동적 바이너리 계측을 이용한 임베디드 펌웨어 시스템 상에서의 정확한 성능 프로파일링

Abstract

성능 프로파일링은 소프트웨어 테스트의 일종으로, 프로그램의 어느 부분이 실행시간을 많이 소모하는 구간인지를 판단하게 된다. 이를 바탕으로 프로그램의 병목을 해소하여 최적화 하는 데에 도움을 준다. 하지만 리소스가 극도로 부족한 임베디드 펌웨어 환경에서 성능을 프로파일링 하기는 어렵다. 기존에 사용하던 방법들은 소스 코드 변경, 리소스 사용 증가, 운영체제 필요 등의 한계점으로 펌웨어에서는 그대로 사용하기 어렵다. 이에 따라, 본 논문에서는 위와 같이 적용이 불가능한 방법의 대안으로, 동적 바이너리 계측을 이용하여 소스 코드의 변경 및 코드 사이즈의 증가 없이 펌웨어에 구현된 함수의 실행 시간을 측정할 수 있었다. 하드웨어 디버거를 펌웨어가 실행되는 도중에 함수의 시작 및 종료 지점에 소프트웨어 인터럽트 명령을 삽입하여 프로그램을 정지시키는 방법으로 해당하는 문제를 해결하였다. 또한 이 과정에서 발생하는 오버헤드와 이로 인한 오차를 줄이기 위해서 소프트웨어 인터럽트를 branch and link 명령으로 대체하는 방법을 제안하여, 실제 벤치마크에서 오차가 줄어 더 정확한 결과가 나옴을 확인할 수 있었다.