基于龍芯處理器進(jìn)程級(jí)虛擬機(jī)的優(yōu)化.pdf

1、龍芯處理器是我國自主研發(fā)的高性能通用處理器,它兼容MIPS64指令集和一些專用指令,采用先進(jìn)的結(jié)構(gòu)設(shè)計(jì)技術(shù),充分開發(fā)指令級(jí)并行性,已躋身世界先進(jìn)通用處理器的行列。龍芯處理器基于MIPS架構(gòu),而在當(dāng)今占據(jù)大型的服務(wù)器主導(dǎo)地位是X86架構(gòu),大部分桌面操作系統(tǒng)和應(yīng)用軟件也都基于X86。龍芯處理器為了能夠廣泛地運(yùn)行服務(wù)器類應(yīng)用,實(shí)現(xiàn)與X86架構(gòu)的兼容就成為了必要的任務(wù)；另外,X86架構(gòu)的應(yīng)用程序更加多樣化,很多商業(yè)的軟件都是基于X86架構(gòu)的,所

2、以龍芯處理器要想更為廣泛地運(yùn)行多樣化的應(yīng)用,也非常需要實(shí)現(xiàn)對(duì)X86的兼容。 目前有很多開源的虛擬機(jī)平臺(tái),可以實(shí)現(xiàn)MIPS到X86平臺(tái)的異構(gòu)支持,QEMU動(dòng)態(tài)二進(jìn)制翻譯器就是其中的一種,它有系統(tǒng)級(jí)和進(jìn)程級(jí)兩種工作模式,并且可以實(shí)現(xiàn)多種異構(gòu)平臺(tái)的映射。具有依賴平臺(tái)多樣、翻譯效率相對(duì)較高、開源易移植等優(yōu)點(diǎn),因此選擇QEMU作為二進(jìn)制翻譯的主要媒介,實(shí)現(xiàn)龍芯處理器的進(jìn)程級(jí)虛擬機(jī),以達(dá)到龍芯處理器兼容X86應(yīng)用程序的目的。 由于二

3、進(jìn)制翻譯器是純軟件的翻譯,程序的運(yùn)行速度成為了關(guān)鍵的問題。龍芯處理器要支持虛擬機(jī),僅依靠軟件的實(shí)現(xiàn)難以滿足人們的需求,對(duì)虛擬機(jī)加速也就成為了首要的問題。龍芯三號(hào)處理器的設(shè)計(jì)規(guī)范已經(jīng)添加了相應(yīng)的硬件支持以實(shí)現(xiàn)對(duì)虛擬機(jī)的性能需求,但除此之外軟件方面的優(yōu)化作用也不可忽視。本文正是通過對(duì)QEMU虛擬機(jī)的改造和添加,達(dá)到了優(yōu)化和加速的目的。改造和優(yōu)化主要包括寄存器處理優(yōu)化、非對(duì)齊訪存指令優(yōu)化和多媒體指令優(yōu)化三方面。在龍芯2F處理器和龍芯3號(hào)單核F