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대규모 데이타 공유를 위한 유닉스 가상 메모리의 기능확장
유혁(Hyuck Yoo) 한국정보과학회 1996 정보과학회논문지 : 시스템 및 이론 Vol.23 No.12
본 논문은 대규모 데이타 공유가 유닉스(UNIX)에서 어떻게 이루어지는지에 대하여 고찰한다. 데이타의 공유란 다수 개의 협력 프로세스(cooperating processes)들이 동시에 하나의 데이타 집합에 접근하고 변경하는 것을 의미한다. 유닉스에서 널리 이용되고 있는 데이타 공유 방법은 공유 메모리 인터페이스(shared memory interface)이다. 데이타의 공유가 대규모인 경우에, 즉 공유되는 데이타의 양이 많고 협력 프로세스의 개수가 증가함에 따라 유닉스의 가상 메모리 시스템에서는 페이지 테이블 스틸링(page table stealing)이 발생한다. 페이지 테이블 스틸링은 공유 메모리 인터페이스를 사용하는 협력 프로세스들의 수행 능력을 매우 저하시킨다. 본 논문은 페이지 테이블 스틸링을 막기 위한 몇 가지 대안을 분석하고 공유 페이지 테이블(shared page table)을 해결책으로 제시한다. Solaris 운영체제에서 공유 페이지 테이블을 구현하였으며, 벤치마크 실험 결과는 공유 페이지 테이블은 페이지 테이블 스틸링을 방지하며 80 퍼센트에서 200 퍼센트 이상의 성능 향상을 가져옴을 보여준다. This paper investigates how large-scale data sharing is done in UNIX. By data sharing, we mean that cooperating processes access and update the same set of data. One of the popular facilities for data sharing in UNIX is the shared memory interface. In the case of large-scale data sharing, i. e., the shared data is big and the number of cooperating processes is large, the UNIX virtual memory system runs into page table stealing, which is a major bottleneck in multiprocessor systems. We consider a few alternatives to avoid page table stealing and propose a solution called shared page tables. We implemented shared page tables on Solaris, and the results of experiments show that shared page tables prevent page table stealing and improve the performance of cooperating processes from 80 percent to over 200 percent.
MobiVMM : 임베디드 장치를 위한 가상머신 모니터
유시환(Seehwan Yoo),유혁(Chuck Yoo) 한국정보과학회 2009 한국정보과학회 학술발표논문집 Vol.36 No.1
Software in embedded systems in highly dependent on the running hardware platform. Because most of embedded systems have its unique objectives, software as well as hardware is tightly coupled and optimized to the ends. However, recent mobile phones are evolving as attaching diverse devices such as camera, media player and banking chips. This trend makes a huge impact on software architecture. It makes the software in the embedded systems be complex, and it resembles that of the desktop PCs. Especially, drivers for new devices negatively impact to the system reliability because they are pre-matured in many cases. To resolve the problems from the evolving hardware platform, we need have a solid software architecture which is strong against the pre-matured software stack, and requires smallest effort on developing new software on the hardware. We adopt a VM-architecture to deal with the problems in the evolving embedded systems. This study reveals that the VM architecture provides a stable software platform for the mobile phones and makes it easy to port form one hardware platform to the other.
유시환(Seehwan Yoo),곽근환(Kuenhwan Kwak),조재현(Jae-hyun Jo),유혁(Chuck Yoo) 한국정보과학회 2011 한국정보과학회 학술발표논문집 Vol.38 No.1B
본 논문에서는 Xen-ARM 기반의 가상화 환경에서 실시간 게스트 운영체제의 I/O를 지원하기 위한 방법을 제안한다. Xen-ARM 하이퍼바이저는 서버 환경에서 주로 사용되는 Xen 가상화 기법을 모바일 구조인 ARM에서 구현한 것으로, 분할 드라이버 모델과 크레딧 스케줄러를 지원한다. 하지만, 이러한 두 가지 특성은 I/O 처리 지연의 주요 원인이 된다. 특히, 장치 드라이버와 사용자 태스크의 실행 중에 하이퍼바이저의 도메인 간 스위칭이 필요하므로, 특정 시간으로 I/O 처리 지연을 제한하기 대단히 어렵다. 본 논문에서는 게스트 운영체제의 수정을 통해 I/O 처리 지연을 제한하는 기법을 제안한다. 게스트 운영체제는 현재 실행되는 태스크의 특성을 Xen-ARM 하이퍼바이저에게 간접적으로 전달하여, 전체 시스템의 모든 태스크에 대하여 우선순위를 부여하며, 하이퍼바이저의 스케줄러에서 인터럽트 처리를 위해 가장 응급한 태스크 실행을 스케줄링 할 수 있도록 한다. 제안하는 기법은 실험을 통해, I/O를 처리하는 도메인의 1ms 이상의 처리시간이 84%에서 99%까지 줄어들 수 있음을 보인다.
TZIPC : ARM TrustZone을 이용한 보안 IPC
유성배(Sungbae Yoo),김세원(Sewon Kim),유시환(Seehwan Yoo),유혁(Chuck Yoo) 한국정보과학회 2013 정보과학회논문지 : 시스템 및 이론 Vol.40 No.3
신뢰성 있는 시스템에서, 각 요소간의 안전한 통신은 중요한 부분 중 하나이다. 따라서 본 논문에서는 IPC(Inter Process Communication)의 신뢰성을 높이는데 초점을 맞췄다. 그리고 신뢰성을 높이기 위해 기존의 소프트웨어적인 고립기법 대신 하드웨어적인 고립방식인 ARM TrustZone을 이용하였다. 본 논문에서는 최종적으로 ARM TrustZone을 이용한 보안 IPC인 TZIPC를 제안한다. 기존의 IPC는 운영체제에서 관리되고 있어 운영체제 변조에 취약한 구조를 가지고 있다. 운영체제는 Rooing이나 Jail-breaking과 같은 기법들을 통해 쉽게 변조 될 수 있다. 반면에 TZIPC는 TrustZone을 사용하여, IPC 메시지를 운영체제와 분리시킨다. 따라서, 운영체제가 변조되는 상황 하에서도 TZIPC를 사용하면 IPC 메시지의 무결성을 지킬 수 있다. 그럼에도 불구하고 TZIPC에 존재하는 오버헤드는 약 0.24%정도로 미미한 정도이다. In a trustworthy system, It is one of important part to protect communication between elements of system. We focused on improvement of IPC(Inter Process Communication)’s reliability. And, we use hardware isolation - ARM TrustZone, rather than software isolation. Finally, we proposed TZIPC, an secure IPC using ARM TrustZone. Existing IPC has a vulnerable structure because it is managed by OS. It is possible to tamper an OS using techniques such as rooting, jail-breaking. Otherwise, TZIPC uses Trustzone for isolation of IPC message data from an OS. So, TZIPC can protect integrity of IPC message data, even if OS is infected by malicious codes. Nevertheless, TZIPC’s overhead is 0.24%, which is neglible.
유시환(Seehwan Yoo),유혁(Chuck Yoo) 한국정보과학회 2007 한국정보과학회 학술발표논문집 Vol.34 No.1B
시스템 가상화 기술은 현재까지 대형 서버 시스템의 관리의 편의성과 유지 비용의 최소화를 위해 널리 사용되어 오고 있다. 임베디드 환경에서도 가상화를 통해 유지, 관리의 편의성과 시스템의 신뢰성 확보 및 보안성 강화 등의 장점을 가질 수 있다. 본 논문에서는 임베디드 시스템의 가상화를 위한 도전 과제들과 구체적인 문제점들을 분석한다.