크래프톤 정글 WEEK10 DAY 79 - PintOS Project3

📆2024.3.26

 

Virtual Memory - Memory Management

 

Implement Supplemental Page Table

 

페이지 폴트와 자원 관리를 처리하기 위해서는 각 페이지에 대한 추가적인 정보를 담고 있을 보조 페이지 테이블(Supplemental Page Table) 을 구현해야 한다.

 

1. 페이지 폴트가 발생했을 때 그곳에 어떤 데이터가 있었어야 했는지를 알아내기 위해 커널은 보조 페이지 테이블에서 폴트가 발생한 가상 페이지를 탐색한다.

2. 커널이 프로세스가 종료될 때 어떤 자원을 해제할 지 고르기 위해서 보조 페이지 테이블을 조사한다.

 

SPT의 정의

- pml4(페이지 테이블)에서 부족한 정보를 채워주기 위한 프로세스마다 존재하는 테이블

 

- 아래의 보조 데이터들을 담고 있는, 프로세스마다 존재하는 자료구조

1. 각각의 페이지에 대해서 데이터가 존재하는 곳(frame, disk, swap 중 어디 존재하는지)

2. 이에 상응하는 커널 가상 주소를 가리키는 포인터 정보

3. page와 관련된 추가 정보( active인지 inactive인지 등등)

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PCB(프로세스 제어 블록) 와 인터럽트 프레임에 같은 정보가 담기는 거 아니였나? 그러면 둘이 같은 사용인가? 라고 헷갈렸던 걸 정리해봤다.

 

1. PCB(프로세스 제어 블록)

 

PCB는 운영 체제가 각 프로세스를 관리하기 위해 사용하는 데이터 구조이다.

PCB에는 프로세스에 대한 다양한 정보가 저장된다. 이 정보는 프로세스의 상태, 실행 중인 코드의 위치, 메모리 할당 정보, CPU 레지스터 값, 프로세스의 우선순위, 부모 프로세스 및 자식 프로세스에 대한 정보 등이 있다.

일반적으로 PCB는 운영 체제 커널 내부에 있으며, 각 프로세스에 대해 하나의 PCB가 할당된다. PCB는 프로세스의 실행 상태가 변화할 때마다 업데이트된다.

 

문맥 교환 시에 중요한 역할을 한다.

현재 실행 중인 프로세스의 상태를 PCB에 저장한다. 이 상태에는 프로세스의 레지스터 값, 프로그램 카운터(PC), 스택 포인터(SP) 등이 포함될 수 있다.

다음 실행할 프로세스의 PCB로 제어를 전환하고, 해당 PCB에 저장된 상태를 CPU 레지스터에 복원한다.

새로운 프로세스의 코드가 실행되도록 제어를 전환한다.

 

2. 인터럽트 프레임

 

인터럽트 프레임은 CPU에서 발생한 인터럽트를 처리하기 위한 정보를 저장하는 데 사용된다.

인터럽트가 발생하면 CPU는 현재 실행 중인 코드의 상태를 저장하고, 인터럽트 처리를 위한 특정 프로시저로 제어를 전환한다. 이때 인터럽트 프레임에는 현재 CPU 레지스터의 상태, 프로그램 카운터 값, 스택 포인터 값 등이 저장된다.

인터럽트 처리가 완료되면 이전에 저장된 CPU 상태를 복원하여 인터럽트 이전의 상태로 복귀한다.

 

정리하자면, PCB는 운영 체제가 각 프로세스를 관리하기 위한 데이터 구조로 사용되며, 프로세스에 대한 다양한 정보가 저장된다. 인터럽트 프레임은 CPU에서 발생한 인터럽트를 처리하기 위한 정보를 저장하는 데 사용되며, CPU 상태의 저장 및 복원 등이 주요 목적이다.