【嘉德點評】馮諾依曼架構、處理器市場體系都在受到衝擊，浪潮的該項專利在RISC-V處理器迅速發展的背景下，介紹了基於該處理器架構的linux系統移植方法。
集微網消息，在全球高新科技蓬勃發展的大背景下，許多固有的體系不斷受到衝擊，其中電子與計算機產業首當其衝。從計算機指令集架構（ISA）的角度看，Arm和x86幾乎占據了所有的市場，然而隨著摩爾定理走向終結， AIOT的不斷發展，計算架構的創新被推到了歷史前台，RISC-V開啟了新一輪開源硬體與晶片設計的熱潮。
RISC-V(Reduced Instruction Set Computer–FIVE)是一種新興處理器，是基於精簡指令集計算(RISC)原理建立的開放指令集架構(ISA)，它是在指令集不斷發展和成熟的基礎上建立的全新指令，相對於ARM、X86等傳統處理器，RISC-V具有完全開源、高速發展、易於移植系統、設計簡單、功耗低、可擴展性強等優勢而被廣泛應用，甚至未來將會成為IOT領域的主流計算架構。
為使得作業系統能夠在RISC-V上運行與調度資源，需要進行嵌入式作業系統的移植，目前現有的linux系統移植技術大多數針對於Arm和x86處理器，而沒有針對新型RISC-V處理器的系統移植方法，因此如何實現基於RISC-V處理器的系統移植，是處理器技術領域的重要問題。基於此，蘇州浪潮智能科技有限公司提出了一項名為「基於RISC-V處理器的系統移植方法及相關組件」的發明專利（申請號：201910451664.2），申請人為蘇州浪潮智能科技有限公司。該專利的主要內容包括基於RISC-V處理器的linux系統移植方法，並基於此方法，提出一種系統移植設備。
圖1 基於RISC-V處理器的系統移植方法的流程圖
由於Linux系統具有體積小、內核可裁減、網絡功能完善、可移植性強等諸多優點，因此linux系統廣泛應用於RISC-V處理器中，圖1展示了該專利提出的基於RISC-V處理器的系統移植方法流程圖。在步驟s110中，調用RISC-V處理器對應的工具鏈搭建交叉編譯環境，其中交叉編譯環境主要由編譯器、連接器、解釋器組成，包括gcc，binutils等工具以及linux內核文件等，通常可採用RISC-V處理器對應的工具鏈，如riscv64-unknownlinux-gnu-/riscv32-unknown-linux-gnu-。步驟s120在交叉編譯環境中調用匹配內核以RISC-V體系架構編譯linux內核，生成不含有根文件系統的內核鏡像文件，用於後續管理硬體設備、實現進程調度等。步驟130調用linux命令以及工具生成嵌入至RISC-V處理器架構的linux系統可執行程序。步驟s140用於添加系統目錄，生成根文件系統的鏡像文件。如常用的系統目錄項目/bin、/sbin、/dev、/etc、/lib、/usr、/sys、/tmp等。步驟s160用於將內核鏡像文件嵌入至引導程序，從而生成包含引導程序、內核鏡像、根文件系統於一體的二進位文件bbl，進而加載到處理器的內存中，從而最終生成完整的基於RISC-V的linux作業系統。
圖2 系統移植方法簡圖
在上述系統移植方法中主要生成3個文件，包括引導程序bbl（BootLoader）、linux內核鏡像文件vmlinux、根文件系統鏡像文件rootfs.cpio。具體如圖2所示，其中bbl是系統內核運行之前運行的一段小程序，用於初始化硬體設備，建立內存空間的映射圖，並將內核加載到內存中，完成系統的啟動與加載。vmlinux是linux系統內核的一種鏡像文件，用於管理硬體設備、實現進程調度等；rootfs .cpio是一個文件集合，用來存放內核啟動後運行的第一個程序(init)、給用戶提供操作介面的shell程序、應用程式所依賴的庫等。上述方法可以高效且迅速的實現基於RISC-V處理器的系統移植。
圖3 系統移植裝置結構圖
此專利還基於上述方法提出了一種系統移植裝置，包括環境搭建單元210、內核編譯單元220、可執行程序生成單元230、鏡像文件生成單元240、內核重編單元250以及程序嵌入單元260，該裝置中各個框圖結構的功能與系統移植方法相互對應。
科技地創新不斷碰撞催生出固有體系的變革，諸如馮諾依曼架構、處理器市場體系都在受到衝擊，此專利在RISC-V處理器迅速發展的背景下，介紹了基於該處理器架構的linux系統移植方法，從這也看出國內企業在處理器領域與頂尖技術正在不斷縮小差距，相信未來AIOT的市場中國企業定會大放異彩。（校對/holly）