Page 27 - 《软件学报》2026年第6期
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软件学报 ISSN 1000-9825, CODEN RUXUEW                                        E-mail: jos@iscas.ac.cn
                 2026,37(6):2346−2369 [doi: 10.13328/j.cnki.jos.007617] [CSTR: 32375.14.jos.007617]  http://www.jos.org.cn
                 ©中国科学院软件研究所版权所有.                                                          Tel: +86-10-62562563



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                 面向    RISC-V     指令集多样性的兼容性感知多层级构建方法

                 屈    晟  1,2 ,    苏运强  1 ,    林哲远  3 ,    燕言言  3 ,    冯    洋  3 ,    赵    琛  1


                 1
                  (中国科学院 软件研究所 智能软件研究中心, 北京 100190)
                 2
                  (中国科学院大学, 北京 100049)
                  (计算机软件新技术全国重点实验室        (南京大学), 江苏 南京 210023)
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                 通信作者: 赵琛, E-mail: zhaochen@iscas.ac.cn

                 摘 要: RISC-V  指令集架构凭借其开放性与模块化设计, 推动了芯片架构实现创新与定制化, 但与此同时也引发
                 了严重的软件生态碎片化问题. 传统的跨平台软件构建机制                    (如现场编译、IFUNC     与  Multilib) 在  RISC-V  生态中
                 面临兼容性差、维护成本高与优化粒度不足等显著挑战, 亟需新的解决方案. 提出了一种面向                             RISC-V  平台的兼容
                 性感知多层级编译方法——RuyiBuild         工具链, 以  LLVM IR  为中间表示, 结合非侵入式编译流程拦截机制, 实现了
                 对现有软件构建系统的透明适配, 使构建生成的操作系统软件包既具备面向不同                          RISC-V  扩展指令集的兼容性, 又
                 可以面向最终运行平台进行基于扩展指令集的自适应优化, 有效解决了                       RISC-V  指令集多样性背景下, 多指令扩展
                 组合与平台差异下二进制高性能优化与广泛兼容性的双目标统筹实现问题. RuyiBuild                        工具链围绕    LLVM IR  的提
                 取与部署、转换与优化设计了一套完整的跨平台软件分发与精细化优化框架, 主要包含                              4  个核心机制: 透明化双
                 路径编译与     LLVM IR  提取机制、动态链接库        LLVM IR  合并与链接转换机制、LLVM IR          文件部署与发行版
                 RPM  自动化集成机制以及客户端与云端            LLVM IR  动态转换与资源自适应调度机制. 在技术实现方面, RuyiBuild
                 工具链通过封装编译工具与系统命令, 在不修改源码与构建系统的前提下实现                          LLVM IR  的全路径提取与分发, 并
                 在部署阶段支持      LLVM IR  与传统二进制的同步发布. 同时, 为支持多种目标设备和微架构的性能优化, RuyiBuild
                 支持客户端资源感知的延迟转换、云端面向多架构的适配与                      LLVM IR  动态转换. 实验结果表明, RuyiBuild    能够
                 面向多种   RISC-V  指令集扩展与微架构组合实现对目标程序的部署, 并在性能、兼容性、构建开销与部署复杂度
                 方面取得较好平衡, 解决了硬件兼容性与硬件性能充分发挥之间的矛盾. 为                       RISC-V  生态中的软件构建、部署与适
                 配提供了新的解决思路, 具备良好的学术价值与实践推广潜力.
                 关键词: RISC-V; LLVM IR; 跨平台编译; 软件生态碎片化; 多架构适配; 构建系统透明性
                 中图法分类号: TP311

                 中文引用格式: 屈晟,  苏运强,  林哲远,  燕言言,  冯洋,  赵琛.  面向RISC-V指令集多样性的兼容性感知多层级构建方法.  软件学报,
                 2026, 37(6): 2346–2369. http://www.jos.org.cn/1000-9825/7617.htm
                 英文引用格式: Qu  S,  Su  YQ,  Lin  ZY,  Yan  YY,  Feng  Y,  Zhao  C.  Compatibility-aware  Multi-level  Build  Method  for  RISC-V
                 Instruction Set Diversity. Ruan Jian Xue Bao/Journal of Software, 2026, 37(6): 2346–2369 (in Chinese). http://www.jos.org.cn/1000-
                 9825/7617.htm
                 Compatibility-aware Multi-level Build Method for RISC-V Instruction Set Diversity

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                        1,2
                                                  3
                                                                         3
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                 QU Sheng , SU Yun-Qiang , LIN Zhe-Yuan , YAN Yan-Yan , FENG Yang , ZHAO Chen 1
                 1
                 (Intelligent Software Research Center, Institute of Software, Chinese Academy of Sciences, Beijing 100190, China)
                 2
                 (University of Chinese Academy of Sciences, Beijing 100049, China)


                 *    本文由“RISC-V  与人工智能系统软件前沿进展”专题特约编辑武延军研究员、谢涛教授、侯锐研究员、宋威研究员、邢明杰高级工
                  程师推荐.
                  收稿时间: 2025-09-08; 修改时间: 2025-10-20, 2025-12-08; 采用时间: 2025-12-17; jos 在线出版时间: 2025-12-26
                  CNKI 网络首发时间: 2026-04-02
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