크래프톤 정글 WEEK10 DAY 80 - PintOS Project3 VM (Memory Management )

📆2024.03.27

1. PintOS Project3 VM (Memory Management)

 

Implement Supplemental Page Table

: 각 페이지에 대한 추가적인 정보를 담고 있을 보충 페이지 테이블을 구현해야 한다.

/* 새 보조 페이지 테이블을 초기화합니다. */
void
supplemental_page_table_init (struct supplemental_page_table *spt UNUSED) {
	hash_init(&spt->hash_table, page_hash, page_less, NULL);
}

 

struct page *
spt_find_page (struct supplemental_page_table *spt UNUSED, void *va UNUSED) {
	struct page *page = NULL;
	struct hash_elem *e;

	/* 할일: 이 함수를 채워주세요. */
	page->va = pg_round_down(va);
	e = hash_find(&spt->hash_table, &page->hash_elem);
	
	if(e != NULL)
		return hash_entry(e, struct page, hash_elem);
	else
		return NULL;
}	

/* Insert PAGE into spt with validation. */
/* 페이지를 유효성 검사를 거쳐 spt에 삽입합니다. */
bool
spt_insert_page (struct supplemental_page_table *spt UNUSED, struct page *page UNUSED) {
	int succ = false;

	/* 할일: 이 함수를 채워주세요. */
	if(is_user_vaddr(page->va)){
		if(spt_find_page(spt, page->va) == NULL){
			hash_insert(&spt->hash_table, &page->hash_elem);
			succ = true;
		}
	}
	return succ;
}

 

Frame Management

 

static struct frame *
vm_get_frame (void) {
	struct frame *frame = malloc(sizeof(struct frame));
	if(frame == NULL){
		PANIC("todo");
	}
	/* 할일: 이 함수를 채워주세요. */
	frame->kva = palloc_get_page(PAL_USER | PAL_ZERO);

	if(frame->kva == NULL){
		free(frame);
		return vm_evict_frame();
	}	

	frame->page = NULL;

	ASSERT (frame != NULL);
	ASSERT (frame->page == NULL);

	return frame;
}

bool
vm_claim_page (void *va UNUSED) {
	struct page *page = NULL;
	/* 할일: 이 함수를 채워주세요. */
	page = spt_find_page(&thread_current()->spt, va);

	if(page == NULL)
		return false;
	return vm_do_claim_page(page);
}

/* Claim the PAGE and set up the mmu. */
/* 페이지를 청구하고 mmu를 설정합니다. */
static bool
vm_do_claim_page (struct page *page) {
	struct frame *frame = vm_get_frame ();

	/* Set links */
	/* 링크 설정 */
	frame->page = page;
	page->frame = frame;

	/* TODO: Insert page table entry to map page's VA to frame's PA. */
	/* 할 일: 페이지 테이블 항목을 삽입하여 페이지의 VA를 프레임의 PA에 매핑합니다. */
	if(pml4_get_page(thread_current()->pml4, page->va) == NULL){
		if (!pml4_set_page (thread_current ()->pml4, page->va, frame->kva, true)) {
			vm_dealloc_page (page);
			return false;
		}	
	}
	return swap_in (page, frame->kva);
}

 

 

 

추가적으로 구현하면서 에러났던 부분에 대해 정리해봤다.

 

우선 hash_init() 함수를 사용하려면 인자로 줄 hash_hash_func와 hash_less_func 함수를 만들어야 했다.

 

그래서 이와 같이 함수를 추가해줬는데 자꾸 재선언되었다는 에러가 떴었다.

uint64_t hash_hash_func (const struct hash_elem *e, void *aux)
{
	const struct page *p = hash_entry(e, struct page, hash_elem);
	return hash_bytes(&p->va, sizeof p->addr);
}

bool hash_less_func (const struct hash_elem *a, const struct hash_elem *b, void *aux)
{
	const struct page *pa = hash_entry(a, struct page, hash_elem);
	const struct page *pb = hash_entry(b, struct page, hash_elem);

	return pa->va < pb->va;
}

 

 

하나하나 차근차근해보니 새로운 함수를 정의해준 것이 아닌 hash_hash_func와 hash_less_func라는 함수 포인터를 가져다 재정의를 해주었기 때문에 에러가 발생한 것이었다.

아차차..!

uint64_t page_hash (const struct hash_elem *e, void *aux)
{
	const struct page *p = hash_entry(e, struct page, hash_elem);
	return hash_bytes(&p->va, sizeof p->va);
}


bool page_less (const struct hash_elem *a, const struct hash_elem *b, void *aux)
{
	const struct page *pa = hash_entry(a, struct page, hash_elem);
	const struct page *pb = hash_entry(b, struct page, hash_elem);

	return pa->va < pb->va;
}

 

깃북에서도 page_hash와 page_less 라고 적혀있었지만 나의 간과한 실수였다..

 

page_hash() 함수의 역할 ?

해시테이블에서는 특정 키를 해시값으로 변환하여 해당 해시값에 대응하는 버킷에 데이터를 저장한다. 이를 위해 키의 해시값을 계산하는 함수가 필요하다.

hash_byte 함수는 주어진 데이터에 대한 해시값을 계산한다. 주소와 크기를 인자로 받아 페이지 주소를 해시값으로 변환한다.

 

page_less() 함수의 역할 ?

비교함수를 사용하여 해시 테이블을 생성하면, 특정 가상 주소에 대한 페이지를 해시 테이블에 삽입하거나 검색할 때 페이지의 가상 주소를 기준으로 페이지를 정렬할 수 있다. 

 

typedef uint64_t hash_hash_func (const struct hash_elem *e, void *aux);

typedef bool hash_less_func (const struct hash_elem *a, const struct hash_elem *b, void *aux);

 

hash_hash_func 함수 포인터는 해시 테이블에서 요소를 해싱하는데 사용될 함수를 가리키고,

hash_less_func 함수 포인터는 해시 테이블에서 요소를 비교하는 데 사용된다. 

이러한 함수 포인터 타입을 정의함으로써, 자신만의 해시 함수와 비교 함수를 구현하여 해시 테이블에 사용할 수 있게 해야 한다.