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Rust::Advanced
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static과const의 차이점.// 우선 static과 const는 Global scope를 포함한 모든 영역에서 // 선언되어질 수가 있다. static STATIC: u8 = 42; const CONST: u8 = 42; fn main() { static LOCAL_STATIC: &str = "hello"; const LOCAL_CONST: &str = "world"; // 또한 lifetime은 자동으로 추론되며 둘 모두 변경 불가능한 immutable variable로서 선언된다. println!("{STATIC} == {CONST}"); println!("{LOCAL_STATIC} {LOCAL_CONST}"); }
// 그러나 static의 경우 `mut` 키워드와 함께 변경 가능한 mutable variable로서 선언시킬 수도 있다. static mut STATIC: u8 = 42; fn main() { static mut LOCAL_STATIC: &str = "hello"; unsafe { STATIC = 200; LOCAL_STATIC = "the number"; } // 그러나 반드시 변경 또는 읽어내릴 시에는 `unsafe`임을 명시해야만 한다. unsafe { println!("{LOCAL_STATIC} {STATIC}"); } }
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'staticLifetime 강제하기// 'static lifetime을 가진 변수들은 기본적으로 // 프로그램이 시작되어 종료될 때까지의 lifetime을 갖는다. static STATIC: u8 = 42; // <- 'static const CONST: u8 = 42; // <- 'static fn main() { { let s: &str = "hello"; // <- 'static } // 문자열 포인터인 s는 이곳에서 drop되지만, // 문자열 자체인 "hello"는 binary code 내에 남아 있으므로 'static lifetime을 갖는다. // 그러나 문법 자체의 옵션으로서 'static 으로 선언되어진 // 변수들을 임시로 특정 'a lifetime으로 강제시킬 수가 있다. { let a_lifetime = 42; let static_num_but_a_lifetime = coerce_static(&a_lifetime); } println!("{STATIC}"); // STATIC은 여전히 'static으로 엑세스할 수 있다. } fn coerce_static<'a>(_: &'a u8) -> &'a u8 { &STATIC }
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OS::Basic
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부트섹터(boot sector): 컴퓨터에 전원이 들어오면 가장 먼저 자동으로 작동시킬512 bytes코드 블록이 입력되어 있는 기억 공간을 말한다. 하드디스크, 플로피디스크, USB 등어떤 기억장치이든 상관없다.512 bytes는 보통 운영체제(OS)로서 기능하고, 어셈블리어(Assembly)로 채워져 있으며, 그 마지막은 반드시 0x55 0xaa (= 0101 0101 1010 1010) 으로 채워져 있어야 한다. -
컴퓨터가 켜지면, 부트섹터로부터 512 bytes의 운영체제 코드를 RAM상에 올린다. 이 메모리 공간을
OS space라 부르고, 남은 공간을User space라 부르며 여러 방식으로 할당, 해제하며 사용한다. -
CPU는 제어부(Control Unit:CU)와 산술논리장치(Arithmetic and Logic Unit:ALU) 두 부분으로 나뉘며 실제 수학적인 연산 전체를 담당하는 것은ALU가 된다. 이는 조합논리회로로서 여러 레지스터들이 함께 조합되어 작동한다. -
운영체제(OS)가 하는 일은,
무엇을 어디에, 언제, 얼마만큼 할당할 것인가를 결정하는 것이다. -
하드디스크에 존재하는 0과 1의 Binary 집합 코드, 프로그램을 이용자가 실행할 시에, 운영체제(OS)는 그 프로그램 코드를 복사하여 RAM상에 올리게 된다.
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RAM은 하드디스크보다는 CPU에 직접적으로 연계되어 훨씬 빠른 데이터 송수신이 가능하기에, 실행(CPU의 레지스터들에 넣고 가동)시킬 프로그램은 RAM상에 올린 후 시행하는 방식을 채택한다. 다만 RAM은 전원이 나가면 데이터 소실이 발생하기에 영구 보관해야 할 데이터들은 다시금 하드디스크로 재전송해야 한다.
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프로그램 자체는 하드디스크에 여전히 두고, 그 복사본을 따서 RAM에 올리며 여러 메타데이터들을 추가해 하나의 데이터 구조체를 만드는데, 이를
프로세스라 한다. -
하나의 프로그램을 여러 번 실행시킬 시, 동일한 프로그램 코드를 지녔지만 여러 개의 프로세스를 생성해낼 수 있다.
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프로세스의 구조:
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메모리 구조 [프로세스 제어 블록(Process Control Block:
PCB)]-
Stack: 함수 인수들을 임시적으로 저장한 후, 함수 호출 후에 다시 꺼내 쓴다든가 함수 내에 선언되어 계산된 직후 함수의 결과값이 되기 전까지만 사용되는 등 임시 계산용 변수들을 잠깐씩 넣고 빼고 연산할 때 필요한 일종의 기억 자료구조. Stack Memory의 크기는 컴파일 시에 계산되어 바이너리 코드에 기입되며, 프로그램 진행 시 함수 호출 시마다 기입된 양의 메모리를 할당 받고, 함수 호출이 종료될 시 다시 자동으로 해제되는 등 프로그래머가 일일이 신경 써서 할당하지 않아도 되게끔 고안된 스마트 메모리 관리 체계의 일종이기도 하다. -
Heap: 사용자(IO Device)에 의해 언제든지, 얼마만큼 메모리 공간이 필요로 할지 알 수 없기에 그때 그때 할당해서 사용하게끔 고안된 메모리 영역. 프로그래머에 의해 자유롭게 할당 및 해제할 수 있으며 실시간으로 변동 중인 RAM의 영역을 잘 정리 및 계산하여 변수 하나당 그때그때 할당해야 하기에함수 호출 시 미리 정해 놓고 한꺼번에 할당 및 해제하는 Stack보다는 한참 퍼포먼스가 부족하다. -
Data Part(Static|Global Variables): 프로세스 생성 시 PCB 내에 정적, 전역 변수들을 바로 할당하고 사용하기 위함이다. -
Program: 원본 프로그램의 Binary Code.
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자료 구조 [프로세스 속성(Process Attributes)]
a. `Process Id (PID)`: 각 프로세스별 할당되는 고유한 번호(숫자) b. `Program Counter`: CPU 내부에 있는 레지스터 중 하나로, 다음 실행 될 코드의 위치 주소를 갖고 있다. c. `Process State`: 프로세스의 현재 상태 d. `General Purpose Registers`: 범용 레지스터. 프로세스가 시행 중 다양한 데이터들을 저장해야 하는데, 그 값들이 저장되는 CPU 내부에 존재하는 레지스터들을 의미한다. e. `Priority`: CPU 연산 할당 기준의 우선도. f. `List of Open Files`: 프로세스가 연(open) 파일들의 리스트를 보관한다. g. `List of Open Devices`: 프로세스가 연(open) 장치들의 리스트를 보관한다. h. `Protection`: A프로세스가 사용 중인 Stack과 Heap 등의 메모리 공간을 B프로세스가 마음대로 접근해서 이용해서는 곤란하기에 일종의 프로텍션이 필요하다.
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ETC
- 펌웨어(
Firmware)란, 하드웨어 단계에서 소프트웨어를 조작 가능하게 하는 일종의 선입력된 기계부품식 프로그램을 뜻한다. BIOS(Basic Input/Output System)이란, IO Device와 CPU와의 브릿지 역할을 하는 가장 기초적인 펌웨어이다. 컴퓨터를 켜면 OS와 IO 사이의 데이터 흐름을 관리한다.- 현대에는
UEFI(Unified Extensible Firmware Interface)를 표준으로 사용한다. 인텔이 개발한 EFI 규격에서 출발했으며 BIOS를 대체할 목적으로 탄생하였다. 현대에는 더 이상 BIOS를 사용하지 않는다.
- 펌웨어(