정보과학회 논문지 A : 시스템 및 이론
Current Result Document : 10 / 10
| 한글제목(Korean Title) |
실시간 시스템을 위한 선점형 사용자 레벨 쓰레드의 설계 |
| 영문제목(English Title) |
Designing Preemptive User-Level Threads for Real-Time Systems |
| 저자(Author) |
서양민
박정근
홍성수
Yangmin Seo
Jungkeun Park
Seongsoo Hong
|
| 원문수록처(Citation) |
VOL 26 NO. 09 PP. 1096 ~ 1111 (1999. 09) |
한글내용
(Korean Abstract) |
내장 실시간 시스템에서는 높은 우선순위의 비동기 이벤트들을 시의적절하게 처리하기 위해 낮은 비용을 갖는 선점에 기초한 다중 쓰레딩을 지원해야만 한다. 일반적으로 유저 레벨 쓰레드는 커널 쓰레드에 비하여 낮은 비용으로 훨씬 유연한 기능을 제공한다. 반면, 실시간 시스템에서는 커널 쓰레드가 단순한 쓰레드 스케쥴링과 시그널 처리를 할 수 있기 때문에 유저 쓰레드에 비해 훨씬 선호되어 왔다. 본 논문에서는 내장 실시간 시스템에 적합한 새로운 개념의 유저 레벨 다중 쓰레딩 기법을 제안한다. 이 기법은 가상 쓰레드(virtual thread)와 스케쥴링 이벤트 업콜(scheduling event upcall) 방식으로 구성된다. 가상 쓰레드는 유저 쓰레드의 커널 레벨의 체현(incarnation)으로 유저 쓰레드가 커널에서 수행하기 위한 환경을 제공한다. 이것은 가상 쓰레드는 스케쥴링 되지 않는 수동적인 객체이며, 스케쥴링은 필요할 때마다 연결되는 유저 쓰레드에 의해 이루어짐을 의미한다. 스케쥴링 이벤트 업콜은 쓰레드가 커널에서 블록하거나 타이머의 만기될 때와 같이 커널에서 발생하는 이벤트들을 유저 프로세스에게 효율적으로 전달하기 위해 개발된 기법이다. 이 기법에서는 잠금(lock)없이 접근할 수 있는 커널/유저 공유 큐를 사용하여 커널에서 발생한 이벤트들을 유저에게 전달한다. 그 결과 순간적인 과부하 상태에서도 이벤트를 소실하고 않고 안전하게 유저에게 전달할 수 있다.
본 논문에서 제안된 기법들은 유저 레벨 인터럽트, 실시간 쓰레드 인터페이스와 같은 실시간 시스템을 위한 기법들과 함께 서울대학교에서 개발한 Arx 실시간 운영체계에 성공적으로 구현되었다. 본 논문의 실험 결과를 통해서 알 수 있듯이, 우리의 유저 레벨 쓰레드 기법은 유저 레벨 쓰레드가 갖는 본래의 장점을 유지하면서도 Solaris나 Windows와 같은 상업용 운영체제가 제공하는 커널 쓰레드에 비해 높은 성능을 제공한다. |
영문내용
(English Abstract) |
In real-time systems, it becomes imperative to support preemptive multithreading at a low cost in order to timely respond to high priority asynchronous events. Although user-level threads provide more flexible abstraction with lower overhead than kernel-level threads, kernel-level threads are more favored in real-time systems due to their simpler thread scheduling and signal handling. In this paper, we present a new user-level multithreading scheme suitable for real-time systems. It consists of virtual threads and a new scheduling event upcall mechanism. A virtual thread is a kernel-level incarnation of a user-level thread that provides for a kernel-level execution environment. It is a passive entity which is temporarily bound to a user-level thread, when necessary. The scheduling event upcall mechanism enables the kernel to notify user processes of kernel events such as thread blocking and timer expiration. For our upcall scheme, we have eliminated unpredictable and nondeterministic components from traditional upcall schemes such as scheduler activations and signals. Our scheme makes use of a lock-free event queue which allows both the kernel and user processes to avoid costly synchronization operations without losing any events even in a transient overload. We have fully implemented the proposed schemes along with several other real-time system supports such as user-level interrupts, user-level timers, and real-time thread interfaces in the Arx real-time operating system that we have developed at Seoul National University. Our experimental results show that these schemes outperform kernel threads that can be found in commercial operating systems such as Solaris and Windows 98, without compromising the benefits of user-level threads. |
| 키워드(Keyword) |
|
| 파일첨부 |
PDF 다운로드
|
