참석

• xx명 참석

• 강혁+, 권경환, 권대엽, 권효만+, 금승원+, 김각래+, 김경인+, 김동훈, 김민경+, 김성원+, 김성준+, 김승현+, 김원우+, 김은영, 김정임+, 김준영+, 김지태, 김태완, 김택우+, 김한구, 김현우+, 김형종, 류호은, 문연수+, 문호찬, 문희찬+, 민호기+, 박노은+, 박상호, 박소연, 박시현, 박청수, 박현진, 봉하승, 서민혁, 송기원, 송준영+,  신보현, 신현종, 안성원+, 안유빈, 안이수, 원민수, 위대한, 유민호, 유원상, 유재홍, 유준환, 이민욱, 이윤성, 이일영, 이재욱, 이재훈+, 이정민, 이정아, 이정재+, 이주형, 이준후, 이한솔, 이형래, 이훈종, 임채훈, 정동훈, 정은식, 정주희, 조기석, 조만재, 조안나, 조현철, 지영근, 차민희, 천승환, 최서정, 최연욱, 최영민+, 최준근+, 한윤재, 황바른, 황성민+, 황성연

진도 및 내용

서기 : 김현우, 김성원

공유 : 이민욱

진도 : 81p

 

•  쓰레드간 공유되는 영역

• data, text, heap

• 공유되지 않는 영역

• stack, thread local storage

 

• Thread Local Storage (TLS) 장점 

• 커널의 percpu(cpu별로 동작)와 비슷한 개념,  tls (쓰레드 별로 동작)

• 보안 문제, 전역변수 -> 모든 쓰레드가 공유, 공유하면 안되는 것들

• 성능 문제, 캐시핑퐁 (자세한 건 나중에)

• 거짓공유? 주변의 메모리까지 같이 이동되는거?를 방지

• cpu는 cpu끼리 thread는 thread끼리 묶으면 성능개선 (cacheline)

• stack에 위치하는 건 아니고 별도의 공간에 위치

 

• fork vs vfork

• fork 무겁다, vfork 가볍다 (옛날얘기)

• fork는 COW를 하고 vfork는 안한다

• vfork는 부모 프로세스의 페이지테이블을 복사하지 않는다

• 사본 (페이지테이블 따로 필요) vs 공유, vfork는 사본을 최대한 줄임

• 차이를 점점 없애는 추세

 

• 정정내용

• https://techdifferences.com/difference-between-fork-and-vfork.html

 

• COW에서 페이지 테이블을 복사할 때 R/W속성이 바뀌는지는 나중에 확인

https://en.wikipedia.org/wiki/Copy-on-write

Copy-on-write는 특정 메모리 페이지를 읽기 전용으로 표시하고 페이지에 대한 참조 수를 유지함으로써 페이지 테이블을 사용하여 효율적으로 구현할 수 있습니다. 이러한 페이지에 데이터가 기록 될 때 커널은 쓰기 시도를 가로 채고 하나의 참조 만있는 경우 할당을 건너 뛸 수 있지만 쓰기시 복사 데이터로 초기화 된 새 물리적 페이지를 할당합니다. 그런 다음 커널은 새 (쓰기 가능) 페이지로 페이지 테이블을 업데이트하고 참조 수를 줄이고 쓰기를 수행합니다. 새로운 할당은 한 프로세스의 메모리 변경이 다른 프로세스에서 보이지 않도록합니다. 

 

• parent/child process를 구분하지 않고 몇 개의 프로세스에서 메모리를 참조하고 있나가 중요한 것 같습니다. 참조하는 프로세스가 자기 하나 뿐이면 COW 없이 바로 write를 하고 참조하고 있는 프로세스가 자기 이외의 다른 프로세스가 있다면 COW를 하게 되는 것 같습니다.

 

• fork vs exec

• exec pid 새로 안만든다

• exec는 복귀를 하지 않는다

• vfork는 복귀를 한다 (pid 당연히 새로 만듬)

• 동적할당한거 아마 해제하고 exec해야할 거 같다

• system vs exec

 

• 최근 커널에서 do_fork -> kernel_clone 으로 네이밍이 바뀌었다.

• tgid는 'task_struct→tgid'. 이를 출력하는 유저 함수는 getpid() , 커널 함수는 task_tgid_nr()

• pid는 'task_struct→pid'. 이를 출력하는 유저 함수는 gettid(), 커널 함수는 task_pid_nr()

 

gettid()??

#include <stdio.h>

#include <unistd.h>

#include <linux/unistd.h>

 

int main()

{

        pid_t pid = 0;

        pid_t tid = 0;

 

        pid = getpid();

        // ‘__USE_GNU’ in musl

        // gettid() 가능

        tid = syscall(__NR_gettid);

 

        printf("pid=%d, ttid=%d\n", pid, tid);

}

 

• Q: clone 또는 fork시에 페이지 테이블을 어떻게 복사하는지?

 

A: 아래와 같은 경로를 타고 동작하며 페이지 테이블을 복제하고, 부모 페이지 중 COW 페이지들의 매핑 엔트리는 자식 페이지 테이블에 복사할 때 Read-only로 프로텍션을 변경하여 매핑합니다.

 

clone & fork의 경우 VM_CLONE 플래그 없이 kernel_clone()을 호출합니다.

 

 -> sys_clone() -> kernel_clone() -> copy_process() -> copy_mm() -> dup_mm()

 

dup_mm()이 하는 일

=============================

1) 부모 mm_struct 복사

2) mm_init() -> mm_alloc_pgd() : mm->pgd에 pgd_alloc()으로 할당한 새 페이지 테이블 연결

3) dup_mmap() -> vm_area_dup() : 부모 mm->mmap에 연결된 vma들 복사, pgd 테이블 엔트리들도 복사, cow(no-shared+write) 페이지인 경우 read-only로 변경

 

최신 커널의 태스크 상태 전이 블럭 다이어그램(task state transition block diagram)

ARM32 기준 (arch/arm/include/asm/ptrace.h)

struct pt_regs {

unsigned long uregs[18];

};

 

ARM64 기준 (arch/arm64/include/asm/ptrace.h)

struct pt_regs {

union {

struct user_pt_regs user_regs;

struct {

u64 regs[31];

u64 sp;

u64 pc;

u64 pstate;

};

};

u64 orig_x0;

#ifdef __AARCH64EB__

u32 unused2;

s32 syscallno;

#else

s32 syscallno;

u32 unused2;

#endif

 

u64 orig_addr_limit;

u64 unused; // maintain 16 byte alignment

u64 stackframe[2];

};

 

• priority 140단계는 nice 40단계  + real-time 100단계

 

(include/linux/sched/prio.h)

 

#define MAX_NICE 19

#define MIN_NICE -20

#define NICE_WIDTH (MAX_NICE - MIN_NICE + 1)

(=40)

 

#define MAX_USER_RT_PRIO       100

#define MAX_RT_PRIO MAX_USER_RT_PRIO

(=100)

 

#define MAX_PRIO         (MAX_RT_PRIO + NICE_WIDTH)

(=140)

#define DEFAULT_PRIO (MAX_RT_PRIO + NICE_WIDTH / 2)

(=120)

 

• Main 쓰레드 스케줄러 바꾸는법

 

struct sched_param main_param

 

sched_getparam(getpid(), main_param);

 

// 우선순위 바꿀려면 다음 코드 실행

// main_param.sched_priority = 원하는 우선순위값

 

// 예를들어 SCHED_FIFO로 변경한다면

sched_setscheduler(getpid(), SCHED_FIFO, &main_param); 

 

• 자식 쓰레드 스케줄러 바꾸는법

pthread_attr_t sched_attr;

 

pthread_attr_init(&sched_attr);

// 부모 쓰레드와는 다른 스케줄링을 사용하겠다고 선언

pthread_attr_setinheritsched(&sched_attr, PTHREAD_EXPLICIT_SCHED);

// 예를들어 SCHED_FIFO로 변경한다면

pthread_attr_setschedpolicy(&sched_attr, SCHED_FIFO);

 

• 쓰레드 스케줄링할 cpu 지정하는법

cpu_set_t cpuset;

CPU_SET(1, &cpuset);  // 1번 cpu

CPU_SET(2, &cpuset);  // 2번 cpu

…

pthread_attr_setaffinity_np(&sched_attr, sizeof(cpu_set_t), &cpuset);

 

• 마이그레이션할때 캐시친화력이 높은 곳으로 먼저함

 

• 하이퍼스레딩 / 하드웨어스레드

실행유닛: 파이프라인이라고 생각할 수 있음

 

대충 성능 10% 정도 올라가더라

 

shared mode vs adaptive mode

https://stackoverflow.com/questions/12249902/about-adaptive-mode-for-l1-cache-in-hyper-threading

 

• RBtree -> 가장 deadline 빠른거 가져오는거 빠르다

 

커널스택, 유저스택 대응 관계 및 커널 스레드