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임계영역의 하드웨어적 지원 불가분명령어 Test and Set에 대해서 질문좀요.

inviolable의 이미지
글쓴이: inviolable / 작성시간: 일, 2012/10/14 - 6:11오후 


 
 Boolean Test_and_Set(Boolean *target)
 
 {
     Boolean rv = *target;
 
     *target = true;//target값을 항상 true로 설정함으로써 다른 프로세스가 lock 변수를 false로 변경하기 전까지는 while문을 계속 돌게 한다(아래 코드참조)
      return rv;
 
  }
 
 
  do{
          while(Test_and_Set(&lock));
 
 
 
          critical_section;  <- 임계영역에 들어간 다른 프로세스가 나오면서 락을 풀어주면 다른 프로세스가 여기 들어가면서 락 잠그는 거 맞나요???(이게 질문의 요지) 교수님이 설명해 주신 거보니까 락을 잠근다는 건 안 설명하신 것 같아서요... 생각하면서 공부하라시던데... 임계영역에 들어간 후에 바로 락 잠그는 것 맞죠???
 
 
           lock = false;(락 해제)
           기타작업;
        }while(true);
 
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프로그래밍 QnA
jick의 이미지

글쓴이: jick / 작성시간: 월, 2012/10/15 - 2:37오전

조금만(??) 생각해 보시면 "critical section에 들어가서 락을 잠근다"라는 게 전혀 말이 안되는 행동임을 아실 수 있습니다.

"Critical section에 들어가기"와 "락을 잠그기"는 동일한 행동이어야만 합니다. 둘이 서로 다른 별개의 행동이면 안됩니다.

inviolable의 이미지

글쓴이: inviolable / 작성시간: 월, 2012/10/15 - 6:58오후

그렇게 생각할 수도 있겠군요.
헌데 그렇다면 마찬가지로 임계 영역에서 나갈 때도 락을 해제하는 과정이 바로 일어날 것이므로 굳이 코드에 적을 필요는 없지 않나요??
근데 lock = false 이렇게 락을 해제하는 과정은 적혀 있는데 그럼 락을 설정하는 과정도 적어야되는 것 아닌지 궁금합니다.

밑에 분께서 코드가 Test_and_Set에 대한 코드가 아닌 것 같다고 하셨는데 저는 교수님이 칠판에 적은 걸 그대로 적은 것이고 지금 운영체제에 대해 배우는 것이기 때문에(6장 임계영역에 대한 내용...) 맞는지 아닌지를 판별할 능력은 없습니다...

jick의 이미지

글쓴이: jick / 작성시간: 화, 2012/10/16 - 12:01오전

test&set = acquire lock = ciritical section에 진입
"lock = false" = release lock = critical section에서 빠져나옴

Quiz: test&set을 atomic operation이 아닌 일반 명령어로 if (lock == false) { lock = true; ... } 이렇게 쓴다면 어떤 일이 일어날까요?

inviolable의 이미지

글쓴이: inviolable / 작성시간: 화, 2012/10/16 - 8:29오후

제 생각은... 저건 c언어로 예를 든 것 뿐이고(대학생 수준에 맞게 쉽게 설명하시려고) 실제로는 다르겠지요.

교수님께 여쭤보니...(마침 오늘 강의가 있던 날이어서요...) test_and_set함수에서 락을 잠근다고 하네요. 그래서 일단 알겠습니다 하고 그 함수를 다시 봤더니 인수를 &lock으로 받고, 그 lock인수 값을 true로 바꾸더군요. 이게 lock = true(락 잠금)과 같은 것이 되었던 것이었습니다.

아무튼 관심과 답변 정말 감사드립니다. ^^ 도움 많이 되었습니다~.

sohn9086의 이미지

글쓴이: sohn9086 / 작성시간: 월, 2012/10/15 - 11:50오전

글 제목이랑 본문이 매치가 되지 않는데 하드웨어적인 Test and set명령어에 대해서
공부하고 싶은건지 멀티프로세스 환경에서 어떻게 소프트웨어로 락을 구현하는지 알고싶은건지 잘 모르겠네요.

하드웨어적인 명령이라면 intel의 경우 compare and exchange명령(cmpxchg)에 대해서 살펴보시면 되겠네요.

http://download.intel.com/products/processor/manual/325462.pdf (chapter 8 혹은 cmpxchg로 검색)
http://web.cs.du.edu/~dconnors/courses/comp3361/notes/lock.pdf

아, 그리고 본문에 적으신 Test_and_Set은 Test and set이 아니라 trylock같네요.
Test and set을 하기위해서는 적어도 test하고싶은 조건과 set하고싶은 값을
파라메터로 넘겨주어야하지 않을까요? GCC의 인라인 함수에 Test and Set같은게 있으니 참고가 될 겁니다.

__sync_bool_compare_and_swap, __sync_val_compare_and_swap

http://gcc.gnu.org/onlinedocs/gcc-4.1.1/gcc/Atomic-Builtins.html

GCC소스 다운받아서 보시면 알겠지만, intel플랫폼의 경우에는 내부적으로 결국 cmpxchg명령을 이용합니다.
(8086은요? <- 이런 태클 걸기없기)

생산적인 댓글을 달자

inviolable의 이미지

글쓴이: inviolable / 작성시간: 월, 2012/10/15 - 7:00오후

글쎄요... 저는 교수님이 칠판에 적은 걸 그대로 옮겨 쓴 것밖엔 없습니다... Test_and_Set함수와 Swap함수 두개를 설명하셨죠. 임계영역에 대한 하드웨어적 지원이라고요...

틀린 거라면 교수님이 대체 뭘 설명하려 하신 걸까요???

sohn9086의 이미지

글쓴이: sohn9086 / 작성시간: 화, 2012/10/16 - 12:12오후

음... 위 코드대로라면 

     Boolean rv = *target;
 
     *target = true;

이 부분이 critical section이 아니라서 제대로 락이 걸리지 않을것 같으니까
아마도 하드웨어적인 test and set명령을 이용해서 Test_and_Set()내부를 구현하라는 뜻이 아닌가 싶은데요.

생산적인 댓글을 달자

inviolable의 이미지

글쓴이: inviolable / 작성시간: 화, 2012/10/16 - 8:31오후

그 부분이 락을 잠그는 부분인데 기초적인 코드를 분석을 못하는 실수를 해버렸네요...;;;

뭐 원래 c언어로 구현될 수는 없는 부분일 수 있지만 이해하기 쉽도록 c언어로 설명하신 듯 합니다(사실 어셈블리언어를 아직 모릅니다...).

bushi의 이미지

글쓴이: bushi / 작성시간: 월, 2012/10/15 - 9:54오후

'mutex 를 사용해서 multi-thread 상황의 임계영역을 보호한다' 정도의 생각으로 교수님의 강의를 재단하시는 것 같은데요,
교수님께선 바로 그 mutex 를 만드는 방법에 대한 언급을 하신 듯 합니다.

교수님이 언급하신 '임계영역' 이 과연 어디 있는 무엇을 지적하신 것이길래 '하드웨어적 지원'이라는 말이 따라 붙었는지 다시 생각해보세요.

본문에 적혀 있는 Test_and_Set() 은 개념 설명을 위한 의사코드라 보시면 됩니다.
cmpxchg(compare and exchange) 를 CPU 가 지원한다면 좋겠지만,
그렇지 않고 swap 만 지원한다면 그걸 이용해서 Test_and_Set() 을 만들 수도 있으며,
swap instruction 을 이용하는 경우에 그 *개념*은 본문에 적으신 Test_and_Set() 과 같습니다.

inviolable의 이미지

글쓴이: inviolable / 작성시간: 화, 2012/10/16 - 9:01오후

답변 감사합니다... 좋은 하루 되세요~~.^^

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