度协同，通过持续优化改进翻译器和指令集，实现更高效的翻译与更广泛的兼容性。

通过龙芯二进制翻译系统，基于wine中间件技术，可以在龙芯平台上流畅运行常用桌面应用，如微信、Photoshop等等。

它还支持硬件加速，可加速音视频、3D等应用场景，比如流畅运行CS等3D游戏，后续还将不断适配更多x86应用。

目前，龙芯二进制翻译技术已经落地多个解决方案场景，比如龙芯办公外设利旧通用解决方案(虚拟打印)。

标签： 自主指令 龙芯架构 技术先进 兼容生态

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