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Pintos Project 4: File Systems 우리가 기존에 했던 방식은 비트맵을 사용하여 구현 하였다. 따라서 기존에 구현된 파일시스템 관련 하수들을 다 FAT 방식으로 바꿔야 한다. FAT은 연결리스트 형태로 구현하면 된다 .그전에 어디서부터 시작되나 보자. 시작은 일단 init.c에서 disk_init()과 filesys_init()에서 시작된다. filesys_init 들어가 보면 파일 시스템 모듈을 initialize 하는 곳이라고 나와있다. 이 함수에서 다시 차례로 fat_init 해주고 인자로 받은 format 확인해서 재포맷하기위해 do_format도 해준다 do_format함수에서 파일 시스템을 포맷해주는 함수이다. fat_init 함수를 보면 부트 섹터에서 읽어와서 fat_fs구조체의 부트섹터에 할당해준다. 그리고 do_format..
크래시 일관성 : FSCK와 저널링 이번장은 파일 저장 중 크래시가 발생했을 때 안전하게 갱신할 수 있는지에 대한 질문에 답을 구하는 시간이다. 예를 들어 디스크 상에 A와 B 가 있는데 둘 중에 하나를 처리하다가 크래시가 난 경우 일관성이 깨지게 된다. 이게 크래시 일관성 문제. 여기서는 이 문제를 해결하는데 fsck와 저널링(write-ahead-logging)이라는 기법을 살펴볼 것이다. 다음과 같은 예제를 살펴보자 위의 상태에서 내용을 새로 추가하는데 그럼 디스크에 세 번의 쓰기를 더 수행해야 한다. 아이노드와 비트맵 그리고 블록에 그럼 다음과 같은 결과가 나와야 한다. 자 여기서 크래시가 발생해서 생길 수 있는 시나리오는 여러가지다. 다음과 같다 첫 번째 해결책으로는 파일 시스템 검사기 fsck라는 도구를 사용한다. 여러 일들을 ..
파일 시스템 구현 파일 시스템은 순수한 소프트웨어다. 다른 가상화들과 다르게 하드웨어가 필요하지 않다. 파일 시스템을 구현하는 다양한 방법이 존재하기 때문에 파일 시스템들이 서로 다른 자료 구조를 갖고 있으며 각각은 장단점이 있다. 파일 시스템에 대해 학습할 때, 두 가지 측면에서 접근하는 게 좋다 그중 하나가 자료구조이고 다른 하나는 접근 방법이다. 파일 시스템이 자신의 데이터와 메타데이터를 관리하기 위해 어떤 종류의 자료구조가 있어야 하는가? 그리고 프로세스가 호출하는 시스템 콜들과 파일 시스템의 자료구조와 어떤 관련이 있는지 어떤 자료구조들이 읽히는지 등을 알아야 한다. 파일 시스템의 자려 구조에 대해 디스크 상의 전체적인 구성을 개발하기 위해서는 디스크를 블록으로 나눠야 한다. 여기서는 단일 블록을 사용하고 크기는..
RAID 질문으로 시작하겠다. 대용량이면서 빠르고 신뢰할 수 있는 디스크를 어떻게 만들까?? 그래서 나온 게 RAID다. Redundant Array of Inexpensive Disk라고 하는데, 간단히 말해서 여러 개의 디스크를 조화롭게 사용하여 고속이면서 대용량의 신뢰할 수 있는 디스크 시스템을 만든다. RAID는 하나의 디스크처럼 행동한다. 용량이 많아지고 신뢰성도 올라간다. 그 이유는 여러 디스크에 중복된 것을 쓸 수 있으니까. 또한 이러한 장점을 transparently 하게 제공한다. 즉 소프트웨어의 변경 없이 디스크를 RAID로 변경 가능하다. 이제 인터페이스와 결함 모델을 살펴보고, 그 후 용량과 신뢰성 그리고 성능을 살펴보자. 파일 시스템이 RAID에 논리적 I/O를 요청하면 RAID는 내부에서..
하드 디스크 드라이브 파일 시스템 기술들이 거의 대부분 하드 디스크 드라이브의 동작에 기반을 두고 개발되었기 때문에 하드 디스크 드라이브에 대해 알아보자. 디스크에 있는 데이터를 어떻게 저장하고 접근할까?? 모든 현대 드라이브의 기본적인 인터페이스는 단순하다. 드라이브는 읽고 쓸 수 있는 매우 많은 수의 섹터(512byte)들로 이루어져 있다. 디스크 위의 n개의 섹터들은 0부터 n-1까지의 이름이 붙어 있다. 따라서 디스크를 섹터들의 배열로 볼 수 있고 0부터 n-1이 드라이브의 주소가 된다. 많은 파일 시스템들이 한 번에 4KB를 읽거나 쓴다. 하지만 드라이브 제조사는 하나의 512byte 쓰기만 원자적이라고 보장한다. 그래서 갑자기 전력이 나가면 대량의 쓰기 중에 일부만 완료될 수 있다. 이런 현상을 torn write..
입/출력 장치 개념 I/O 장치 영속성 이야기 전에 입/출력 장치의 개념을 소개하고 운영체제가 이 장치들과 상호 작용하는 방법을 알아본다. 밑의 그림을 보면 CPU와 주메모리가 메모리 버스로 연결되어 있고, 몇 가지 장치들이 범용 I/O 버스에 연결이 되어 있다. 많은 현대 시스템에서는 PCI(많은 파생 버스)를 사용한다. 여기에 그래픽이나 다른 고성능 I/O 장치들이 연결되고 그 밑에 SCSI나 SATA 또는 USB 같은 주변장치용 버스가 있다. 여기서 디스크나 마우스 같은 느린 장치들이 연결된다, 가까울수록 고속화 버스를 사용하는데 여기에 고성능 장치들이 배치된다. 비용적인 문제 때문. 다음은 가상의 표준 장치를 살펴 보자 두 개의 중요한 요소가 있다. 첫 번째는 시스템의 다른 구성 요소에게 제공하는 하드웨어 인터페이스..
Threads 여기서는 몇 가지 기억에 남는 것들만 정리함. 먼저 대기하는 스레드가 조건을 검사할 때 if문 대신 while문을 사용하는데 이게 일반적으로 간단하고 안전하다. 예를 들어 pthread 라이브러리에서 변수를 제대로 갱신하지 않고 대기하던 스레드를 깨울 수 있다. 이런 경우 재검사를 하지 않는다면 대기하던 스레드는 조건이 변경되지 않더라도 변경되었다고 생각함. 때문에 컨디션 변수에서 시그널 도착은 변경 사실을 알리는 것이 아니라, 변경된 것 같으니 검사해 보라는 힌트 정도로 보는 것이 더 안전하다. 또한 컨디션 변수 사용하지 않고 간단하게 플래그 형식으로만 구현하면 굉장히 위험하다. 코드의 성능이 일단 좋지 않고, 오류 발생하기가 쉽다. lock 여러개의 명령어들을 원자적으로 실행해보고 싶지만 단일 프로세..
Pintos Project3: Virtual Memory 지금까지 만든 pintos project는 몇가지 한계가 있었다. 먼저 swap을 진행 할 수 없고 demand paging이 사용 불가 했고 가상 메모리가 구현 되지 않았다. 이번 프로젝트에는 이런 점들을 보완할 것이다. 그 전에 먼저 Supplemental page table을 정리하고 넘어가야 한다. 우리가 기존에 아는 페이지 테이블에 좀 더 보충해주는 역할을 하는 테이블이다. 각 페이지에 대한 추가 데이터로 페이지를 보완한다. 여기서는 페이지 테이블과 같게 봐도 될 것 같다. 페이지 폴트가 났을때 추가 되어야 할 데이터를 알 수 있고, 프로세스가 종료 되었을때 해제 되어야할 자원을 알 수 있게 해준다. 우리 프로젝트에서는 hash 를 사용해서 페이지들을 관리 한다. supplemental_page..

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