임베디드 소프트웨어 결함 추적을 위한 효율적인 Record and Replay 기법 개발

Abstract

임베디드 소프트웨어 개발에서 디버깅의 중요성이 점차 증가됨에 따라 효과적인 디버깅 방법에 대해 관심이 높아지고 있다. 디버깅의 과정은 크게 (1)오류를 재현하고, (2)오류의 원인을 추적하고, 그리고 (3)그 원인을 수정하는 세 가지 단계로 나눌 수 있다. 통상적으로는 오류를 재현하는 것이 가장 어려운 문제로 알려져 있으며, 일단 오류가 재현되면 그 원인을 추적하고 수정하는 작업은 상대적으로 용이한 것으로 알려져 있다. 게다가 멀티쓰레드를 포함하는 경우 경합(Race)등의 원인으로 인해 오류의 재현이 더욱 어려워짐에 따라 오류를 정확하게 재현하는 것은 디버깅에 있어 매우 중요한 문제라 하겠다. 오류를 재현하는 대표적인 방법으로는 Record-and-Replay 기법을 들 수 있다. 하지만 기존의 Record-and-Replay 기법은 소프트웨어 이벤트만을 기록하고 재현함으로서 하드웨어 이벤트와 관련된 프로그램의 오류를 재현하는 데에 한계를 가진다. 또한 오류의 재현에만 치중함에 따라 디버깅의 취지에 요구되는 편의기능을 거의 고려하지 않는 문제점을 가진다. 본 논문에서는 소프트웨어 이벤트뿐 만 아니라 하드웨어 이벤트를 함께 고려할 수 있는 Record-and-Replay 기법을 제시한다. 또한 디버깅에 필요한 유용한 정보를 함께 제공함은 물론, 기존의 디버깅 장비와 쉽게 연동될 수 있어 효과적인 디버깅을 가능하게 한다. 본 논문에서 제시한 Record-and-Replay 기법은 VPOS[1]에 적용하였으며, 실험을 통해 Record-and-Replay 기법을 적용한 경우와 적용하지 않은 경우에 대해 오버헤드 측정을 수행하였다. 측정된 실험결과에 따르면 제안하는 방법은 약 16% 이내의 오버헤드를 초래하여 실질적인 디버깅에 활용하는 데 충분할 것으로 판단된다.