Publicado em: 06/07/2015

Defesa de Dissertação de Mestrado – Diego Gonçalves Rodrigues

UNIVERSIDADE FEDERAL DO RIO GRANDE DO SUL
INSTITUTO DE INFORMÁTICA
PROGRAMA DE POS-GRADUAÇÃO EM COMPUTAÇÃO

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DEFESA DE DISSERTAÇÃO DE MESTRADO

Aluno: Diego Gonçalves Rodrigues
Orientador: Prof. Dr. Álvaro Freitas Moreira
Coorientador: Prof. Dr. Luigi Carro
Título: Detecção e proteção de blocos básicos suscetíveis através da análise sistemática de single bit-flip
Linha de Pesquisa: Sistemas Embarcados
Data: 09/07/2015
Hora: 10h30min
Local: Prédio 43424 – Auditório Professor Castilho, Instituto de Informática.

Banca Examinadora:
Prof. Dr. Antonio Carlos Schneider Beck Filho (UFRGS)
Prof. Dr. Lucas Mello Schnorr (UFRGS)
Prof. Dr. Marco Antonio Zanata Alves (pós-doutorando –UFRGS)
Presidente da Banca: Prof. Dr. Álvaro Freitas Moreira

Resumo: Partículas radioativas, ao atingirem o hardware dos sistemas computacionais, podem resultar em comportamentos inesperados durante a execução de um software. Tais comportamentos inesperados podem persistir por toda a vida útil do sistema ou podem ter uma duração limitada. Nesse último caso, temos o que chamamos de falhas transientes. Falhas transientes podem fazer com que as instruções do programa executem em uma sequencia incorreta, o que chamamos de erros defluxo de controle (Control-flow errors -CFEs). Estudos mostram que entre 33% e 77% das falhas transientes que afetam o hardware se manifestam como erros defluxo de controle, dependendo do tipo do processador. Se o sistema não realizar nenhuma verificação em tempo de execução, um erro defluxo de controle pode não ser detectado, o que pode resultar em sérios danos. Sistemas projetados para aplicações de baixo custo voltados para sistemas embarcados, onde os custos e desempenho são os fatores principais, utilizam técnicas baseadas em software para aumentar a confiabilidade do sistema. As técnicas baseadas em software para detecção de CFEs são conhecidas como signature monitoring ou signature checking. Essas técnicas introduzem código extra em todos os blocos básicos do programa com a finalidade de detectar os CFEs. Esse código extra implica em overhead, que pode ter uma grande variação dependendo da técnica utilizada. Na tentativa de minimizar o overhead imposto pelas técnicas de detecção de CFEs, neste trabalho foi desenvolvida a técnica de detecção e proteção de blocos básicos suscetíveis através da análise sistemática de single bit-flip. O objetivo da técnica é detectar os blocos básicos suscetíveis do programa através da análise sistemática de single bit-flip e proteger apenas esses blocos básicos. A técnica foi avaliada em termos de sua taxa de cobertura de falhas e desempenho. Para avaliar a taxa de cobertura falhas foram realizadas várias campanhas de injeção de falhas nos programas da suíte debenchmarks Mibench. A avaliação de desempenho foi feita com base na quantidade de instruções de máquina executadas pelos benchmarks, comparando quantidade de instruções antes e depois da utilização da técnica detecção e proteção de blocos básicos suscetíveis. Os resultados dos experimentos mostram que é possível reduzir em até 27,93% a quantidade de blocos básicos protegidos e ao mesmo tempo manter uma alta taxa de cobertura de falhas. Porém, em termos de desempenho, o ganho não ficou na mesma proporção da quantidade de blocos básicos não protegidos, ficando abaixo do esperado.