[운영체제] 9. Process Management 2

출처 : http://www.kocw.net/home/cview.do?lid=3a5437eaa6c9e5b0

프로세스 생성

• cpu의 인스트럭션을 어디까지 사용했는지 등도 복제
• 리눅스 등은 자식이 부모의 주소를 공유함
  • 결국은 각자의 길을 가게 됨
  • 그때야 부모의 일부를 자식이 복사함(copy-on-write (cow))
    • 내용이 같으면 공유해도 되지만 다르면 일부만 복제
• 일단 복제생성하고 필요하면 덮어씌움

fork() 시스템 콜

• A porcess is created by the fork() system call
  • creates a new address space that is duplicate of the caller

int main()
{
    int pid;
    pid = fork();
    if(pid == 0) /* this is child */
        printf("\n Hello, I am child!\n");
    else if(pid>0) /* this is parent */
        printf("\n Hello, I am parent!\n");
}

• pid = fork();
  • 운영체제에서 fork를 실행해 달라고 호출
  • 이 때 복제 생성
  • 복제 된 자식은 main함수 위부터 실행되는게 아니라 fork() 이후부터 실행됨
    • 프로그램카운터가 if문을 가리키기 때문에 if문부터 실행됨
  • 복제를 해놓으니 자기가 원본이라고 하고 부모를 복제본 취급을 해버리는 상황발생
  • 모두 똑같은 프로세스를 따라야 하는 상황 발생
• Parent Process
  • pid > 0
• Child process
  • pid = 0
• 이렇게 나누어야 다른 일을 할 수 있음
  • fork() 결과값으로 구분 가능

exec() 시스템 콜

• 각기 다른 프로그램들을 실행시켜야 함
• 어떤 프로그램을 완전히 새로운 프로세스로 태어나게 함
• A porcess can excute a different progeam by the exec() system call.
  • replaces the memory image of the caller with a new program.

int main()
{
    int pid;
    pid = fork()
    if(pid == 0) /* this is child */
    {
        printf("\n Hello, I am child! New I'll run date\n");
        execlp("/bin/date", "/bin/date", (char*)0)
    }
    else if(pid>0) /* this is parent */
        printf("\n Hello, I am parent!\n");
}

• execlp
  • 이걸 만나면 완전히 새로운 걸로 덮어씌워줌
  • main()부터 실행 됨
• 꼭 자식이 할 필요는 없음
• fork를 빼고 해도 됨
• execalp 형식
  • (프로그램이름, 프로그램이름, 전달한 아규먼트나열(콤마로 구분), (char*)0)

wait() 시스템 콜

• 프로세스 A가 wait() 시스템 콜을 호출하면
  • 커널은 child가 종료될 때까지 프로세스 A를 sleep 시킴(block 상태)
    • 보통 자식이 만들어지고 wait콜을 함
  • child process가 종료되면 커널은 프로세스 A를 깨움(ready 상태)

• 부모 프로세스안에 wait콜이 있어서 잠들게 됨
• 자식프로세스가 종료되면 부모프로세스는 wait를 빠져나가서 수행할 수 있음

exit() 시스템 콜

• 프로세스의 종료
  • 자발적 종료
    • 마지막 statement 수행 후 exit() 시스템 콜을 통해
      • 제일 마지막이거나 exit() 끝 이거나
    • 프로그램에 명시적으로 적어주지 않아도 main 함수가 리턴되는 위치에 컴파일러가 넣어줌
  • 비자발적 종료
    • 부모 프로세스가 자식 프로세스를 강제 종료시킴
      • 자식 프로세스가 한계치를 넘어서는 자원 ㅈ요청
      • 자식에게 할당된 태스크가 더 이상 필요하지 않음
    • 키보드로 kill, break 등을 친 경우
    • 부모가 종료하는 경우
      • 부모 프로세스가 종료하기 전에 자식들이 먼저 종료됨
      • 자식이 먼저 죽어야 함

프로세스와 관련한 시스템 콜

• fork()
• exec()
• wait()
• exit()

프로세스 간 협력

• 독립적 프로세스(Independent process)
  • 프로세스는 각자의 주소 공간을 가지고 수행되므로 원칙적으로 하나의 프로세스는 다른 프로세스의 수행에 영향을 미치지 못함
  • 서로 상부상조하며 데이터를 주고 받지 않음, 간혹 협력이 필요한 경우는 협력함
• 협력 프로세스(Cooperating process)
  • 프로세스 협력 메커니즘을 통해 하나의 프로세스가 다른 프로세스의 수행에 영향을 미칠 수 있음
• 프로세스 간 협력 메커니즘(IPC : Interprocess Communication)
  • 메시지를 전달하는 방법
    • message passing
      • 커널을 통해 메시지 전달
      • 프로세스가 직접 전달할 방법이 없기에 커널이 메시지를 전달함
      • Message system
        • 프로세스 사이에 공유 변수를 일체 사용하지 않고 통신하는 시스템
      • Direct Communication
        • 통신하려는 프로세스의 이름을 명시적으로 표시
        • 
        • 메시지를 누구한테 전달할지 명시적으로 나와있음
      • Indirect Communication
        • mailbox(또는 port)를 통해 메시지를 간접 전달
        • 
        • 
  • 주소 공간을 공유하는 방법
    • shared memory
      • 서로 다른 프로세스 간에도 일부 주소 공간을 공유하게 하는 shared memroy 메커니즘이 존재
      • 매핑할 때 일부를 공유
      • 터널에 쉐어한다고 시스템 콜을 하고 우선적으로 매핑한 후 프로그램을 동작
      • 두 프로세스는 상당히 신뢰하는 프로그램이여 함
    • thread
      • thread느 사실상 하나의 프로세스이므로 프로세스 간 협력으로 보디는 어렵지만 동일한 process를 구성하는 thread들간에는 주소 공간을 공유하므로 협력이 가능
      • 프로세스안에 쓰레드가 여러개여서 완전한 협력이 가능함