RISC-V 对比 ARM64 的跨架构内核性能评估与缺陷挖掘
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国家重点研发计划 (2023YFB4503902)


Cross-architecture Kernel Performance Evaluation and Defect Mining: RISC-V vs. ARM64
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    摘要:

    RISC-V正处于蓬勃发展的阶段, 其软件生态的移植和构建工作也在持续推进. 由于操作系统本身的复杂性, 其性能评估通常仅停留在模块级别, 而难以在函数实现层面进行系统性的评估. 在软件适配过程中, 往往会借鉴ARM等成熟架构的优化策略. 本文提出了一种基于跨架构比较的细粒度内核性能评估与缺陷挖掘方法. 该方法通过跨架构上下文匹配和架构特定的性能异常检测, 使评估重点从模块级别转向函数级别. 本文将该方法应用于Linux 5.10内核的RISC-V与ARM之间的性能对比, 揭示了RISC-V在性能上的不足. 通过选定的测试套件进行实验, 在25个被识别为异常的上下文中, 检测出了9个RISC-V的性能问题, 其中80%被归类为高优先级问题, 这表明该方法的评估准确率达80%, 该方法能够在架构适配过程中快速、准确地识别潜在的性能问题.

    Abstract:

    RISC-V is rapidly evolving, with the porting and development of its software ecosystem advancing. Due to the complexity of operating system itself, performance evaluations are often limited to the module level, making it difficult to conduct systematic analysis at the function level. The software adaptation of RISC-V often draws on optimization strategies from mature architectures like ARM. This study proposes a method for fine-grained kernel performance evaluation and defect detection based on cross-architecture comparison. The method shifts the evaluation focus from the module level to the function level by using cross-architecture context matching and architecture-specific anomaly detection. It was applied to the Linux 5.10 kernel to compare the performance of RISC-V and ARM, which revealed the limitations of RISC-V. Experiments using a targeted test suite identified 9 performance issues from 25 anomalous contexts on RISC-V, with 80% classified as high priority. The result demonstrates that the proposed method achieves an evaluation accuracy of 80%, indicating the effectiveness and accuracy of the method in identifying performance issues during architecture adaptation.

    参考文献
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    引证文献
引用本文

吴雨薇,徐天宇,杨旺,于佳耕. RISC-V 对比 ARM64 的跨架构内核性能评估与缺陷挖掘.计算机系统应用,2026,35(1):129-140

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  • 收稿日期:2025-05-12
  • 最后修改日期:2025-06-24
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  • 在线发布日期: 2025-10-11
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