RISC-V技術及生態專題前言①

武延軍, 李 玲, 邢明杰

(中國科學院 軟件研究所, 北京 100190)

開源指令集RISC-V自2011年推出, 至今已有10個年頭.作為一個新興的指令集架構, 其發展勢頭非常迅猛, 受到產業界和學術界的廣泛關注.RISC-V的崛起, 給體系結構、系統軟件等領域帶來了新的機遇和挑戰.RISC-V指令集架構的開放性、模塊化、高度可定制的特點也使其成為體系結構和系統軟件創新的理想實驗平臺.

本專題采取定向邀請和自由投稿相結合的方式,共收到8篇投稿, 其中7篇通過了形式審查.特約編輯先后邀請了10多位相關領域專家參與審稿工作, 每篇投稿至少邀請2位專家進行評審.稿件經初審、多輪復審、終審, 并在RISC-V技術及生態研討會上進行報告, 最終有6篇論文入選本專題.其中:

論文“基于RISC-V的新型硬件性能計數器”針對RISC-V標準性能計數器的可拓展性欠佳、可同時捕獲事件數量有限等不足, 提出一種新的分布式硬件性能計數器, 并在lowRISC-v0.4開源SoC項目上對該方案進行驗證與評估.

論文“PEC-V: 基于RISC-V協處理器的內存溢出防御機制”介紹一種通過硬件方式實現的緩沖區溢出攻擊保護機制, 并基于RocketChip的RoCC (Rocket Custom Coprocessor)接口, 設計和實現了一個加解密指針的協處理器PEC-V.

論文“基于LLVM的RISC-V自定義擴展指令支持方法”通過分析LLVM編譯框架, 研究RISC-V自定義擴展指令支持的通用方法, 并以玄鐵C910自定義指令集為例進行實現和驗證.為基于LLVM基礎架構的RISC-V自定義指令集擴展研究與實現提供借鑒.

論文“基于LLVM的RISC-V向量擴展棧幀布局優化”針對LLVM向量擴展的棧幀布局存在訪存指令較多, 棧幀空間較大, 以及預留寄存器較多的問題, 提出新的棧幀布局方案以及向量對象地址計算方式.相關代碼實現已貢獻到LLVM社區.

論文“面向RISC-V的匯編程序語義等價性自動化測試系統”基于Spike模擬器的動態測試環境, 設計并實現了一套面向RISC-V的匯編程序語義等價性自動化測試系統.系統通過跟蹤機器狀態, 捕獲程序執行的副作用, 并結合用戶定義的測試目標生成測試報告.

論文“基于RISC-V的嵌入式智能小車行進控制系統”介紹了基于RISC-V的嵌入式智能小車控制系統的硬件連接方案、基于狀態機的智能小車狀態分析方法和不同應用場景下的電機控制方案.控制系統能夠實現智能小車的自主避障、碰撞檢測和姿態檢測等功能.

本專題主要面向RISC-V軟硬件相關的研究人員和工程人員, 內容涵蓋了體系結構、安全、編譯器、自動化測試、嵌入式應用等領域, 反映了我國學者在相關領域的最新研究進展.感謝《計算機系統應用》編委會對專題工作的指導和幫助, 感謝專題全體評審專家及時、耐心、細致的評審工作, 感謝踴躍投稿的所有作者.希望本專題能夠對RISC-V相關領域的研究工作有所促進.