在软件领域，Arm都做了哪些？

你也许不知道，作为全球知名的芯片IP公司，Arm 有45%的工程师是软件开发人员。其中固然有部分开发人员在做底层，比如相关驱动的开发，但更多的工程师在做高层软件工作，包括软件框架、性能分析工具、展示最佳实践等等。

日前，Arm终端事业部生态系统及工程高级总监 Geraint North介绍了Arm在软件和生态系统方面的贡献。文章将分为四个方面，包括64位部署迁移，安全行业投入，软件架构优化以及安卓动态性能框架的合作。

全面转向64位

Armv9.2全面转向了64位，一直以来，Arm都在宣传64位的好处，但安卓生态经过了一个漫长的过程才完成64位迁移。10多年前Arm就进入了64位，但直到去年谷歌最新的Pixel手机才成为第一款仅支持64位的安卓机，联发科也是于2022年推出只有64位核的SoC。

64 位通过更大的寻址空间，可以实现更高的安全和性能。在SpecInt2006性能测试中，可以看到64位性能相比32位差距越来越大，这是因为一方面在硬件IP实施上更看重64位路径优化，而在软件方面，同样是关注64位的编译器和库优化。

North表示，32位应用的存在不止阻碍了Arm，更是阻碍了包括芯片供应商、OEM、操作系统等发展，其验证成本、芯片面积、操作系统库以及持续维护等都需要额外考虑32位，也正因此Arm希望可以加速64位的普及。

Google的应用商店已经完成了向64位的迁移，而中国应用商店众多，所以推广64位应用生态相对比较复杂。但如今几个应用商店中前1000名应用已经100%具有64位版本，这也是由OEM开发者的支持所致。

而接下来，Arm将会在数字电视和机顶盒市场拓展64位生态。

为终端部署安全

根据NIST发布的报告，2021年有超过20000个CVE关键漏洞和暴露，其中CWE-787越界写入，是近年来增长较快的漏洞类别，Arm也将其作为重点防御目标。

除了通过将内存打标（tag），从而追踪常见的非法内存操作的MTE之外。Arm也推出了PAC（Pointer Authentication code）和BTI（Branch Target Identification）两种安全防御措施。

通过将PAC与BTI 联合保护，攻击者很难将现有的代码片断用于不法的手段，从而减少攻击者突破沙盒后的可访问代码足迹。PAC的作用是攻击者即便找到了覆盖一个指针的方法，但是难以用它真正覆盖任何的代码，在执行完一个函数以后不会返回到错误的地方，每一个函数被调用的时候连接寄存器就会被清零。 BTI 则可以保护程序不跳转到内存的未经授权地址，从而有效阻止攻击者跳转到函数中。

在过去的三年中，Arm和 Google 开源社区合作，用 PAC 和 BTI 全面保护Chromium。2022年，Unity中也启用了PAC/BTI。

利用软件充分释放架构性能

Arm通过提供不断提升编译器的效率，从而充分发挥全新架构的性能。比如Arm最近在 LLVM 的工作都是聚焦在 SVE2 的性能之上，这是 Armv9 引入的全新的矢量架构。Arm的Fast Model可以降低流片前性能提升的工作。

SVE2 本身是包括没有预定的指令和散点结构操作的功能，因此如果要确保 SVE2 的代码生成尽可能做好，就意味着要保证 LLVM 能做矢量化的工作，同时又能确保 LLVM 能够矢量化目前它不能做到的。另外，SVE2 不会很快普及，因此在 LLVM 16 中Arm引入了函数多版本，使开发者能够更加容易确保其函数的利用和 SVE2版本都能够生成。

同时，Halide也是一种高效的面对高性能图像处理的编程语言，他使LLVM作为代码生成器，因此与 LLVM 的合作也有助于 Halide。

安卓动态性能框架的合作

安卓关键开发框架如今共有四个组成部分，包括：第一、APDF 提示 API，它能够帮助系统根据游戏中的情况提高或降低 CPU 的频率。第二、APDF 散热 API ，它为开发者提供了数字信号，告诉他们离所谓的热阀值还有多远。第三、游戏模式 API ，这是向开发者提供关于用户性能或电池偏好的一些建议。第四、游戏状态的 API，可以允许游戏告诉系统他们在做什么，以便可以调整以满足游戏的性能需求。

安卓的动态性能框架和 Unity 的 APDF ，与 Arm 的 IP 可以非常好的协调响应。目前安卓已经提供了一个一致的 API ，开发者可以针对整个安卓生态系统来进行开发，这也给Arm充分发挥的空间，可以帮合作伙伴在Arm平台上更好的利用这些API创造自己的差异化。