The Process

프로세스 개념

CPU가 여러 개 존재한다는 환상을 어떻게 제공하는가?

CPU 가상화의 기본 원리

• 시분할(time sharing)
  • Running one process, then stopping it and running another
  • The potential cost is performance
• 지원 방안 : policy + mechanism
  • policy : 어떤 scheduling을 할 것인가? (시분할의 경우 빠른 응답을 우선시 함)
  • mechanism : context switch

Process 개요

• Process : 레지스터 사용 가능, 버스 인터페이스를 통해 여러 디바이스에 요청 가능
• Process 구성
  • CPU Register : PC, SP, FP …
  • Memory (주소 저장 공간) : Text, Data, Stack(funtion), Heap
  • I/O Information : Opened file(including devices)
• Process API
  • 생성(Create), 제거(Destory), 대기(Wait), 각종 제어(Miscellaneous Control), 상태(Status)

프로세스 생성 (fork() → execxxx(), exit() ← child, wait() ← parent)

1. 프로그램 코드를 메모리로 적재(Load)

   • 메모리 : 프로세스의 주소 공간

   • 프로그램 : 디스크에 특정한 실행 파일 형식으로 저장되어 있음

   • 게으른 적재 : 한꺼번에 모든 코드나 데이터를 메모리로 읽어 오지 않고 필요할 때 가져 옴(당장 필요한 부분만 적재함)

     

2. 실행 시간 스택 할당

   • 용도 : local variables, function parameters, and return address
     • 스택 초기화 → argc and the argv array of main() funtion

3. 힙 생성

   • 실행 도중 동적으로 요구되는 공간을 할당하기 위한 영역
     • ex) malloc(), free(), new, delete

4. 입출력 초기화

   • 표준 입력, 표준 출력, 표준 에러 장치와 연결 설정
     • File dexcriptor table의 0,1,2번
   • I/O 또는 시그널 관련 자료 구조 초기화

5. 프로그램 시작점으로 분기하여 실행 시작

   • 주로 main
   • CPU 제어권 : OS → 새 프로세스

프로세스 상태

• 실행(Running)

  • CPU가 프로세스에 포함된 명령을 실행 중

• 준비(Ready)

  • 실행 준비는 되어 있지만 CPU가 사용 가능하지 않은 상태
  • 예 : 다른 프로세스가 실행 중

• 대기(Blocked)

  • 프로세스가 다른 사건을 기다리는 동안 프로세스의 실행이 중단되어 있는 상태
  • ex) 입출력 요청 발생