[카테고리:] 운영체제 이야기

운영체제 이론은 사실 대학 다니면서 꼭 배우는 거지만… 운영체제를 직접 개발하려고 하면 반드시 꼭 정리 다시 해야 한다.

니가 아는 걸 직접 짜야 하는 걸 보게 된다.

즐거운 거잖아…!!!!!!

그러니 일단 이론도 좀 시작해봅니다.

일을 막 늘리는 거 같아 보이면 기분탓입니다.

기분전환 삼아서 하는 운영체제 개발….

이제는 ia32-e 모드를 지나서 645비트로 동작시키도록 작업을 하고 있는데…

도중에 자꾸 덤프 뜬다. 작업 실행 도중에 코드 다 안짜고 멈추게 해서 그런가…ㅠㅠ

저기까지 진행한 작업이 메모리 구조를 페이징 구조로 변환해서 페이지와 세그멘테이션을 제대로 정리해서 메모리 관리가 될 수 있도록 한 기본 구조까지 만든 것이다.

틈ㅁ내서 만드는 거라 어차피 진도도 덜 나가고…ㅠㅠ

내 연구 테마가 메모리 매니지먼트닫 보니깐 여러모로 더 생각해서 짜게 되었다. 안그러면 그냥 단순한 레벨에서 걍 구현만 하고 끝내는 수준이었을 텐데…ㅠㅠ

https://youtu.be/ONMhXMxmt20

리눅스 시스템에서 파일 시스템이 없는 경우에 커널 패닉이 일어난다고 했는데, 실제로도 일어나는지를 보여주기 위해서 화면 캡쳐를 통해서 직접 보여주도록 하였다.

리눅스, FreeBSD 등등 여러 운영체제의 코드가 공개되어 있다보니 많은 사람들이 여러모로 운영체제 구조를 보고 공부하는 데에는 익숙해졌다고 봐도 될 정도이다. (못하면 할 수 있도록 공부하는 사람들이라고 생각하겠다.)

그러나, 실제로 개발을 진행하다 보면 운영체제 개발은 그렇게 쉬운 개발이 아니게 된다. 리눅스 커널만 보더라도 자료구조가 상당히 복잡하다. 그런데, 그런 구조여야 될 수 있는 수준으로 규모가 커진 운영체제 또한 리눅스이다.

그런 걸 보다가 다른 사람들이 자작으로 만든 운영체제를 보면 은근 단순한 구조를 가지고 있는 것을 보게 된다. 실제로 지금 내가 만들고 있는 운영체제도 메모리 구조는 단순한 매칭 형식으로 지원되어 있다. 1:1 매핑이라던가, 단순 세그멘테이션으로만 이루어진 보호모드에서 걍 1:1 페이징을 구성한다던가….

이렇게 만드는 이유는 간단하다. 디버깅이 편하다. ㅠㅠ 운영체제 개발에 필요한 디버깅은 사람의 머리다. 그러다 보니 어느 정도 제어를 할 수 있는 자료구조를 가지고 운영체제 개발을 하게 된다. 그러다가 좀 더 규모가 커지면서 구조를 업데이트 하는 것이고, 그렇게 계속 튜닝을 하다 보면 어느샌가 어느 정도 이상의 규모를 지지할 수 있는 성능의 운영체제가 되는 것이다.

그렇다고 해서 대충 한다? 그건 아니다. 다들 운영체제의 이론에서 볼 법한 그런 내용들을 기반으로 생각해서 만드는 것이다. 그러므로 모르면 모르는대로 또 문제가 된다. 이거 은근 여러모로 사람 머리를 엄청 써야 하는 거니깐 은근 무시할 수 없는 수준까지 올라간다. 그러니, 단순한 구조라고 해서 무시할 것이 못된다.

p.s. 이런 운영체제 혼자서 설계해서 만들 수 있는 사람들은 널리고 널렸다는 게 문제다.

리눅스 환경에서의 개발은 내가 갖고있는 바이오 노트북에서 이루어지는데, 바이오 노트북이 사실 해상도가 무지 낮다. 게다가 11인치짜리 모델이라…ㅠㅠ 게다가 책상 위가 난잡해지는 게 싫어서 평상시엔 켜놓고 나서 원격으로 이용중이다. 뭐, 이 글과는 관련은 없다. 스샷과는 관련이 좀 있다. ㅠㅠ

규링은 운영체제를 가지고 석사 논문을 쓰고 있다. (여럿 쓴 것도 있다.) 그런 녀석이 운영체제 하나 직접 만들어보는 게 어려울까 싶어서 도전해 보려 해도… 어렵다. ㅇㅅㅇ

자료는 뒤지면 여러모로 나온다. 게다가 여기까지의 부트로더 기술과 32비트 보호보드는 인텔의 메뉴얼과 몇몇 정형화된 코드들이 있어서 어렵지 않게 작업할 수 있긴 하다. 근데 그걸 머릿속에서 막 쥐어짜면서 직접 코드로 짜니깐 안쉽다. (게다가 어셈블리어다.)

근데 막상 만들고 나니 실제로 다른곳에서 만든 것과 거의 유사한 코드들이 나온다. 그래서 그나마 조금은 덜 걸렸을지도 모르겠다.

p.s. 왜 사람들이 이 수준이 되면 비슷한 변수명을 가져다가 막 예시로 만드는지 알겠다. 그게 제일 안전하다. 내 코드스타일 식의 변수명을 붙이고 하는 건 좀 있다가의 작업이 되겠다. ㅇㅅㅇ

운영체제를 개발해 보고 싶다고 맘먹는 사람들은 많아도 실제로 운영체제를 직접 개발해보는 사람은 실제로 많지 않다. 진입장벽 자체가 엄청 어렵다. 대학 학부에서는 솔직히 별 도움도 안되는 수준의 어셈블리어를 가르치는 경우도 많고, C언어도 그닥 잘 배워서 오지 않는 경우도 많다.

그런데 운영체제의 개발에 대한 자료는 많다. 그리고 자작 운영체제에 대한 것들도 사실 엄청 많이 존재한다. 우리가 주로 쓰는 운영체제의 숫자가 그렇게 많지 않을 뿐이지, 개개인이 직접 만들어보겠다고 하면서 자작으로 만드는 운영체제의 숫자는 연간 몇 백 에서 몇 천 단위가 된다고 할 정도로 많이 존재한다. 홈브류 컴퓨터 만들어보겠다고 여러모로 취미로 굴려보는 사람들하고 같다고 보면 된다.

게다가 직접 동작하고자 하는 운영체제는 x86 기반이라면 자료가 진짜로 넘치고 넘친다. 요즘은 ARM 보드에서 동작하는 것들도 자료 보고 많이 만들고 하는 거 같다만, ARM쪽은 내가 모르는 게 아직 많아서… 게다가 자료 올려주는 사람들이 뭔 특정 수치를 주고 거기에 입력을 하는데, 그 값들이 뭔지 정확하게 알고 적는 사람이 은근 없어서 되게 불편하다. (운영체제 개발에는 그것들이 엄청 중요하다.)

그런 대표적인 자료를 올려놓은 위키가 바로 이번 제목에 있는 위키이다. 운영체제에 조금이라도 관심이 있는 사람들은 아마 여기 있는 자료를 한번도 보지 않은 사람은 없을 것이다. 아주 기초적인 개발 환경 뿐만 아니라 부트로더부터 시작해서 운영체제 이론에 등장하는 여러 내용들, 그리고 각종 장치 드라이버 및 레퍼런스 북까지…

운영체제에 관심 있는 사람들은 여기 내용 좀 살펴봐도 좋을 것이다.