0.시작하면서...
우리는 앞서 내용에서 OS를 제작할 때 알아야할 몇가지에 대해서 가볍게(??) 알아봤다. 너무 가벼운 관계로 쪼금 찔리긴 하지만, 일단 그 정도에서 접고 슬슬 프레임워크에 대해서 설명을 하겠다.
1.부팅(Booting)이란?
프레임워크의 동작 과정을 알려면 첫째로 부팅과정에 대해서 알아야 한다. 그럼 도대체 부팅이란 것이 무엇일까?
우리가 매일 쓰는 네이버의 백과사전을 검색해 보았다.
Booting(부팅)은 컴퓨터의 시동을 뜻하며, 보조기억장치(bootable device:주로 플로피디스크 또는 하드디스크)를 사용하여 컴퓨터가 동작할 수 있도록 시스템에 운영 체제를 불러 들여 작동을 준비하는 작업이다. 즉, 컴퓨터 시스템을 시동하거나 초기 설정하는 것을 뜻한다.
일반적으로 컴퓨터의 전원을 켜면 먼저 부팅 프로그램을 불러 들이고, 부팅 프로그램은 운영체제(Operating System)를 기억장치로 불러 들여 컴퓨터가 작동을 할 수 있도록 준비한다.
처음 사용자가 컴퓨터의 전원을 넣는 것으로 시작하는 부팅을 콜드(cold)부팅이라 하고 원래 전원이 들어와 있는 상태에서 하는 부팅을 웜(warm)부팅이라 한다.
그렇다. 바로 컴퓨터를 시동하는 작업을 이야기 하는 것이다. 그럼 우리가 PC를 시동하면 어떤일이 발생하는가?
다들 알겠지만 시커먼 바탕화면에 마치 무슨 콘솔(Console)처럼 흰 글자가 화면에 찍히고 램용량 표시/CPU/HDD 정보 표시 등등이 나타난다. 이 과정을 POST(Power On Self Test)라고 하는데 메인 보드의 BIOS(Basic Input Output System)에서 자체적인 하드웨어 점검을 해주는 것이다. 여기서 이상이 생기면 비프(Beep) 음이 울리게 되고 더이상 진행되지 않는다. 이 테스트에서 별 이상이 없으면 하드디스크를 읽어서 메모리에 적재한 뒤에 OS가 실행되게 된다.
2.부팅(Booting) 과정
그럼 대충 어떤 것인지 알아봤으니 조금더 상세하게 알아보자. 아래는 실제로 부팅이 될때 그 과정을 나타낸 것이다.
<Boot Process>
위에서 보면 알겠지만, BIOS는 Boot Sector를 로딩해주는 것으로 일을 마친다. 다시말하면 Boot Sector부터 커널을 로딩해서 OS를 동작시키는 것은 우리의 몫이다.
그렇다면 부트 코드(Boot Code)부터 전부 작성해야 한다는 이야기인가? 그렇다. 전부 다 작성해야 한다.
부트코드를 작성하는 데, 설마 C로 하겠지라고 생각하는 사람은 없을 것이라 생각한다(예전에 아무것도 모를 때, 친구가 베이직으로 OS를 작성할 것이라고 이야기 했었는데... 갑자기 그 생각이 난다).
생짜로 어셈블리어로 짠다 @0@)/~~~ ㅜ_ㅜ
3.부트 코드(Boot Code) 및 커널 로더(Kernel Loader)
부트코드를 어셈블리어로 작성해야한다는 사실이 초보 레벨의 프로그래머에게 굉장한 부담이 되긴 하지만, 좋은 소식이 있다. 사실 부트 코드가 굉장히 간단하고, 기능이 다 비슷하기 때문에 어느정도 정형화된 코드가 있다.
또한 한번 만들고 나면 거의 손볼일도 없기 때문에 여기저기 참고해서 만들어도 큰 문제가 없다(배우는 입장에서는 한번 짜보는 것이 당연히!!! 좋다). 부트 코드는 BIOS에 의해서 0x7C00에 로딩되게 되는데, 그렇다면 이 부트코드는 어디에 있는 것일까?
전통적인 이유로 인해 16bit XT시절부터 지금까지 하드디스크 또는 플로피 디스크의 첫번째 섹터에 부트 코드가 있다. 이런 물리적인 장치의 한 섹터의 크기가 512Byte이므로 부트 코드의 크기도 512Byte로 한정되어있다. 512Byte라니... 이 크기로 무엇을 하란 말인가?
실제로 부트코드에서 뭐 좀 제대로 일 할려고 하면 512Byte의 크기를 넘는다. 따라서 부트 코드에서는 간단히 이미지를 디스크에서 메모리로 로딩하는 역할만 한다. 그후 커널을 재배치하고 기초적인 환경 설정을 해주는 프로그램을 실행하는데 그것이 커널 로더(Kernel Loader)이다. 커널 로더와 커널은 분리되어있는 경우도 있고 같이 있는 경우도 있는데, 프레임워크에서는 분리하여 구현하였다.
프레임워크와 같이 분리하여 구현하는 경우 커널 로더가 커널 로딩에 책임을 지게되고 커널 실행을 위한 환경 설정도 책임지게 되므로 부트 코드는 아주 간단해지는 장점이 있다.
4.커널(Kernel) 실행
마지막으로 커널 로딩이 끝나고 나면 커널로더에서 커널의 시작 주소로 Jump하여 커널을 실행하고 이제 본격적인 OS의 동작이 시작된다.
출처 : (http://kkamagui.tistory.com, http://kkamagui.springnote.com)
