LuaJIT的優勢與特點 LuaJIT RISC-V的技術挑戰與工作進展

RISC-V SIG 預期隨主線發布的 openEuler 23.09 創新版本會集成 LuaJIT RISC-V 支持。本次發版將提供帶有完整 LuaJIT 支持的 RISC-V 環境并帶有相關軟件如 openResty 等軟件的支持。

隨著 RISC-V SIG 主線推動工作的進展，LuaJIT 和相關軟件在 RISC-V 架構下的支持也被合入到 openEuler 主線代碼中。這標志著，openEuler 將成為首個在主線分支為 LuaJIT 提供 RISC-V 架構支持的主流發行版。

LuaJIT 的優勢與特點

LuaJIT 是一個高效的 Lua5.1 實現，有高效的解釋器與優雅的即時編譯引擎，擁有相較原版 Lua5.1 平均數倍的性能，不僅如此，它也有諸如 FFI、Bitop 擴展和部分 Lua 高版本的特性?；谝陨显?，LuaJIT 被廣泛使用，成為了事實上的 Lua5.1/5.2 運行時。

LuaJIT RISC-V 項目背景

LuaJIT RISC-V（簡稱 LJRV）是將 LuaJIT 移植到 64 位 RISC-V 平臺上的項目，旨在為 RISC-V 平臺提供一個高效的 Lua 運行時，讓依賴 LuaJIT 的項目在 RISC-V 平臺上也能無障礙運行。此前，相關工作在國內外各個開源發行版平臺仍然屬于技術空白。

技術挑戰與工作進展

由于 LuaJIT 的核心部分使用匯編編寫，移植到不同指令集平臺中的復雜性很大。尤其是 LuaJIT 的 JIT 部分不依賴于如 LLVM 的通用編譯框架，此前僅在 x86、ARM 等平臺完成移植，而 RISC-V 指令集的移植工作尚未開始，大量依賴 LuaJIT 的軟件包在 RISC-V 架構的各個發行版上或無法運行，或只能使用低速的原版 Lua5.1。

目前，中科院軟件所成功移植了 LuaJIT 的大部分功能，包括 DynASM 動態匯編器，解釋器運行時和 RISC-V 后端，現已通過 PUC Lua5.1 回歸測試與 LuaJIT 回歸測試。同時，可以在 RISC-V 64 平臺上運行依賴 LuaJIT 的程序有 Sysbench，Neovim，OpenResty，L?VE 等。已知存在的問題是 Unwinding 功能尚未充分移植，JIT 可能會出現一些未知的 bug。待相關工作完成與修復后，工程會進一步合入上游。

另外在 openEuler 主線上，一些依賴 luajit 的包，都是深度集成形式的，如 openResty，wrk 等，移植工作需要進行進一步適配。

合入 openEuler 主線

基于 LuaJIT 的移植成果，RISC-V SIG 打包了相關 patch 并且合入了 openEuler 的 LuaJIT master 分支。這意味著從即將發布的 openEuler 23.09 創新版本開始，openEuler 將原生支持 RISC-V 平臺的 LuaJIT 以及相關生態軟件包，這將是首個在主線分支為 LuaJIT 提供 RISC-V 架構支持的主流發行版。

同時，在 LuaJIT 開發工作的基礎上，RISC-V SIG 也為 openResty 等 LuaJIT 強依賴的軟件包提供了相應的支持，目前已合入主線。下圖是依賴 LuaJIT 的開源游戲 Minetest 的運行演示圖，基于的環境是 openEuler RISC-V 平臺和 Unmatched 開發板。根據用戶測試反饋，游戲畫面流暢，操作延遲低。

性能對比及結果展示

我們在 VisionFive 2 和 LicheePi 4A 上分別使用 PUC Lua5.1、LJRV 關閉 JIT、LJRV 開啟 JIT，運行了 Lua-Benchmarks。在 TH1520 和 JH7110 環境的結果如下：

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關于作者

楊延玲，中科院軟件所 PLCT 實驗室實習生，歐拉開源社區 RISC-V SIG 成員，目前在溫州大學讀研二，負責協助 RISC-V SIG 和 ROS SIG 的日常運營。

審核編輯：湯梓紅