著者

山木田 和哉 山田 浩史 河野 健二

雑誌

研究報告 システムソフトウェアと オペレーティング・システム(OS)

巻号頁・発行日

vol.2011, no.4, pp.1-11, 2011-07-20

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可用性の高いサービスを実現するために,オペレーティングシステム (OS) には高い信頼性が求められる.しかし,現在の OS 内部には多くのバグが含まれており,カーネルクラッシュの原因となっている.古くからカーネルクラッシュに対し広く用いられているリカバリ手法として,OS の再起動が挙げられる.OS 再起動はシンプルかつ強力なリカバリ手法であり,カーネルクラッシュの原因を特定せずとも,システムを復旧することができる.しかし,OS の再起動には時間を要するという問題点も存在する.これは,OS 再起動がハードウェアやカーネルの初期化など,多くの煩雑な手順を踏まなければならないためである.そこで本研究では,システム起動フェーズの再現性に着目した OS の再起動高速化手法 Phase-based Reboot を提案する.Phase-based Reboot では,OS 起動時の動作を実行フェーズ毎に分割して,システムの状態を保存する.そして,OS 再起動時に,過去の OS 起動時と同じ動作をする場合は,過去の実行フェーズを再利用することで,迅速に再起動と同等の効果を得る.また,Phase-based Reboot を Xen 3.4.1 上で稼働する Linux 2.6.18 内に実装し,評価実験を行った.実験では,既存の OS 再起動に要する時間を約 34% から 94% 削減できることを確認した.Although operating systems (OSes) are crucial to achieving high availability of computer systems, modern OSes are far from bug-free. Rebooting the OS is simple, powerful, and sometimes the only remedy for kernel failures. Once we accept reboot-based recovery as a fact of life, we should try to ensure that the downtime caused by reboots is as short as possible. Unfortunately, OS reboots involve significant downtime, which is unacceptable in commercial services. This paper presents "phase-based" reboots that shorten the downtime caused by reboot-based recovery. The key idea is to divide a boot sequence into phases. The phase-based reboot reuses a system state in the previous boot if the next boot reproduces the same state. A prototype of the phase-based reboot was implemented on Xen 3.4.1 running para-virtualized Linux 2.6.18. Experiments with the prototype show that it successfully recovered from kernel transient failures inserted by a fault injector, and its downtime was 34.3 to 93.6% shorter than that of the normal reboot-based recovery.

著者

小川 夏樹 大山 恵弘

雑誌

研究報告 システムソフトウェアと オペレーティング・システム(OS)

巻号頁・発行日

vol.2011, no.5, pp.1-7, 2011-07-20

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情報機器の画面は広告表示先として極めて魅力的である.これまで,広告表示のための様々な方法が既に提案されてきたが,これらは表示場所が制限されていたり,特定の OS やアプリケーションに強く依存しているなどの問題がある.そこで,本研究では,OS やアプリケーションにほとんど依存せず,画面上の任意の場所に任意の広告画像を表示するハイパバイザ ADvisor を提案する.ADvisor は,ゲスト OS および仮想マシンの状態がある条件を満たしたタイミングで,画面上に画像や文字を表示する.例えば,ゲスト OS と I/O デバイスの間で転送されるデータブロックに特定のキーワードが含まれているときに,そのキーワードに連動した広告を表示する.我々は,ADvisor を実装し,それが実行時間に与えるオーバヘッドを,ベンチマークを用いた実験により測定した.Screens of information devices are an extremely attractive platform for displaying advertisements. Although numerous methods for displaying advertisement have been proposed so far, they have problems such as a limited space for displaying and strong dependency on a particular OS or application. In this paper, we propose ADvisor, a hypervisor for displaying arbitrary advertising pictures at arbitrary places on the desktop screen of a guest OS. ADvisor displays pictures and character strings on a screen when a certain condition on a guest OS or a virtual machine is satisfied. For example, when a data block transferred between the guest OS and I/O devices contains a certain keyword, ADvisor displays an advertisement related to the keyword. We implemented ADvisor and measured its runtime overheads through experiments using a benchmark.

著者

高橋延匡 武山潤一郎 並木美太郎 中川正樹 石川 裕

雑誌

研究報告 システムソフトウェアと オペレーティング・システム(OS)

巻号頁・発行日

vol.2011, no.2, pp.1-6, 2011-07-20

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今後の高性能計算機においては,数十から数百以上のコアを集積したメニーコア環境が重要な役割を負う.メニーコア環境では,これまでのマルチコア環境とは違った OS カーネルやシステムソフトウェアが要求されるが,それらの開発の際に必要な実験向けメニーコア環境は,現在はまだ一般に入手できない.このような状況でも OS の開発を進めるために,本研究ではアクセラレータタイプのメニーコア環境を FPGA を用いてシミュレーションするシステムを設計する.また,HDL による実装の前段階として,Gem5 フルシステムシミュレータ上にメニーコア環境をモデリングする.Manycore processors, which have more than dozens of cores, will play large role in high-performance computing (HPC) in near future. Manycore environments require kernels and other system software to be designed differently from multicore counterpart. However, manycore environments that are necessary to develop those system softwares is not generally available currently. Our study aims designing and implementing a simulator of manycore environment in FPGA for those system software development. Prior to implementing the system in FPGA, we model the manycore processor on Gem5 full-system simulator.

著者

佐藤 未来子 辻田 祐一 堀 敦史 並木 美太郎

雑誌

研究報告 システムソフトウェアと オペレーティング・システム(OS)

巻号頁・発行日

vol.2011, no.6, pp.1-6, 2011-07-20

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ハイパフォーマンスコンピューティング (HPC) の分野では,ペタフロップス級のスーパーコンピュータ開発が現実のものとなり,エクサフロップス,ゼッタフロップスという単位のシステム開発が次の技術課題となっている.本研究では,エクサコンピュータの実現に向けて,今後 HPC の主流となるメニーコアアーキテクチャを有効活用するための基盤ソフトウェアの研究開発を行っている.従来のマルチコアアーキテクチャを汎用コアとして活用しつつ,演算性能や並列性を強化しているメニーコアアーキテクチャを混在させたシステムアーキテクチャを想定し,アプリケーションプログラムからはメニーコアとマルチコアの特性を活かした単一システムとして見せられるメニーコア OS カーネルの実現を目指す.本論文では,メニーコア OS カーネルの検討課題を述べ,プロセス管理,メモリ管理,I/O 管理についての基本設計を述べる.In the field of high performance computing (HPC), the super computer development of the PetaFLOPS class becomes the one of the reality. The development of the ExaFLOPS system is the following technological opportunity. In this study, the infrastructure software to use Many-core architecture that will become the main current of HPC in the future effectively is researched and developed aiming at the achievement of ExaFLOPS system. We are assuming the system architecture to use past Multi-core architecture together with Many-core Architecture. We aim at OS Architecture that can use Many-core and Multi-core from the application program as a single system. In this paper, we show the overview of the OS and discuss on problems of the OS for Many-core architecture system. Moreover we describe the management of processes, threads, memory and also inter-OS communication handling.

著者

下沢 拓 石川 裕 堀 敦史 並木 美太郎 辻田 祐一

雑誌

研究報告 システムソフトウェアと オペレーティング・システム(OS)

巻号頁・発行日

vol.2011, no.1, pp.1-7, 2011-07-20

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本稿では,メニーコア混在型システム向けのオペレーティングシステムのためのハードウェア抽象化層 AAL を設計する.AAL は,抽象化による移植可能性の向上を目的とし,抽象化層の摸擬環境を作成することによりメニーコア混在型システム向けのオペレーティングシステムの開発を可能にする.さらに,マルチコアシステムでメニーコア混在型システムを摸擬した環境での AAL の実装についても述べる.AAL, an abstraction layer of operating systems for manycore accelerators is designed in this report. AAL is aimed to provide portability of operating systems for manycore accelerators. AAL enables development of the operating systems without any manycore accelerators by implementing emulation of the layer. An implementation of AAL for a manycore emulation environment on a multicore CPU is also presented.