【轉(zhuǎn)】蘋果的 Rosetta 2 的實現(xiàn)原理大概是怎樣的？

2023-10-09 22:38 作者:小林家的垃圾王R 0人讀過 | 我要投稿

蘋果的 Rosetta 2 的實現(xiàn)原理大概是怎樣的？

是從x86匯編編譯到arm匯編嗎？

還是有其他的黑科技？

2 個回答

宋子明

不負責(zé)修電腦

沒有內(nèi)幕消息，也沒用過蘋果

設(shè)備，以下都是從網(wǎng)上搜索來的，結(jié)合了一些自己的分析。

Rosetta 2 可以將 x86 指令翻譯成 ARM 指令，支持 JIT（Just-In-Time）和 AOT（Ahead-Of-Time）兩種模式。JIT 在程序運行的時候動態(tài)翻譯指令，類似于 JVM。AOT 在軟件安裝的時候直接翻譯成 ARM 指令，Android 也有類似的技術(shù)。

x86 指令集

雖然復(fù)雜，但 Rosetta 2 只需要支持其中的子集，也就是用戶態(tài)指令。特權(quán)指令、虛擬化擴展則不支持，我猜測 SSE、AVX 這類指令也不支持。M1 是一個 64 位的處理器

，翻譯的也是 64 位的 x86_64 指令，相似度很高。

Rosetta 2 的目的是運行 MacOS 軟件，操作系統(tǒng)

已經(jīng)有了 ARM 版，還需要轉(zhuǎn)換系統(tǒng)調(diào)用。畢竟轉(zhuǎn)換前后都是跑在 MacOS 上的，系統(tǒng)調(diào)用都一樣，只要把傳參方式

從 x86 換成 ARM 就行。

其實，x86 切換 ARM 有一個重大優(yōu)勢，那就是兩套指令集都是小端法（little-endian

），翻譯指令的時候不需要做字節(jié)序反轉(zhuǎn)（byteswap）。蘋果上一次從 PowerPC 切換到 x86 就沒有這種運氣，因為 PowerPC 是大端法（big-endian

），轉(zhuǎn)換起來要麻煩許多。

不過，這回遇到了一個新問題，x86 與 ARM 的內(nèi)存一致性模型（memory consistency model）不一樣，會導(dǎo)致多線程

軟件運行結(jié)果出現(xiàn)差異，這也是 ARM 模擬 x86 的最大困難。蘋果用了最暴力的辦法，直接在芯片里做了 Intel 版本的內(nèi)存模型，運行 Rosetta 2 的時候，通過一個后門開關(guān)切換到 Intel 內(nèi)存模型，運行原生 ARM 程序的時候使用正常的 ARM 內(nèi)存模型（見附圖的第4條）。估計這一點才是 Rosetta 2 性能好的最大貢獻。