Conception d'un système d'exploitation supportant nativement les architectures multiprocesseurs hétérogènes à mémoire partagée - TEL - Thèses en ligne Accéder directement au contenu
Thèse Année : 2010

Design of an operating system with native support for shared memory heterogeneous multiprocessor platforms

Conception d'un système d'exploitation supportant nativement les architectures multiprocesseurs hétérogènes à mémoire partagée

Résumé

This thesis presents the MutekH operating system. Its kernel can run natively on a hardware platform with processors of different types in shared memory. Processors can have various complexities and different instruction sets. This kernel can then takes advantages of both multi-cores and specialized processors based platforms at the same time. This allow to further reduce power consumption and improve performances in embedded systems and in Systems On Chip. Other software approaches targeting heterogeneous multiprocessor support do not allow native execution in shared memory in the way common operating systems run on legacy multiprocessor platforms. MutekH is the only known operating system which allows reuse of existing applications source code for direct execution on different kinds of processors at the same time. The work is divided in two parts : We first introduce the operating system kernel which is able to mask processors differences thanks to its hardware abstraction layer. We then introduce a specific heterogeneous link editor tool which allows binary files uniformization to ensure code and data can be shared by different processors once loaded in shared memory. Results show that native heterogeneity support have no performance overhead when compared to other well known operating systems running on legacy multiprocessors platforms.
Cette thèse présente le système d'exploitation MutekH, capable de s'exécuter nativement sur une plateforme matérielle multiprocesseur, où les processeurs peuvent être de complexité différente et disposer de spécificités ou de jeux d'instructions différents. Les travaux présentés ici s'insèrent dans un contexte où les systèmes multi-core et les processeurs spécialisés permettent tous deux de réduire la consommation énergétique et d'optimiser les performances dans les systèmes embarqués et dans les systèmes sur puce. Les autres solutions logicielles existantes permettant l'exécution d'applications sur des plateformes multiprocesseurs hétérogènes ne permettent pas, à ce jour, la communication par mémoire partagée, telle qu'on l'envisage habituellement pour les systèmes multiprocesseurs homogènes. Cette solution est la seule qui permet la réutilisation du code source d'applications parallèles existantes pour leur exécution directe par des processeurs différents. La solution proposée est mise en oeuvre en deux phases: grâce au développement d'un noyau dont l'abstraction rend transparente l'hétérogénéité des processeurs, puis à la réalisation d'un outil spécifique d'édition des liens, capable d'harmoniser le code et les données des fichiers exécutables chargés en mémoire partagée. Les résultats obtenus montrent que MutekH permet l'exécution d'applications préexistantes utilisant des services standards, tels que les Threads POSIX, sur des plateformes multiprocesseurs hétérogènes sans dégradation des performances par rapport aux autres systèmes d'exploitation opérant sur des plateformes multiprocesseurs classiques.
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Dates et versions

tel-00814482 , version 1 (17-04-2013)

Identifiants

  • HAL Id : tel-00814482 , version 1

Citer

Alexandre Bécoulet. Conception d'un système d'exploitation supportant nativement les architectures multiprocesseurs hétérogènes à mémoire partagée. Système d'exploitation [cs.OS]. Université Pierre et Marie Curie - Paris VI, 2010. Français. ⟨NNT : 2010PA066261⟩. ⟨tel-00814482⟩
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