메모리 할당 (Memory Allocation)

pintos에는 두 종류의 메모리 할당자가 존재한다

하나는 페이지 단위로

다른 하나는 임의의 크기로다

페이지 할당자 (Page Allocator)

include/threads/palloc.h에 페이지 할당자가 선언되어 있는데

얜 페이지(page) 단위로 메모리를 할당한다

보통 한 번에 한 페이지로 쓰지만 여러 페이지도 한 번에 가능하다

페이지 할당자는 자신이 관리하는 메모리를 두 개의 풀로 나눈다

커널 풀(kernel pool) 유저 풀(user pool)

기본적으로, 1MB를 초과하는 시스템 메모리를 두 풀이 반반씩 나눠 갖지만,
이 비율은 ul 커널 명령줄 옵션으로 변경가능하다

할당 요청은 둘 중 하나에서만 이뤄지고 말이다

각 풀의 사용 현황은 비트맵(bitmap) 으로 추적한다

0이면 비어있고 1이면 차있다는 거 말이다

이것도 메모리 할당이라 단편화가 발생한다

이를 피하고자 연속 할당 요청은 자제 하란다

페이지 할당자의 타입과 함수DA-ZE✩

void *palloc_get_page (enum palloc_flags flags)
void *palloc_get_multiple (enum palloc_flags flags, size_t page_cnt)

각각 한 페이지, 연속한 page_cnt 페이지 확보하고 포인터 반환한다

할당 실패시 NULL 포인터 반환

flasgs 인자는 이런 것들의 조합이DA-ZE✩

threads/malloc.h에 선언되어 있고 임의의 크기의 블록 할당한다

얘도 방법 2가지다

1kB 이하(= 페이지 크기의 1/4 이하) 블록
크기를 가장 가까운 2의 거듭제곱으로 반올림 한다 (단, 최소 16바이트)
이후 그 크기 전용 페이지 만들어 그 안에서만 할당
1kB 초과 블록
오버헤드를 더해 가장 가까운 페이지 크기로 반올림

둘 다 단편화 발생하지만

…

알빠임?

그건 실무 OS에서 신경쓸 일이지

우리는 교육용이라 신경 안쓴다

작은 할당은 상관 없으나 큰 할당 할 경우

페이지 할당자 호출하여야 하기에

너무 큰 거 부르면 단편화 때문에 실패 할 수 있으니

큰 할당(대략 4kB 초과)은 가능하면 줄이자

블록 할당자는 인터럽트 컨스텍트에선 호출 불가다

표준 C 라이브러리 함수들과 인터페이스 동일하다

void *malloc (size_t size)

최소 size 바이트 이상 확보하며 반환
사이즈가 0이거나 못하면 NULL 포인터 반환

void *calloc (size_t a, size_t b)

최소 a * b 바이트 이상 확보하여 반환
블록 내용은 0으로 초기화
a나 b가 0이거나 못하면 NULL 포인터 반환

void *realloc (void *block, size_t new_size)

block을 new_size로 realloc한다
실패하면 NULL 반환하고 기존 블록 유효하다
block NULL이면 malloc()이고 new_size가 0이면 free()다

void free (void *block)

해제되지 않은 block 해제한다