[Pint OS] Lazy loading(1)

프로그램 실행 로직

1. initd()
   1. supplemental_page_table_init()
   2. process_exec()
      1. load()
         1. load_segment(): 파일 바이트를 페이지 단위로 나누고, 페이지마다 파일의 어느 영역을 읽어야 할지 설정
            1. vm_alloc_page_with_inirializer(upage, lazy_load_segment): page 구조체 생성 및 할당(malloc), page 구조체와 유저 가상 주소(upage)를 매핑, page fault가 발생하면, lazy_load_segment()를 호출하도록 설정.
               1. uninit_new (new_page, upage, lazy_load_segment)
               2. spt_insert_page(): 보조 페이지 테이블 생성 및 page 데이터 입력
         2. setup_stack()
      2. do_iret(): 프로그램 실행

 

Page Fault 로직

1. page_fault()
   1. vm_try_handle_fault()
      1. vm_do_claim_page(): frame 구조체 생성 및 할당(vm_get_frame())
         1. pml4_set_page(): page와 frame 매핑
         2. swap_in(): uninit_initialize 호출
         3. uninit_initialize()
            1. anon_initializer()
            2. lazy_load_segment(): 파일의 특정 페이지를 읽고 물리 메모리에 저장한다. false이면 page_fault로 돌아가서 exit(-1)
               1. file_read()

 

check_address() 수정

// userprog/syscall.c in Project 2
void
check_address(void *addr) {
    if (!is_user_vaddr (addr) || addr == NULL || pml4_get_page (&t->pml4, addr) == NULL) {
        exit (-1);
    }
}

• Project 2에서는 Eager loading 방식을 사용한다.
• load할 때, 파일의 모든 페이지를 페이지 테이블(pml4)에 매핑한다.
• 따라서 check_address하는 시점에 참조하고자 하는 데이터(addr)는 페이지 테이블(pml4)에 반드시 존재해야 한다.

 

// userprog/syscall.c in Project 3
void
check_address(void *addr) {
    if (!is_user_vaddr (addr) || addr == NULL) {
        exit (-1);
    }
}

• Project 3에서는 Lazy loading 방식을 사용한다.
• load할 때, 파일을 읽지 않고 보조 페이지 테이블(SPT)에만 매핑한다.
  • 페이지 테이블에는 매핑하지 않는다.
  • 페이지 테이블은 Page Fault 시에 frame 구조체를 생성한 후 매핑된다.
• 따라서 시스템 콜이 호출되고 check_address하는 시점에 참조하고자 하는 데이터(addr)이 페이지 테이블(pml4)에 존재하지 않을 수 있다!