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오늘은 커널이 무엇인지 쉘이 무엇인지 알아보도록 하겠습니다.

먼저 커널과 쉘이 도대체 어디에 있는 녀석인지 쉽게 알기 위해서 리눅스의 시스템 구조도를 살펴보도록 하자.

제일 하단부에는 우리가 눈으로 직접 볼 수 있는 하드웨어들이 있고 그 위에 커널이 있다. 또 그 위에는 쉘이 있고 유저는 쉘 상에서 명령어를 통한 하드웨어 조작을 할 수 있다. 하드웨어는 여러분들도 잘 알고 있을 테니 설명을 생략하도록 합니다. 그럼 먼저 커널이 무엇인지 간략하게 살펴보자.

<커널>

- 사전적 정의에 의하면 커널은 컴퓨터 운영체제의 가장 중요한 핵심이다.

- 운영체제의 다른 모든 부분에 여러 가지 기본적인 서비스를 제공하기 때문에 윈도우 그 자체라고 보면 된다.

- 커널은 리눅스가 처음 부팅될 때 메모리로 로딩 된다.

- 쉽게 생각하면 여러분들의 윈도우를 부팅할 때 나오는 로딩화면이 바로 커널을 로딩 하는 것이다.

- 컴퓨터의 시스템 자원들을 관리한다.

- 항상 메인 메모리에 상주하기 때문에 윈도우 부팅 후 바로 작업관리자를 열어 메모리 사용량을 보면 0%가 아닌 것이다.

- 리눅스의 커널은 1만줄 이상의 C언어와 1000줄 정도의 어셈블리어로 구성되어 있어서 이식성(portability)이 좋다. 즉 다른 시스템 환경에서도 잘 적응할 수 있다는 것이다.

요약하면 커널은 주로 하드웨어 자원(하드디스크, 메모리 등..)을 효율적으로 관리하기 위해서 필요한 요소라고 생각하면 된다. 커널이 시스템 자원을 관리한다고 말했지만 관리가 일어나기 위해서는 어떤 명령이 실행된다던지 프로그램이 실행되어야 한다. 그리고 보통 그런 명령의 실행은 유저의 입력에 의한 것이 대부분이다. 이 때 유저의 입력을 어떻게 받아서 처리 할 것인지를 결정하고 도와주는 녀석이 바로 쉘이다.

<쉘>

- 운영체제 상에서 다양한 운영 체제 기능과 서비스를 구현하는 인터페이스를 제공하는 프로그램이다.

- 리눅스 명령어를 해석하는 명령어 해석기로 사용자와 리눅스 OS간의 인터페이스와 Shell Programming언어를 해석한다.

- 키보드와 같은 단말 장치를 통해서 유저의 입력을 받아서 여러 프로그램이나 명령을 실행한다.

- sh(본 쉘), ash, bash, csh(C 쉘)같은 다양한 쉘이 존재한다.

- 윈도우에서 지원하는 cmd창도 쉘의 일종(CLI)이라고 보면 된다.

- 내가 임의로 JHShell을 만들어서 ls 명령어를 JHls로 만들고 싶다면 그 쉘이 기존의 ls명령어를 수행하게끔 프로그래밍이 되어야한다. 지금 존재하는 쉘 또한 이런 방식으로 만들어졌다고 이해하면 조금 쉬울 것이다.

- 이렇게 JHls를 만들어 놓은 것이 하나의 인터페이스가 된다.

이제다시 위의 그림을 봅시다. 유저는 쉘과 대화를 나누고 다시 쉘은 커널과 대화를 나누는 식이라는 것을 그림으로 표현해놓은 것이다. 그래서 쉘과 커널사이에 인터페이스가 있는 것이다. 쉘을 사용하면 유저는 복잡한 커널단위의 연산들을 알 필요 없이 쉘 상의 인터페이스로 시스템 자원들을 쉽게 관리할 수 있다. 이것이 바로 쉘이 생겨난 이유이다. 추가적으로 윈도우는 그래픽 쉘로서 GUI(그래픽 유저 인터페이스)를 제공한다. 때문에 일반 사용자들이 복잡한 cd명령어를 모르고도 단지 마우스 클릭만으로 디렉터리 안으로 접근할 수 있는 것이다.

C언어를 조금 공부했거나 C언어 프로그래밍을 조금 해본 사람들은 다음과 같은 메인함수 형태를 본 적이 있을 것이다.

int main(int argc, char *argv[]){

...

}

밑줄친 부분이 바로 오늘 살피고자 하는 부분이다.

간단하게 말하면 agrc는 메인 함수로 전달받은 인자의 개수이고, argv는 전달받는 인자 즉 문자열이라고 보면 된다.

리눅스 환경은 CLI(Command line interface)로서 쉘상에서 유저가 입력한 명령어를 한 줄씩 수행하는 환경이다. 우리는 리눅스 환경에서 gcc(혹은 cc)명령어로 .c 파일을 컴파일 하고, a.out혹은 사용자가 지정한 이름의 실행 파일 이름을 입력시켜서 프로그램을 시작한다.

설명의 용이함을 위해서 예를 들어보자

gcc -o hello hello.c

위와 같은 명령어를 입력하면 hello.c가 hello 라는 이름으로 컴파일되서 그 이름으로 프로그램을 실행 시킬수 있다. (우리가 알고 있는 .exe 와 같은 파일을 생성한 것이라고 보면 된다.) 앞에서 메인 함수로 인자를 전달한다고 했는데 프로그램을 실행 시키면서 같이 명령어를 써주는 것이 인자가 되는 것이다.

예 -> hello my name is J(실행파일 + 인자)

실행 파일 이후로 빈칸이 기준이되어서 각각의 인자로 인식한다. 즉 argv[argc] => argv[4]가 되고 arg[0]은 hello가 되는 것이다.

*예제

모든 프로세스는 자신의 부모로 반환하는 어떤 수인 exit 코드가 존재하고, 시작된 프로세스는 종료되기 마련이다. 모든 프로세스는 종료된다는 말이다. 일반적인 프로세스의 종료방법에는 두 가지가 있는데, 하나는 exit function호출을 통한 종료이고 다른 하나는 그 프로그램의 메인 함수의 리턴을 통한 종료이다. 추가로 프로세스는 어떤 시그널(abort()함수를 통한...)에 대한 응답으로써 비정상적으로 종료되기도 하는데 이곳에서는 정상적인 프로세스에 대해서만 다루기로 한다.

리눅스에서 exit가 들어간 함수는 보통 프로세스의 종료와 관련되어 있다.

exit()이라는 함수 하나만 존재한다면 이런 글을 쓰고 있지 않겠지만, 프로세스를 종료시키는 라이브러리 함수가 몇 가지 더 존재한다.

exit()    _exit()    atexit()

위의 함수는 함수 명에서 보듯 프로세스를 종료시키는 함수이지만, 약간의 차이점을 두고 프로세스를 종료시킨다.

이제 프로세스를 종료시키는 세 가지 방법을 살펴보도록 하자.

위의 두 함수는 모두 프로세스를 정상적으로 종료시킨다.