💽 KAIST:PINTOS | Roadmap | User Programs

이번 주 Jungle Week10~11에서는 PintOS: User Programs 단계를 진행하며,
아래 테스트케이스들을 모두 통과해야 한다.

테스트 이름	의미
args-none	인자 없이 실행 (예: run echo)
args-single	인자 1개 (예: run echo hello)
args-multiple	인자 여러 개 (예: run echo a b c)
args-many	인자 굉장히 많이 (스택 경계 테스트)
args-dbl-space	인자 사이 공백이 중복된 경우도 처리되는지

특히 이전 단계에서 구현한 기능들이
이번 주 시스템콜, 프로세스 실행 로직 등에 의해
망가질 수도 있기 때문에, 전체 테스트의 재검증이 필수이다.

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우리 팀(1팀)의 현재 상황

• 현재 구현한 범위:
  args-none, args-single, args-multiple, args-many, args-dbl-space
  → 즉, Argument Passing 기능을 먼저 구현하고 있음.

• 시스템 콜은 아직 구현하지 않았기 때문에 테스트 결과의 pass 확인은 불가
  대신 아래처럼 직접 명령어를 실행해서 간접적으로 확인 중이다.

pintos -v -k -T 60 -m 20 --fs-disk=10 \
  -p tests/userprog/args-multiple:args-multiple \
  -- -q -f run 'args-multiple a b c d e f g'

→ 이를 통해 Argument Passing이 제대로 수행되었는지 stdout을 통해 체크하는 방식이다.

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구현 로드맵(GPT추천)

Argument Passing 구현 이후엔 무작정 syscall을 모두 구현하는 것이 아니라,
테스트 의존성과 구현 난이도를 고려한 전략적인 구현 순서가 필요하다.

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Step 1. 시스템콜 구조 설정 + 필수 syscall

시스템 콜	구현 이유
halt	가장 간단. 시스템 종료용 (shutdown_power_off() 호출)
exit	프로세스 종료 시 반환값 전달. wait와 연결됨
wait	부모가 자식 프로세스의 종료를 기다림
exec	자식 프로세스를 실행. start_process() 호출 트리거

이 네 가지는 syscall 전체 구조를 세팅하는 데 필수이다.
syscall 번호 → dispatch → handler 구현 흐름을 이때 완성해야 한다.

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Step 2. 파일 입출력 syscall

시스템 콜	구현 이유
create, open	파일 생성, 열기 기능. 파일 시스템 연동 시작
write, read	stdout / stdin 처리부터 시작, 점차 확장
close	열린 파일을 닫고 자원 정리

여기서부터는 파일 디스크립터 테이블, inode 접근, 동기화(lock) 등의 개념이 본격적으로 등장한다.

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Step 3. fork()와 자식 프로세스 복사

핵심 구현 항목	설명
process_fork()	부모의 레지스터 상태, 스택, 페이지 테이블 복사
fd 복사	파일 디스크립터 테이블 복사 필요
동기화	자식의 로딩 완료를 기다리기 위해 sema_down/up 사용

fork-*, multi-child-fd 등의 테스트들이 이 기능을 검증한다.

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Step 4. 메모리 보호, 예외처리, 대형 테스트

테스트 영역	설명
rox-*	실행 파일을 읽기 전용으로 매핑했는지 확인
bad-*	잘못된 주소 접근에 대해 page fault가 잘 나는지 확인
lg-*, sm-*	대규모 할당/파일을 테스트. OOM(out of memory) 체크
syn-*	파일 동기화 처리 확인

이 단계는 난이도가 높으며 lazy loading, stack growth, page fault handler 구현이 필요해진다.

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우리가 구현한 기능이 지난 주 것들을 망가뜨릴 수 있다

• 지난 주의 alarm-*, priority-* 등 테스트도 이번 주에 재검증 대상
• 이유: 시스템콜, 메모리 매핑 등 핵심 동작 방식이 바뀌면 커널 구조 자체가 깨질 수 있기 때문이다.

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최종 구현 순서 요약

[완료]
1. Argument Passing: args-none ~ args-dbl-space

[우선 구현]
2. halt / exit / wait / exec → syscall 구조 설정
3. create / open / read / write / close → 파일 syscall
4. fork / 자식 메모리 복사 / fd 테이블 복사
5. rox / bad / lg / sm / syn 등 고급 테스트

[참고]
- 테스트 하나당 시스템콜을 조금씩 추가하며 점진적으로 완성할 것
- syscall.c, process.c, file.c, pagedir.c 등 파일 중심 분업 추천