[운영체제] Process Management | 시스템 콜, CPU burst time

프로세스 생성

• 부모 프로세스가 자식 프로세스를 생성
• → 복제 생성
• 전체 프로세스는 트리 계층구조 형성
• 프로세스는 실행을 위해 자원을 필요로 함
  • 운영체제로부터 받는다.
• 자원의 공유
  • 부모와 자식이 자원을 공유할 수 있지만 독립적인 자원을 갖는 것이 원칙
• Copy-on-write(COW)
  • write가 발생했을 때(내용에 변화가 있을 때) 부모의 code, data, stack 등을 copy 한다.
• 수행 (Execution)
  • 부모와 자신은 공존하며 수행되는 모델
  • 자식이 종료(terminate)될 때까지 부모가 기다리는(wait - blocked) 모델
• 주소 공간(Address space)
  • 자식은 부모의 공간을 복사함 (binary and OS data)
  • 자식은 그 공간에 새로운 프로그램을 올림
• fork() 시스템 콜이 새로운 프로세스를 생성
• fork() 다음에 이어지는 exec() 시스템 콜을 통해 새로운 프로그램을 메모리에 올림

 

fork() 시스템 콜 - create a child (copy)

• 새로운 프로그램을 메모리에 올림 → 새 출발

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

• 꼭 자식을 만들어서(fork()를 해서) exec()을 해야하는 것은 아님

int main(){
	printf("1");
	execlp("echo", "echo", "3", (char *) 0);
	printf("2"); /* 영원히 출력 X */
}

 

exit() 시스템 콜 - frees all the resources, notify parent

• 자발적 → 프로세스가 마지막 명령을 수행한 후 운영체제에게 이를 알려줌 (exit)
  • 자식이 부모에게 output data를 보냄
• 비자발적 → 부모 프로세스가 자식의 수행을 종료시킴 (abort)
  • 자식이 할당 자원의 한계치를 넘어섬
  • 자식에게 할당된 태스크가 더 이상 필요하지 않음
  • 부모가 종료(exit)하는 경우
    • 단계적인 종료 → 부모 프로세스가 종료하기 전에 자식들이 먼저 종료됨
  • 키보드로 kill, break를 친 경우

 

wait() 시스템 콜 - sleep until child is done

• 프로세스 A가 wait() 시스템 콜을 호출하면
  • 커널은 child가 종료될 때까지 프로세스 A를 sleep시킴 (block 상태)
  • 자식 프로세스가 종료 시 커널은 프로세스 A를 깨움 (ready 상태)

 

프로세스 간 협력

• 프로세스 간 협력 메커니즘 - IPC: Interprocess Communication
• 메시지를 전달하는 방법
  • message passing: 커널을 통해 메시지 전달
  • 프로세스 사이에 공유 변수를 일체 사용하지 않고 통신하는 시스템
• 주소 공간을 공유하는 방법
  • shared memory: 서로 다른 프로세스 간에도 일부 주소 공간을 공유

 

CPU-burst Time의 분포