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题名基于QEMU的RISC-V程序性能分析
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作者
秦宵宵
徐学政
杨德亨
崔焱旭
王涛
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机构
军事科学院国防科技创新研究院
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出处
《智能安全》
2024年第1期20-28,共9页
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文摘
开源指令集规范RISC-V具有模块化、高可定制的特点,可根据特定应用或需求定制指令集,从而优化性能、节约能耗,提高芯片的应用适配性。为了分析目标场景的需求以优化指令集设计,往往需要基于模拟器深入分析目标应用的特点。为此,本文面向RISC-V,提出了一种基于QEMU模拟器的程序性能分析技术,以动态二进制插桩的方式收集程序的运行信息,并结合调试信息进行基本块级和函数级的热点标注。相比于传统的性能分析技术(如Gprof等),本技术具有以下优势:一是不受硬件平台和操作系统的限制,适用于早期的指令集设计阶段;二是考虑了模拟器与真实芯片之间执行指令的差异,引入指令预估代价模型对结果进行修正。此外,本文提出的性能分析技术也可用于指导程序性能优化以及编译优化等。
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关键词
性能分析
RISC-V
QEMU
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Keywords
Program profiling
RISC-V
QEMU
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分类号
TP391.4
[自动化与计算机技术—计算机应用技术]
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题名基于QEMU的高效指令追踪技术
被引量：1
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作者
王涛
秦宵宵
徐学政
王璐
方健
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机构
军事科学院国防科技创新研究院
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出处
《计算机系统应用》
2023年第11期3-10,共8页
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基金
国家自然科学基金(62102439)。
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文摘
系统模拟器通过模拟处理器、内存、外设等硬件资源创建一个完整的虚拟计算机环境,支持运行和调试不同架构的软件,可大大缩短跨架构的软件开发周期.模拟器的调试模块通常具有指令追踪功能,可记录程序运行的指令序列以用于进一步分析,如程序运行时间评估、程序行为模式分析、软硬件联合仿真等.支持RISC-V架构的主流模拟器QEMU和Spike均具有指令追踪功能,但其时间和空间开销过大,在应对规模较大的应用时效率低下.本文提出了一种基于QEMU的指令追踪技术,将程序中的基本块、控制流图等静态信息与分支选择等动态信息解耦,在保证指令序列不失真的同时高效追踪执行序列.相比QEMU原生实现的指令追踪,本文提出的指令追踪技术的时间开销平均降低了80%以上,空间开销平均降低了95%以上.此外,本文面向RISC-V架构,实现了多种场景下的指令序列离线分析,包括指令分类统计、程序热点标记、行为模式分析等.
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关键词
QEMU
RISC-V
指令追踪
模拟器
处理器
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Keywords
QEMU
RISC-V
instruction tracing
emulator
processor
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分类号
TP332
[自动化与计算机技术—计算机系统结构]
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