# 프로세스

프로세스란?

프로세스(process)는 컴퓨터에서 실행되는 있는 프로그램을 말합니다.

CPU 스케줄링의 대상이 되는 Task라는 용어와 거의 같은 의미로 쓰입니다.
스레드는 프로세스 내 작업 흐름을 지칭합니다.
프로그램이 HDD/SDD 에서 메모리에 올라가면 프로레스가 되는 인스턴스화가 일어나고, 이후 운영체제의 CPU 스케줄러에 따라 CPU가 프로세스를 실행합니다.

# 프로세스와 컴파일 과정

프로그램이란?

프로그램은 컴파일러가 컴파일 과정을 거쳐 컴퓨터가 이해할 수 잇는 기계어로 번역되어 실행될 수 있는 파일이 되는 것을 의미합니다.

컴파일 과정에서 말하는 프로그램은 한줄씩 읽어들여 실행하는 인터프리터 언어가 아닌 C 언어 기반의 프로그램을 의미합니다.

# 프로그램의 컴파일 과정

# 전처리

소스 코드의 주석을 제거하고 #include 등 헤더파일을 병합하여 매크로를 치환합니다.

# 컴파일러

오류 처리, 코드 최적화 작업을 하며 어셈블리어로 변환합니다.

# 어셈블러

어셈블리어는 목적 코드(object code)로 변환됩니다.
확장자는 운영체제마다 다른데 리눅스에서는 .o 입니다.

# 링커

프로그램 내에 있는 라이브러리 함수 또는 다른 파일들과 목적코드를 결합하여 실행 파일을 만듭니다.
확장자는 .exe, out 입니다.

# 정적 라이브러리 vs 동적 라이브러리

라이브러리는 정적 라이브러리와 동적 라이브러리를 구분됩니다.

정적 라이브러리
- 프로그램 빌드 시 라이브러리가 제공하는 모든 코드를 실행파일에 넣는 방식입니다.
- 시스템 환경 등 외부 의존도가 낮습니다.
- 코드 중복 및 메모리 효율성이 떨어집니다.
동적 라이브러리
- 프로그램 실행시 필요할 때만 DDL 이라는 함수 정보를 통해 참조하는 방식입니다.
- 메모리 효율성이 높아지고, 코드 중복이 줄어듭니다.
- 시스템 환경 등 외부 의존도가 높아집니다.

# 프로세스의 상태

# 생성 상태 : `Create`

프로세스가 새성된 상태를 의미하여 fork() 또는 exec() 함수를 사용해 생성합니다. 이때 PCB가 할당됩니다.

추가 설명

fork()

부모 프로세스의 주소 공간을 그대로 복사하며, 새로운 자식 프로세스를 생성하는 함수입니다.
주소 공간만 복사할 뿐이지 부모 프로세스의 비동기 작업 등을 상속하지 않습니다.

exec()

새롭게 프로세스를 생성하는 함수입니다.

# 대기 상태 : `Ready`

메모리 공간이 충분하면 메모리를 할당 받고 아니면 아닌 상태로 대기하고 있으며 CPU 스케줄러로부터 CPU 소유권이 넘어오기를 기다리는 상태입니다.

# 대기 중단 상태 : `Ready Suspended`

메모리 부족으로 일시 중단된 상태

# 실행 상태 : `Run`

CPU 소유권과 메모리를 할당받고 인스트럭션을 수행 중인 상태를 의미합니다.
CPU burst 가 일어났다고 표현합니다.

# 중단 상태 : `Blocked`

어떤 이벤트가 발생한 이후 기다리며 프로세스가 차단된 상태입니다.
I/O 디바이스에 의한 인터럽트로 이런 현상이 많이 발생합니다.

# 일시 중단 상태 : `Blocked Suspended`

대기 중단 상태와 유사한데, 중단된 상태에서 프로세스가 실행되려고 했지만 메모리 부족으로 일시 중단된 상태입니다.

# 종료 상태 : `Terminated`

메모리와 CPU 소유권을 모두 놓고 가는 상태를 의미합니다.
종료는 자연스로운 종료도 있지만, 부모 프로세스가 자식 프로세스를 강제시키는 비자발적 종료(abort)로 종료될 수 있습니다.
자식 프로세스에 할당된 자원의 한계치를 넘어서거나 부모 프로세스가 종료되거나 사용자가 프로세르 킬을 위한 명령어로 종료할 때도 발생합니다.

# 프로세스의 메모리 구조

스택과 힙은 동적 영역, 데이터 영역과 코드 영역은 정적 영역입니다.

# 스택

스택에는 지역변수, 매개변수, 함수가 저장되고 컴파일 시에 크기가 결정되며 동적인 특징을 갖습니다.
함수가 재귀적으로 호출되면서 동적으로 크기가 들어날 수 있는데, 이때 힙과 스택의 메모리 영역이 겹치면 안 되기에 힙과 스택 사이의 공간이 존재합니다.

# 힙

동적 할당 시에 사용되며 런타임 시 크기가 결정됩니다.

# 데이터 영역

전역 변수, 정적 변수가 저장되고, 정적인 특징을 갖는 프로그램이 종료되면 사라지는 변수가 들어있는 영역입니다.
데이터 영역은 BSS 영역과 Data 영역으로 나뉘고, BSS 영역은 초기화 되지 않은 변수가 0으로 초기화 되어 저장되며, Data 영역은 0이 아닌 다른 값으로 할당된 변수들이 저장됩니다.

# 코드 영역

프로그램에 내장되어 있는 소스 코드가 적재되며, 수정 불가능한 기계어로 저장됩니다.

# 참고자료

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