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창우님이 말씀하신 내용은 모두 이해하고 있습니다.

다만 저는 하나의 프로세스에 하나의 PRCB가 생성되는게 의미가 없다고 생각하지 않았습니다.

말씀하신 대로 그리고 정말로 PRCB가 단순히 자료구조라면 왜 코어 수에 대응하는 PRCB를 만들고 각 프로세서 관리 구조체가 제각각의 스케쥴링 디스패치 데이터베이스를 만드는지는 참 의문입니다. 아무 의미도 없는데 말이죠?

해서 저는 이전 경험에 비춰볼때, MSR 와 비슷한, 혹은 APIC의 벡터변환->IDT와 비슷한, 혹은 특정 명령어를 사용한 multi-core 를 제어하기 위한 어떤 특별한 동작원리가 있지 않나 궁금해서 질문드렸습니다.

말씀하신대로 PRCB가 단순한 구조체라고 한다면,

각 PRCB가 각자의 Thread를 처리하는 동안 배정받는 cpu-core도 랜덤하게 들어가게 되겠군요.

답변감사드립니다

우선 잘못 알고 계신점을 지적해드리겠습니다.

1. 모든 processor는 전원이 인가되자마자 수행할 부분이 정해져있고, 전원이 인가되자말자 해당 부분을 수행합니다.

2. "core의 ip"라는 용어는 말씀하신 의미로는 존재하지 않습니다.

3. OS가 관리하기 전까지는 PRCB와 core가 관계가 없는것이 맞습니다.

4. PRCB를 만드는것과 preemption, yield는 직접적인 관련이 없습니다.

5. FS register에 PRCB의 주소를 넣는것과 interrupt 처리는 직접적인 관련이 없습니다.

6. sp2에서도 multi-core interrupt 처리는 잘되었습니다. sp3에서 그렇게 바뀐것은 성능 향상을 위해서거나 보안상 issue일 수 있습니다.

7. cpuid와 windows registry는 관계가 없습니다.

그리고 질문에 대한 답변을 드리면

1. OS에서 multi-core를 제어하기 위해 하는 초기화 단계는 어떤게 있습니까?

각종 H/W 초기화 및 자료구조 초기화 (부팅 단계)로써 끝입니다.

2. cpu 명령어가 현재 core의 넘버와 같은 식별 가능한 값을 얻을 수 있다고 할때,  어떻게 각 core 별로 원하는 코드를 실행할 수 있습니까?

해당 core에서 동작하는 소스에서 cpuid instruction을 발행하면 됩니다.

이전에도 말씀드렸듯이 오해하고 있는 부분은 이 부분입니다.

어떤 code가 동작하는것 자체가 어떤 core에서 동작하는 것입니다.

어떤 core에 어떤 thread를 수행 시킨다는 말의 의미는 해당 core에서 동작하는 OS(scheduler)가 해당 thread를 수행시켜 OS(scheduler) 수행이 끝남과 동시에 해당 thread가 수행된다는 말입니다.

다른 core도 마찬가지 입니다.

코드 덩어리인 OS가 core 내의 수행도 없이 thread를 수행시키고 cpuid instruction을 issue하는 일은 일어나지 않는다는 것입니다.

한번 곰곰히 생각해보시기 바랍니다.

잘 모르니 간단히 답변 남겨봅니다.

1. 리눅스에서도 비슷한 개념의 percpu 영역이 존재합니다. 이 영역은 각 CPU의 fs 혹은 gs 레지스터를 통해 접근하며 해당 CPU에 관련된 정보들 만을 모아둡니다. 스케줄링 시 사용하는 runqueue도 percpu 영역에 들어있습니다.

2. C언어에서 제공하는 if-else 혹은 switch-case 문이면 충분하지 않을까요?

우선 제가 이해하지 못하겠는것은 "PRCB1에서 Thread1을 가져와서 실행하고 PRCB2에서 Thread2를 가져와서 실행"했으면 당연히 load balancing이 일어나지 않는한 core1과 core2에서 수행되어야지 어떤 core에서 수행될지 알수가 없다는 점이 이해가 가지 않습니다

-> 이 부분에 대한 제 생각은 ,

각 Core가 초기화되서 각자 실행하는 부분이 정해지기 전, 그러니까 OS에서 core를 관리하기 위한 구조체를 설정하고 core의 ip를 초기 값에서 OS가 관리할 수 있는 상태가 되기 전까지는 PRCB와 같은 Processor 관리 구조체와 CPU-core는 관계가 없는 상황이라고 생각했습니다.

나머지는 그저 부속에 지나지 않습니다. 마치 첫 단추가 제대로 안껴지면 나머지 순서도 엉망이 되는 것처럼 말입니다.

굳이 타임인터럽트를 예로 든 이유도 거기에 있습니다.

선점이든, 양보든 모두 OS레벨의 코드이고 이를 수행하기 위해서 기본적으로 PRCB를 만드는데,

PRCB와 코어가 매치가 안된 상황에서 어떤 코드가 의미를 갖을 수 있을까요?

하지만 그간의 내용과 경험상, 백창우님에게는 당연하게 받아들여지는 부분이 저같은 초심자에게는 아닐 수가 있습니다. 그런 차이로 인해서 질문의 요지가 전달이 안되는 것 같습니다. 하지만 백창우님이 당연하지만 저보다 많은 지식과 경험을 가진 선생님의 입장이시니 제가 질문을 해볼까 합니다.

1. OS에서 multi-core를 제어하기 위해 하는 초기화 단계는 어떤게 있습니까?

죄송하지만 또 윈도우를 예로 들어보겠습니다. 윈도우에서는 각 프로세서 별로 인터럽트를 처리하기 위해 FS레지스터에 PRCB의 주소를 넣어놓고 있습니다. sp2에서는 절대주소를 썼지만 sp3에서 바꼈죠. 이제와 생각하는 거지만 이것도 멀티코어를 제어하기 위한 수정이 아닌가 합니다.

2. cpu 명령어가 현재 core의 넘버와 같은 식별 가능한 값을 얻을 수 있다고 할때,

어떻게 각 core 별로 원하는 코드를 실행할 수 있습니까? 예를 들어 CPU0~3이 있다고 하면 CPU0의 레지스트리 세팅, CPU1의 레지스트리 세팅을 해야된다고 한다면 말입니다.

 답변 부탁드립니다. ^^; 시간을 너무 뺏는건 아닌지

우선 저는 Windows에는 큰 관심이 없어 내부 구조에 대해서 잘 모른다는 말씀을 먼저 드려야 할것 같군요.

지금까지 제가 질문에 답변해드렸던것은 그동안 상용 OS들을 직접 만들어 오면서,

multi-core OS들이 가지고 있는 기본적인 지식들을 바탕으로 답변을 해드렸습니다.

그런데 점점 어긋나고 있는것이 느껴지네요.

우선 제가 이해하지 못하겠는것은 "PRCB1에서 Thread1을 가져와서 실행하고 PRCB2에서 Thread2를 가져와서 실행"했으면 당연히 load balancing이 일어나지 않는한 core1과 core2에서 수행되어야지 어떤 core에서 수행될지 알수가 없다는 점이 이해가 가지 않습니다.

그리고 scheduling은 timer interrupt뿐만 아니라 thread yield, wait, preemption등이 일어날 수 있는 code 곳곳에서 발생할 수 있는 상황인데 왜 굳이 timer interrup만이 가정되어야 하는지도 이해가 가질 않고,,,,

OS는 당연히 PRCB에 있는 정보 또는 cpuid등과 같은 operation을 통해 현재 코드가 동작하고 있는 core를 알 수 있고, 현재 코드가 동작하고 있는 자체가 현재 core에서 동작하는 것인데, 이것을 어떤 core에서 동작하는지 모른다는것 또한 이해가 안가고,,,,

등등 질문을 들으면 들을수록 점점 더 총체적으로 이해가 가지 않네요.

혹시 어떤 code가 어떤 core를 선택해서 수행시켜야 한다고 생각하시는 것인지요?

만약 그렇다면 어떤 code(예를 들면 scheduler code와 해당 scheduler가 수행시키는 thread code)가 동작하는것 자체가 어떤 core에서 동작하는 것이라 말씀드릴수 있을것 같습니다.

음.. 뭔가 제 느낌으론 약간 어긋난 부분이 있는것 같습니다.

OS가 각 코어를 관리하기 위한 구조체를 만들고, 각 구조체가 자신들의 ready queue 에서 쓰레들을 가져와서 실행합니다.

이 부분은 정확합니다. 마소에서 나온 Internals 에도 정확히 나와있으니까요.

제가 궁금한 부분은;

코어1 과 코어 2가 있다고 하고, 이에 대응해서 OS가 PRCB 1과 PRCB 2를 만들었다고 가정하고 봤을때,

PRCB1에서 Thread1을 가져와서 실행하고 PRCB2에서 Thread2를 가져와서 실행하는데 이게 코어1-코어2로 분배되어 동작한다는 보장이 없다는 말입니다. PRCB는 말씀하셨듯이 OS에서 프로세스를 관리하기 위해 만든 단순한 구조체입니다. 이 구조체가 쓰레드를 하나 가져와서 실행한다고 해도 그게 CPU 코어에 맞게 배분될 거라고 생각하기 어렵단 말입니다.

물론 가장 이상적인 것은 PRCB1에서 가져온 Thread1이 CPU1에서, PRCB2에서 가져온 Thread2가 CPU2에서 동작하는 것이겠지만 말입니다.

그래서 곰곰히 생각을 해봤습니다.

OS-CPU관계에서 볼때 CPU 독립적인 부분은 외부 IOAPIC에서 오는 인터럽트 신호가 유일합니다. 그 생각이 들자 타임 인터럽트가 떠오르더군요. 인터럽트 신호 0 번으로 윈도우에서는 이 인터럽트 신호에 맞춰 현재 PRCB의 Thread의 퀀텀값을 감소시키고 퀀텀 유무에 따라서 NextThread로 바꿔주는 역활을 합니다.

이런 식으로 각 core가 타임인터럽트에 따른 쓰레드 스케쥴링을 할 수 있다고 한다면? 하고 가정을 해봤습니다.

사실 별 다른 가정도 아닙니다. 스케쥴링은 이렇게 동작하니까요;; 다만 그렇게 생각하기 어려웠던 이유는 결국 풀리지 않는 의문 하나때문입니다.  첫 단계, 그러니까 멀티-코어를 제어하기 위한 첫 단계에 대한 의문입니다. 어쨌든 이 가정대로라면 OS 는 각 core를 제어하는 방법이 있어야만 합니다. 처음부터 제가 의문이었던 것도 이 부분이었구요. 물론 이 가정이 틀리더라도 OS는 각 core를 구분지어서 컨트롤할 수 있는 방법없이는 멀티코어에 맞는 멀티프로세싱이 불가하다는 생각입니다. 만약 그렇지 않다면 위에서 언급했듯 쓰레드는 임의의 core혹은 최악의 경우 하나의 core에서 전부 실행해버리게 되겠죠...

이에 대한 의문은 왠지 메뉴얼에 나와있는 느낌이 들어서 읽어보려고 하고 있습니다 ^^

다시 한번 답변 감사드립니다.

박한범님이 혼용해서 사용하는시것 같아 의미상 맞을것 같은 processor로 해석했습니다. ^^

============ 인용 ============

"하나의 CPU 코어당 하나의 PRCB 라는 프로세서 관리 구조체를 갖습니다."

"왜 코어 수에 대응하는 PRCB를 만들고 각 프로세서 관리 구조체가 제각각의 스케쥴링 디스패치 데이터베이스를 만드는지는 참 의문입니다."

"PRCB는 말씀하셨듯이 OS에서 프로세스를 관리하기 위해 만든 단순한 구조체입니다."

흠흠. 예예. 제가 용어 선정에 신중하지 못한 점이 있습니다.

곧 이 부분을 정리해서 다시 올리도록 하겠습니다.

그때도 지금과 같은 답변 부탁드려도 되겠지요? ^^;;

제가 생각하고 있는 것이 '가정'에 지나지 않는다는 걸 잘 알고 있고,

여기서 끝내려는 의미에서 댓글을 단게 아니고 그 전에는 감을 전혀 못 잡고 있었는데,

문답을 하면서 겨우 실마리를 풀어낸 사항에 대해서 정리를 하고 다시 질문을 드리려고 합니다.

감사합니다

한 세월은 걸렸네요 

- 아닙니다. cpuid instruction으로써 cpuid를 읽고 그 값을 percpu와 같은 각 core에 고유한 영역에 저장후 그 값으로써, if ~ else, switch 문 같은 것으로 각 core별 제어를 합니다.

하지만 이것 또한 의문을 가지시는 부분의 답은 아닙니다.

각 core별로 공통의 OS 코드가 제어를 합니다. 해당 core에서 동작하는 OS 코드가 해당 core를 제어한다는 말입니다.

아직도 오해하고 계십니다.

FS:[1Ch] = PRCB self pointer 를 세팅함으로서 타임인터럽트에 대한 인터럽트 디스패치 루틴에서 이 역활을 해줄거라고 보입니다.

이것 역시 아닙니다. OS entry point는 이해하고 계신 entry point가 아닌 그냥 OS 코드에 있는 entry point입니다.