PintOS | ELF 파일을 읽어 SPT에 UNINIT 페이지를 등록하는 과정

이전 글에서, 디스크에서 데이터를 다 로드하지 않고,
page 구조체로 만들어서 가지고 있는다 라고 표현한 적이 있다.

<참고>
PintOS | 그림으로 따라가는 PintOS Lazy Loading & Swap 흐름

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실제로 코드에서 어떻게 이를 불러오는지 살펴보자.

사실 한 프로세스에 대한 데이터는, ELF 파일을 기반으로 구성되어 있다.
이 ELF 파일 중 가장 눈여겨볼 만한 부분은,

• program Header (두번째 칸)
• 데이터 영역 (네번째 칸)

이다.

우리는 네번째 칸에 있는 segment들에 대해 ( .text, .data, .bss 등),
그에 대응하는 UNINIT 페이지 구조체를 만들어놓아야 한다.

다행히도, Program Header에 데이터에 대한 정보가 모두 담겨있다!

즉, 우리는 Program Header만 읽어서 page 구조체를 만들면 되는 것이다.

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static bool load (const char file_name, struct intr_frame if_)

static bool
load (const char *file_name, struct intr_frame *if_) {
	struct thread *t = thread_current ();
	struct ELF ehdr;
	struct file *file = NULL;
	off_t file_ofs;
	bool success = false;
	int i;

	/* Allocate and activate page directory. */
	t->pml4 = pml4_create ();
	if (t->pml4 == NULL)
		goto done;
	process_activate (thread_current ());

	/* Open executable file. */
	file = filesys_open (file_name);


	
	if (file == NULL) {
		printf ("load: %s: open failed\n", file_name);
		goto done;
	}

	file_deny_write(file);
	thread_current()->running_file = file;

	/* Read and verify executable header. */
	if (file_read (file, &ehdr, sizeof ehdr) != sizeof ehdr
			|| memcmp (ehdr.e_ident, "\177ELF\2\1\1", 7)
			|| ehdr.e_type != 2
			|| ehdr.e_machine != 0x3E // amd64
			|| ehdr.e_version != 1
			|| ehdr.e_phentsize != sizeof (struct Phdr)
			|| ehdr.e_phnum > 1024) {
		printf ("load: %s: error loading executable\n", file_name);
		goto done;
	}

	/* Read program headers. */
	file_ofs = ehdr.e_phoff;
    // ❗️ 바로 이 부분에서 program header를 읽는다. ❗️ //
	for (i = 0; i < ehdr.e_phnum; i++) {
		struct Phdr phdr;

		if (file_ofs < 0 || file_ofs > file_length (file))
			goto done;
		file_seek (file, file_ofs);

		if (file_read (file, &phdr, sizeof phdr) != sizeof phdr)
			goto done;
		file_ofs += sizeof phdr;
		switch (phdr.p_type) {
			case PT_NULL:
			case PT_NOTE:
			case PT_PHDR:
			case PT_STACK:
			default:
				/* Ignore this segment. */
				break;
			case PT_DYNAMIC:
			case PT_INTERP:
			case PT_SHLIB:
				goto done;
            //❗️ 로드해야될 때❗️//
			case PT_LOAD:
				if (validate_segment (&phdr, file)) {
					bool writable = (phdr.p_flags & PF_W) != 0;
					uint64_t file_page = phdr.p_offset & ~PGMASK;
					uint64_t mem_page = phdr.p_vaddr & ~PGMASK;
					uint64_t page_offset = phdr.p_vaddr & PGMASK;
					uint32_t read_bytes, zero_bytes;
					if (phdr.p_filesz > 0) {
						/* Normal segment.
						 * Read initial part from disk and zero the rest. */
						read_bytes = page_offset + phdr.p_filesz;
						zero_bytes = (ROUND_UP (page_offset + phdr.p_memsz, PGSIZE)
								- read_bytes);
					} else {
						/* Entirely zero.
						 * Don't read anything from disk. */
						read_bytes = 0;
						zero_bytes = ROUND_UP (page_offset + phdr.p_memsz, PGSIZE);
					}
                    //❗️ 이곳에서 page 를 만든다. ❗️//
					if (!load_segment (file, file_page, (void *) mem_page,
								read_bytes, zero_bytes, writable))
						goto done;
				}
				else
					goto done;
				break;
		}
	}

	/* Set up stack. */
	if (!setup_stack (if_))
		goto done;

	/* Start address. */
	if_->rip = ehdr.e_entry;

	/* TODO: Your code goes here.
	 * TODO: Implement argument passing (see project2/argument_passing.html). */

	success = true;

done:
	/* We arrive here whether the load is successful or not. */
	return success;
}

반복문을 열심히 돌면서

SPT 안에 들어갈 작은 파란색 블록들을 만들어주고 있는 것이다.

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PintOS 가상 메모리의 전체적인 흐름을 잡기 위해 이번 글을 작성했다.
다음 글에서는 본격적으로 페이지가 어떻게 로드되고 동작하는지를 살펴볼 예정이다.