PMU 기능이 없는 임베디드 리눅스 시스템에서 샘플링 기반 프로파일러의 성능 평가 연구

Abstract

최근 IoT분야에 관심이 증가됨에 따라 임베디드 분야에 대한 연구도 관심 받고 있다. 또한, 스마트 이동 단말기는 다양한 기능을 제공하는 운영체제로 리눅스 커널을 채택했다. 이러한 동향에 따라 리눅스 기반 임베디드 시스템의 수요가 늘어나고 있다. 하지만, 임베디드 보드의 제한적 특징에 따라 자원의 효율적인 사용이 필요하다. 효율적인 자원 사용을 위해, 리눅스는 유저 영역과 시스템의 성능 프로파일링이 가능한 샘플링 기반 프로파일러 Oprofile과 Perf를 제공한다. 각각의 프로파일러는 낮은 오버헤드로 실행이 가능하기 때문에 임베디드 보드에서 사용이 유용하고, PMU를 통해 동작하는 공통점이 있다. 하지만, PMU가 지원되지 않는 임베디드 보드에서는 효율적인 성능 프로파일링이 어렵다. 본 논문에서는 이런 어려움을 해결하기 위해, PMU(Performance Monitoring Unit)가 지원되지 않는 환경에서 샘플링 기반 프로파일러 Oprofile과 Perf를 통한 수집된 성능 정보의 실효성을 검증한다. 실효성 검증을 위하여, 커널의 PMU 기능을 소프트웨어적으로 제거하여 Oprofile과 Perf를 통해 수집된 각각의 성능 정보를 분석하는 실험을 수행하고, 실험을 통해 얻어진 결과와 기존의 PMU에 의한 샘플링 기반 프로파일러의 성능 정보 간의 비교를 통하여 그 결과를 분석한다. 분석된 결과는 Oprofile과 Perf 두 가지 프로파일러를 모두 사용하면, PMU에 의한 샘플링 기반 프로파일러에서 수집된 이벤트 성능 정보와 동일한 성능 정보가 수집되었다. 본 논문은 실험과 분석을 통해, PMU가 지원되지 않는 임베디드 환경에서 Oprofile과 Perf를 통해 수집되는 성능 정보를 통한 성능 분석은 실효성을 가짐을 증명하였다.