[Pintos_project3 (8)] vm_get_frame, vm_evict_frame, vm_get_victim

1. 개요

페이지와 PF을 연결시키는 함수를 구현해야 한다.

 

2. 본문

// vm/vm.c

/* palloc() and get frame. If there is no available page, evict the page
 * and return it. This always return valid address. That is, if the user pool
 * memory is full, this function evicts the frame to get the available memory
 * space.
 * palloc()을 사용하여 프레임을 할당. 만약 사용할 수 있는 페이지가 없다면, 페이지를 교체하여 프레임을 반환.
 * 이 함수는 항상 유효한 주소를 반환해야 한다. 
 * if, 사용자 풀 메모리가 가득 찬 경우 -> vm_evict_frame을 이용해서 사용 가능한 메모리 공간을 확보
 */
static struct frame *
vm_get_frame (void) {
	/* TODO: Fill this function. */
	/* pseudo code
	 * 남은 메모리가 있는지 확인
	 * (남아있다면) lazy_load_segment를 호출하면 되는거 아닌가? 
	 * (남아있지 않다면) vm_evict_frame을 호출하고, lazy_load_segment */

	struct frame *frame = (struct frame *)malloc(sizeof(struct frame));
	ASSERT(frame != NULL);
	
	frame->kva = palloc_get_page(PAL_USER | PAL_ZERO); // 유저 풀(PM)에서 페이지를 할당 받음. 또한, 할당 받은 페이지를 0으로 선언.

	if (frame->kva == NULL)
		frame = vm_evict_frame(); // swap out 실행
	else
		list_push_back(&frame_table, &frame->frame_elem); // frame 구조체에 frame_elem 추가.
	
	frame->page = NULL; // 현 시점에는, 아직 page랑 연결된 게 아니므로, 명시적으로 NULL을 넣어주어 이를 표현해준다.
	ASSERT (frame->page == NULL);

	return frame;
}

vm_get_frame 함수에서, palloc_get_page를 해보고, 만약 NULL이라면, 페이지 할당에 실패된 것이므로 vm_evict_frame()을 호출해 주었다.

NULL이 아니라면 페이지 할당에 성공한 것이므로, frame_table에 해당 frame_elem을 뒤에다가 넣어주었다.

 

// vm/vm.c

/* Evict one page and return the corresponding frame.
 * Return NULL on error.*/
static struct frame *
vm_evict_frame (void) {
	struct frame *victim UNUSED = vm_get_victim (); // 제거할 프레임을 선택하는 함수 vm_get_victim ^
	/* TODO: swap out the victim and return the evicted frame. */
	/* Pseudo code: 선언했던 frame_table에서, 제일 앞에 있는 frame 주소를 반환? */
	
	if (victim->page) // 해당 프레임에 페이지가 연결되어 있다면 swap_out을 시킨다. - 디스크의 swap 영역으로 보내는 함수.
		swap_out(victim->page);

	return victim;
}

vm_get_victim()을 호출에서 제거할 프레임을 선택해 준다.

만약, 이전에 해당 프레임에 연결되어 있는 페이지가 있다면, swap_out 함수를 호출해서 페이지를 배척해준다.

 

이후, 새로운 값을 할당할 frame을 반환해 준다.

 

/* Get the struct frame, that will be evicted. 제거할 프레임을 넘기는 것.*/
static struct frame *
vm_get_victim (void) {
	struct frame *victim = NULL;
	 /* TODO: The policy for eviction is up to you. */
	struct thread *curr = thread_current();

	struct list_elem *e = list_begin(&frame_table);
	for (e; e != list_end(&frame_table); e = list_next(e)) {
		victim = list_entry(e, struct frame, frame_elem);
		if (pml4_is_accessed(curr->pml4, victim->page->va))
			pml4_set_accessed(curr->pml4, victim->page->va, false);
		else
			return victim;
	}
	return list_entry(list_begin(&frame_table), struct frame, frame_elem);
}

vm_get_victim을 통해서, 오랫동안 사용하지 않은 frame을 대상으로 선택하고자 한다.

만약, 대상이 되는 frame이 없다면, list의 맨 앞에 있는 frame을 대상으로 evict를 해주었다.

 

마지막으로 vm_init함수에서 list_init을 통해 frame_table을 초기화 해주어야 한다.

// vm/vm.c

/* Initializes the virtual memory subsystem by invoking each subsystem's
 * intialize codes. */
void
vm_init (void) {
	vm_anon_init (); // 시스템 부팅 시 호출. VM과 관련된 설정
	vm_file_init (); // 시스템 부팅 시 호출. VM과 관련된 설정
#ifdef EFILESYS  /* For project 4 */
	pagecache_init ();
#endif
	register_inspect_intr ();
	/* DO NOT MODIFY UPPER LINES. */
	/* TODO: Your code goes here. */
	list_init(&frame_table); //****** 요기 추가
}

3. 결과

아직은 123 failed이다.