운영체제는 일반 응용 프로그램과 시작점이 다른 것이 있다면, 메모리에 올리는 녀석이 있냐 없냐의 차이로 보면 쉽게 이해된다. 리눅스의 응용 프로그램이던 윈도우의 응용 프로그램이던, 실행 명령을 입력받는 운영체제가 존재하고, 실행을 하면 운영체제가 해당 프로그램의 실행 정보를 메모리에 올린다. 가상 머신을 쓰는 환경들은 더더욱 쉽다. 자바, 안드로이드를 예로 보면, 자바 프로그램은 바이트코드화 되어서 자바 가상 머신(JVM)에 올라간다.
근데 운영체제는? 운영체제를 실행할 무언가는? 운영체제를 메모리에 올릴 무언가는? 그런 거 없다. 하나하나 직접 올려야 한다. 그걸 위해서 개발해야 하는 것이 바로 부트로더이다.
부트로더는 이런 일들을 주로 한다.
- 커널(및 모든 커널 부트스트랩 필요)을 메모리로 가져오기
- 커널에 올바르게 작동하는 데 필요한 정보 제공
- 커널이 좋게 동작하는 환경으로 전환
- 커널로 제어 전송
뭐, 이런 기능을 제공하기 위해서는 운영체제 개발 책들에서는 운영체제 로드를 위한 부트로더 개발 작업을 어셈블러로 작성하고 그걸 설명해주는데도 여러모로 시간을 잡아먹는다.
그러면 좋은 것이 컴퓨터 리소스를 쓰기 위해서 16비트 모드, 32비트 모드를 직접 작업해서 넘어오는 걸 해보게 된다. 20비트 세그먼트 가지고 1MB 메모리 주소에 접근하고 그걸 가지고 시작하는 CPU를 제어할 수 있는 하드웨어 종속적인 코드 짜고, 이걸 32비트, 64비트 모드로 점점 넘어오는 작업을 해야 하는 그런 일들을 하고 해서 이제 화면 접근 작업을 통해서 “Hello World!” 찍어내는데만 엄청나게 시간 소요를 하게 되어주는….
저러다가 요즘 윈도우 10에서는 저 영역을 건드리지 못하게 막아내는 거 땜에 오류 팍팍 떠서 걍 멘붕하고 포기하는 당신…
부트로더는 개발해서 나쁠 건 없다. 근데 수많은 운영체제 제작 코드들이 자신만의 코드를 이용해서 개발하고 한다면… 운용하기 힘들어진다. 게다가 요즘처럼 다른 플랫폼까지 이용해야 하는 경우라면…? 더더욱 개발 힘들어진다. 아키텍쳐마다 비트 모드에 접근하고 사용하는 방식 자체가 다르다.
해봐서 좋은 경험이 된다. 근데 커널 자체에 집중해서 개발하는 것을 위해서 요즘은 그냥 일련의 커널 로딩 과정을 간편하게 해주기 위해 부트로더를 이용한다. 흔히 대표적으로 이용하는 것이 바로 GRUB인데, 이녀석을 이용하여 개발하는 걸 보여주려고 한다.
부트로더 직접 개발하는 거 어떤지 알고 싶으면 한승훈 저자님의 “64bit 멀티코어 OS 원리와 구조” 이 책 보고 직접 스터디 해봐도 된다. 근데 아마 도서관에 1권만 스터디한다면서 이미 다 빌려가고 없거나 할 수도 있다. ㅇㅅㅇ;;