데이터의 접근

• 아래 이미지: 데이터 접근 방식에 대한 개요.
• 데이터 저장된 영역: storage-box
• 연산하는 영역: Execution-box
• 문제: 저장되어 있는 공간에서 연산 데이터 불러와서 연산 수행하고 결과를 다시 1. data에 보낼텐데 한 storage를 여러 execution 박스가 사용하면??

• 여러 주체가 하나의 공간에 접근하려고 할때, 각 execution은 경쟁 관계.
• Q) 이러한 문제가 자주 생기나??
  • 하나의 CPU가 하나의 메모리에 접근하고 각 프로세스는 각각의 주소공간을 쓰는데 이런 문제가 발생한다고?
  • ⇒ 공유 메모리를 사용하는 프로세스에서는 이런 문제 발생할 수 있음!
• 운영체제 커널과 관련된 문제!
  • 프로세스의 경우 자기 주소공간만 접근하기 때문에 race condition, process synchronization 관련 문제가 발생하기 어려움.
  • 프로세스들이 직접 실행하기 어려운 부분 ⇒ 시스템 콜을 수행하는데,

OS에서 race condition은 언제 생기는가? - 3가지 케이스

1. 커널 코드 수행 중 인터럽트 발생할 경우

   • 인터럽트 관련 내용 정리: https://velog.io/@adam2/인터럽트

   

   • 이 케이스에서는 커널에 있는 데이터를 양쪽에서 건드리게 된다.
   • 문제를 해결하기 위해서는?
     • 중요한 변수값을 건드리는 동안에는 인터럽트 들어와도 현재 count++ 작업이 끝나기 전까지는 인터럽트를 disable 처리! 인터럽트를 처리해주지 않아. count++ 작업 끝내고 저장하기 전까지는 인터럽트 disable했다가 작업 끝나고 나서 인터럽트를 수행하게 한다.

2. Process가 system call을 해서 kernel mode로 수행 중인데 context switch가 일어나는 경우

• 본인 코드만 실행하는 게 아니라 시스템 콜해서 커널 코드 실행하기도 함.
• 이때 cpu 독점으로 쓰는 게 아니라 할당 시간 끝나면 cpu를 반환해줘야 함.
• 본인 코드 실행하다가 커널 코드 실행 중인데(Pa) ⇒ count값을 ++하는 과정에서 Pb로 넘어가. 커널에서 count라는 변수를 또 건드려.
• 다시 할당시간 끝나서 다시 Pa로 cpu 받아.