Projekt

LAOS - Latenzgewahrheit in Betriebssystemen für massiv-parallele Prozessoren

Thema des Vorhabens ist die effiziente Nutzung von Kernen homogener oder heterogener massiv-paralleler Prozessoren für Betriebssystemprozesse im Namen von ablaufenden (nichtsequentiellen) Anwendungsprogrammen. Im Vordergrund stehen konstruktive Ansätze zur Vorbeugung, Vermeidung und Verbergung von Latenzen, hervorgerufen beim Zugriff konkurrierender Prozesse auf gemeinsame Betriebsmittel und bei Ausführung von Systemfunktionen. Schwerpunktmäßig untersucht werden optimistische Verfahren der Interprozesssynchronisation im Zusammenspiel mit vorausschauenden Maßnahmen zur Bindung von Kontrollflüssen an dedizierten, freien oder weniger ausgelasteten Kernen des ausführenden Prozessors. Es werden Bindungsoptionen von Betriebssystemfunktionen an Prozessorkerne entwickelt, aspektorientiert programmiert und hinsichtlich Effizienz bewertet. Die von Grund auf durchgeführte Implementierung eines parallelen, nachrichtenversendenden Betriebssystemkerns dient der Bewertung der entwickelten Lösungen am Objekt selbst und liefert darüber hinausgehend auch Vorlagen zur Verbesserung der internen Parallelität und Skalierbarkeit konventioneller Betriebssysteme. Eine Funktionsintegration mit Komponenten eines Linux-Kerns ist daher ebenfalls angestrebt.

Projektleitung:
Prof. i. R. Dr.-Ing. habil. Wolfgang Schröder-Preikschat

Beteiligte:
Dr.-Ing. Stefan Reif, Dr.-Ing. Gabor Drescher, M. Sc., Christian Eichler, M. Sc., Prof. Dr.-Ing. Timo Hönig

Stichwörter:
multi-core; many-core; Minimalkern; Synchronisation; Latenz

Beginn: 1.6.2011

Förderer:
Deutsche Forschungsgemeinschaft

Kontakt:
Schröder-Preikschat, Wolfgang
Telefon +49 9131 85 27278, E-Mail: wosch@cs.fau.de

Publikationen

Drescher, Gabor ; Hönig, Timo ; Maier, Sebastian ; Oechslein, Benjamin ; Schröder-Preikschat, Wolfgang: A Scalability-Aware Kernel Executive for Many-Core Operating Systems. In: S. Lankes ; C. Clauss (Hrsg.) : Proceedings of the 1st Workshop on Runtime and Operating Systems for the Many-core Era (ROME 2013 Aachen August 26, 2013). Berlin-Heidelberg : Springer-Verlag, 2013, S. 823-832. (Lecture Notes in Computer Science (LNCS))
[doi>10.1007/978-3-642-54420-0_80]

Hofer, Wanja ; Danner, Daniel ; Müller, Rainer ; Scheler, Fabian ; Schröder-Preikschat, Wolfgang ; Lohmann, Daniel: Sloth on Time: Efficient Hardware-Based Scheduling for Time-Triggered RTOS. In: Lu, Chenyang ; Almeida, Luis (Hrsg.) : Proceedings of the 33rd IEEE Real-Time Systems Symposium (RTSS 2012) (33rd IEEE Real-Time Systems Symposium (RTSS 2012) San Juan, Puerto Rico December 2012). Los Alamitos, CA, USA : IEEE Computer Society, 2012, S. 237-247. - ISBN 978-0-7695-4869-2
[doi>10.1109/RTSS.2012.75]

Hofer, Wanja ; Lohmann, Daniel ; Schröder-Preikschat, Wolfgang: Sleepy Sloth: Threads as Interrupts as Threads. In: Almeida, Luis ; Brandt, Scott (Hrsg.) : Proceedings of the 32nd IEEE Real-Time Systems Symposium (RTSS 2011) (32nd IEEE Real-Time Systems Symposium (RTSS 2011) Vienna, Austria November 2011). Los Alamitos, CA, USA : IEEE Computer Society, 2011, S. 67-77. - ISBN 978-0-7695-4591-2
[doi>10.1109/RTSS.2011.14]

Reif, Stefan ; Schröder-Preikschat, Wolfgang: POSTER: A Predictable Synchronisation Algorithm. In: ACM SIGPLAN (Hrsg.) : Proceedings of the 23rd Annual Symposium on Principles and Practice of Parallel Programming (PPoPP 2018) (23rd Annual Symposium on Principles and Practice of Parallel Programming (PPoPP 2018) Vienna, Austria February 24-28). 2018, S. 415-416. - ISBN 978-1-4503-4982-6
[doi>10.1145/3178487.3178533]

Reif, Stefan ; Schröder-Preikschat, Wolfgang: Precisely Timed Task Execution. In: IEEE (Hrsg.) : Proceedings of the 23rd International Symposium on Real-Time Distributed Computing (International Symposium on Real-Time Distributed Computing (ISORC 2020) Nashville, TN, USA May 19-21). 2020, S. 1-10.

Herzog, Benedict ; Gerhorst, Luis ; Heinloth, Bernhard ; Reif, Stefan ; Hönig, Timo ; Schröder-Preikschat, Wolfgang: INTSPECT: Interrupt Latencies in the Linux Kernel. In: IEEE (Hrsg.) : Proceedings of the 2018 Brazilian Symposium on Computing Systems Engineering (SBESC '18) (Brazilian Symposium on Computing Systems Engineering Salvador, Brazil 6. - 9. 11. 2018). 2018, S. 1-8.

Reif, Stefan ; Schröder-Preikschat, Wolfgang: Predictable Synchronisation Algorithms for Asynchronous Critical Sections. Erlangen : Friedrich-Alexander-Universität Erlangen-Nürnberg (FAU). 2018 (CS-2018-03). - Interner Bericht. 15 Seiten (Technical reports / Department Informatik Bd. CS-2018-03) ISSN 2191-5008
[doi>10.25593/issn.2191-5008/CS-2018-03]

Reif, Stefan ; Hönig, Timo ; Schröder-Preikschat, Wolfgang: In the Heat of Conflict: On the Synchronisation of Critical Sections. In: IEEE (Hrsg.) : Proceedings of the 20th International Symposium on Real-Time Distributed Computing (ISORC 2017) (20th International Symposium on Real-Time Distributed Computing (ISORC 2017) Toronto, Canada May 16-18, 2017). 2017, S. -.