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[리눅스커널] 커널동기화: 레이스 컨디션은 왜 발생할까?

Guillermo Austin Kim|2019년 6월 24일

이전 소절에서 레이스 컨디션과 임계 영역의 개념에 대해서 소개했습니다. 이 내용을 읽으니 자연스럽게 다음과 같은 의문이 생깁니다. " 레이스 컨디션과 동시성은 왜 발생할까?" 이번 시간에는 그 이유에 대해 살펴보겠습니다. SMP(symmetric multiprocessing)레이스 컨디션이 발생하는 첫 번째 이유는 리눅스 시스템에서 SMP(symmetric multiprocessing)를 적용하기 때문입니다. 여기서 SMP란 무엇일까요? "하나의 시스템에 다수의 CPU가 한 개의 메모리를 쓰는 컴퓨터 시스템 아키텍처이다." 이렇게 SMP에 대한 정의를 읽고 나면 SMP를 적용한 후 레이스 컨디션이 왜 발생하는지 잘 이해가 가지 않습니다. 소프트웨어적 보면 SMP 시스템에서는 다음과 같이

[리눅스커널] 동기화 - 레이스 발생 동작 확인

Guillermo Austin Kim|2018년 10월 3일

커널 동기화 기법은 리눅스 커널에서 가장 배우기 어려운 내용 중 하나입니다. 커널 동기화 기법을 사실상 이론으로 이해하기 때문입니다. 아무리 커널 동기화나 레이스를 이론으로 이해해도 실전 개발에서 배운 내용을 적용하기 어렵습니다. 예를 들어 레이스로 커널 크래시가 발생했다고 가정합시다. 이 문제를 해결하기 위해서는 어떻게 해야 할까요? 우선 어느 코드 구간이 임계영역인지 분석해야 합니다. 이후 어떤 커널 동기화 방법(스핀락, 뮤텍스)를 써야 할지 판단해야 합니다. 이런 레이스로 인한 커널 동기화 문제를 해결하려면 리눅스 시스템에서 레이스가 어떤 방식으로 발생하는지 직접 체험해야 합니다. 그래야 리눅스 시스템에서 커널 동기화 기법이 왜 필요하며 어떤 커널 동기화 기법(스핀락, 뮤텍스, percpu)을 적

[리눅스커널] 동기화 - 유저 프로세스 시스템 콜 호출 시 레이스 컨디션

Guillermo Austin Kim|2018년 10월 3일

유저 공간에서 생성된 프로세스는 여러 개 쓰레드를 생성합니다. 이 쓰레드들이 같은 디바이스 노드에 접근해서 시스템 콜을 발생하며 커널과 통신합니다. fork() 라는 함수를 유저 공간에서 시스템 콜로 호출하면 유저 공간에서 sys_clone()이란 함수 호출로 프로세스를 생성합니다. 유저 공간에서 open(), write() 그리고 ioctl() 이란 함수를 호출하면 이에 대응하는 시스템 콜을 호출해서 커널 공간과 통신합니다. 이번에는 시스템 콜 관련 함수에서 발생한 레이스 컨디션을 확인합니다. 먼저 패치 코드를 소개하겠습니다.1 diff --git a/kernel/exit.c b/kernel/exit.c2 --- a/kernel/exit.c3 +++ b/kernel/exit.c4 @@ -760,10 +

[라즈베리파이] 커널동기화 - 임계영역(Critical Section)이란

Guillermo Austin Kim|2018년 9월 7일

리눅스 커널이나 운영체제에서 임계영역(Critical Section)이나 커널 동기화를 설명할 때 화장실을 예를 많이 듭니다. 하나밖에 없는 화장실 문에 있는 자물쇠를 잠그고 용무를 보는 상황입니다. 위 상황을 리눅스 커널 동기화 과정과 빗대서 생각해 봅시다. 첫 번째, 자물쇠는 화장실 문에 있는 잠금장치입니다. 누구나 화장실에 들어갈 때 화장실 문을 잠급니다. 화장실에 들어갈 때 먼저 화장실 문에 있는 자물쇠가 잠겨 있나 확인하는 습관입니다. 화장실 잠금장치는 여러 가지 종류가 있듯 리눅스 커널에도 스핀락, 뮤텍스 기법에 따라 자물쇠 잠금 방법이 다릅니다. 두 번째, 화장실에서 용무는 딱 한 사람만 볼 수 있습니다. 화장실에서 두 사람이 동시에 들어갈 수 없습니다. 유일하게 한 사람이 일을 보는 순