init.c 에서 메모리 시스템을 초기화 하는 코드

/* Initialize memory system. */
	mem_end = palloc_init ();
	malloc_init ();
	paging_init (mem_end);

→ palloc_init(), malloc_init(), paging_init() 함수를 차례로 수행하여 메모리를 초기화

palloc_init()

: 페이지 할당기 초기화 및 메모리 사이즈 반환

/* Initializes the page allocator and get the memory size */
uint64_t
palloc_init (void) {
  /* End of the kernel as recorded by the linker.
     See kernel.lds.S. */
	extern char _end;
	struct area base_mem = { .size = 0 };
	struct area ext_mem = { .size = 0 };

	resolve_area_info (&base_mem, &ext_mem);
	printf ("Pintos booting with: \\n");
	printf ("\\tbase_mem: 0x%llx ~ 0x%llx (Usable: %'llu kB)\\n",
		  base_mem.start, base_mem.end, base_mem.size / 1024);
	printf ("\\text_mem: 0x%llx ~ 0x%llx (Usable: %'llu kB)\\n",
		  ext_mem.start, ext_mem.end, ext_mem.size / 1024);
	populate_pools (&base_mem, &ext_mem);
	return ext_mem.end;
}

malloc_init

malloc을 통한 메모리 할당을 수행하기 위해 초기화

/* Initializes the malloc() descriptors. */
void
malloc_init (void) {
	size_t block_size;

	for (block_size = 16; block_size < PGSIZE / 2; block_size *= 2) {
		struct desc *d = &descs[desc_cnt++];
		ASSERT (desc_cnt <= sizeof descs / sizeof *descs);
		d->block_size = block_size;
		d->blocks_per_arena = (PGSIZE - sizeof (struct arena)) / block_size;
		list_init (&d->free_list);
		lock_init (&d->lock);
	}
}

paging_init(mem_end)

: 인자로 메모리 사이즈를 받아서 페이지 테이블에 커널 가상 매핑을 덮어씌운 후 새로운 페이지 디렉토리를 사용할 수 있도록 CPU를 셋업한다. base_pml4가 pml4를 가리키게 한다(?) paging_init() 함수에서는 loader.S에서 구성했던 page table을 다시 구성한다. 관리할 메모리가 커져감에 따라 page table도 같이 커져서 이 table을 관리할 또 다른 table이 필요했는데 그것이 page directory이다. 이 함수에서는 PD와 PE를 다시 구성한다.

/* Populates the page table with the kernel virtual mapping,
 * and then sets up the CPU to use the new page directory.
 * Points base_pml4 to the pml4 it creates. */
static void
paging_init (uint64_t mem_end) {
	uint64_t *pml4, *pte;
	int perm;
	pml4 = base_pml4 = palloc_get_page (PAL_ASSERT | PAL_ZERO);

	extern char start, _end_kernel_text;
	// Maps physical address [0 ~ mem_end] to
	//   [LOADER_KERN_BASE ~ LOADER_KERN_BASE + mem_end].
	for (uint64_t pa = 0; pa < mem_end; pa += PGSIZE) {
		uint64_t va = (uint64_t) ptov(pa);

		perm = PTE_P | PTE_W;
		if ((uint64_t) &start <= va && va < (uint64_t) &_end_kernel_text)
			perm &= ~PTE_W;

		if ((pte = pml4e_walk (pml4, va, 1)) != NULL)
			*pte = pa | perm;
	}

	// reload cr3
	pml4_activate(0);
}

• palloc_get_page() 프로세스가 할당 받을 수 있는 빈 페이지 프레임 하나를 얻는 것 같음

<aside> 💡 PGSIZE 는 1<<12 로서 $2^{12}$ = 4 Kib 에 해당

#define PGBITS  12                         /* Number of offset bits. */
#define PGSIZE  (1 << PGBITS)              /* Bytes in a page. */

</aside>