龙芯信息化平台的应用迁移工作思考

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龙芯信息化平台的应用迁移工作思考
靳国杰1  张 戈1  高 翔1  胡伟武1，2
 (1. 龙芯中科技术有限公司 北京 100095；2. 中国科学院计算技术研究所 北京 100190)

 
摘要：“构建安全可控的信息技术体系”已经成为我国解决国家信息安全并提升产业竞争力的共识。龙芯CPU经过多年发展，在相关信息化试点应用的带动下，底层软硬件平台逐步完善，在这种情况下，如何针对已有大量成熟的上层应用进行应用迁移将成为打造自主软硬件生态成败的关键。由于大量应用基于主流API（应用编程接口）而不是ISA（CPU指令集）进行开发，因此应用迁移的关键在于对主流API的良好兼容和支持。目前，龙芯CPU平台已经全面兼容主流编程语言和API，并积极投入API平台软件相关的开源社区生态建设。在此过程中，龙芯团队加强应用迁移的技术支持与服务力量，并为应用开发者提供应用迁移指南教程与培训，及时解决应用迁移过程中遇到的各类问题，为构建自主可控的信息技术体系提供有效提速手段。
关键词：龙芯；自主可控；安全可靠；软件生态；应用迁移；API
中图分类号: TP274+.2          文献标识码 B

 
Application Migration to Loongson Platform In the Environment of Information Systems
 Jin Guojie1   Zhang Ge1   Gao Xiang1  Hu Weiwu1,2
(1 Loongson Technology Corporation Limited, Beijing 100095；2 Institute of Computing Technology of the Chinese Academy of Sciences, Beijing 100190)

Abstract: Building a secure and controllable information technology architecture is the key point to insure national security. Loongson CPU has evolved for years with practice and cases in application.The self-designed CPU along with the fundamental software/hardware have reached a high stable level. Large amount of legacy application systems need to be migrated to Loongson platform. All typical API(Application Programming Interface) can run on Loongson platform, which facilitates the development and migration of applications. Loongson makes outstanding contributions to open-source community with thousands lines of software patches.Programmers can migrate their systems to Loongson platform in a short time with necessary guide and training service from Loongson.
Key words: Loongson; Self-determination and Controllability; Security and Reliability; Software Ecology;Application Migration; API
1  引 言
安全可控信息体系是指核心信息技术和产品自主可控，能够以此构建实现安全可靠的信息技术体系。国内的信息体系长期呈现应用发达、基础薄弱的不对等现象，需要从根本上改变CPU、操作系统两大核心技术长期采用国外产品的现状，在产品制造、产品供给、技术发展等各方面消除受制于人的命门，并且在此基础上建立自主软件生态。
随着自主软硬件平台在应用中不断提升成熟度，建设安全可靠信息体系的战略面临着重要转轨，以前的主要矛盾聚焦于解决CPU、OS的自主研发问题，下一阶段将逐步过渡到打造自主软件生态的轨道上来。
2  自主可控应用推广瓶颈从底层基础软硬件逐步转向应用迁移
2.1 自十八大以来，在有关应用试点的带动下，龙芯CPU基础平台成熟度大幅度提高，正在从量的积累形成质变
具体体现在以下四个方面：
（1）功能完整：龙芯平台经过多轮试点，在试点过程中联合合作伙伴完善了包括操作系统、数据库、中间件、Java虚拟机、核心浏览器、Flash等插件、虚拟化平台以及实际用户办公场景下的大量打印机、扫描仪等外设产品适配，操作系统由32位升级为64位，实现了应用仓库、在线升级特性以提升使用体验、简化运维管理，龙芯平台面向办公业务类信息化支撑功能完备；
（2）架构稳定：试点应用初期，不同主板需要进行专门的操作系统适配，CPU升级也得专门的操作系统适配，形成组合爆炸。通过完善包括CPU、桥片、固件（BIOS）、操作系统的技术规范，龙芯平台逐步统一了系统架构，目前已经做到了同一个操作系统版本对不同主板、整机和CPU系列芯片的二进制兼容，大幅降低系统架构层面的适配工作量；
（3）性能优化：龙芯处理器从早期试点的3A1000到目前的3A3000，CPU性能总体提升3至4倍，底层基础软件如Java虚拟机、浏览器JavaScript引擎性能平均提升2.5倍，总体应用性能提升1个数量级；正在研制的3A4000/3C5000，在保持系统架构兼容的基础上，单核性能再提升1至2倍，同时提高核数，综合通用性能接近主流CPU水平；
（4）问题收敛：试点初期，应用适配中发现的很多与稳定性、性能相关的问题追溯到CPU或操作系统，需要CPU和操作系统企业紧急组织攻关解决。而近一年来，应用适配中发现的问题很少追溯到底层的CPU和操作系统，更多在于操作系统之上与应用软件之间的磨合适配，自主基础软硬件平台的成熟度在用户不断使用当中得到大幅提升。
2.2 随着自主基础软硬件的成熟，如何针对已有大量成熟应用进行应用迁移将成为打造自主软硬件生态成败的关键
向自主软硬件平台进行全面应用迁移，这是一个具有历史性的大工程，难点在于以下方面：一是工作量庞大，面临以往30年间建设的应用系统，难以胜数，而解决国家安全问题的任务紧迫，留给自主软硬件进行替代的时间窗口较短。二是开源软件生态的碎片化，Linux的“集市式开发”导致生态严重发散，操