KR20060063643A

KR20060063643A - 운영 체제의 성능을 향상시키는 방법 및 시스템

Info

Publication number: KR20060063643A
Application number: KR1020050096382A
Authority: KR
Inventors: 아미트 쿠마르 고쉬; 페라주 벤다푸디; 라제쉬 자란
Original assignee: 마이크로소프트 코포레이션
Priority date: 2004-12-03
Filing date: 2005-10-13
Publication date: 2006-06-12
Also published as: CN1782993A; US20060150203A1; US7721298B2; EP1667019A2; JP2006164266A; EP1667019A3

Abstract

운영 체제의 성능을 향상시키는 기술이 제공된다. 운영 체제의 서브시스템은 사용자 모드 컴포넌트로서 동작하지 않고 커널 모드 드라이버와 같은 커널 모드 컴포넌트로서 동작한다.

사용자 모드, 커널 모드, 서브시스템, 운영 체제

Description

운영 체제의 성능을 향상시키는 방법 및 시스템{IMPROVING OPERATING SYSTEM PERFORMANCE}

도 1은 본 기술이 구현되기에 적합한 컴퓨팅 시스템 환경의 예제를 도시하는 블록도.

도 2는 운영 체제의 컴포넌트를 도시하는 블록도.

도 3은 실시예의 커널 모드에서 동작하는 서브시스템을 지니는 운영 체제의 컴포넌트를 도시하는 블록도.

도 4는 실시예의 감시 서비스 컴포넌트(executive service component)의 컴포넌트로서 서브시스템을 지니는 운영 체제의 컴포넌트를 도시하는 블록도.

도 5는 실시예의 커널 모드 드라이버로서 서브시스템을 지니는 운영 체제의 컴포넌트를 도시하는 블록도.

도 6은 커널 모드에서 동작하는 서브시스템에 의해 수행되는 루틴을 도시하는 흐름도.

<도면의 주요부분에 대한 부호의 설명>

202 : 사용자 모드

204 : 커널 모드

206 : 보안 서브시스템

208 : 로그온 프로세스

210 : Windows 서브시스템

212 : Windows 애플리케이션

216 : POSIX 애플리케이션

218 : 감시 서비스

220 : 드라이버

224 : 커널

222 : 하드웨어 추상화 계층

본 발명은 일반적으로 운영 체제에 관한 것이며, 보다 구체적으로는 운영 체제의 성능을 향상시키는 것에 관한 것이다.

운영 체제는 컴퓨터 시스템의 하드웨어 및 소프트웨어 자원을 관리하는 것을 포함하여, 컴퓨터 시스템에 관련된 각종 태스크를 수행한다. 하드웨어 자원으로는 프로세서, 주 기억 장치(예를 들어 메모리), 보조 기억 장치(예를 들어 하드 디스크 또는 광 디스크), 프린터, 디스플레이 어댑터, 네트워크 인터페이스 카드, 입/출력 포트 등이 있다. 소프트웨어 자원으로는 애플리케이션 프로그램, 사용자 인터페이스, 장치 드라이버, 네트워크 프로토콜 스택 등이 있다. 운영 체제는 이들 자원을 관리하고 조정하여(coordinate), 애플리케이션 프로그램의 지시하에서와 같 이 각종 태스크를 완료한다.

운영 체제는 사용자 모드 또는 커널 모드에서 자신의 태스크를 완료할 수 있다. 사용자 모드인 경우, 운영 체제의 컴포넌트는 일반적으로 애플리케이션 프로그램에 관련된 태스크를 수행한다. 커널 모드인 경우, 운영 체제의 컴포넌트는 일반적으로 하드웨어 장치, 장치 드라이버, 운영 체제 자체 및 애플리케이션 프로그램과 직접적으로 관련되지 않는 기타 태스크를 관리하는 것에 관련된 태스크를 수행한다.

사용자 모드에서 동작하는 애플리케이션 프로그램 또는 기타 컴포넌트가 커널 모드에서 동작하는 컴포넌트를 호출하는 액션(action)을 수행할 때, "문맥 전환(context switch)"이 일어난다. 유사하게, 프로세서가 한 프로세스의 실행을 일시 중지하고(suspend) 다른 프로세스의 실행을 시작하는 경우, 문맥 전환이 일어나고, 이것은 프로세스 간(inter-process) 문맥 전환이라 불린다. 각종 운영 체제에서, 프로세스는 하나 이상의 스레드에 대한 컨테이너(container)이고, 따라서 프로세스 간 문맥 전환은 스레드 간 문맥 전환을 포함할 수 있다. 문맥 전환은 프로세서 상태의 저장 및 복구를 포함하고, 일반적으로 많은 컴퓨터 계산을 필요로 한다(computationally intensive). 따라서, 문맥 전환은 운영 체제 및 애플리케이션 프로그램의 성능을 저하할 수 있다.

운영 체제는 사용자 모드에서 동작하는 서브시스템을 활용하는 애플리케이션 프로그램에 기능을 제공할 수 있다. 서브시스템은 운영 체제의 애플리케이션 프로그래밍 인터페이스(application programming interface:API)를 구현하는 운영 체제 컴포넌트이다. 사용자 모드 서브시스템은 커널 모드에서 동작하는 커널 컴포넌트의 함수를 호출할 수 있는 프로세스이다. 커널 컴포넌트는 커널 모드에서 동작하는 운영 체제 컴포넌트이고 핵심 운영 체제 함수를 제공한다. 따라서, 애플리케이션이 운영 체제 API의 메소드(method)를 호출하는 경우, 그 메소드를 구현하는 서브시스템은 커널 모드에서 동작하는 커널 컴포넌트의 함수를 호출할 수 있다. 그 결과, 몇몇 문맥 전환이 일어날 수 있다. 예제로서, 애플리케이션이 운영 체제 API의 메소드를 호출할 때 프로세스 간 문맥 전환이 일어날 수 있고, 운영 체제 API의 메소드가 커널의 메소드를 호출할 때 커널 모드에 대해 하나 이상의 문맥 전환이 일어날 수 있다. 이러한 문맥 전환은 운영 체제의 성능을 나쁘게 할 수 있다. 또한, 사용자 모드 컴포넌트가 커널 모드 컴포넌트의 함수를 호출하는 경우, 사용자 모드 컴포넌트는 프로세스 간 통신을 전송할 수 있다. 프로세스 간 통신은 운영 체제 성능을 더욱 저하시키는 오버헤드의 처리를 포함할 수 있다. 따라서 문맥 전환 및 프로세스 간 통신을 감소시킴으로써 운영 체제의 성능을 향상시키는 것이 매우 요구된다.

본 발명에서는 운영 체제의 성능을 향상시키는 기술이 제공된다. 각종 실시예에서, 운영 체제의 서브시스템은 사용자 모드 컴포넌트로서 동작하지 않고 커널 모드 드라이버와 같이 커널 모드 컴포넌트로서 동작한다. 커널 모드에서 동작함으로써, 서브시스템은 커널 함수의 호출시 문맥 전환을 피할 수 있다. 사용자 모드로부터 커널 모드로의 문맥 전환이 감소되는데, 그 이유는 커널 모드에서 동작하는 서브시스템으로부터 커널 컴포넌트로의 함수 호출이 커널 모드에서 진행되기 때문이다. 서브시스템이 사용자 모드에서 동작하는 프로세스가 아닐 것이기 때문에 프로세스 간(inter-process) 및 스레드 간(inter-thread)의 문맥 전환을 피할 수 있다. 문맥 전환을 피함으로써 성능을 향상시킬 수 있다. 예제로서, 일반적으로 사용자 모드 서브시스템으로서 동작하는 이동식 운영 체제 인터페이스(portable operating system interface:POSIX)를 구현하는 서브시스템은 커널 모드 드라이버로 구현되어 POSIX 서브시스템 및 그에 종속된 애플리케이션의 성능을 향상시킬 수 있다.

도면에 관해, 도 1은 본 기술 및 발명이 구현될 수 있는 운영 환경 또는 적합한 컴퓨팅 시스템 환경(110)의 예제를 도시하고 있다. 컴퓨팅 시스템 환경(110)은 적합한 컴퓨팅 환경의 단지 한가지 일례이며, 본 발명의 기능 또는 사용 범위 에 관해 어떠한 제한을 제안하고자 하는 것이 아니다. 컴퓨팅 시스템 환경(110)이 예시적인 운영 환경(110)에서 도시된 임의의 하나의 컴포넌트 또는 컴포넌트들의 조합에 관해 임의의 종속성 또는 요구사항을 가지는 것으로 해석되어서는 안 된다.

본 발명은 많은 기타 범용 또는 특수 목적의 컴퓨팅 시스템 환경 또는 구성에서 동작할 수 있다. 본 발명과 함께 사용하기에 적합하고 잘 알려진 컴퓨팅 시스템, 환경 및/또는 구성의 예로는 퍼스널 컴퓨터, 서버 컴퓨터, 핸드-헬드 또는 랩톱 장치, 태블릿 장치, 멀티프로세서 시스템, 마이크로프로세서 기반 시스템, 셋톱 박스, 프로그램가능한 소비자 가전제품, 네트워크 PC, 미니컴퓨터, 메인프레임 컴퓨터, 상기 시스템이나 장치 등의 임의의 것을 포함하는 분산 컴퓨팅 환경이 있지만 이에 제한되는 것은 아니다.

본 발명은 컴퓨터에 의해 실행되는 프로그램 모듈과 같은 컴퓨터 실행가능 명령어의 일반적인 문맥으로 기술될 수 있다. 일반적으로, 프로그램 모듈은 특정 태스크를 수행하고 또는 특정 추상 데이터 유형을 구현하는 루틴, 프로그램, 객체, 컴포넌트, 데이터 구조 등을 포함한다. 본 발명은 또한 통신 네트워크를 통해 링크된 원격 처리 장치들에 의해 태스크가 수행되는 분산 컴퓨팅 환경에서도 실행될 수 있다. 분산 컴퓨팅 환경에서, 프로그램 모듈은 메모리 저장 장치를 포함하는 로컬 및/또는 원격 컴퓨터 저장 매체 둘 다에 위치할 수 있다.

도 1과 관련하여, 본 발명을 구현하는 예시적인 시스템은 컴퓨터(111)의 형태인 범용 컴퓨팅 장치를 포함한다. 컴퓨터(111)의 컴포넌트는 처리 장치(120), 시스템 메모리(130) 및 시스템 메모리(130)를 포함하는 각종 시스템 컴포넌트를 처리 장치(120)에 결합시키는 시스템 버스(121)를 포함하지만 이에 제한되는 것은 아니다. 시스템 버스(121)는 메모리 버스 또는 메모리 컨트롤러, 주변 버스 및 각종 버스 아키텍처 중 임의의 것을 이용하는 로컬 버스를 포함하는 몇몇 유형의 버스 구조 중 어느 것이라도 될 수 있다. 예제로서, 이러한 아키텍처는 ISA(industry standard architecture) 버스, MCA(micro channel architecture) 버스, EISA(Enhanced ISA) 버스, VESA(video electronics standard association) 로컬 버스 그리고 메자닌 버스(mezzanine bus)로도 알려진 PCI(peripheral component interconnect) 버스 등을 포함하지만 이에 제한되는 것은 아니다.

컴퓨터(111)는 통상적으로 각종 컴퓨터 판독가능 매체를 포함한다. 컴퓨터(111)에 의해 액세스 가능한 매체는 그 어떤 것이든지 컴퓨터 판독가능 매체가 될 수 있고, 이러한 컴퓨터 판독가능 매체는 휘발성 및 비휘발성 매체, 이동식 및 이동불가식 매체를 포함한다. 예제로서, 컴퓨터 판독가능 매체는 컴퓨터 저장 매체 및 통신 매체를 포함하지만 이에 제한되는 것은 아니다. 컴퓨터 저장 매체는 컴퓨터 판독가능 명령어, 데이터 구조, 프로그램 모듈 또는 기타 데이터와 같은 정보의 저장을 위해 모든 방법 또는 기술로 구현되는 휘발성 및 비휘발성, 이동식 및 이동불가식 매체를 포함한다. 컴퓨터 저장 매체는 RAM, ROM, EEPROM, 플래시 메모리 또는 기타 메모리 기술, CD-ROM, DVD(digital versatile disk) 또는 기타 광 디스크 저장 장치, 자기 카세트, 자기 테이프, 자기 디스크 저장 장치 또는 기타 자기 저장 장치, 또는 컴퓨터(110)에 의해 액세스되고 원하는 정보를 저장할 수 있는 임의의 기타 매체를 포함하지만 이에 제한되는 것은 아니다. 통신 매체는 통상적으로 반송파(carrier wave) 또는 기타 전송 메커니즘(transport mechanism)과 같은 피변조 데이터 신호(modulated data signal)에서 컴퓨터 판독가능 명령어, 데이터 구조, 프로그램 모듈 또는 기타 데이터 등을 구현하고 모든 정보 전달 매체를 포함한다. "피변조 데이터 신호"라는 용어는, 신호 내의 정보가 암호화되도록 그 신호의 하나 이상의 특성을 설정 또는 변경시킨 신호를 의미한다. 예제로서, 통신 매체는 유선 네트워크 또는 다이렉트 유선 접속과 같은 유선 매체, 그리고 음향, RF, 적외선, 기타 무선 매체와 같은 무선 매체를 포함하지만 이에 제한되는 것은 아니다. 상술된 매체들의 모든 조합이 또한 컴퓨터 판독가능 매체의 영역 안에 포함되 어야 한다.

시스템 메모리(130)는 판독 전용 메모리(ROM)(131) 및 랜덤 액세스 메모리(RAM)(132)와 같은 휘발성 및/또는 비휘발성 메모리의 형태로 컴퓨터 저장 매체를 포함한다. 시동 시 컴퓨터(111) 내의 구성요소들 사이의 정보 전송을 돕는 기본 루틴을 포함하는 기본 입/출력 시스템(BIOS)(133)은 통상적으로 ROM(131)에 저장되어 있다. RAM(132)은 통상적으로 처리 장치(120)에 즉시 액세스 가능하고 및/또는 현재 처리 장치(120)에 의해 동작되고 있는 데이터 및/또는 프로그램 모듈을 포함한다. 예제로서, 도 1은 운영 체제(134), 애플리케이션 프로그램(135), 기타 프로그램 모듈(136) 및 프로그램 데이터(137)를 도시하고 있지만 이에 제한되는 것은 아니다.

컴퓨터(111)는 또한 기타 이동식/이동불가식, 휘발성/비휘발성 컴퓨터 저장매체를 포함한다. 단지 예제로서, 도 1은 이동불가식, 비휘발성 자기 매체로의 기록 또는 그로부터의 판독을 위한 하드 디스크 드라이브(141), 이동식, 비휘발성 자기 디스크(152)로의 기록 또는 그로부터의 판독을 위한 자기 디스크 드라이브(151), CD-ROM 또는 기타 광 매체 등의 이동식, 비휘발성 광 디스크(156)로의 기록 또는 그로부터의 판독을 위한 광 디스크 드라이브(155)를 포함한다. 예시적인 운영 환경에서 사용될 수 있는 기타 이동식/이동불가식, 휘발성/비휘발성 컴퓨터 저장 매체로는 자기 테이프 카세트, 플래시 메모리 카드, DVD, 디지털 비디오 테이프, 고체(solid state) RAM, 고체 ROM 등이 있지만 이에 제한되는 것은 아니다. 하드 디스크 드라이브(141)는 통상적으로 인터페이스(140)와 같은 이동불가식 메모 리 인터페이스를 통해 시스템 버스(121)에 접속되고, 자기 디스크 드라이브(151) 및 광 디스크 드라이브(155)는 통상적으로 인터페이스(150)와 같은 이동식 메모리 인터페이스에 의해 시스템 버스(121)에 접속된다.

위에서 설명되고 도 1에 도시된 드라이브들 및 이들과 관련된 컴퓨터 저장 매체는, 컴퓨터 판독가능 명령어, 데이터 구조, 프로그램 모듈 및 컴퓨터(111)의 다른 데이터를 저장한다. 도 1에서, 예를 들어, 하드 디스크 드라이브(141)는 운영 체제(144), 애플리케이션 프로그램(145), 기타 프로그램 모듈(146) 및 프로그램 데이터(147)를 저장하는 것으로 도시되어 있다. 여기서 주의할 점은 이 컴포넌트들이 운영 체제(134), 애플리케이션 프로그램(135), 기타 프로그램 모듈(136) 및 프로그램 데이터(137)와 동일할 수도 있고 다를 수도 있다는 것이다. 이에 관해, 운영 체제(144), 애플리케이션 프로그램(145), 기타 프로그램 모듈(146) 및 프로그램 데이터(147)에 다른 번호가 주어졌다는 것은 적어도 이들이 서로 다른 사본(copy)이라는 것을 도시한다. 사용자는 태블릿, 또는 전자 디지타이저(164), 마이크(163), 키보드(162) 및 일반적으로 마우스, 트랙볼(trackball) 또는 터치 패드라고 알려진 포인팅 장치(161) 등의 입력 장치를 통해 명령 및 정보를 컴퓨터(111)에 입력할 수 있다. 도 1에 도시되지 않은 다른 입력 장치로는 조이스틱, 게임 패드, 위성 안테나, 스캐너 등이 있을 수 있다. 이들 및 기타 입력 장치는 종종 시스템 버스(121)에 결합한 사용자 입력 인터페이스(160)를 통해 처리 장치(120)에 접속되지만, 병렬 포트, 게임 포트 또는 USB(universal serial bus) 등의 다른 인터페이스 및 버스 구조에 의해 접속될 수도 있다. 모니터(191) 또는 다른 유형의 디스플 레이 장치도 비디오 인터페이스(190) 등의 인터페이스를 통해 시스템 버스(121)에 접속될 수 있다. 모니터(191)는 또한 터치 스크린 패널 등과 통합될 수 있다. 모니터(191) 및/또는 터치 스크린 패널이 태블릿 유형의 퍼스널 컴퓨터와 같은 컴퓨팅 장치(111)에 포함된 하우징(housing)에 물리적으로 결합할 수 있다는 것을 유의한다. 또한, 컴퓨터(111)와 같은 컴퓨팅 장치는 출력 주변장치 인터페이스(194) 등을 통해 접속될 수 있는 스피커(195) 및 프린터(196)와 같은 기타 출력 주변장치를 또한 포함할 수 있다.

컴퓨터(111)는 원격 컴퓨터(180)와 같은 하나 이상의 원격 컴퓨터로의 논리적 접속을 사용하여 네트워크화된 환경에서 동작할 수 있다. 원격 컴퓨터(180)는 또 하나의 퍼스널 컴퓨터, 서버, 라우터, 네트워크 PC, 피어 장치 또는 기타 공통 네트워크 노드일 수 있고, 통상적으로 컴퓨터(111)와 관련하여 상술된 구성요소의 대부분 또는 그 전부를 포함하지만, 도 1에는 메모리 저장 장치(181)만이 도시되어 있다. 도 1에 도시된 논리적 접속으로는 LAN(171) 및 WAN(173)이 있지만, 다른 네트워크를 포함할 수도 있다. 이러한 네트워킹 환경은 사무실, 회사 전체에 걸친 컴퓨터 네트워크, 인트라넷 및 인터넷에서 일반적이다. 예를 들어, 본 발명에서, 컴퓨터(111)는 데이터가 그로부터 이전되는 소스 기계를 포함할 수 있고, 원격 컴퓨터(180)는 목적지 기계를 포함할 수 있다. 그러나, 소스 및 목적지 기계가 네트워크 또는 임의의 다른 수단에 의해 접속될 필요는 없지만, 대신, 소스 플랫폼에 의해 기록 가능하고 목적지 플랫폼 또는 플랫폼에 의해 판독가능한 임의의 매체를 통해 데이터가 이전될 수 있다는 것을 유의한다.

LAN 네트워킹 환경에서 사용될 때, 컴퓨터(111)는 네트워크 인터페이스 또는 어댑터(170)를 통해 LAN(171)에 접속된다. WAN 네트워킹 환경에서 사용될 때, 컴퓨터(111)는 통상적으로 인터넷과 같은 WAN(173) 상에서의 통신을 설정하기 위한 모뎀(172) 또는 기타 수단을 포함한다. 내장형 또는 외장형일 수 있는 모뎀(172)은 사용자 입력 인터페이스(160) 또는 기타 적절한 메커니즘을 통해 시스템 버스(121)에 접속될 수 있다. 네트워크화된 환경에서, 컴퓨터(111) 또는 그의 일부와 관련하여 기술된 프로그램 모듈은 원격 메모리 저장 장치(181)에 저장될 수 있다. 그 예제로서, 도 1은 메모리 저장 장치(181)에 상주하고 있는 원격 애플리케이션 프로그램(185)을 도시하고 있지만 이에 제한되는 것은 아니다. 도시된 네트워크 접속은 예시적인 것이며 이 컴퓨터들 사이의 통신 링크를 설정하는 다른 수단이 사용될 수 있다는 것을 이해할 것이다.

각종 기능 및 데이터가 특정 방식으로 구성된 특정 컴퓨터 시스템상에 상주하는 것으로서 도 1에 도시되어 있지만, 당업자들은 이러한 기능 및 데이터가 다른 구성의 컴퓨터 시스템에 걸쳐 각종 다른 방식으로 분산될 수 있다는 것을 이해할 것이다. 상술된 것과 같이 구성된 컴퓨터 시스템이 통상적으로 본 발명의 동작을 지원하도록 사용되지만, 당업자들은 본 발명이 각종 유형의 장치 및 구성을 사용하고, 각종 컴포넌트를 포함하여 구현될 수 있다는 것을 이해할 것이다.

기술은 하나 이상의 컴퓨터 또는 기타 장치에 의해 실행되는 프로그램 모듈과 같은 컴퓨터 실행가능 명령어의 일반적인 문맥으로 설명될 수 있다. 일반적으로, 프로그램 모듈은 특정 태스크를 수행하고 특정 추상 데이터 유형을 구현하는 루틴, 프로그램, 객체, 컴포넌트, 데이터 구조 등을 포함한다. 통상적으로, 프로그램 모듈의 기능은 각종 실시예에서 원하는 바에 따라 조합되거나 또는 분산될 수 있다.

도 2는 운영 체제의 컴포넌트를 도시하는 블록도이다. 운영 체제(200)는 사용자 모드(202) 및 커널 모드(204)에서 동작하는 다수의 컴포넌트들을 포함한다.

사용자 모드에서 동작하는 컴포넌트로는, 예를 들어 보안 컴포넌트(206), 로그온 프로세스(208), WINDOWS 서브시스템(210), WINDOWS 애플리케이션(212), POSIX 서브시스템(214) 및 POSIX 애플리케이션(216)이 있다.

보안 서브시스템은 애플리케이션 및 운영 체제에 보안 서비스를 제공한다. 예제로서, 보안 서브시스템은 사용자들이 운영 체제에 로그온할 수 있도록 로그온 프로세스(208) 및 기능을 제공할 수 있다.

WINDOWS 서브시스템은 WINDOWS 애플리케이션과 같은 애플리케이션에 MICROSOFT WINDOWS 기능을 제공할 수 있다. WINDOWS 서브시스템은 MICROSOFT WINDOWS 운영 체제에 대한 애플리케이션 프로그래밍 인터페이스(application programming interface:API)를 구현할 수 있다. 예제로서, WINDOWS 서브시스템은 WINDOWS 서브시스템의 API에 대해 WINDOWS 애플리케이션에 의해 만들어진 요청을 수신하고, 이 요청에 대한 일부 활동을 수행하고, 나머지 활동을 수행하기 위해 운영 체제 커널을 호출할 수 있다.

운영 체제는 또한 POSIX 서브시스템(214)과 같은 추가의 서브시스템을 지닐 수 있다. POSIX 서브시스템은 POSIX 사양에 따르는 운영 체제에 대한 API를 구현 할 수 있다. API는 POSIX 애플리케이션(216)에 의해 사용되어 태스크를 수행하기 위해 POSIX 운영 체제와 통신할 수 있다.

도 2에 도시된 바와 같이, 운영 체제 서브시스템은 일반적으로 사용자 모드에서 실행된다.

운영 체제가 다수의 서브시스템을 포함하는 경우, MICROSOFT WINDOWS 및 POSIX와 같이 다수의 각종 운영 체제를 제공하는 것이 가능하다. 따라서, 이들 각종 운영 체제용으로 설계된 애플리케이션은 다수의 서브시스템을 포함하는 운영 체제상에서 기능할 수 있다.

서브시스템은 커널 모드(204)에서 동작하는 감시 서비스 컴포넌트(218)에 의해 제공되는 서비스를 활용할 수 있다. 감시 서비스 컴포넌트는 드라이버(220) 및 커널(224)과 같은 추가의 컴포넌트를 포함할 수 있다. 드라이버는 시스템의 각종 소프트웨어 컴포넌트와 하드웨어 컴포넌트 간의 직접 통신을 제공할 수 있다. 예제로서, 드라이버는 소프트웨어 컴포넌트와 네트워크 인터페이스 카드 간의 통신을 제공할 수 있다. 커널은 핵심 운영 체제 함수 및 프로세서와의 통신을 제공할 수 있다. 예제로서, 커널은 프로그램 레지스터를 로딩하고 프로세서에게 스레드의 실행을 시작하도록 지시함으로써 스레드 실행을 스케줄링할 수 있다. 하드웨어 추상화 계층(222)은 또한 커널 모드에서 동작하여 하드웨어 장치와 관련된 인터페이스 및 운영 체제 컴포넌트를 제공한다. 하드웨어 추상화 계층은 운영 체제의 소프트웨어 컴포넌트가 특정 벤더의 하드웨어 장치에 고유한 기능을 제공해야만 하는 것을 피하도록 해 준다.

애플리케이션이 운영 체제의 일부로서 도시되었지만, 애플리케이션은 도 1에 도시된 바와 같이 운영 체제에 의해 제공되는 각종 설비를 활용함으로써 실행될 수 있다.

도 3 내지 도 5는 본 출원인 기술의 각종 실시예를 도시한다. 이들 실시예에서, 서브시스템은 도 2에 도시된 서브시스템과 동일하지는 않지만 유사한 기능을 제공한다. 그러나, 이들 실시예는 각종 문맥 전환을 감소시킴으로써 서브시스템을 활용하는 애플리케이션의 성능을 향상시킬 수 있다.

도 3은 실시예의 커널 모드에서 동작하는 서브시스템을 지니는 운영 체제의 컴포넌트를 도시하는 블록도이다. 각종 실시예에서, POSIX 서브시스템은 감시 서비스의 일부가 아니면서 커널 모드에서 동작할 수 있다. 그러나, POSIX 서브시스템은 감시 서비스의 컴포넌트에 의해 제공되는 서비스를 활용할 것이다. 예제로서, POSIX 서브시스템은 커널에 의해 제공되는 서비스를 활용할 것이다.

운영 체제(300)는 도 2와 관련하여 상술된 운영 체제(200)와 유사하다. 그러나, 도 3의 운영 체제와 도 2의 운영 체제 간의 눈에 띄는 차이점은 POSIX 서브시스템이 사용자 모드가 아니라 커널 모드에서 동작한다는 것이다.

커널 모드에서 동작함으로써, POSIX 서브시스템은 사용자 모드에서 동작할 때보다 더 나은 성능을 제공할 수 있는데, 그 이유는 커널과 같은 감시 서비스의 각종 컴포넌트에 대한 POSIX 서브시스템의 호출이 사용자 모드에서 커널 모드로의 문맥 전환을 필요로 하지 않기 때문이다. 따라서, POSIX 애플리케이션에서 POSIX 서브시스템으로의 호출이 사용자 모드에서 커널 모드로의 문맥 전환을 포함한다 할 지라도, 서브시스템이 커널에 의해 제공되는 것과 같은 감시 서비스의 함수를 호출할 때, 사용자 모드에서 커널 모드로의(또는 그 반대의) 추가의 문맥 전환을 피할 수 있다. 또한, 애플리케이션으로부터 서브시스템으로의 프로세스 간 또는 스레드 간의 문맥 전환을 피할 수 있을 것이다.

도 4는 한 실시예에서 감시 서비스 컴포넌트의 컴포넌트로서 서브시스템을 지니는 운영 체제의 컴포넌트를 도시하는 블록도이다. 도시된 실시예에서, POSIX 서브시스템은 감시 서비스의 컴포넌트이다. 감시 서비스의 컴포넌트로서, POSIX 서브시스템은 감시 서비스의 다른 컴포넌트들과 더 밀접하게 통합될 수 있고, 따라서 도 3과 관련하여 상술된 실시예보다 일부 양상에서 성능이 더 좋을 수 있다.

커널 모드 드라이버는 운영 체제의 일부로서 간주되고 운영 체제의 주소 공간으로의 액세스를 지닌다.

도 5는 실시예에서 커널 모드 드라이버로서 한 서브시스템을 지니는 운영 체제의 컴포넌트를 도시하는 블록도이다. 커널 모드 드라이버로서 구현될 때, POSIX 서브시스템은 감시 서비스, 하드웨어, 기타 드라이버 및 감시 서비스의 기타 양상에 대해 더 나은 액세스(superior access)를 지닐 수 있다. 따라서, POSIX 서브시스템은 도 3 및 도 4와 관련하여 상술된 것보다 일부 양상에서 더 나은 성능을 제공할 수 있다. 또한, 운영 체제에 드라이버를 추가하는 것은 운영 체제 그 자체의 수정을 포함하지 않을 수 있다. 그 결과, 이 실시예는 전체적으로 감소된 기술 노력을 포함할 수 있다.

따라서, 도 3 내지 도 5에 도시된 일부 실시예에서, 운영 체제 성능은 향상 될 수 있는데, 그 이유는, 애플리케이션이 커널 모드에서 동작하는 서브시스템에 의해 구현되는 운영 체제를 호출하는 경우, 프로세스 간, 스레드 간 또는 사용자 모드로부터 커널 모드로의 문맥 전환이 거의 요구되지 않기 때문이다.

도 6은 커널 모드에서 동작하는 서브시스템에 의해 수행되는 루틴을 도시하는 흐름도이다. 루틴은 블록(602)에서 시작한다.

블록(604)에서, 루틴은 운영 체제 요청을 수신한다. 루틴은 애플리케이션 프로그램 또는 기타 운영 체제 컴포넌트 등의 각종 컴포넌트로부터 운영 체제 요청을 수신할 수 있다.

블록(606)에서, 루틴은 그 요청이 커널로의 호출을 필요로 하는지 여부를 판정한다. 운영 체제 요청은, 서브시스템이 그 요청을 전적으로 자체에서 수행할 수 있는 경우 또는 운영 체제의 다른 객체와 협력하여 수행할 수 있는 경우 커널로의 요청을 필요로 하지 않을 수 있다. 그러나, 많은 요청이 커널로의 하나 이상의 호출을 필요로 할 수 있다. 예제로서, 스레드 간의 통신이 커널을 사용하여 수행될 수 있다. 요청이 커널로의 호출을 필요로 하는 경우, 루틴은 블록(608)으로 계속된다. 그렇지 않을 경우, 루틴은 블록(610)으로 계속된다.

블록(608)에서, 루틴은 커널을 호출한다. 루틴은 레지스터와 같은 호출에 대한 정보를 제공할 수 있다.

블록(610)에서, 루틴은 그 호출자로 리턴한다.

전술된 내용으로부터, 본 발명의 특정 실시예는 본 명세서에서 도시를 위해 설명되었지만, 본 발명의 취지 및 범위를 벗어나지 않고 각종 수정이 행해질 수 있 다는 것을 이해할 것이다. 따라서, 본 발명은 첨부되는 청구항으로서 외에는 제한되지 않는다.

운영 체제의 서브시스템은 사용자 모드 컴포넌트로서 동작하지 않고 커널 모드 드라이버와 같이 커널 모드 컴포넌트로서 동작한다. 커널 모드에서 동작함으로써, 서브시스템은 커널 함수의 호출시 문맥 전환을 피할 수 있다. 문맥 전환을 피함으로써 POSIX 서브시스템 및 그에 종속된 애플리케이션의 성능을 향상시킬 수 있다.

Claims

운영 체제의 성능을 향상시키는 시스템에 있어서,

커널 모드에서 동작하고, 운영 체제 컴포넌트로부터 요청을 수신하여 처리하는 서브시스템; 및

상기 서브시스템으로부터, 사용자 모드로부터의 문맥 전환을 야기하지 않고 커널 모드에서 발생하는 호출을 수신하여 처리하는 커널

을 포함하는 시스템.
제1항에 있어서, 상기 서브시스템은 POSIX 사양에 따르는 시스템.
제1항에 있어서, 상기 운영 체제 컴포넌트는 애플리케이션 프로그램인 시스템.
제1항에 있어서, 상기 운영 체제 컴포넌트는 사용자 모드에서 동작하는 시스템.
제1항에 있어서, 상기 운영 체제 컴포넌트는 커널 모드에서 동작하는 시스템.
제1항에 있어서, 상기 서브시스템은 상기 운영 체제의 애플리케이션 프로그램 인터페이스(application program interface:API)를 구현하는 시스템.
제1항에 있어서, 상기 운영 체제는 MICROSOFT WINDOWS 버전인 시스템.
제1항에 있어서, 상기 서브시스템은 커널 모드 드라이버인 시스템.
운영 체제의 성능을 향상시키고, 상기 운영 체제의 커널 모드에서 동작하는 서브시스템에 의해 수행되는 방법에 있어서,

운영 체제 컴포넌트로부터 운영 체제 함수에 대한 요청을 수신하는 단계; 및

상기 요청을 수행하기 위해 커널에 의해 제공되는 함수를 호출하는 단계

를 포함하며,

상기 호출하는 단계는 사용자 모드로부터의 문맥 전환을 야기하지 않고 커널 모드에서 일어나는 방법.
제9항에 있어서, 상기 운영 체제 컴포넌트는 애플리케이션 프로그램인 방법.
제9항에 있어서, 상기 운영 체제 컴포넌트는 사용자 모드에서 동작하는 방법.
제9항에 있어서, 상기 운영 체제 컴포넌트는 커널 모드에서 동작하는 방법.
제9항에 있어서, 상기 서브시스템은 POSIX 사양에 따르는 방법.
제9항에 있어서, 상기 서브시스템은 상기 운영 체제의 API를 구현하는 방법.
제9항에 있어서, 상기 운영 체제는 MICROSOFT WINDOWS 버전인 방법.
운영 체제의 커널 모드에서 방법을 수행하는 컴퓨터 실행가능 명령어를 포함하는 컴퓨터 판독가능 매체에 있어서,

운영 체제 컴포넌트로부터 운영 체제 함수에 대한 요청을 수신하는 것; 및

상기 요청을 수행하기 위해 커널에 의해 제공되는 함수를 호출하는 것

를 포함하며,

상기 호출은 사용자 모드로부터의 문맥 전환을 야기하지 않고 커널 모드에서 일어나는 컴퓨터 판독가능 매체.
제16항에 있어서, 상기 운영 체제 컴포넌트는 애플리케이션 프로그램인 컴퓨터 판독가능 매체.
제16항에 있어서, 상기 운영 체제 컴포넌트는 사용자 모드에서 동작하는 컴 퓨터 판독가능 매체.
제16항에 있어서, 상기 운영 체제 컴포넌트는 커널 모드에서 동작하는 컴퓨터 판독가능 매체.
제16항에 있어서, 상기 서브시스템은 POSIX 사양에 따르는 컴퓨터 판독가능 매체.
제16항에 있어서, 상기 서브시스템은 상기 운영 체제의 API를 구현하는 컴퓨터 판독가능 매체.
제16항에 있어서, 상기 운영 체제는 MICROSOFT WINDOWS 버전인 컴퓨터 판독가능 매체.