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Operating System 5주차 - System Call Analysis -
Real-Time Computing and Communications Lab. Hanyang University
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Contents Previous Class Question & Answer 시스템 콜 이란? 시스템 콜 처리 과정 IDT
fork() 분석 과제 3
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Previous Class Question & Answer
1. 커널 컴파일 도중 다음과 같은 메시지가 뜹니다. VirtualBox로 설정한 우분투의 메모리가 부족해서 생기는 현상으로 아래의 순서대로 해결할 수 있습니다. 1. 우분투를 완전히 종료한다. 2. Virtualbox 설정옵션으로 들어가서 메모리를 2048Mb이상 할당한다. 3. 처음부터 다시 컴파일을 시도한다.
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Previous Class Question & Answer
2. 컴파일 도중 오류가 났을 때, 의존성 있는 파일들을 지우는 방법 /usr/src/linux 에서 다음과 같은 명령어를 입력해줍니다. $ sudo make clean $ sudo make mrproper 주로 컴파일 도중 에러가 발생하였을 때 사용하시면 됩니다.
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Previous Class Question & Answer
3. 커널 컴파일은 꼭 다음과 같은 순서로 진행하여야 하며, 앞의 명령어에서 문제가 발생하면 나머지 부분이 제대로 진행되지 않습니다. $ sudo make menuconfig $ sudo make $ sudo make modules $ sudo make modules_install (‘_’ 언더바 주의할 것) $ sudo make install
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Previous Class Question & Answer
4. 커널 컴파일 후 설치가 제대로 되었는지를 확인하고 싶으면, 다음의 명령어를 입력하여 확인할 수 있습니다. $ sudo update-grub Found linux image: /boot/vmlinuz-3.xxxxxx 를 통해 설치된 커널 버전을 확인할 수 있습니다.
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Previous Class Question & Answer
5. grub 설정을 변경하지 않고, 우분투를 킴과 동시에 커널버전을 선택하고 싶으면 검은색화면에서 F12를 누르시면 됩니다. 4주차 ppt를 마지막 부분을 보시면, 항상 선택 창이 나오도록 설정을 변경할 수 있으니 참고하시기 바랍니다.
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시스템 콜 이란? 시스템 콜 이란 사용자 수준 응용 프로그램에게 커널이 자신의 서비스를 제공하는 인터페이스이다.
리눅스 커널은 각 시스템 콜을 Handler로 구현해 놓고, 요청되었을 때 해당 Handler를 호출하여 서비스를 제공한다.
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시스템 콜 이란? 사용자는 각 언어에서 제공하는 라이브러리를 이용하거나, 직접 시스템 콜을 사용하여 프로그램을 개발한다.
시스템 콜은 User Application이 수행할 수 없는, 권한이 없는 작업을 수행하기 위해 필요하다. User Applications System Calls Kernel Hardware Library
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시스템 콜 처리 과정 1. 시스템 콜 번호 저장 2. Trap 3. Return System call Handler
rax 레지스터에 시스템 콜 번호 저장 (32bit 머신의 경우 eax) 2. Trap int 0x80 IDT를 통해 system_call() 함수 호출 sys_call_table 통해 핸들러 함수 호출 3. Return System call Handler ret_from_sys_call() 함수로 사용자 프로세스로 돌아감.
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시스템 콜 처리 과정 … 56 clone 57 fork 58 vfork devide_error(); Debug(); IDT
user task 0x00 0x80 devide_error(); Debug(); Nmi(); ... System_call(); ENTRY(system_call) /* arch/x86/kernel/entry_64.S */ SAVE_ALL … Call *sys_call_table(, %rax, 8) ret_from_sys_call main() { ..// pid = fork(); ... } GNU C Library ... fork() { movl 2, %rax int 0x80 …} sys_call_table … 56 clone 57 fork 58 vfork /* kernel/fork.c */ do_fork();
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IDT IDT(Interrupt Descriptor Table) 인터럽트 처리를 위해 사용한다.
IDTR은 IDT의 위치를 가리키는 레지스터이다.
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fork() 분석 아래에 간단한 fork를 이용한 프로그램을 통해, fork 시스템 콜이 커널에서 어떻게 동작하는지 알아보겠습니다.
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fork() 분석 1. 사용자 수준 응용프로그램에서 clone system call에 의해 fork 호출
시스템 콜의 호출을 추적하는 strace 명령어를 통해, 확인 가능 간단한 fork 예제를 만들고, $ strace –i ./test 입력
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fork() 분석 2. Compile 된 GNU C Library에서 인터럽트 발생, IDT를 보고 시스템 콜 번호에 맞는 해당 핸들러 함수호출 /arch/x86/syscalls/syscall_64.tbl 시스템 콜 번호 확인 /arch/x86/um/sys_call_table_64.c
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fork() 분석 fork system call이 호출되면 핸들러 함수 do_fork(…) 호출
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fork() 분석 3. do_fork(…) Process 복사하는 copy_process(…)와 wake_up_new_task(…) 호출
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fork() 분석 4. copy_process(…) task_create, 정보 복사, 초기화, sched_fork(…) 호출
초기에 wake_up 상태 아님.
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fork() 분석 5. sched_fork(…)
fork, clone 시 timer setup 해주고, 각 CPU Ready Queue에 넣어준다 p->state = TASK_RUNNING 로 변경해준다.
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fork() 분석 6. wake_up_new_task()
activate_task(…) 호출, on_rq = 1 (초기에 0, 새로 시작하는 프로세스)
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fork() 분석 7. activate_task(…) 8. enqueue_task(…) enqueue_task(…) 호출
sched_info 와 sched_class 정보를 업데이트 해준다.
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fork() 분석 전체 함수 콜 관계도
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과제3 (System Call Analysis)
1. 위의 실습 자료를 토대로 “exit” 를 분석한다. “exit” system call 프로세스 종료 시스템 콜 사용자가 직접 호출하지 않아도 컴파일러가 프로그램 말단에 자동적으로 삽입 do_exit() 핸들러 함수를 통해 호출
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과제3 (System Call Analysis)
“exit” system call 함수 콜 관계도
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과제3 (System Call Analysis)
Due: 2015/04/10 실습 수업 시간 제출방법 보고서로 출력해서 수업시간에 제출 제출물 보고서 표지 과제 내용 요약 시스템 콜 동작과정 요약 exit 시스템 콜 동작과정 분석(스크린샷을 통해서 단계적으로 설명) 최종 함수 콜 관계도 첨부(실습 PPT 참고) 후기
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과제3 (System Call Analysis)
문의사항 이름 : 김연준 이름 : 하태욱 실습관련 질문 시 제목을 아래의 양식에 맞춰서 메일을 보내주세요. ex> [운영체제] 학번_이름 지연제출에 대해서는 감점이 있을 수 있음.
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