Portierung mehrfädiger Anwendungen nach eCos RTOS

Einleitung

Das IBR forscht im Rahmen des danceOS-Projektes an neuen Verfahren um softwareseitige Fehlertoleranzen innerhalb von Betriebssystemen anzubieten. Als Basis für die Entwicklung und Evaluation von Verfahren zur replizierten Ausführung paralleler Programme und Dienste wird innerhalb des danceOS Projektes unter anderem das Betriebssystem eCos verwendet. eCos ist ein Open-Source Echtzeitbetriebssystem und für den Einsatz in eingebetteten Geräten gedacht. Durch einen Hardware Abstraction Layer (HAL) ist eCos besonders gut dafür geeignet auf verschiedene Hardware Architekturen portiert zu werden. Dadurch hat das Betriebssystem auch eine relativ gute Verbreitung gefunden und wird unter anderem auch im WiFi-Controller der Sony Playstation 3 verwendet. Der Verzicht auf die Verwendung eines vergleichsweise großen Linux-Kernels und umfangreiche statische Konfiguration erlauben es dem Entwickler das Betriebssystem sehr genau an die jeweiligen Anforderungen anzupassen. Da eCos vollständig in C++ geschrieben ist, lässt sich das Betriebssystem mit Hilfe von Aspect-Oriented-C++ einfach um weitere Aspekte erweitern.

Problem

Für die Evaluation neuer Verfahren zur Replikation mehrfädiger Programme unter eCos werden geeignete Demonstrationsanwendungen benötigt, die folgende Anforderungen erfüllen:

• Parallele Ausführung (Multiple Thread Execution)
• Vollständig geschrieben in der Programmiersprache C++
• Innerhalb der Anwendung sollten Passagen existieren die einen unterschiedlichen Synchronisationsaufwand haben.
• Offener Quellcode (Open Source)

Trotz Unterstützung von Symmetric Multiprocessing (SMP) und POSIX-Threads existieren nur wenige Parallele Anwendungen für eCos und keine davon erfüllt die oben genannten Anforderungen.

Aufgabenstellung

Im Rahmen der Arbeit soll zunächst eine Recherche durchgeführt werden, bei der Programme gefunden werden sollen, welche die oben genannten Anforderungen erfüllen und sich gut für eine Portierung nach eCos eignen. Einzelne Programme sollen dann auf das Betriebssystem eCos portiert werden. Abschließend soll eine Evaluation die korrekte Funktionsweise der Anwendungen unter eCos zeigen.

Links

• ecos.sourceware.org
• Rüdiger Kapitza, Matthias Schunter, Christian Cachin, Klaus Stengel and Tobias Distler: Storyboard: Optimistic Deterministic Multithreading, in 6th Workshop on Hot Topics in System Dependability (HotDep '10), Paulo Verissimo and Hakim Weatherspoon, Vancouver, Canada, pages 1-6, USENIX, 2010 (kapitza10storyboard, BibTeX)