FFmpegOpenJDK17龙芯LoongArch版本

　　10天前，FFmpeg官网发布了FFmpeg5.0版，该版本除了增加了大量新功能外，还原生支持龙芯的LoongArch指令集。
　　今天，龙芯开源社区又发布了基于OpenJDK17的龙芯平台Java环境。
　　FFmpeg是被影音类软件大量使用的一个开源库，主要功能是编码、解码各种音频视频文件。几乎可以编码和解码所有的音视频格式、支持大量＂滤镜＂效果、支持硬件编码解码。市面上大多数的影音编辑类、影音播放类软件都以它为基础来实现更加丰富的功能。
　　以前龙芯的电脑上使用的FFmpeg是龙芯自己维护的分支，现在龙芯的LoongArch架构已经进入FFmpeg主线支持。像对x86、arm的支持一样，今后FFmpeg添加任何新功能、新特性也都会第一时间支持LoongArch。
　　FFmpeg在x86、arm架构的CPU上运行效率很高，因为代码中存在大量的针对x86、arm优化的汇编代码。在其它架构的CPU上，则主要使用c/c++的代码来替代这些更加优化的汇编代码，因此即使CPU性能相当，实际运行效率也会低很多。龙芯之前对自己维护的分支也添加了不少汇编代码优化，但总体上没有达到x86、arm的程度。在LoongArch进入FFmpeg主线之后，相信会有更多的开发者对其进行完善，使代码优化水平逐渐达到与x86、arm相当的程度。
　　Java是一种开发语言，也是一种程序运行环境。任何平台只要拥有符合规范的Java虚拟机软件，就可以运行使用Java语言开发的应用程序。Java程序跨平台运行时，不需要像C/C++这样的语言那样必须重新编译，也比解释型的脚本语言具有更高的运行效率。OpenJDK就是Java的功能包，提供Java程序开发和运行所需的各种API、Java虚拟机等基础环境。运行于龙芯平台上的Java虚拟机由龙芯团队开发和维护，并负责向最新版本OpenJDK增加对龙芯平台的支持。
　　以下内容来自龙芯中科微信公众号：
　　2022年1月27日， 龙芯中科于龙芯开源社区正式对外发布基于OpenJDK 17的龙芯平台Java环境 。Java 17提供了数千种性能、稳定性和安全性更新，以及14个JEP（JDK Enhancement Proposal，即 JDK 增强建议）来进一步优化Java语言和平台，从而帮助开发人员提高工作效率。
　　Java 17是Oracle最新发布的长期支持 (Long-Term Support, LTS) 版本[1]。关于Java 17更详细的内容请见下方Oracle官网[2]。 此次新发布的版本，除了上述上游更新以外，龙芯团队针对龙芯平台特别是LoongArch平台进行了新功能开发和优化 ，具体如下：
　　符合TCK标准
　　龙芯平台Java 17环境经过验证符合Java SE 17，新应用程序和现有应用程序无需修改即可运行。
　　支持C1编译器和分层编译
　　C2编译器（Server Compiler）主要满足了Java应用的峰值性能需求，此次发布的LoongArch64平台环境支持C1编译器（Client Compiler）和分层编译，可进一步满足对启动性能有要求的Java应用，比如桌面应用。通过实测，龙芯平台开启C1和分层编译之后，部分应用得到了显著提升： Eclipse启动时间减少16.4%，NetBeans启动时间减少20.1%，SPECjvm2008中的startup项提升13.4%，Dacapo中luindex和fop用时分别降低31.9%和29.2% 。
　　LoongArch向量指令优化
　　此次版本通过使用LoongArch向量指令对C2编译器进行了自动向量化优化，同时还进行了Vector API的硬件支持。通过实测，开启向量优化后， 在LoongArch64平台上SPECjvm2008中的scimark.lu.small提升了102.7% ， JMH Microbenchmarks含有Vector关键字的168项测试中，计时类测试中有39项用时降低1/2以上，吞吐量类测试中有26项提升2倍以上、其中最高项提升了200倍以上 。
　　支持ZGC
　　ZGC（The Z Garbage Collector），是一款低延迟垃圾回收器，它的设计目标包括[3]：
　　  亚毫秒级最大停顿时间
　　  暂停时间不随堆的大小、存活集及根集的大小的增加而增加
　　  支持8MB至16TB级别的堆大小
　　通过实测，龙芯平台（LoongArch64）开启ZGC后， 在3C5000L双路上SPECjbb2015 max-jOPS提升27.8%，critical-jOPS提升200%以上 。
　　加解密类优化
　　此次版本通过Intrinsics方式使用LoongArch基础指令对SHA1、SHA256、AES、MD5以及CRC32相关API进行优化。这些优化对SPECjvm2008中的crypto等项目有显著提升效果。
　　数组拷贝优化
　　此次版本针对LoongArch进行了数组拷贝相关操作的重构和优化。通过JMH Microbenchmarks测试显示， org.openjdk.bench.java.lang.ArrayCopy相关测试用例优化后平均执行时间下降33%，最多项下降了76.77% ，SPECjvm2008中的serial项优化后提升了6%以上。
　　原子指令优化
　　此次版本通过使用LoongArch原子访存指令减少了内存屏障指令的使用，对volatile相关操作实现了优化。
　　后期规划
　　除了上述优化以外，此次发布的版本还包含针对龙芯平台的一些故障修复。这些优化和故障修复中的部分内容已集成至龙芯平台低版本JDK中，更多内容会根据情况陆续集成至低版本JDK中。