🤫익명성 보장을 위해 팀원 1,2,3으로 표기했습니다.
🖐️저는 팀원3입니다.

📝진행 상황

날짜	팀원 1	팀원 2	팀원 3
2023.06.12	팀 리포지토리 생성 및 Git book 번역 및 공부	PJT2 ootm 해결	project2 디버깅 (syn-read)
2023.06.13	1주차 개념 재정리	PJT2 개념 및 코드 재정리	Git book 읽기 및 합친 코드 분석
2023.06.14	1주차 코드 다듬기 및 2주차 개념 정리	권영진 교수님 OS강의 복습 (with CSAPP)	Git book 읽기
2023.06.15	2주차 개념 정리 및 2주차 코드 다듬기	Git book 학습	Git book 읽으면서
2023.06.16	2주차 코드 다듬기	Git book 학습	Memory Management 구현 시작
2023.06.17	Git book 번역 및 공부	구현	Memory Management 구현 & 디버깅
2023.06.18	Git book 번역 및 공부	구현	Anonymous Page 구현 중 & 디버깅

📋새로 배우게 된 내용들

OS는 Application이 HW를 간편하게 쓸 수 있도록 “추상화” 해줌

→ 추상화를 위해 그리고 한정된 HW 리소스를 효율적으로 쓰기위해 OS는 2가지 가상
화
→ 1. CPU의 가상화 2. 메모리의 가상화
(1주차에서 스케줄링 통해 CPU 가상화 구현하였고, 이번주차에서 메모리의 가상화 구
현)
기존 PintOS로는 “1. CPU 가상화”를 구현하였기 때문에 여러개의 프로그램을 동시에
구현 할 수 있지만 프로그램의 크기와 갯수가 메인메모리 크기만큼 한정되어 있음
→ 이를 “2. 메모리의 가상화”를 통해 더 많고 크기가 큰 프로그램을 돌릴 수 있도록 함

Mapping 기법에는 Paging, Segmentation, Segmented paging : Mechanism
→ MMU (CPU내의 H/W)가 위의 기법들을 사용해서 가상메모리 → 물리적메모리 매
핑
→ MMU가 메인메모리에 있는 각각 프로세스의 페이지테이블을 참조하여 매핑
Mapping 정보(페이지 테이블)는 OS가 만들어줌 : Policy
→ CPU에서 Virtual Address를 보내면 MMU에서 매핑.
→ Physical Address가 없으면 page fault (exception) 발생
→ OS가 page fault handler로 처리함 (페이지 교체/할당/보호)

📝To-Do

• supplemental Page Table 구현하기
• physical frame management 구현하기
• page fault handler 수정하기 (lazy loading)
• stack growth, file-mapped(mmap,munmap), annonymous
• mmap, munmap
• swap in/out

[🪲디버깅 관련]헤더 파일 추가를 잘해줘야함.

• 버그의 원인이 될 수 있음.
• ex. 갑자기 tid_t undefined가 뜸..include를 잘못해서 그럼

간단한 용어 정리

1. Page

• 가상페이지(aka page)는 4096바이트 가상메모리의 연속된 공간이다.
• 페이지는 반드시 page-aligned되도록 해야함.
• 페이지 사이즈(4096바이트)로 나누어지는 가상 주소로 시작해야함 (🤔why?physical address에 매핑하기 위해! page-align하지 않으면 해당 va에 memory access하는데 지장있을 수 있음. 반대로 page-aligned되지 않는 경우, data가 cache에 정확히 load되도록 추가 연산을 해야할 수도 있어서 memory access 시간을 증가시키고 performance 저하 가능)
• 64bit 가상 주소의 마지막 12비트는 page offset임.
  • 상위 비트(?)들은 페이지 테이블의 인덱스를 나타내기 위해 사용
  • 64bit 시스템에서는 4단계 페이지 테이블 방식 사용
• 가상 주소 구조
  
• 각 프로세스는 독립적인 user 가상 페이지들의 집합을 가짐
  • 해당 페이지들은 KERN_BASE(0x8004000000) 미만의 가상 주소를 가짐
• Kernel 가상페이지는 전역적이기 때문에 어느 스레드나 프로세스가 실행중이던 동일한 위치에 있음
• 커널은 userpage & kernel page에 모두 접근 가능 but user process는 자신의 userpage에만 접근가능

2. Frames

• Frame (aka. physical frame, page frame)은 4096바이트 크기의 page-aligned된 물리 메모리 상의 연속적인 공간
• 64bit 물리 주소는 frame number + frame offset으로 구성됨
  
• 🙅‍♀️x86-64 시스템은 물리주소에 직접접근 불가
• 🙆‍♂️Pintos는 kernel vm을 물리 메모리로 직접 매핑하는 방법을 통해 해결
  • kernel vm은 물리메모리와 1:1 매핑 되어 있음
  • kernel vm을 통해 frame 접근 가능
  • 예시
    • virtual address > KERN_BASE == physical address 0
    • virtual address KERN_BASE + 0x1234 == physical address 0x1234
  • 핀토스에는 이를 가능하게 하는 함수들도 친절하게 제공해준다.

  // 0 ~ 물리메모리 사이의 바이트 중 kernel va 에 대응하는 pa 반환
  #define ptov(paddr) { /* Omit details */ }
  //va에 대응하는 물리메모리(이면서 kernel va) 반환
  #define vtop(vaddr) { /* Omit details */ }

3. Page Tables

• CPU가 va를 물리주소로 변환하는데 사용하는 자료구조
• page ➡️ frame
  

4. Swap Slots

• swap partition 내의 디스크 공간에 있는 페이지 크기의 영역
  • 현재 running 중인 process가 사용하지 않는 메모리 페이지들을 저장할 따로 지정된 메모리 영역.
  • process가 현재 memory에 없는 페이지에 접근하려고 할때 OS가 swap file에서 main memory로 file을 이동 시킨 후, process의 va로 페이지를 매핑해줌
• OS가 더 효율적으로 물리메모리를 사용할 수 있게 함.
  • 물리 메모리와 swapfile 간에 page들을 이동시켜주면서 running 중인 process의 데이터를 모두 저장할 부담을 줄임 (메모리 사용⬇️)