VRChat에서 Linux를 실행할 수 있는 픽셀 셰이더 형태의 RISC-V 에뮬레이터

자체 셰이더로 3D 모델을 로드할 수 있는 멀티플레이어 온라인 게임 VRChat의 가상 3D 공간 내에서 Linux 출시를 구성하는 실험 결과가 공개되었습니다. 구상된 아이디어를 구현하기 위해 RISC-V 아키텍처의 에뮬레이터가 생성되었으며 픽셀(조각) 셰이더 형태로 GPU 측에서 실행되었습니다(VRChat은 계산 셰이더 및 UAV를 지원하지 않음). 에뮬레이터 코드는 MIT 라이센스에 따라 게시됩니다.

에뮬레이터는 C 언어 구현을 기반으로 하며, 그 생성에는 Rust 언어로 개발된 최소한의 에뮬레이터 riscv-rust의 개발이 사용되었습니다. 준비된 C 코드는 VRChat에 로드하기에 적합한 HLSL의 픽셀 셰이더로 변환됩니다. 에뮬레이터는 rv32imasu 명령어 세트 아키텍처, SV32 메모리 관리 장치 및 최소 주변 장치 세트(UART 및 타이머)를 완벽하게 지원합니다. 준비된 기능은 VRChat 가상 세계에서 직접 상호 작용할 수 있는 Linux 커널 5.13.5 및 기본 BusyBox 명령줄 환경을 로드하는 데 충분합니다.

에뮬레이터는 실행 중에 에뮬레이터를 제어하는 ​​데 사용되는 VRChat용으로 제공되는 Udon 스크립트로 보완된 자체 동적 텍스처(Unity Custom Render Texture)의 형태로 셰이더에서 구현됩니다. RAM의 내용과 에뮬레이트된 시스템의 프로세서 상태는 2048x2048 픽셀 크기의 텍스처 형태로 저장됩니다. 에뮬레이트된 프로세서는 250kHz의 주파수에서 작동합니다. Linux 외에도 에뮬레이터는 Micropython을 실행할 수도 있습니다.

읽기 및 쓰기를 지원하는 영구 데이터 저장소를 만들려면 셰이더에서 생성된 직사각형 영역에 바인딩된 카메라 개체를 사용하고 렌더링된 텍스처의 출력을 셰이더 입력으로 보내는 것이 비결입니다. 이렇게 하면 픽셀 셰이더 실행 중에 작성된 모든 픽셀을 다음 프레임이 처리될 때 읽을 수 있습니다.

픽셀 셰이더를 적용할 때 각 텍스처 픽셀에 대해 별도의 셰이더 인스턴스가 병렬로 시작됩니다. 이 기능은 구현을 상당히 복잡하게 하며 전체 에뮬레이트된 시스템의 상태를 별도로 조정하고 처리된 픽셀의 위치를 ​​여기에 인코딩된 CPU 상태 또는 에뮬레이트된 시스템의 RAM 내용과 비교해야 합니다(각 픽셀은 128을 인코딩할 수 있음). 약간의 정보). 셰이더 코드에는 perl 전처리기 perlpp가 사용된 구현을 단순화하기 위해 엄청난 수의 검사가 포함되어야 합니다.

출처 : opennet.ru