基于龍芯處理器進程級虛擬機的優(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,采用先進的結(jié)構(gòu)設(shè)計技術(shù),充分開發(fā)指令級并行性,已躋身世界先進通用處理器的行列。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行服務(wù)器類應(yīng)用,實現(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行多樣化的應(yīng)用,也非常需要實現(xiàn)對X86的兼容。 目前有很多開源的虛擬機平臺,可以實現(xiàn)MIPS到X86平臺的異構(gòu)支持,QEMU動態(tài)二進制翻譯器就是其中的一種,它有系統(tǒng)級和進程級兩種工作模式,并且可以實現(xiàn)多種異構(gòu)平臺的映射。具有依賴平臺多樣、翻譯效率相對較高、開源易移植等優(yōu)點,因此選擇QEMU作為二進制翻譯的主要媒介,實現(xiàn)龍芯處理器的進程級虛擬機,以達到龍芯處理器兼容X86應(yīng)用程序的目的。 由于二

3、進制翻譯器是純軟件的翻譯,程序的運行速度成為了關(guān)鍵的問題。龍芯處理器要支持虛擬機,僅依靠軟件的實現(xiàn)難以滿足人們的需求,對虛擬機加速也就成為了首要的問題。龍芯三號處理器的設(shè)計規(guī)范已經(jīng)添加了相應(yīng)的硬件支持以實現(xiàn)對虛擬機的性能需求,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QEMU虛擬機的改造和添加,達到了優(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號單核F