RISC-V技術(shù)及生態(tài)專題前言①

武延軍, 李 玲, 邢明杰

(中國(guó)科學(xué)院 軟件研究所, 北京 100190)

開(kāi)源指令集RISC-V自2011年推出, 至今已有10個(gè)年頭.作為一個(gè)新興的指令集架構(gòu), 其發(fā)展勢(shì)頭非常迅猛, 受到產(chǎn)業(yè)界和學(xué)術(shù)界的廣泛關(guān)注.RISC-V的崛起, 給體系結(jié)構(gòu)、系統(tǒng)軟件等領(lǐng)域帶來(lái)了新的機(jī)遇和挑戰(zhàn).RISC-V指令集架構(gòu)的開(kāi)放性、模塊化、高度可定制的特點(diǎn)也使其成為體系結(jié)構(gòu)和系統(tǒng)軟件創(chuàng)新的理想實(shí)驗(yàn)平臺(tái).

本專題采取定向邀請(qǐng)和自由投稿相結(jié)合的方式,共收到8篇投稿, 其中7篇通過(guò)了形式審查.特約編輯先后邀請(qǐng)了10多位相關(guān)領(lǐng)域?qū)＜覅⑴c審稿工作, 每篇投稿至少邀請(qǐng)2位專家進(jìn)行評(píng)審.稿件經(jīng)初審、多輪復(fù)審、終審, 并在RISC-V技術(shù)及生態(tài)研討會(huì)上進(jìn)行報(bào)告, 最終有6篇論文入選本專題.其中:

論文“基于RISC-V的新型硬件性能計(jì)數(shù)器”針對(duì)RISC-V標(biāo)準(zhǔn)性能計(jì)數(shù)器的可拓展性欠佳、可同時(shí)捕獲事件數(shù)量有限等不足, 提出一種新的分布式硬件性能計(jì)數(shù)器, 并在lowRISC-v0.4開(kāi)源SoC項(xiàng)目上對(duì)該方案進(jìn)行驗(yàn)證與評(píng)估.

論文“PEC-V: 基于RISC-V協(xié)處理器的內(nèi)存溢出防御機(jī)制”介紹一種通過(guò)硬件方式實(shí)現(xiàn)的緩沖區(qū)溢出攻擊保護(hù)機(jī)制, 并基于RocketChip的RoCC (Rocket Custom Coprocessor)接口, 設(shè)計(jì)和實(shí)現(xiàn)了一個(gè)加解密指針的協(xié)處理器PEC-V.

論文“基于LLVM的RISC-V自定義擴(kuò)展指令支持方法”通過(guò)分析LLVM編譯框架, 研究RISC-V自定義擴(kuò)展指令支持的通用方法, 并以玄鐵C910自定義指令集為例進(jìn)行實(shí)現(xiàn)和驗(yàn)證.為基于LLVM基礎(chǔ)架構(gòu)的RISC-V自定義指令集擴(kuò)展研究與實(shí)現(xiàn)提供借鑒.

論文“基于LLVM的RISC-V向量擴(kuò)展棧幀布局優(yōu)化”針對(duì)LLVM向量擴(kuò)展的棧幀布局存在訪存指令較多, 棧幀空間較大, 以及預(yù)留寄存器較多的問(wèn)題, 提出新的棧幀布局方案以及向量對(duì)象地址計(jì)算方式.相關(guān)代碼實(shí)現(xiàn)已貢獻(xiàn)到LLVM社區(qū).

論文“面向RISC-V的匯編程序語(yǔ)義等價(jià)性自動(dòng)化測(cè)試系統(tǒng)”基于Spike模擬器的動(dòng)態(tài)測(cè)試環(huán)境, 設(shè)計(jì)并實(shí)現(xiàn)了一套面向RISC-V的匯編程序語(yǔ)義等價(jià)性自動(dòng)化測(cè)試系統(tǒng).系統(tǒng)通過(guò)跟蹤機(jī)器狀態(tài), 捕獲程序執(zhí)行的副作用, 并結(jié)合用戶定義的測(cè)試目標(biāo)生成測(cè)試報(bào)告.

論文“基于RISC-V的嵌入式智能小車行進(jìn)控制系統(tǒng)”介紹了基于RISC-V的嵌入式智能小車控制系統(tǒng)的硬件連接方案、基于狀態(tài)機(jī)的智能小車狀態(tài)分析方法和不同應(yīng)用場(chǎng)景下的電機(jī)控制方案.控制系統(tǒng)能夠?qū)崿F(xiàn)智能小車的自主避障、碰撞檢測(cè)和姿態(tài)檢測(cè)等功能.

本專題主要面向RISC-V軟硬件相關(guān)的研究人員和工程人員, 內(nèi)容涵蓋了體系結(jié)構(gòu)、安全、編譯器、自動(dòng)化測(cè)試、嵌入式應(yīng)用等領(lǐng)域, 反映了我國(guó)學(xué)者在相關(guān)領(lǐng)域的最新研究進(jìn)展.感謝《計(jì)算機(jī)系統(tǒng)應(yīng)用》編委會(huì)對(duì)專題工作的指導(dǎo)和幫助, 感謝專題全體評(píng)審專家及時(shí)、耐心、細(xì)致的評(píng)審工作, 感謝踴躍投稿的所有作者.希望本專題能夠?qū)ISC-V相關(guān)領(lǐng)域的研究工作有所促進(jìn).