Новите версии на емулатори Box86 и Box64, позволяващи стартиране на x86 игри на ARM системи

Публикувани са версиите на емулатори Box86 0.2.6 и Box64 0.1.8, предназначени за стартиране на Linux програми, събрани за архитектури x86 и x86_64, на оборудване с ARM, ARM64, PPC64LE и RISC-V процесори. Проектите се развиват синхронизирано от един екип разработчици — Box86 се ограничава до възможността за стартиране на 32-битови x86 приложения, а Box64 осигурява стартиране на 64-битови изпълними файлове. Проектът отдава голямо значение на организацията на стартиране на игрови приложения, включително предоставяйки възможност за стартиране на Windows версии чрез wine и Proton. Изходните текстове на проекта са написани на езика C и се разпространяват (Box86, Box64) под MIT лиценз.

Характерна особеност на проекта е прилагането на хибриден модел на изпълнение, при който емулация се прилага само на машинния код на самото приложение и специфични библиотеки. Типовите системни библиотеки, включително libc, libm, GTK, SDL, Vulkan и OpenGL, се заменят с варианти, родни за целевите платформи. Така библиотечните извиквания се изпълняват без емулация, което позволява значително увеличаване на производителността.

Емуляцията на код, за който липсват местни замени за целевата платформа, се извършва с техника на динамична прекомпилация (DynaRec) от един набор машинни инструкции в друг. В сравнение с интерпретацията на машинни инструкции, динамичната прекомпилация демонстрира от 5 до 10 пъти по-висока производителност.

В тестовете за производителност емулаторите Box86 и Box64 при изпълнение на платформи Armhf и Aarch64 значително превъзхождат проектите QEMU и FEX-emu, а в отделни тестове (glmark2, openarena) успяват да постигнат производителност, идентична на стартиране на версия, родна за целевата платформа. В тестовете 7-zip и dav1d, извършващи интензивни изчисления, производителността на Box64 е от 27% до 53% от производителността на родното приложение (за сравнение QEMU показва резултат от 5-16%, а FEX-emu — 13-26%). Допълнително беше направено сравнение с емулатора Rosetta 2, използван от Apple за стартиране на x86 код на системи с ARM чип M1. Rosetta 2 осигури изпълнение на теста на базата на 7zip с производителност 71% от родната версия, докато Box64 — 57%.

Що се отнася до съвместимостта с приложенията, от 165 тествани игри, успешно работят около 70%. Още около 10% работят, но с определени уговорки и ограничения. Сред поддържаните игри са WorldOfGoo, Airline Tycoon Deluxe, FTL, Undertale, A Risk of Rain, Cook Serve Delicious и повечето игри на компанията GameMaker. От игрите, с които се отбелязват проблеми, се споменават игри на базата на движка Unity3D, който е зависим от пакета Mono, емулацията на който засега не винаги работи поради използваната в Mono JIT-компилация, а също така има доста високи изисквания към графиката, които не винаги са постижими на ARM-платформите. Подмяната на библиотеките на GTK-приложенията засега е ограничена до GTK2 (подмяната на GTK3/4 не е реализирана напълно).

Основни промени в новите версии:

• Добавена обвивка за библиотеката Vulkan. Добавена поддръжка за графичния API Vulkan и DXVK (реализация на DXGI, Direct3D 9, 10 и 11 върху Vulkan).
• Подобрени обвивки за библиотеките на GTK. Добавени обвивки за gstreamer и библиотеките, обикновено използвани в GTK-приложенията.
• Добавена начална поддръжка (засега само режим на интерпретация) за архитектурите RISC-V и PPC64LE.
• Направени са корекции, насочени към подобряване на поддръжката на SteamPlay и прослойката Proton. Осигурена е възможност за стартиране на много Linux и Windows игри от Steam на платформи AArch64, като Raspberry Pi 3 и 4.
• Подобренo управлението на паметта, работата на mmap и проследяването на нарушения на защитата на паметта.
• Подобрена поддръжка на системния повик clone в libc. Добавена поддръжка на нови системни повиквания.
• В двигателя за динамична ре компилация е подобрена работата с регистрите SSE/x87, добавена е поддръжка на нови машинни кодове, оптимизирани са преобразованията на числата float и double, подобрена е обработката на вътрешни преходи, опростено е добавянето на поддръжка на нови архитектури.
• Подобрен е зареждащият модул за файлове във формат ELF.

Източник: opennet.ru