[정글 62일차] Project2 : Argument Parsing 호출 순서 및 코드 실행 방법

어제 간략적으로 Argument Parsing 관련한 구현 요구사항 파악 및 관련 개념을 확인해 봤다면 이제 이 내용을 가지고 구현을 해보려고 한다. 

 

우리가 해야하는 일은 (1) 사용자 커널로 부터 들어온 인자를 Parsing 후 (2) 스택 내 해당 레지스터로 Parsing하는 부분이다. (카이스트/한양대 자료에서는 쓰레드 이름 파싱도 추가 구현 내용인 것 같다.)

 

차근차근 내용을 이해하는 것을 목표로 진행해보겠다.

 

만약 기본적인 호출 개념에 대한 이해만 하고 실제 구현을 직접 해보고 싶다면 1번만 보는 것을 추천한다.

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1. Pintos 호출 순서 (구현 전)

구현을 위한 대략적인 파일 구조를 확인해 보면 Pintos가 시작되면 /threads/init.c 내에 있는 main() 함수가 실행된다.

 

메모리, 쓰레드, page table 등을 초기화 해주는 작업이 진행되며 #ifdef를 통해 상황에 따라 초기화 함수를 실행하는 것과 안하는 것이 구분되어 있다.

 

함수 호출 순서를 간략히 적어보면 아래 순서와 같다.

 

- 함수 호출 순서

(1) read_command_line() 함수를 통해 사용자에게 인자를 전달 받는다.

(2) parse_options(argv) 을 통해 해당 명령어의 앞 뒤 공백 혹은 입력에 필요 없는 부분이 있다면 파싱을 진행해 argv에 선언한다. ex)    ls  -l /etc  (이때, strtok_r 함수가 사용되는데 나중에 파싱할 때, 참고하면 된다.)

(3) 쓰레드를 사용하기 위해 필요한 함수들을 호출 후 초기화가 완료되면 run_actions(argv)을 수행한다.

(4) run_actions(argv) 내 actions[] 내에 있는 run_task 함수가 호출된다.

** 코드 분석 **
{"run", 2, run_task} : 2는 해당 명령어(run)가 인자와 함께 전달되어야 함을 의미한다.
즉, 인자 개수가 2개여야만 해당 명령어를 실행할 수 있으며 여기서 첫 번째 인자는 "run"이고, 두 번째 인자는 실행할 프로그램의 파일명이다.

(5) run_task 내에서 ifdef USERPROG가 활성화되어 process_create_initd (task) 함수가 호출되며 

(6) 새로운 쓰레드에서 initd 함수를 호출하여 새로운 프로세스를 실행하기 위해 process_exec() 함수 내실행 파일을 파싱 후 load() 함수를 통해 User stack  메모리에 로드한다.

(7) load() 함수가 성공적으로 수행된다면(success=1) do_iret()과 NOT_REACHED() 함수를 통해 생성된 프로세스로 context_switching이 이루어지게 된다. 

// threads/init.c
1. int main (void)
	1-1. argv = read_command_line ();
	1-2. argv = parse_options (argv);
   	1-3. run_actions (argv);
    
2. static const struct action actions[] = { {"run", 2, run_task}, ... 

3. static void run_task (char **argv)
   // userprg/process.c
    3-1. process_wait (process_create_initd (task));
    
4. tid_t process_create_initd
	// 추가 구현?) => Thread 파일명 파싱 하기 ex) AS-IS:arg-single onearg -> TO-BE:ars-single
    4-1.tid = thread_create (file_name, PRI_DEFAULT, initd, fn_copy);
    
5. static void initd (void *f_name)
    5-1. if (process_exec (f_name) < 0)
    
6. int process_exec (void *f_name)
    6-1. // TO-DO 구현 => 입력 받은 인자 Parsing 진행 
    6-2. success = load (file_name, &_if);
    6-3. // TO-DO 구현 => User stack에 입력 받은 인자 저장
    6-4. do_iret (&_if);
    6-5. NOT_REACHED ();

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2. 코드 실행 방법

[실행]

pintos --fs-disk=10 -p tests/userprog/args-single:args-single -- -q -f run 'args-single onearg'

• --fs-disk = x : xMB 크기의 pintos 파일 시스템 파티션 하나를 포함하는 모의 디스크를 만든다.  
• -p : 파일 시스템에 파일 push (-g : 파일 시스템에 파일 get)
• 파일명:별칭 : 파일을 별칭으로 이름으로 push 함(-p)
• -- : 옵션 사용
• -q : 시스템을 포맷팅하고
• -f : 핀토스 포맷팅이 끝나면 종료한다.
• run : 이어서 나오는 명령어 실행
• "~" : 파일명

[확인]

출력 결과를 모두 보고 싶다면 cmd 내 /pintos-kaist/userprg/build에서 make check를 통해 생성된 파일로 확인할 수 있다.

// 생성된 결과 파일
- 나의 출력 결과물
/userprg/build/tests/userprog/~.result
- 출력되어야 하는 결과 
/tests/userprog/~.ck

나의 코드를 수행하면 나오는 결과와 미리 작성되어 있는 출력 결과를 /userprg/build/tests/userprog/~.result에 출력하게 된다.

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‼ 확인 시 주의 사항

구현 과제 5가지 (+1 extra) 중 Argument Passing만 구현한다면 아직 시스템 콜이 구현되어 있지 않아 FAIL 만 출력되게 된다.

따라서, 구현 성공 여부를 확인하기 위해서는 실제 레지스터 내 Passing 한 데이터가 어떻게 들어갔는지 확인하는 작업이 필요한데 아래와 같은 명령어를 process.c 내 추가하면 된다.

// hex dump 출력을 위한 추가 (내용 수정)
int process_wait (tid_t child_tid UNUSED) {
	/* XXX: Hint) The pintos exit if process_wait (initd), we recommend you
	 * XXX:       to add infinite loop here before
	 * XXX:       implementing the process_wait. */
	while (1){}
	return -1;
}

프로세스가 끝나기 전까지 대기를 한다는 의미이다.

int process_exec (void *f_name) {
	
	...
    
	/* If load failed, quit. */
	palloc_free_page (file_name);

	if (!success)
		return -1;

	/* Hex dump */
	hex_dump(_if.rsp, _if.rsp, USER_STACK - _if.rsp, true);

	/* Start switched process. */
	do_iret (&_if);
	NOT_REACHED ();
}

hex_dump() 함수를 추가함으로써 User Stack에 저장한 내용을 확인 할 수 있다.

이후 Argument Passing 코드 작성 후 실행을 하면 된다.

(맨 처음에 USER_STACK을 KERN_BASE로 했다가 fage-fault가 출력되어 고생했었다.... 우리가 인자를 저장한 곳은 user stack인 것을 헷갈리지 않도록 주의하자!!!)