苹果的 Rosetta 2 的实现原理大概是怎样的？ 第1页

没有内幕消息，也没用过苹果设备，以下都是从网上搜索来的，结合了一些自己的分析。

Rosetta 2 可以将 x86 指令翻译成 ARM 指令，支持 JIT（Just-In-Time）和 AOT（Ahead-Of-Time）两种模式。JIT 在程序运行的时候动态翻译指令，类似于 JVM。AOT 在软件安装的时候直接翻译成 ARM 指令，Android 也有类似的技术。

x86 指令集虽然复杂，但 Rosetta 2 只需要支持其中的子集，也就是用户态指令。特权指令、虚拟化扩展则不支持，我猜测 SSE、AVX 这类指令也不支持。M1 是一个 64 位的处理器，翻译的也是 64 位的 x86_64 指令，相似度很高。

Rosetta 2 的目的是运行 MacOS 软件，操作系统已经有了 ARM 版，还需要转换系统调用。毕竟转换前后都是跑在 MacOS 上的，系统调用都一样，只要把传参方式从 x86 换成 ARM 就行。

其实，x86 切换 ARM 有一个重大优势，那就是两套指令集都是小端法（little-endian），翻译指令的时候不需要做字节序反转（byteswap）。苹果上一次从 PowerPC 切换到 x86 就没有这种运气，因为 PowerPC 是大端法（big-endian），转换起来要麻烦许多。

不过，这回遇到了一个新问题，x86 与 ARM 的内存一致性模型（memory consistency model）不一样，会导致多线程软件运行结果出现差异，这也是 ARM 模拟 x86 的最大困难。苹果用了最暴力的办法，直接在芯片里做了 Intel 版本的内存模型，运行 Rosetta 2 的时候，通过一个后门开关切换到 Intel 内存模型，运行原生 ARM 程序的时候使用正常的 ARM 内存模型（见附图的第4条）。估计这一点才是 Rosetta 2 性能好的最大贡献。