Copy-to-User 함수 추적을 통한 유저 수준 결정적 리플레이 구현

Abstract

컴퓨터 소프트웨어의 크기와 복잡도의 급격한 증가로 인해, 소프트웨어 버그와 결함의 발생 빈도 또한 급격히 증가하고 있다. 이러한 소프트웨어의 문제는 눈에 띄지 않는 사소한 것부터 시스템의 동작을 중단시키고, 파괴하는 큰 규모의 것까지 다양하게 존재한다. 문제를 진단하고, 해결하기 위해 소프트웨어 디버깅이라는 방법을 사용하는데, 대부분의 버그는 소프트웨어 테스팅 과정 중 반복 실행으로 재현하여 원인을 파악하고, 이를 수정하여 문제 해결 여부를 판단하며 디버깅을 성공적으로 수행할 수 있다. 하지만 동기화 문제 같은 특별한 버그들은 단순한 반복 실행을 통해 재현할 수 없다. 이는 특별한 경우에 있어 매 실행 마다 동작의 결과가 바뀔 수 있고, 이로 인해 문제 상황이 간헐적으로 등장하게 되는 것이다. 반복을 통한 재현이 불가능한 문제는 매 실행시마다 달라지는 사건에 의해 발생하는데, 이러한 사건을 비결정적 사건이라 한다. 이러한 사건은 하드웨어 인터럽트나, 소프트웨어 트랩, 프로세스간 통신 등 소프트웨어 내부와는 무관한 외부 세계의 동작에 의해 소프트웨어의 동작이 영향을 받는 것을 의미한다. 리코드-리플레이 기법은 비결정적 사건의 정보를 소프트웨어 동작 중 기록하고, 이 정보를 바탕으로 비결정적인 사건들이 재현 단계에서 결정적으로 발생하도록 하여 비결정적 사건에 의해 진행된 프로그램의 실행 흐름을 기록시의 동작과 동일하게 재현한다. 본 연구에서는 싱글 스레드로 동작하는 유저 영역 어플리케이션의 동작을 재현하기 위해 커널-유저간 자료 전송을 추적한다. 이를 위해 본 연구에서는 모든 커널-유저간 자료 전송을 기록하고 재현하는 방법을 제안한다.