Operating System.5 Process Description and Control2

Modes of Execution

• mode bit: kernel mode와 user mode를 나타내는 정보를 저장한 bit
• kernel에서 할 수 있는 일
  • Interrupt 관리
  • I/O Instruction
  • Memory management
  • change mode bit
    • sys call, exception은 processor와 연관이 있다
    • interrupt는 processor와 연관이 없다
• mode switch : user와 kernel 사이에서 모드를 바꾸는 것
  • 이때 발생하는 overhead : 현재 user mode에서 context를 saving/restoring
    • kernel mode를 수행한뒤에 반드시 process switch 할 필요 없음.
• 현대의 운영체제에서는 Process 마다 user mode와 kernel mode의 stack이 존재한다.
• kernel을 위한 code, data, stack이 필요하다.

Process Switch

• process switch로 인해 발생하는 비용
  • 프로세스 컨텍스트 저장 및 복원
  • 캐시 무효화
  • 인터럽트 처리
  • TLB 플러시
  • 스케줄링 오버헤드
  • 캐시 트래싱

Process Creation(Directed)

1. process의 context 공간 할당
2. code, data를 메모리에 로딩, stack 생성
3. PCB 생성 및 초기화
4. process를 ready queue에 삽입

Process Creation(by Cloning and Replacing)

• cloning : 부모 프로세스로부터 복사본을 만들고, pid만 수정하여 생성-> fork()
  • text, data, stack, PCB를 복사
  • 그 이후로 child와 parent는 서로 독립적인 스택을 보유한다.
• replacing : PID를 바꾸지 않고, code, data, heap, stack을 새로운 프로그램으로 교체 -> exec()

Copy On Write(COW)

• shared된 page에 data 변경이 생겼을 때만 복사하는 방법

Process Termination

• Voluntary termination(자발적인 종료) : exit(status)
  • main()문이 끝난 경우
  • exit function이 실행된 경우
• Involuntary termination(비자발적 종료) : kill(pid, signal), abort()
  • 부포 프로세스 혹은 OS에 의해 종료됐을 때

Zombie

• process는 exit()으로 종료 상태인데, kernel이 PCB를 즉시 지우지 않고 남아있는 상태
• 즉, 부모 프로세스의 wait(&status)에 의해 종료 상태 값이 parent에게 전달되기 까지의 상태
  • reaping : parent가 이러한 자식 프로세스의 종료 상태 값을 거둬가는 행위

Orphan

• 부모 프로세스가 자식 프로세스보다 먼저 종료하게 될 때 자식 프로세스가 가질 수 있는 상태이다.
• 보통 이러한 경우 init process로 reparent를 하게 된다.