[운영체제] 프로그램의 실행

프로그램의 실행 (메모리 Load)

프로그램의 실행 단계

• 프로그램은 File System에 실행 파일 형태로 저장되어 있다.
• 실행 파일을 실행시키면 실행 파일은 메모리에 올라가 프로세스가 된다.

 

가상 메모리(Virtual Memory)

• 실행 파일이 메모리에 올라가기 전에 한 단계를 더 거친다.
• 각각의 프로그램이 실행될 때는 그 프로그램의 독자적인 주소 공간(Adress Space)이 만들어지는데, 이를 가상 메모리라고 한다.
• 당장 필요한 프로그램은 메인 메모리에 올라가고, 그렇지 않은 나머지는 Swap Area에 배치된다.

 

프로세스 주소 공간의 내용

Code

• 실행 파일에 있는 코드
• 실제로 CPU에서 실행할 기계어들이 위치해 있는 곳

Data

• 메모리 데이터 공간
• 전역 변수나 프로그램이 시작되고 종료할 때까지 남아 있는 데이터가 위치해 있는 곳

Stack

• 프로그램의 함수 내의 지역 변수와 같은 데이터가 저장되어 있는 곳
• 함수 호출과 반환을 위해 존재

 

커널 주소 공간의 내용

커널 코드

• 시스템 콜, 인터럽트를 처리하는 코드
• 자원 관리를 위한 코드
• 편리한 서비스 제공을 위한 코드

데이터 영역

• 모든 하드웨어를 관리하기 위한 자료구조들을 가지고 있는 영역
• 현재 실행 중인 모든 프로세스들을 관리하기 위한 자료구조들을 가지고 있는 영역 (PCB)

커널 스택

• 각각의 프로세스마다 별도로 스택을 생성해 두고 있다.

 

사용자 프로그램이 사용하는 함수

사용자 정의 함수와 라이브러리 함수는 프로세스의 주소 공간에서 동작하고, 커널 함수는 커널의 주소 공간에서 동작한다.

 

사용자 정의 함수

• 자신의 프로그램에서 정의한 함수

라이브러리 함수

• 자신의 프로그램에서 정의하지 않고 가져다 쓴 함수
• 자신의 프로그램의 실행 파일에 포함되어 있음

커널 함수

• 운영체제 프로그램의 함수
• 커널 함수의 호출을 시스템 콜이라고 함

 

프로그램의 실행

• 사용자 정의 함수나 라이브러리 함수가 실행될 때는 해당 프로세스의 주소 공간에 있는 코드가 유저 모드에서 실행된다.
• 반면에, 시스템 콜을 하게 되면 CPU 제어권이 운영체제에 넘어가 커널 모드로 전환된다. 이때 운영체제의 주소 공간에 있는 코드가 실행된다.
• 프로그램 하나가 실행될 때는 유저 모드와 커널 모드의 전환이 반복된다.

 

강의 출처

http://www.kocw.net/home/search/kemView.do?kemId=1226304

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