龍芯中科LoongArch指令系統(tǒng)生態(tài)發(fā)展進(jìn)展

第五屆關(guān)鍵信息基礎(chǔ)設(shè)施自主安全創(chuàng)新論壇在北京召開，這也是龍芯中科正式發(fā)布自主指令系統(tǒng)LoongArch一周年之際。

在本次論壇上，龍芯中科董事長胡偉武發(fā)表了《龍架構(gòu)(LoongArch)生態(tài)建設(shè)》的演講，圍繞自主信息體系建設(shè)，以及LoongArch指令系統(tǒng)生態(tài)發(fā)展，做了詳細(xì)分享。

基于龍芯二十年的科研歷程以及當(dāng)前國際國內(nèi)形勢，胡偉武指出：我國信息產(chǎn)業(yè)面臨改革開放以來最大的變局，推出自主指令系統(tǒng)，是建立自主體系的需要，更是實(shí)現(xiàn)技術(shù)自由的必要條件。

LoongArch正成為

與X86/ARM并列的頂層開源生態(tài)系統(tǒng)

指令系統(tǒng)是自主信息產(chǎn)業(yè)繞不過去的話題，胡偉武在演講中表示，我國不可能基于國外指令系統(tǒng)建設(shè)自主信息產(chǎn)業(yè)生態(tài)。龍芯中科于2021年正式發(fā)布了自主指令系統(tǒng)架構(gòu)LoongArch，已經(jīng)通過權(quán)威機(jī)構(gòu)系統(tǒng)的知識產(chǎn)權(quán)分析，做到了既自主又兼容，并充分融合主流指令系統(tǒng)X86、ARM等的主要特點(diǎn)。

為了降低產(chǎn)業(yè)鏈難度，做好芯片與操作系統(tǒng)之間的軟硬結(jié)合，龍芯中科不斷堅(jiān)持科技自主創(chuàng)新，當(dāng)前已掌握了“2+3+3+2”的十大技術(shù)能力。

龍芯十大技術(shù)能力

第一個(gè)“2”即BIOS、操作系統(tǒng)內(nèi)核能力;

第二個(gè)“3”指的是三大編譯器社區(qū)GCC、LLVM、GOLANG;

第三個(gè)“3”指的是虛擬機(jī)Java、javaScript、.NET;

最后一個(gè)“2”則是兩大二進(jìn)制翻譯系統(tǒng)LATX、LATA。

在掌握上述關(guān)鍵技術(shù)的基礎(chǔ)上，龍芯中科與國際開源軟件界開展了緊密合作。目前LoongArch架構(gòu)得到了國際開源軟件社區(qū)的廣泛認(rèn)可與支持，LoongArch正在成為與X86/ARM并列的頂層開源生態(tài)系統(tǒng)。胡偉武表示，希望到2022年底，開源社區(qū)對LoongArch的支持基本完善。

LoongArch已得到國際開源軟件界廣泛認(rèn)可與支持

基于LoongArch的軟件生態(tài)發(fā)展思路

打造自主編程框架

在演講中，胡偉武對基于LoongArch的軟件生態(tài)建設(shè)，進(jìn)行了深度解讀。

首先，龍芯中科會提供基礎(chǔ)版開源操作系統(tǒng)。胡偉武表示，龍芯中科除了要提供像BIOS、內(nèi)核、編譯器、虛擬機(jī)、瀏覽器、圖形庫這些核心模塊技術(shù)賦能下游產(chǎn)業(yè)鏈外，還要規(guī)范硬件的兼容性，通過統(tǒng)一系統(tǒng)架構(gòu)，實(shí)現(xiàn)操作系統(tǒng)硬件的兼容。實(shí)現(xiàn)硬件對一個(gè)操作系統(tǒng)，不管誰的主板，裝上就能跑起來，像windows那樣，無需不斷適配。

其次，龍芯中科通過高效二進(jìn)制翻譯系統(tǒng)消除指令系統(tǒng)壁壘，實(shí)現(xiàn)廣泛兼容。與蘋果的Rosetta以及Intel的Houdini翻譯器一樣，龍芯中科基于自主研發(fā)的LoongArch自主指令系統(tǒng)架構(gòu)，開發(fā)了二進(jìn)制翻譯系統(tǒng)LAT，支持X86和ARM平臺的軟件在龍芯平臺上運(yùn)行。另外，通過軟硬件結(jié)合大幅提高二進(jìn)制翻譯效率。

龍芯二進(jìn)制翻譯技術(shù)應(yīng)用

龍芯中科通過二進(jìn)制翻譯、瀏覽器插件兼容等關(guān)鍵技術(shù)，解決了IE時(shí)代應(yīng)用在國產(chǎn)操作系統(tǒng)上無法兼容的普遍問題，實(shí)現(xiàn)基于IE ActiveX插件技術(shù)的網(wǎng)銀、媒體等IE的網(wǎng)頁應(yīng)用能夠直接在龍芯平臺運(yùn)行。

同樣是通過打印系統(tǒng)模擬支持、二進(jìn)制翻譯、異構(gòu)驅(qū)動(dòng)統(tǒng)一管理技術(shù)這套系統(tǒng)，解決了大量打印機(jī)只有Windows驅(qū)動(dòng)，沒有Linux驅(qū)動(dòng)的問題，為國產(chǎn)操作系統(tǒng)環(huán)境下的打印機(jī)利舊使用提供了切實(shí)好用的解決方案。

最終，龍芯正在形成充分考慮兼容需求的自主編程框架。胡偉武表示，Linux的開放特性同時(shí)會引起應(yīng)用的兼容性問題，而龍芯中科打造了一套兼容框架，通過打包格式兼容、API環(huán)境兼容、內(nèi)核升級兼容等技術(shù)，實(shí)現(xiàn)跨Linux版本的應(yīng)用兼容。讓開發(fā)者在Linux平臺上只需一次開發(fā)，就可以各處使用。比如支持源碼、現(xiàn)有二進(jìn)制程序，以及對音頻、視頻、外設(shè)、打印機(jī)、輸入法等完全支持。

但僅僅有兼容框架是不夠的，胡偉武認(rèn)為，歸根到底，我們要形成自主的編程框架，才能解決應(yīng)用與系統(tǒng)平臺無休止的適配，因?yàn)楝F(xiàn)有的應(yīng)用都是基于別人的平臺寫的，這就是為什么安卓、Windows、iOS就不存在是否匹配問題，因?yàn)樗鼈兎謩e有自己編程框架和編程語言。所以，只有我們使用了自主編程框架編寫應(yīng)用，才能終止無休止的適配。認(rèn)識到了編程框架對自主信息體系建設(shè)的重要性，龍芯中科正在形成自己的編程框架，預(yù)計(jì)在明后年推出。

胡偉武強(qiáng)調(diào)，一個(gè)自主指令系統(tǒng)，一個(gè)自主編程框架，這兩個(gè)是自主軟件生態(tài)的底座。結(jié)合龍芯應(yīng)用框架來看，龍芯中科目前的研發(fā)進(jìn)展如下：

? 龍芯應(yīng)用基礎(chǔ)框架，完成

;? 龍芯應(yīng)用兼容框架，基本完成

;? 龍芯應(yīng)用開發(fā)框架，預(yù)研階段;

? 龍芯X86架構(gòu)翻譯系統(tǒng)LATX， “三件套”完成，通用平臺Beta版;

? 龍芯ARM架構(gòu)翻譯系統(tǒng)LATA，預(yù)研階段。

在演講的結(jié)尾，胡偉武表示，經(jīng)過20年的發(fā)展，我們的自主CPU和操作系統(tǒng)基本完成“補(bǔ)課”進(jìn)入了一個(gè)新階段，開啟新的征程。

龍芯中科愿以LoongArch為契機(jī)，堅(jiān)持建設(shè)國家自主信息體系，做國家信創(chuàng)事業(yè)的堅(jiān)強(qiáng)底座，創(chuàng)自主體系安全發(fā)展“芯”篇章，深度布局產(chǎn)業(yè)鏈配套和應(yīng)用生態(tài)，在自主創(chuàng)新的奮斗征程中一往無前。

原文標(biāo)題：堅(jiān)持建設(shè)國家自主信息體系，龍芯中科胡偉武“419”論壇暢談LoongArch生態(tài)建設(shè)藍(lán)圖

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審核編輯：湯梓紅