stack growth 구현

👍stack growth 이론을 참고한 블로그

Stack growth

• vm_try_handle_fault

  페이지 오류가 스택 증가에 유효한 경우인지 여부를 확인

할당해준 유저 스택의 맨 밑 주소값보다 더 아래 접근하면 page fault가 발생하는데 이 page fault가 stack growth에 관련된 것인지 먼저 확인하는 과정이 필요하다. 만약 맞다면 vm_stack_growth()를 호출해서 스택에 추가 페이지를 할당해서 스택의 크기를 늘린다.

이때 유의해야 할 점

• 유저 스택 포인터를 어떻게 가져올 것인가?
  -> 인터럽트 프레임의 rsp 멤버가 커널 스택을 가리키고 있다면 즉, 커널 프로세스에서 page fault가 뜬 경우를 말한다. 하지만 유저 스택을 키우는 것이 목표 이므로 유저-> 커널로 transition이 일어날 때 thread 구조체 내 rsp 멤머로 저장하는 방식을 이용해 rsp 값을 가져온다.

• falut가 발생한 주소가 유저 스택 내에 있는가?
  깃북에 적여있는 말이다.

  유저 프로그램은 이 프로그램이 스택 포인터 아래 영역의 스택에 write를 할 때 버그가 생긴다. x86-64에서 push 명령어는 스택 포인터 위치를 조정하기 전에 접근 권한을 체크하는데, 이는 스택 포인터 아래 8 바이트 위치에서 page fault를 일으킨다.

💡 (1<<20)이 2의 20승을 나타내고 이는 곧 스택의 크기인 1MB를 나타낸다.

• vm_stack_growth

  추가 주소가 더 이상 결함이 있는 주소가 되지 않도록 하나 이상의 익명 페이지를 할당하여 스택 크기를 늘림

🤔 stack growth를 구현할 때 lock을 사용하는 이유?

stack growth는 유저 스택에서 발생하는데 유저 스택은 각 스레드에 있다. 따라서 여러 쓰레드가 동시에 스택을 조작하면 충돌이 발생할 수 있기 때문이다.

다음은 chat gpt에서 받은 답변이다.

Pintos에서 스택 성장(stack growth)을 구현할 때 lock을 사용하는 이유는 동시에 여러 스레드가 스택을 조작할 때 발생할 수 있는 경쟁 상태(race condition)를 방지하기 위해서입니다.
여러 스레드가 동시에 스택을 조작하면, 스택의 크기를 조정하거나 스택에 새로운 페이지를 할당하는 과정에서 충돌이 발생할 수 있습니다. 예를 들어, 두 개의 스레드가 동시에 스택을 확장하려고 할 때, 한 스레드가 스택을 확장하기 전에 다른 스레드가 이미 스택을 확장한 경우, 메모리 충돌이 발생하고 예기치 않은 동작이 발생할 수 있습니다.
따라서, 스택의 성장 과정에서 경쟁 상태를 방지하기 위해 lock을 사용하여 스택 조작을 동기화합니다. lock을 사용하면 한 스레드가 스택 조작을 완료하기 전에 다른 스레드가 해당 작업을 시작할 수 없으므로, 스택 조작이 원활하게 이루어집니다. 이를 통해 스택 관련 문제와 예기치 않은 동작을 방지할 수 있습니다.

나머지 오류 났던 상황 정리는 깃허브 이슈에 정리하였음.
blueclub-pintos2_team1