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  1. 2012.01.03 스케쥴러와 커널의 종류 (비선점형 커널, 선점형 커널) (1)
  2. 2012.01.03 Kernel System
이제 슬슬 RTOS 의 핵심으로 들어가고 있습니다.

시작하기 전에 사진 한 컷! 이것은 현재 저의 입천장 사진입니다.

사실 요전 4일동은 39도가 넘는 고열에 시달리며 새해를 맞이했지용.

응급실에서 주사를 맞으면서 ㅋㅋ

태어나서 이렇게 짧은기간에 이렇게 많은 병원과 주사를 맞아본 기억이 없습니다.

그때 고열로 시달리다가 입천장이 다 헐어 버려서 지금 음식도 못먹고 허미.....

 

보이시나요. 헐어서 살이 다 벗겨지고 노랗게 염증도 생기고 ... ㅠㅠ
정말 이렇게 공부해서 어디다 쓰나, 무슨 부귀영화를 누리자고 이러나 싶기도 하지만 ㅋㅋ
일단 스케쥴러와 커널의 종류에 대해서는 공부해놓고 마저 생각합시다.

그럼 시! 작!

1. 스케쥴러

이름부터가 딱 직관적입니다. 스케쥴을 짜주는 놈이지요. 디스패처(Dispatcher) 라고도 하는데요, 이놈이
다음번에 실행할 테스크를 결정한답니다.
Context Switching 이 일어나기 위한 조건은 Interrupt Service Routine 이에요 ㅋ

왜 그러냐규요??

ISR 에 의해서 테스크는 자신의 CPU 점유권을 놓게 되지요~ 그것이 Tick ISR 이던, Timer ISR 이던 DMA ISR 이던 상관없이 말이에요~

그 이후에 CPU 점유율은 커널의 스케쥴러가 갖습니다.
어떤 형태의 커널인지에 따라 이 스케쥴러는 레디 상태에 있는 테스크 들로부터 다음에 서비스를 해줘야 할 테스크를 결정하게 됩니다. 대부분의 커널들은 우선순위가 높은 테스크에게 점유율을 넘기지용~ ㅋㅋ

스케쥴러~ 내 프로그램의 스마트한 교통 순경 정도로 생각해 두시면 좋을듯~~

2. 커널의 종류 : 비선점형 커널, 선점형 커널 로 나눌 수 있다.

(1) Non-preemptive Kernel (비 선점형 커널) 

 선점을 하지 않는 커널. 먼저 점령을 하지 않는 커널.

풀어쓰니 위와 같이 되는군요?? ㅋㅋ 먼저 점령을 하지 않는다. 뭐를? CPU 점유권을~

쉬운 개념인데 이름을 좀 아리까리 하게 지은것 같기도 해요 ㅋㅋㅋ

이전 포스트에서 커널의 종류를 나누는 기준은 ISR 후에 어떤 Task 로 CPU 점유권을 넘길것이냐에 대한
원칙이 무엇이냐에 따라 종류가 결정된다고 했었던 것 기억나시나요?

비 선점형 커널은, 무조건 ISR 로 뛰어들어가기전에 돌고 있던 Task 로 다시 CPU 점유권을 넘기는 커널입니다.
아무리 우선순위가 명박이 할애비 보다 높다고 해도 필요없어요 ㅋ 꿋꿋하게 원래 돌던 놈에게 다시 넘겨주조 ~ ㅋ

그럼 이 커널은 멀티태스킹을 언제하느냐???
태스크에서 자체적으로 자신의 CPU 점유권을 놓아야 합니다 ~ OS_Dly_wait(10) 같은 방식으로요 ~ ㅋㅋㅋ

 


그림으로 보니 한결 더 이해가 빠르지요?? ㅋㅋ

그럼 어떤 특징이 있을까용?

1. 인터럽트 지연시간이 짧습니다. (흠.. 개인적으로 저는 인터럽스 지연시간은 잘 모르겠고, 인터럽스 응답시간과 복귀시간이 짧다고 말하고 싶은데 빌딩블록에는 이렇게 써있네요 ... ㅠㅜ)
2. 테스크 레벨에서도 비재진입 함수를 사용할수 있습니다 (테스크 자신이 제어권을 넘겨주기 전에는 절대로 다른 테스크로 제어권이 넘어가지 않기 떄문에, 일 다하고 제어권을 넘기면 됨ㅋㅋ)
3. 테스크의 응답성이 떨어진다. (재수업게 졸라 수행시간이 긴 테스크가 돌고있다고 가정해보세요 ㅋㅋ 우선순위가 졸라 높은 테스크가 대기중인데 제어권이 넘어올 생각을 안한다면?? 후덜덜 ㅋㅋㅋ) 

초창기 리룩스 커널과 Window3.1 이 비선점형 커널이였습니다 ㅋ
그래서 한번 뻑나면 컴퓨터 전원을 끄는 것 밖에 방법이 없었지요 ~ ㅋㅋ

도대체 CPU 점유율을 뻇어올 방법이 없거등요 ㅋㅋㅋ 훗날 다 선점형 커널로 바뀌었지만 말이죠 ㅋ

하지만 반대로 프로그램을 정말 잘 짜놓았다면?? 굉장히 안정적으로 돌릴수 있는 커널은 비 선점형이 되겠지요 ㅋㅋ 

(2) Preemptive Kernel

선점형 커널 ㅋㅋ 

이제 감이 오시죠? ㅋㅋ

딱 반대입니다. ISR 로 부터 복귀할 때 스케쥴러는 최 우선순위를 갖는 테스크에게 씨피유 점유율을 넘깁니다 ㅋ

좀더 복잡한 로직으로 동작하지만 프로그램의 응답성이 굉장히 개선이 되겠지요?

최고 중요한놈부터 꾸준히 서비스를 할수 있어 지니까요 ㅋㅋ

선점형 커널에서는 최상위 우선순위 태스크가 언제 CPU 의 서비스를 받을수 있을지 알수 있습니다.

하지만, 그렇다 보니까 Critical Section , 비재진입 함수의 사용 등에서 문제점이 발생하지요 ㅋ

아직 일이 덜 끝난상태에서 나보다 중요한 놈에게 CPU 서비스가 넘어갔는데 같은 비재진입 함수를 콜해버리고이러면 데이터가 완전히 꼬여버리자나요 ㅋㅋ

그래서 상호 배제적으로 공유자원에 접근을 하기 위한 노력들이 일어납니다 ㅋ

총 4가지의 방법이 있는데요~ 그것은 다음에 다루도록 하구요 ㅋ 지금은 제목만 알려드릴게요

1. 인터럽트 Enable/Disable
2. Semaphore 의 사용
3. TAS (Test and Set)
4. Scheduler Lock/Unlock

의 방법을 이용해서 공유자원에 상호 배제적으로 접근할 수 있답니다 ㅋㅋ

아 이번 강의 너무 길어지네.

너도 다시 공부하고 정리하는거라서 시험공부도 되고 좋네요 ㅋ
이거 그대로 인쇄해서 읽어보면서 셤공부해야겠네 ㅋ
하다가 빼먹은거 있으면 나중에 보충설명 해 드릴게요 

일단 선점형 커널의 이벤트 그림 올려드립니당

 

Posted by J.Bear
익숙한 단어이지요??

리눅스 무슨 커널, 유닉스 커널 등등 들어보기는 많이 들어보시지 않았나요?

이게 앞에서 말한 Foreground/Background System 의 개량형입니다.

Kernel 이란 Multitasking System 의 일부분 입니다. 
각각의 테스크들의 Management 와 각 테스크간의 통신을 수행해주는 녀석이죠~

제가 포스팅하는 M3 에는 RTX-Kernel 이 올라가 있지요? ㅋㅋ
다른 커널들도 많답니다. 

간혹 이렇게 커널 기반에서 펌웨어를 개발하시는 분들 중에서 "OS 를 올렸다, 얹었다" 
이렇게 표현하시는 분들도 있습니다.

물론 틀린 표현은 아니지만, 저는 ㅋㅋㅋ 좀 낯이 뜨거워서 잘 사용하지 않습니다 ㅋㅋ
사실 별로 대단한것이 아니니까요 ㅋ

훗날 WinCE 나 리눅스 같은 OS 정도 얹어놓고 A8 코딩쯤 할때나 저렇게 표현해야할듯 ㅋㅋ


커널기반 프로그래밍을 이해하실려면, 아셔야 할것이 좀 있습니다.

스케쥴러, 우선순위, 세마포어, 뮤텍스 등등... 이것들은 차차 설명하고 지금은
커널기반의 프로그램이 전경/배경 시스템과 어떻게 다른지만 살펴보지요

1. 커널을 사용하면 2.5% 정도의 시간을 더 허비한다.
2. 커널 사용시 ROM, RAM 을 더 많이 사용하게 된다.

-> 머야 이건 좋은게 아니자나요?? ㅋㅋ 하지만!!!!!

1,2번을 포기함으로 인해서 돌아오는 이점은 엄청 나다는 사실을 명심하세요~

3. Real-time Kernel 은 MCU 의 수행 시간을 컨트롤 한다. (젤로 급한 놈부터 서비스 해준당)
4. 한 프로그램에 여러개의 task 가 존재한다. (즉, 무한루프가 여러개 존재한다.)
5. 이 각각의 task 들은 자기 자신이 온전히 CPU 를 독점하여 사용하는 것처럼 동작한다.

흠... 너무 뜬구름 잡는 식인감 ㅋㅋ

더욱 자세히 아실려면 이 뒤의 개념을 좀더 이해 하셔야하니까요 간단하게 읽고 넘어가세요

아래와 같은 비교가 도움이 되려나 모르겠네요~

(1) 전경/배경 시스템 : 부대의 배치, 일하는 종류, 일을 시작하고 끝내는 시간, 일을 수행하는 순서 등을 모두 하나하나 내가 직접 계산하고 결정해서 한치의 어긋남이 없이 돌아가도록 만들어 놓겠다!!! 

(즉!!! 일을 시키는 사람이 천재이거나 완벽주의자거나 ㅋㅋ 둘중하나)

(2) Kernel 시스템 : 흠...내밑에 강한 권력을 갖는 꼬봉을 하나 만들겠다.(Kernel). 나는 내가 해야할 일들을 크게 가닥을 쳐서 뭐가 더 중요한지 순서만 매겨놓고 일을 수행하는것은 꼬봉에게 맡기겠다. 내 꼬봉은 나의 의도를 참 잘 알아서 중요한 일부터 잘 번갈아가며 일을 착착 진행해 나갈것이다.


(오 스마트 가이의 일처리 방식 ! ㅋㅋㅋㅋ)

점점 뒤로 가시다 보면 진짜 이놈 스마트 하구나 라고 느끼게 됩니다 ㅋ

그럼 아래의 간단한 그림 한편 보시면서 생각해 보시길 바라며 바이바이~
 

 
Posted by J.Bear
TAG Kernel, RTOS