• 제목/요약/키워드: Stack memory

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An Implementation of Single Stack Multi-threading for Small Embedded Systems

  • Kim, Yong-Seok
    • 한국컴퓨터정보학회논문지
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    • 제21권4호
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    • pp.1-8
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    • 2016
  • In small embedded systems including IoT devices, memory size is very small and it is important to reduce memory amount for execution of application programs. For multi-threaded applications, stack may consume a large amount of memory because each thread has its own stack of sufficiently large size for worst case. This paper presents an implementation of single stack multi-threading, called SSThread (Single Stack Thread), by sharing a stack for all threads to reduce stack memory size. By using SSThread, multi-threaded applications can be programmed based on normal C language environment and there is no requirement of transporting multi-threading operating systems. It consists of several library functions and various C macro definitions. Even though some functional restrictions in comparison to operating systems supporting complete multi-thread functionalities, it is very useful for small embedded systems with tiny memory size and it is simple to setup programming environment for multi-thread applications.

마이크로컨트롤러 환경에서 타깃 바이너리 파일 분석을 통한 최대 스택 메모리 사용량 예측 기법 (Maximum Stack Memory Usage Estimation Through Target Binary File Analysis in Microcontroller Environment)

  • 최기호;김성섭;박대진;조정훈
    • 대한임베디드공학회논문지
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    • 제12권3호
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    • pp.159-167
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    • 2017
  • Software safety is a key issue in embedded system of automotive and aviation industries. Various software testing approaches have been proposed to achieve software safety like ISO26262 Part 6 in automotive environment. In spite of one of the classic and basic approaches, stack memory is hard to estimating exactly because of uncertainty of target code generated by compiler and complex nested interrupt. In this paper, we propose an approach of analyzing the maximum stack usage statically from target binary code rather than the source code that also allows nested interrupts for determining the exact stack memory size. In our approach, determining maximum stack usage is divided into three steps: data extraction from ELF file, construction of call graph, and consideration of nested interrupt configurations for determining required stack size from the ISR (Interrupt Service Routine). Experimental results of the estimation of the maximum stack usage shows proposed approach is helpful for optimizing stack memory size and checking the stability of the program in the embedded system that especially supports nested interrupts.

센서 운영 체제를 위한 공유 스택 기법의 성능 분석 (Performance Analysis of Shared Stack Management for Sensor Operating Systems)

  • 구본철;허준영;홍지만;조유근
    • 한국정보과학회논문지:시스템및이론
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    • 제35권1호
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    • pp.53-59
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    • 2008
  • 무선 센서 네트워크의 발달에 따라 그 응용분야는 점점 더 복잡해져 가고 있음에도 불구하고, 대부분의 센서 노드 플랫폼은 여전히 심각한 자원 제약을 가지고 있다. 특히 적은 메모리 공간과 메모리 관리 유닛(MMU)의 부재는 스레드의 스택 관리에 있어 메모리 공간 낭비, 스택 오버플로우와 같은 문제를 야기해왔다. 이에 다 수의 스레드가 하나의 스택을 공유 함으로써 기존의 고정 크기 스택에 의해 낭비되는 메모리의 양을 최소화 시킬 수 있는 공유 스택 기법이 제안되었다. 본 논문에서는, 고정 크기 스택기법과 공유 스택 기법의 수학적 분석 모델을 제시하였다. 그 모델을 바탕으로 각각의 스택 오버플로우 확률을 계산하고 공유 스택 기법이 고정 크기 스택보다 더 안정적임을 확인하였다.

OpenStack Swift 객체 스토리지를 위한 하이브리드 메모리 어댑터 설계 (Hybrid Memory Adaptor for OpenStack Swift Object Storage)

  • 윤수경;나정은
    • 반도체디스플레이기술학회지
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    • 제19권3호
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    • pp.61-67
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    • 2020
  • This paper is to propose a hybrid memory adaptor using next-generation nonvolatile memory devices such as phase-change memory to improve the performance limitations of OpenStack-based object storage systems. The proposed system aims to improve the performance of the account and container servers for object metadata management. For this, the proposed system consists of locality-based dynamic page buffer, write buffer, and nonvolatile memory modules. Experimental results show that the proposed system improves the hit rate by 5.5% compared to the conventional system.

Effect of ASLR on Memory Duplicate Ratio in Cache-based Virtual Machine Live Migration

  • Piao, Guangyong;Oh, Youngsup;Sung, Baegjae;Park, Chanik
    • 대한임베디드공학회논문지
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    • 제9권4호
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    • pp.205-210
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    • 2014
  • Cache based live migration method utilizes a cache, which is accessible to both side (remote and local), to reduce the virtual machine migration time, by transferring only irredundant data. However, address space layout randomization (ASLR) is proved to reduce the memory duplicate ratio between targeted migration memory and the migration cache. In this pager, we analyzed the behavior of ASLR to find out how it changes the physical memory contents of virtual machines. We found that among six virtual memory regions, only the modification to stack influences the page-level memory duplicate ratio. Experiments showed that: (1) the ASLR does not shift the heap region in sub-page level; (2) the stack reduces the duplicate page size among VMs which performed input replay around 40MB, when ASLR was enabled; (3) the size of memory pages, which can be reconstructed from the fresh booted up state, also reduces by about 60MB by ASLR. With those observations, when applying cache-based migration method, we can omit the stack region. While for other five regions, even a coarse page-level redundancy data detecting method can figure out most of the duplicate memory contents.

이진 조작을 통한 정적 스택 보호 시 발생하는 명령어 밀림현상 방지 기법 (Instruction-corruption-less Binary Modification Mechanism for Static Stack Protections)

  • 이영림;김영필;유혁
    • 한국정보과학회논문지:컴퓨팅의 실제 및 레터
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    • 제14권1호
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    • pp.71-75
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    • 2008
  • 현재 많은 센서 운영체제에서는 메모리 제약 때문에 스레드 스택을 공유한다. 하지만 대부분의 대상 플랫폼에서는 MMU가 없어서 하드웨어적으로 스택 보호가 이루어지기 어렵다. 이러한 문제를 해결하기 위해 바이너리코드에 스택 보호 기능을 가진 래퍼 함수를 추가하고 바이너리 코드 안에 존재하는 스택 연산 명령어들을 스택 보호 기능을 가진 래퍼 함수호출로 바꾸어준다. 이때 스택 영역에 접근하는 명령어들과 스택 관리 모듈로의 분기 명령어간의 명령어 길이 차이에 의한 명령어 밀림현상이 발생한다. 이러한 문제를 해결하기 위해 본 논문에서는 밀림현상을 발생시키지 않고 임의의 명령어를 추가된 임의의 모듈을 호출하는 알고리즘을 제안하였다. 이 알고리즘은 제한된 도달 범위를 가지는 분기명령어를 반복적으로 사용하여 명령어 밀림현상 없이 추가된 임의의 모듈에 도달하게 한다. 본 논문에서 제안한 알고리즘은 센서 노드의 소프트웨어 보안 패치와 소프트웨어적 유지 보수를 용이하게 할 것이다.

스택메모리상의 명령 수행 탐지를 위한 시스템콜 모니터링 도구 설계 (Design of System Call Monitoring System for Command Execution Detection in Stack Memory Area)

  • 최양서;서동일;이상호
    • 한국정보통신학회:학술대회논문집
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    • 한국해양정보통신학회 2004년도 춘계종합학술대회
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    • pp.772-775
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    • 2004
  • 지난 1988년 인터넷 웜 사건을 계기로 널리 알려진 버퍼 오버플로우 해킹 기법은 최근까지도 가장 널리 사용되고 있는 해킹 기법이다. 최근 이러한 버퍼 오버플로우 해킹 공격 기법을 방어하기 위한 연구가 계속되었고, Libsafe, Stack guard 등 많은 해결책이 제시되기도 하였다 본 논문에서는 기존 호스트 기반 침입탐지 시스템에서 사용하는 시스템 콜 모니터링 기법을 이용하여 시스템 콜이 발생하는 메모리상의 위치를 확인함으로써 스택 버퍼 오버플로우 해킹 공격을 방지하기 위한 새로운 방어 기법을 제시한다.

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Nonvolatile memory devices with oxide-nitride-oxynitride stack structure for system on panel of mobile flat panel display

  • Jung, Sung-Wook;Choi, Byeong-Deog;Yi, Jun-Sin
    • 한국정보디스플레이학회:학술대회논문집
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    • 한국정보디스플레이학회 2008년도 International Meeting on Information Display
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    • pp.911-913
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    • 2008
  • In this work, nonvolatile memory (NVM) devices for system on panel of flat panel display (FPD) were fabricated using low temperature polycrystalline silicon (LTPS) thin film transistor (TFT) technology with an oxide-nitride-oxynitride (ONOn) stack structure on glass. The results demonstrate that the NVM devices fabricated using the ONOn stack structure on glass have suitable switching characteristics for data storage with a low operating voltage, a threshold voltage window of more than 1.8 V between the programming and erasing (P/E) states after 10 years and its initial threshold voltage window (${\Delta}V_{TH}$) after $10^5$ P/E cycles.

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Improvement of Storage Performance by HfO2/Al2O3 Stacks as Charge Trapping Layer for Flash Memory- A Brief Review

  • Fucheng Wang;Simpy Sanyal;Jiwon Choi;Jaewoong Cho;Yifan Hu;Xinyi Fan;Suresh Kumar Dhungel;Junsin Yi
    • 한국전기전자재료학회논문지
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    • 제36권3호
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    • pp.226-232
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    • 2023
  • As a potential alternative to flash memory, HfO2/Al2O3 stacks appear to be a viable option as charge capture layers in charge trapping memories. The paper undertakes a review of HfO2/Al2O3 stacks as charge trapping layers, with a focus on comparing the number, thickness, and post-deposition heat treatment and γ-ray and white x-ray treatment of such stacks. Compared to a single HfO2 layer, the memory window of the 5-layered stack increased by 152.4% after O2 annealing at ±12 V. The memory window enlarged with the increase in number of layers in the stack and the increase in the Al/Hf content in the stack. Furthermore, our comparison of the treatment of HfO2/Al2O3 stacks with varying annealing temperatures revealed that an increased annealing temperature resulted in a wider storage window. The samples treated with O2 and subjected to various γ radiation intensities displayed superior resistance. and the memory window increased to 12.6 V at ±16 V for 100 kGy radiation intensity compared to the untreated samples. It has also been established that increasing doses of white x-rays induced a greater number of deep defects. The optimization of stacking layers along with post-deposition treatment condition can play significant role in extending the memory window.

자성 메모리의 적용을 위한 나노미터 크기로 패턴된 Magnetic Tunnel Junction의 식각 특성 (Etch Characteristics of Magnetic Tunnel Junction Stack Patterned with Nanometer Size for Magnetic Random Access Memory)

  • 박익현;이장우;정지원
    • 공업화학
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    • 제16권6호
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    • pp.853-856
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    • 2005
  • 자성 메모리반도체의 핵심 소자인 magnetic tunnel junction (MTJ) stack에 대한 고밀도 유도결합 플라즈마 반응성 식각이 연구되었다. MTJ stack은 electron(e)-beam lithography 공정을 사용하여 나노미터 크기의 패턴 형성이 되었으며 식각을 위한 하드 마스크(hard mask)로서 TiN 박막이 이용되었다. TiN 박막은 Ar, $Cl_2/Ar$, 그리고 $SF_6/Ar$들의 가스를 사용하여 식각공정이 연구되었다. E-beam lithography로 패턴된 TiN/MTJ stack은 첫 번째 단계로 TiN 하드 마스크가 식각되고 두 번째로 MTJ stack이 식각되어 완성되었다. MTJ stack은 Ar, $Cl_2/Ar$, $BCl_3/Ar$을 이용하여 식각되었으며 각각의 가스농도와 가스 압력을 변화시켜 MTJ stack의 식각특성이 조사되었다.