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리눅스 커널의 구조와 원리/4. 프로세스(Process) 관리

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[리눅스커널] current_thread_info()/current 함수와 자료구조 분석하기 리눅스 커널 코드를 읽으면 다음 매크로를 자주 볼 수 있습니다.+ current_thread_info()+ current 위 매크로를 활용해서 프로세스 태스크 디스크립터와 struct thread_info 구조체 필드 정보를 읽어 프로세스를 제어합니다. 4.10.1 current_thread_info()이전 절에서 프로세스 스택 최상단 주소에 struct thread_info 구조체에 프로세스 실행을 저장한다고 분석했습니다. current_thread_info() 매크로 함수는 프로세스가 어떤 함수를 실행하더라도 struct thread_info 구조체가 있는 스택 최상단 주소를 전달합니다. current_thread_info() 매크로 함수 구현부를 분석하기 전에 매크로 함수가 어느 코드에서 쓰는 지 ..
[리눅스커널] struct thread_info: 프로세스 컨택스트 정보를 어떤 자료구조에 저장할까? 프로세스 컨택스트 정보는 어떻게 저장할까? 리눅스 커널에서는 프로세스 실행 흐름은 컨택스트란 용어로 표현합니다. 컨택스트 종류는 다음과 같습니다. 1. 프로세스 컨택스트: 프로세스가 스케줄링 될 수 있는 상태 2. 인터럽트 컨택스트: 인터럽트가 발생한 후 인터럽트 핸들링을 위한 동작 중 3. Soft IRQ 컨택스트: Soft IRQ 서비스를 실행 중이며 Soft IRQ 서브루틴(하부 함수 흐름) 동작 중 컨택스트 정보는 struct thread_info 구조체 preempt_count 멤버에서 확인할 수 있습니다. 커널은 이 값을 읽어서 컨택스트 종류를 식별합니다. 커널에서는 어떻게 프로세스가 어떤 컨택스트에서 실행하는지 파악할까요?in_interrupt()와 in_softirq() 매크로 함수를 통해..
[리눅스커널] 프로세스 세부 실행 정보를 저장하는 struct thread_info 스레드 정보(struct thread_info)프로세스 상세 정보를 저장하는 자료구조는 태스크 디스크립터입니다. 이와 더불러 프로세스 세부 실행 정보를 저장하는 struct thread_info 자료구조가 있습니다. 커널이 프로세스를 생성할 때 프로세스마다 고유한 스택 공간을 부여합니다. 스택 최상단 주소에 struct thread_info 구조체 필드가 저장돼 있습니다. 이 구조체 필드는 커널이 프로세스를 제어할 때 필요한 중요 정보를 담고 있습니다.+ 프로세스 컨택스트 정보+ 선점 스케줄링 여부+ 컨택스트 스위칭 시 저장한 레지스터 세트 이번 절에서는 프로세스 동작을 표현하는 struct thread_info 구조체에 대해서 알아봅시다. struct thread_info 구조체 각 멤버에 대해 알아보..
[리눅스커널] 태스크 디스크립터(struct task_struct) 세부 필드 분석 4.7.1 프로세스를 식별하는 멤버프로세스를 식별하는 멤버들을 살펴 보겠습니다. char comm[TASK_COMM_LEN]; comm은 TASK_COMM_LEN 크기 배열이며 프로세스 이름을 저장합니다. "ps -ely"란 명령어를 입력하면 다음과 같이 systemd, kthreadd 그리고 kworker/0:0H가 보입니다.root@raspberrypi:/home/pi # ps -ely1 S UID PID PPID C PRI NI RSS SZ WCHAN TTY TIME CMD2 S 0 1 0 0 80 0 5964 7007 SyS_ep ? 00:00:02 systemd3 S 0 2 0 0 80 0 0 0 kthrea ? 00:00:00 kthreadd4 I 0 4 2 0 60 -20 0 0 worker..
[리눅스커널] 태스크 디스크립터(struct task_struct)란 무엇인가 태스크 디스크립터(struct task_struct) 프로세스 속성 정보를 표현하는 가장 중요한 자료구조는 무엇일까요? 정답은 태스크 디스크립터이며 자료구조는 struct task_struct입니다. 리눅스 커널에서 가장 중요한 자료구조이며 리눅스 디바이스 드라이버와 커널 코드를 보는 분들은 모두 잘 알아야 할 내용입니다. TCB(Task Control Block)란 용어 들어본 적 있나요? 임베디드 시스템에서 태스크 혹은 프로세스 정보를 표현하는 자료구조입니다. 리눅스 커널에서 프로세스 정보를 표현하는 자료 구조는 뭘까요? 여기서 임베디드 시스템에서 말하는 태스크와 리눅스 커널의 프로세스는 같은 개념으로 봐야 합니다. 프로세스마다 자신의 속성을 저장하는 태스크 디스크립터가 있는 것입니다.정답은 stru..
[리눅스커널] 프로세스 종료 세부 함수 분석: do_exit() do_exit() 함수 분석do_exit() 함수로 커널이 프로세스를 종료 시키는 세부 동작 못지 않게 프로세스가 종료되는 흐름을 파악하는 것이 중요합니다. 그 이유는 무엇일까요? 유저 어플리케이션 프로세스나 커널 프로세스가 예외 상황에서 의도하지 않게 종료해서 문제가 발생하는 경우가 있습니다. 이런 문제를 만났을 때 커널 어느 함수부터 분석을 해야할 지 결정할 수 있습니다. 이번에는 do_exit() 함수가 어떻게 실행되는지 알아봅시다. - exit() 시스템 콜 실행유저 어플리케이션 프로세스가 자신을 종료하려면 리눅스 저수준 함수로 exit() 함수를 호출합니다. 이 때 시스템 콜을 발생시킨 다음 sys_group_exit() 시스템콜 핸들러를 실행합니다. - 다른 프로세스가 프로세스 종료 시그널을 ..
[리눅스커널] 프로세스를 생성 세부 함수 분석: do_fork() copy_process() 이전 시간까지 유저 프로세스와 커널 프로세스가 어떤 흐름으로 생성되는지 살펴봤습니다.둘 다 _do_fork() 함수를 호출한다는 사실을 알 수 있습니다. 프로세스 생성 시 공통으로 실행하는 _do_fork() 함수 코드를 분석하면서 커널이 어떻게 프로세스를 생성하는지 살펴봅니다. 4.6.1 _do_fork() 함수 분석_do_fork() 함수을 분석하기 앞서 이 함수 동작을 분류해봅시다. 1단계: 프로세스 생성copy_process() 함수를 호출해서 프로세스를 생성합니다. 프로세스를 생성하는 세부 동작을 파악하려면 copy_process() 함수를 분석할 필요가 있습니다. 2단계: 생성한 프로세스 실행 요청copy_process() 함수를 호출해서 프로세스 생성을 마쳤으면 wake_up_new_task..
[리눅스커널] 커널 스레드란 무엇인가 4.5 커널 스레드이전절까지 유저 영역에서 실행한 프로세스가 어떻게 실행됐는지 점검했습니다.이번에는 커널 공간에서만 실행하는 커널 프로세스가 어떻게 생성하는지 알아봅시다. 4.5.1 커널 스레드란커널 프로세스는 커널 공간에서만 실행하는 프로세스를 의미하며 대부분 커널 스레드 형태로 구동합니다. 커널 스레드는 리눅스 시스템 프로그래밍에서 데몬과 비슷한 일을 합니다. 데몬과 커널 스레드는 백그라운드 작업으로 실행하면서 시스템 메모리나 전원을 제어하는 역할을 수행합니다. 커널 스레드는 커널 내부에서 백그라운드로 구동하면서 커널 시스템에 도움을 주는 역할을 수행합니다. 데몬과 커널 스레드의 차이점은 보통 유저 영역와 시스템 콜을 받지 않고 동작한다는 점입니다. 리눅스 커널 개발자나 드라이버 개발자가 구현하는 경..