Processes

Process Concept

*정의

프로그램 내에서 처리 부분을 맡고 있고, os의 unit of work이다.

*수행 task

• CPU time, Meomory, fiiles, I/O devices

*Memory layout

• Text section: the executable code

• Data section: global variables

• Heap section: program run time하는 동안 메모리는 할당됩니다.

• Stack section: invoking functions할 때 일시적인 데이터 저장소로 function parameters, return addresses, local variables이다

• process 실행 시 변화

• New: process가 새로 생성됨

• Running: Instructions가 실행됨

• Waiting: process가 사건이 발생되길 기다림

  • ex) I/O completion or reception of a signal.

• Ready: process가 processor이 승인되길 기다림

• Terminated: 실행 종료

*PCB(Process Control Block) or TCB(Task Control Block)

• 각 프로세스는 PCB로 인해서 OS안에서 표현됨

• Process of PCB

  • Process state
  • Porgram counter
  • CPU registers
  • CPU-scheduling information
  • Memory-management information
  • Accounting information
  • I/O status information

*Summary

• program은 하나의 스레드를 실행

• 스레드 제어는 process가 수행되도록 허락(only one task at a time)

• 현대 os는 process개념의 확장

  • 다중 멀티 스레드 실행
  • more than one task at a time

• 스레드는 higjweight process

Process Sheduling

• 멀티프로그래밍(The objective of multiprogramming)

  • 동시에 여러 프로세스 진행
  • CPU가동 범위 최대

• 타임 공유(The objective of time sharing)

  • 프로세스들 사이의 CPU코어 변화
  • Running, 유저와 프로그램은 상호작용

• 스케쥴링 큐(Sheduling Queues)

  • ready queue

    • CPU코어 내에서 시작 위치와 시작을 기다리는 위치 파악

  • wait queue

    • 확실한 event가 발생되어야 함

  • 위의 큐들은 PCBs의 연결 리스트로 보충됨

• Queueing Diagram(process scheduling)

• Context Switch

  • PCB, context process기 표현됨

  • Interrupt occurs

    • 시스템은 돌아가는 프로세스의 현재 context 저장
    • 그 후, 재 저장이 가능함

  • Context switch

    • CPU코어를 다른 프로세스와 변환
    • 현재 프로세스 저장
    • 다른 프로세스에 재배치

Operations on Processes

• Mechanism: process creation and termination

• Create several new processes

  • the creating process: a parent process
  • a newly created process: a child process

• tree processes

• Two possibilities for execution

  • 부모노드는 자식 노드가 실행되록 진행
  • 부모노드는 자식 노드가 다 종료될 때가지 기다림

• Two possibilities of address-space

  • 자식 process는 부모 process를 복제
  • 자식 process는 새로운 프로그램을 불러온다

• CODE

#include <stdio.h>
#include <unistd.h>
#include <wait.h>

int main()
{{
    pid_t pid;
    // fork a child process
    pid = fork();

    if (pid <0 ) { // error occurred
        fprintf(stderr, "Fork Failed");
        
        return 1;
}
else if (pid == 0) { // child process
    execlp("/bin/ls", "ls", NULL);
}
else { // parent process
    wait(NULL)
    printf("Child Complete");
}
return 0;

}

• 프로세스 종결

  • 최종 statement가 실행

  • exit()system call

  • OS deallocates and reclaims all the resources:

    ex) allocated memories, open files, and I/O buffers, etc

• Zombie and Orphan

  • Zombie: 종결과정이지만 wait() call전
  • Orphan: 현재 프로세스 wait()쓰지 않고 종결

• UNIX-like O/S

  • fork()system call로 부터 새로운 process가 생성됨

  • A new process is created by the fork() system call.

    • The child process consists of

  • a copy of the address space of the parent process.

• Both processes continue execution

• at the instruction after the fork() system call.

• With one difference:

• the return code for the fork() is zero for the child process, whereas
• the nonzero pid of the child is returned to the parent process.

• After a fork() system call,

  • the parent can continue its execution ; or

  • if it has nothing else to do while the child runs,

    • it can issue a wait() system call

    • to move itself off the ready queue until the termination of the child.