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Linux/Kernels8

메모리(Memory)관리-(2) □ Zone - 노드에 존재하는 물리메모리 중 16MB이하 부분을 관리하기 위해 node의 일부분을 따로 관리할 수 있도록한 자료구조 □ Page frame - 각각의 Zone은 자신에 속해 있는 물리 메모리들을 관리하는데, 이 물리 메모리의 최소단위 - 모든 페이지 프레임 당 하나씩 page 구조체가 존재. 이는 시스템이 부팅되는 순간에 구축되어 역시 물리 메모리 특정 위치에 저장 되는데 이 위치는 mem_map이라는 전역 배열을 통해 접근. 그림처럼 복수 개의 페이지 프레임이 zone을 구성하며 떄에 따라 하나 혹은 그 이상의 zone이 node를 구성하며, 역시 시스템 구조에 따라 하나 혹은 그 이상의 node가 존재하는 것이 리눅스의 전체 물리 메모리 관리 구조. 2016. 9. 9.

메모리(Memory)관리-(1) □ SMP(Symmetric Multiprocessing) - 복수 개의 CPU를 가지고 있는 컴퓨터 시스템 중 모든 CPU가 메모리와 입출력 버스 등을 공유하는 구조 □ NUMA(Non-Uniform Memory Access) - CPU들을 몇 개의 그룹으로 나누고 각각의 그룹에게 별도의 지역 메모리를 주는 구조 □ Bank - 리눅스에서 접근 속도가 같은 메모리의 집합 - UMA구조(NUMA의 반대)는 한 개의 뱅크가 존재 - NUMA구조라면 복수개의 뱅크가 존재 □ Node - 뱅크를 표현하는 구조 (~/include/linux/mmozone.h) - 만약 UMA 구조(Uniform Memory Access)의 시스템에서 리눅스가 수행된다면 한 개의 노드가 존재할 것이며, 이 노드는 리눅스의 전역 .. 2016. 9. 6.

태스크(task)관리-(5) □ 문맥 교환(context switch) - 수행 중이던 태스크의 동작을 멈추고 다른 태스크로 전환하는 과정을 문맥 교환이라 부른다. 리눅스 커널은 태스크가 문맥교환 되는 시점에 어디까지 수행했는지, 현재 CPU의 레지스터 값은 얼마인지 등을 저장해 둔다. 이를 문맥 저장(context save)이라 한다. 즉, 스케줄링이 일어나면 문맥 교환이 발생하고, 문맥 교환 시엔 현재 수행 중이던 태스크의 문맥을 저장해 두어야 한다. □ 문맥 저장(context save) - 태스크가 문맥 교환 시점에 어디까지 수행되었는지를 현재 CPU의 레지스터값이 얼마인지를 저장한다. - task_struct의 thread 필드(struct thread_struct 타입)에 저장 - 태스크가 실행하다가 중단되어야 할 때 태.. 2016. 9. 2.

태스크(task)관리-(4) □ 런 큐와 스케줄링 - 여러 개의 태스크들 중에서 다음번 수행시킬 태스크를 선택하여 CPU라는 자원을 할당하는 과정을 스케줄링이라 한다. 리눅스의 태스크는 실시간 태스크0~99단계(숫자가 높을수록 우선순위가 높음), 일반 태스크100~139까지 사용하며, 실시간 태스크는 항상 일반 태스크 보다 우선하여 실행된다. ○ 런 큐와 태스크 - 리눅스에선 스케줄링 작업을위해 런 큐(Runqueue) 자료구조를 통해 관리한다. 스케줄러가 수행되면 해당 CPU의 런 큐에서 다음번 수행시킬 태스크를 골라낸다. 어떤 태스크를 선택할지는 일반 태스크를 위해 CFS(Completely Fair Scheduler)를 사용하며, 실시간 태스크를 위해서는 FIFO, RR, DEADLINE 정책을 제공한다. ○ 실시간 태스크 스.. 2016. 9. 2.

태스크(task)관리-(3) □ 상태 전이(State Transition)와 실행 수준 변화 태스크는 생성된 뒤, 자신에게 주어진 일을 수행하며, 이를 위해 디스크 I/O나 락(Lock)등 CPU 이외의 자원을 요청하기도 한다. 만약 태스크가 당장 제공해 줄 수 없는 자원을 요청한다면 커널은 이 태스크를 잠시 '대기' 하도록 만든 뒤 다른 태스크를 먼저 수행시키며, 태스크가 요청했던 자원이 사용 가능해지면 다시 '수행' 시켜 줌으로써 보다 높은 시스템 활용률을 제공하려 한다. 따라서, 태스크는 상태 전이(state transition)라는 특징을 가지게 된다. 그림에서 EXIT_ZOMBIE와 EXIT_DEAD는 task_struct 구조체의 exit_state 필드에 저장되는 값이며, 그 외의 상태들은 state 필드에 저장된다. .. 2016. 9. 1.

리눅스 커널 운영체제란? - 자원 관리자(resource manager) 자원(resource)이란? 운영체제가 관리해야 할 자원은 크게 - 물리적 자원 : CPU, 메모리, 디스크, 터미널, 네트워크 등 시스템을 구성하고 있는 요소들과 주변 장치 - 추상적 자원 : CPU를 추상화시킨 태스크(task), 메모리를 추상화시킨 세그먼트와 페이지, 디스크를 추상화시킨 파일, 네트워크를 추상화 시킨 통신 프로토콜, 패킷 등이 있다. - 물리적인 자원에 대응되지 않으면서 추상적인 객체로만 존재하는 자원 : 보안(security), 사용자 ID에 따른 접근제어(access control)등 cpu라는 물리적인 자원을 태스크라는 추상적인 자원으로써 제공해주는 태스크 관리자가 존재하며, 메모리를 세그먼트나 페이지라는 개념으로 제.. 2016. 8. 31.

태스크(task)관리-(2) fork()는 프로세스를 생성하는 함수이고, clone()은 쓰레드를 생성하는 함수인데 커널 내부에서 마지막으로 호출되는 함수 do_fork()로써 동일한데 이런게 가능한 이유는 리눅스는 모두 task를 생성하기 때문이다. fork()는 비교적 부모태스크와 덜 공유하는 task이고 clone()은 비교적 부모태스크와 많이 공유하는 task이다. 즉, do_fork()를 호출할 때 이 함수의 인자로 부모 태스크와 얼마나 공유할지를 정해 줌으로써, fork()와 clone() 함수 둘 다를 지원 할 수 있는 것이다. □ tgid(Thread Group ID) 시스템에 존재하는 모든 태스크는 유일하게 구분이 가능해야 한다. 태스크 별로 유일한 이 값은 task_struct 구조체 내의 pid 필드에 담겨있다... 2016. 8. 30.

태스크(task)관리-(1) 태스크(task) : 자원소유권의 단위 프로세스(process): 동작중인 프로그램(running or runnable program)※ 리눅스는 각 프로세스에게 총 4 GB의 공간을 할당. (0 GB ~ 3 GB 유저공간, 3 GB ~ 4 GB 커널공간) 32bit-cpu 64bit-cpu에서는 2의 64승(16 EB) 크기의 가상 공간중 반은 유저공간, 반은 커널공간, 쓰레드 : 수행의 단위 프로그램(program) : 디스크에 저장되어 있는 실행 가능한 형태의 파일. ※ 실행 가능한 형태의 파일은 컴파일 과정을 거쳐 얻어진 바이너리 기게명렁어와 수행에 필요한 자료들의 집합으로 구성. 프로세스는 동작중인 프로그램이며, 커널로부터 할당받은 자신만의 자원을 가지고,cpu가 기계어 명령들을 실행함에 따라 .. 2016. 8. 29.

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