🖥 Computer Science/시스템 프로그래밍

🧐 프로세스의 제어 Unix는 C 프로그램으로부터 프로세스를 제어하기 위해 많은 시스템 콜을 제공합니다. 다음은 대표적인 기능들입니다. 프로세스 ID 가져오기 프로세스 생성과 종료 자식 프로세스 제거 프로그램의 로딩과 실행 🧐 프로세스 ID 가져오기 getpid : 호출하는 프로세스의 PID를 반환합니다. getppid : 부모 프로세스의 PID를 반환합니다. (즉 호출하는 프로세스를 만든 프로세스를 반환합니다.) 각각의 프로세스는 고유한 프로세스 ID (PID)를 갖습니다. 위의 함수들을 통해 PID를 얻어올 수 있습니다. 이때 반환 타입은 pid_t 타입의 정수 값이며, 이는 리눅스 시스템에서 types.h에 정수로 저장되어 있습니다. 🧐 프로세스의 상태 프로그래머의 관점에서 프로세스는 다음과 같은 ..

🧐 프로세스 프로세스는 운영체제가 만들어 주는 실행 프로그램의 인스턴스입니다. 프로그램은 오늘날 시스템에서 실행될 때, 마치 단 한 개의 프로그램만이 시스템에서 돌아가고 있는 것 같은 착각이 들게 합니다. 이러한 착각은 프로세스라는 개념에 의해 이루어집니다. 시스템 내의 각 프로그램은 어떤 프로세스의 문맥(context)에서 돌아갑니다. 문맥은 프로그램이 정확하게 돌아가기 위해서 필요한 상태로 구성되며, 문맥 속에는 메모리에 저장된 프로그램의 코드와 데이터, 스택, 범용 레지스터의 내용, 프로그램 카운터, 환경변수, 열려 있는 파일의 식별자가 포함됩니다. 사용자가 실행 목적파일의 이름을 쉘에 입력하여 프로그램을 돌릴 때마다 쉘은 새로운 프로세스를 생성하고, 실행 목적파일을 새로운 프로세스의 문맥에서 실행..

🧐 제어흐름 CPU에 전원을 처음 공급하는 시점부터, 전원이 꺼지는 시점까지 프로그램 카운터(PC)는 연속된 (인스트럭션의) 주소값들을 실행합니다. 명령어 1 명령어 2 명령어 3 ... 명령어 n 명령어 1에서 명령어 2로의 전환을 제어이동이라 부릅니다. 그리고 위와 같은 제어이동의 배열을 (프로세서의) 제어흐름이라 부릅니다. 🧐 예외적인 제어 흐름, ECF 가장 간단한 유형의 제어흐름은 명령어 1과 명령어 2가 메모리에 서로 나란히 있는 경우입니다. 제어흐름 속에서 jump, branches, call, return 등의 명렁어가 실행되면 위와 같은 점진적인 제어흐름이 변경되고, 서로 나란히 존재하지 않는 명령어가 실행됩니다. 그러나 시스템은 위처럼 명령어로 인한 상태 변화가 아닌, 프로그램의 실행과..

🧐 버퍼 오버플로우 메모리를 다루는 데에 오류가 발생하여 잘못된 동작을 하는 프로그램 취약점을 의미합니다. C에서는 배열 참조 시 범위를 체크하지 않으며, 지역변수들이 보존용 레지스터와 리턴 주소 같은 정보들과 함께 스택에 저장된다는 것을 배웠습니다. 이러한 조합 때문에 심각한 프로그램 에러가 발생할 수 있는데, 스택에 저장된 상태정보가 범위를 벗어난 배열의 원소에 대한 쓰기 작업에 의하여 변경되는 경우입니다. 그러고 나서 프로그램이 레지스터 값을 다시 적재하거나, 이렇게 변경된 상태정보를 사용하여 ret 인스트럭션을 실행할 때 버그를 발생시킵니다. 일반적으로 배열에 할당된 크기 이상의 메모리를 접근하는 경우 버퍼 오버플로우 가 발생합니다. 흔한 형태로는 스트링 입력의 길이를 체크하지 않는 경우가 있습니..

총 74장 분량이고, 전체 코드 한줄한줄 다 상세하게 적어뒀습니다. (화이팅하세요 :))

🧐 프로시저의 실행 프로시저는 지정된 인자들과 리턴 값으로 특정 기능을 구현하는 코드를 감싸주는 방법을 제공합니다. 예를 들어 프로시저 P가 프로시저 Q를 호출한 뒤, Q가 실행된 후 다시 P로 리턴된다고 가정하겠습니다. 즉 다음과 같은 형식입니다. Q() { F(); } 프로시저를 기계어 수준에서 지원하기 위해 처리되어야 하는 여러 특성들이 존재합니다. 제어권의 전달 : 프로그램 카운터(PC)는 Q에 진입할 때, Q에 대한 코드의 시작주소로 설정됩니다. 리턴하는 경우 P에서 Q를 호출한 후 진행되오야 할 다음 인스트럭션으로 설정되어야 합니다. 데이터 전달: P는 여러개의 매개변수를 Q에 제공할 수 있어야 합니다. Q는 P에게 하나의 값을 리턴할 수 있어야 합니다. 메모리 할당과 반납: Q는 시작할 때 ..

🧐 반복문 기계어에는 반복문에 대응되는 인스트럭션이 없습니다. 그 대신 조건부 테스트와, 점프 인스트럭션을 함께 사용하여 반복문을 표현합니다. GCC 와 다른 컴파일러들은 반복문을 두 개의 기본 루프 패턴에 기초하여 코드를 생성합니다. 가장 간단한 do-while부터 시작하여 보다 복잡한 구현 방법을 살펴보며 두 가지 패턴을 다루도록 하겠습니다. 🧐 do - while do-while 문장의 일반적인 형태는 아래와 같습니다. do { body-statement } while ( test-expr ); 반복문은 body-statement 를 반복적으로 실행하고, test-expr 을 계산하여 그 결과가 0이 아니라면 반복합니다. body-statement 는 적어도 한 번 실행된다는 것에 주목하며, 해당 ..

🧐 제어 명령 여러 조건문들을 사용하기 위해 제어 명령이 필요합니다. 일반적으로 CPU 내부에 상태를 저장할 수 없기 때문에, 레지스터에 상태를 저장하게 됩니다. %rax 레지스터는 임시 데이터, 연산의 결과 등을 저장하며 %rsp 레지스터는 런타임 스택의 위치를, %rip 레지스터는 현재 실행코드의 위치를 저장합니다. 그리고 최근 진행한 연산의 결과에 따라 상태가 변경되는 4종류의 (1비트) 플래그 레지스터가 존재합니다. 이름은 CF, ZF, SF, OF이며, 이들을 통해 조건문 등의 제어를 진행합니다. 🧐 Conditional Codes (조건 코드) 플래그 레지스터는 조건코드 레지스터라고도 불립니다. 이들은 산술 연산의 결과에 따라 값이 바뀌는 레지스터들입니다. 주의하여야 할 점은 movq 혹은 l..