אמולטור RISC-V בצורת הצללה פיקסלים המאפשר להריץ לינוקס ב-VRChat

פורסמו תוצאות ניסוי בארגון השקת לינוקס בתוך מרחב התלת-ממד הווירטואלי של המשחק המקוון מרובי המשתתפים VRChat, המאפשר טעינת דגמי תלת-ממד עם הצללות משלהם. כדי ליישם את הרעיון שנוצר, נוצר אמולטור של ארכיטקטורת RISC-V, המבוצע בצד ה-GPU בצורה של הצללה פיקסל (פרגמנט) (VRChat אינו תומך בהצללות חישוביות ובמל"ט). קוד האמולטור מפורסם תחת רישיון MIT.

האמולטור מבוסס על יישום בשפת C, אשר יצירתו, בתורה, השתמשה בפיתוחים של האמולטור המינימליסטי riscv-rust, שפותח בשפת Rust. קוד ה-C המוכן מתורגם להצללת פיקסלים ב-HLSL, המתאים לטעינה ל-VRChat. האמולטור מספק תמיכה מלאה בארכיטקטורת ערכת ההוראות rv32imasu, יחידת ניהול הזיכרון SV32, ומערכת מינימלית של ציוד היקפי (UART וטיימר). היכולות המוכנות מספיקות לטעינת ליבת לינוקס 5.13.5 וסביבת שורת הפקודה הבסיסית BusyBox, איתה ניתן לקיים אינטראקציה ישירות מהעולם הווירטואלי של VRChat.

האמולטור מיושם ב-shader בצורה של מרקם דינמי משלו (Unity Custom Render Texture), בתוספת סקריפטים של Udon שסופקו עבור VRChat, המשמשים לשליטה באמולטור במהלך ביצועו. תוכן ה-RAM ומצב המעבד של המערכת המדומה מאוחסנים בצורה של מרקם, בגודל 2048x2048 פיקסלים. המעבד המדומה פועל בתדר של 250 קילו-הרץ. בנוסף ללינוקס, האמולטור יכול להריץ גם Micropython.

כדי ליצור אחסון נתונים מתמשך עם תמיכה בקריאה וכתיבה, טריק הוא להשתמש באובייקט מצלמה המחובר לאזור מלבני שנוצר על ידי הצללה ולכוון את הפלט של המרקם המעובד לקלט הצללה. בדרך זו, ניתן לקרוא כל פיקסל שנכתב במהלך ביצוע הצללת פיקסלים כאשר המסגרת הבאה מעובדת.

בעת החלת הצללות פיקסלים, מופעל מופע הצללה נפרד במקביל עבור כל פיקסל מרקם. תכונה זו מסבכת משמעותית את ההטמעה ודורשת תיאום נפרד של מצב המערכת המדומה והשוואה בין מיקום הפיקסל המעובד למצב ה-CPU המקודד בו או לתוכן ה-RAM של המערכת המדומה (כל פיקסל יכול לקודד 128 פיסות מידע). קוד ההצללה דורש הכללת מספר עצום של בדיקות, כדי לפשט את היישום שבו נעשה שימוש ב-perl preprocessor perlpp.

מקור: OpenNet.ru