RISC-V emulaator pikslite shendina, mis võimaldas Linuxi käivitada VRChatis

On avaldatud katsetuste tulemused Linuxi käivitamisest kolmemõõtmelises mängus VRChat, mis võimaldab laadida 3D mudeleid oma shendidega. Tagamaks soovitud idee teostamine, loodi RISC-V arhitektuuri emulaator, mille käitus GPU poolt pikselite shendina (VRChat ei toeta arvutus shendeid ja UAV). Emulaatori kood on avaldatud MIT litsentsi alusel.

Emulaatori aluseks on C keeles rakendatud teostus, mille loomisel on samuti kasutatud minimalistliku riscv-rust emulaatori arengut, mis on arendatud Rust keeles. Valmistatud C-kood tõlgitakse pikseli shendiks HLSL keeles, mis on VRChatis laadimiseks sobiv. Emulaator pakub toetust RV32IMASU käskude komplektile, SV32 mäluhalduse blokkidele ja minimaalset komplekti perifeerseid seadmeid (UART ja taimer). Valmistatud võimalused on piisavad Linuxi 5.13.5 tuuma ja BusyBoxi põhikäsurea keskuse laadimiseks, millega saab otse VRChati virtuaalsest maailmast suhelda.

Emulaator on teostatud shendina, millel on oma dünaamiline tekstuur (Unity Custom Render Texture), millele on lisatud VRChati jaoks antud Udon skripte, mis on kasutusel emulaatori haldamiseks selle toimimise ajal. Emuleeritava süsteemi RAM sisu ja protsessori olek salvestatakse tekstuurina, mille suurus on 2048×2048 pikslit. Emuleeritav protsessor töötab sagedusel 250 kHz. Lisaks Linuxile saab emulaatoris käivitada ka Micropythonit.

Püsivalt andmete salvestamiseks, mis toetab lugemist ja kirjutamist, kasutatakse trikki, mis on seotud objekti Camera kasutamisega, mis on seotud piklike aladega, mida shend genereerib, ja renderdatud tekstuuri väljundi suunamisega shendi sisendi poole. Seega saab iga piksel, mis kirjutatakse pikseli shendi täitmise protsessis, lugeda järgmise kaadri töötlemisel.

Pikselishaderite kasutamisel käivitatakse iga tekstuuri piksliga paralleelselt eraldi shadeerika. See omadus teeb elluviimise oluliselt keerulisemaks ja nõuab kogu emuleeritud süsteemi oleku eraldi koordineerimist ning töödeldava piksliga seotud CPU oleku või emuleeritud süsteemi RAM-i sisu kodeeritud positsiooni vastavust (iga piksel võib kodeerida 128 bitti teavet). Shadeerikood nõuab samas hiiglasliku arvu kontrollide kaasamist, mille teostamise hõlbustamiseks on kasutatud perl-eelseisundit perlpp.

Allikas: opennet.ru