Scheduler Activations
-
many-to-many와 two-level models에서 communication between kernel and the thread library는 어떻게 이루어지는가?
-
many-to-many와 two-level models에서는 user와 kernel thread 사이에 intermediate data structure인 lightweight process 혹은 LWP를 사용한다.
-
user-thread library의 경우 LWP는 virtual processor이어서 user thread가 실행되는 것을 schedule할 수 있다.
-
각 LWP는 kernel thread에 붙어있으며, 운영체제가 physical processor에 스케줄링 하는 것은 커널 스레드이다.
-
만약 커널 스레드가 block되면, LWP 또한 block되며, LWP에 연결된 user-level thread 또한 block된다.
-
즉, LWP는 kernel thread에 연결되는 user thread를 관리 및 스케줄링 해주는 중간 다리 역할을 한다고 볼 수 있다. (정확히 LWP가 어떻게 구현되는지는 운영체제마다 다르다. -> 별개의 thread로 볼건지, kernel thread에 붙어있는 형태로 볼 건지 등)
-
Scheduler activation
- 커널은 application에 여러 LWP를 제공하고, application은 user threads를 available virtual processor에 스케줄링할 수 있다.
- 커널은 application에게 특정한 event에 대해서 알려줘야 하고, 그 과정을 upcall이라고 부른다.
- upcall : thread library는 upcall handler를 이용해서 upcall을 핸들하고, 이는 virtual processor에서 실행되어야 한다.
- 예시 : application thread가 block되는 경우 : kernel은 application에 특정한 thread가 block된다고 upcall하고, 새로운 virtual processor를 application에 할당 -> application은 이 새로운 virtual processor에서 upcall handler를 실행 -> blocking thread의 상태를 저장하고, blocking thread가 실행되고 있던 virtual processor를 내놓음 -> upcall handler는 이 내놓은 virtual processor에 실행가능한 다른 스레드를 스케줄함. -> blocking thread가 기다리던 event 발생시 -> kernel이 thread library에게 upcall을 보냄 -> upcall handler는 virtual processor에서 동작해야 하므로 필요시 커널이 virtual processor를 주거나 다른 thread가 사용중이던 것을 뺏아서 준다. -> unblocked thread가 실행가능하다고 표시하고, 그 스레드를 다시 스케줄링한다.
(자세한 동작은 나중에)
Operating-System Examples
Linux Threads
-
Linux는 process를 복제할 때 fork() system call을 사용함.
-
thread를 복제할 때 clone() system call을 사용함.
-
Linux는 process와 thread를 구분을 하지 않는다 -> 프로그램의 flow of control을 말할 때에 process나 thread 대신에 task라는 표현을 사용한다.
-
clone()이 불려질 때, parent와 child task 사이에 얼마나 많은 sharing이 이루어질 것인지에 대한 set of flags가 전달된다.
-
이 4가지 flag를 모두 전달하면 parent task와 child task가 대부분의 자원을 공유하므로 지금까지 우리가 이야기했던 thread를 만드는 경우와 동일하게 된다.
-
모두 unset하게 되면 fork() system call과 비슷하게 기능한다.
-
Linux에서는 task별로 struct task_struct가 존재한다. 이 task_struct는 직접 데이터를 저장하는 것 대신에, 저장된 데이터(e.g. open files, signal-handling information, virtual memory들의 list)를 가리키는 포인터가 저장된다.
-
fork()가 호출되었을 때, parent process의 모든 data structures가 copy 되어 새로운 task가 만들어진다.
-
반면, clone()이 호출되었을 때, 똑같이 새로운 task가 만들어지지만, 이 경우에는 clone()을 통해 넘겨받은 flag에 따라 parent task의 data structures를 point 하게 된다.
-
container의 경우에도 clone() system call을 사용할 수 있다. -> 나중에 다룬다네요
참고 자료
- Abraham Silberschatz, Operating System Concepts, 10th edition
