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1. 프로세스(Process)란?
2. 프로세스 생성 단계
3. 프로세스 상태 및 전이
4. 주요 자료구조
5. 참고

Process

1. 프로세스(Process)란?

프로세스(process): 운영체제의 기본 추상화로, 실행 중인 프로그램을 의미한다. 프로세스는 자신의 주소 공간, CPU 레지스터 상태, I/O 상태(열린 파일 디스크립터 등)를 캡처하여 독립된 실행 환경을 제공한다

프로그램: 디스크 상에 존재하며 실행을 위한 명령어와 정적 데이터의 묶음이다.

시분할(time sharing): 하나의 process를 실행한 후, 중지하고, 다른 process를 실행한다

• 잠재적인 비용: CPU를 공유 -> 각 process의 성능 저하

공간분할(space sharing): 개체에게 공간을 분할한다

1.1. 구성 요소

메모리(memory, address space):

• 명령어
• 실행 프로그램이 읽고 쓰는 데이터

레지스터(register)

• 프로그램 카운터(PC, Program Counter) = 명령어 포인터(IP, Instruction Pointer): 프로그램의 어느 명령어가 실행 중인지를 알려준다
• 스택 포인터(Stack Pointer) & 프레임 포인터(Frame Pointer): 함수의 변수와 리턴 주소를 저장하는 스택을 관리할 때 사용하는 레지스터이다

2. 프로세스 생성 단계

1. 코드·정적 데이터 로드: 실행 파일을 메모리에 담는다
2. 스택 초기화: 초기 스택 프레임(인수, 반환 주소 등)을 설정한다
3. 힙 초기화: malloc() 호출을 대비해 힙 영역을 설정한다
4. I/O 초기화: UNIX 시스템의 기본 표준 입력/출력/오류 디스크립터(descriptor)를 연다
5. 실행 시작: OS가 진입점 main()으로 점프해 사용자 코드를 실행 및 개시한다

3. 프로세스 상태 및 전이

• Running: 실제 CPU에서 명령을 수행 중
• Ready: 실행 준비는 되어 있으나 스케줄러 대기
• Blocked: I/O 요청 등으로 이벤트 완료 전까지 대기

전이 조건:

• Ready -> Running: 스케줄러가 선택(“Scheduled”)
• Running -> Ready: 탈스케줄(“Descheduled”)
• Running -> Blocked: I/O 시작 등
• Blocked -> Ready: I/O 완료 등

4. 주요 자료구조

프로세스 리스트: Ready 상태 큐, Running 프로세스 정보, Blocked 큐 등을 관리한다

PCB (Process Control Block): 프로세스별 상태(enum proc_state), pid, 부모 포인터, 메모리 크기·시작 주소, 커널 스택 포인터, 컨텍스트 저장 공간(struct context), 트랩 프레임(struct trapframe) 등을 포함한다

참고

• Operating Systems: Three Easy Pieces