Papers/2020/tobaru-master: slide/CbCXv6.md comparison

comparison slide/CbCXv6.md @ 19:98cee2f6c919

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author	tobaru
date	Sat, 08 Feb 2020 15:06:50 +0900
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+:98cee2f6c919
 - Code Gear の処理の間を goto によって遷移していく
 ![](https://i.imgur.com/etfQund.png)
 ---
 # Data Gear の継続
 - goto の際に Data Gear も継続される
 # 目次
 1. OS の信頼性の保証
 2. CbC による Gears OS の開発
 3. Xv6
-4. CbCXv6 での Paging**
+4. CbCXv6 での Paging
 5. **CbC インターフェース**
 6. 評価
 7. まとめ
 ---
+# CbC インターフェースの導入
+- 継続の記述が煩雑になる
+- Code Gear がどの Data Gear の番号に対応するか指定する必要がある
+- ノーマルレベルとメタレベルで Data Gear の見え方が異なるため調整する必要がある
+- ->インターフェースの導入
+---
+# CbC インターフェース
+- インターフェースは Data Gear に対しての操作を行う Code Gear
+- 実装は別で定義し、呼び出す
+- インターフェースによって機能を置き換えることができる
+---
+# インターフェースの定義
+- Data Gear と Data Gear に対して操作を行う Code Gear の集合を表現する **Meta Data Gear**
+---
+# インターフェースのソースコード
+- vm.c をインターフェースで書き換えた vm.h のコードの説明をしていく
+---
+# 実装名の定義
+- typedef struct の直後に実装名(vm)を書く
+``` c
+typedef struct vm<Type,Impl> {
+```
+---
+# Data Gear の定義
+- 2行目から19行目で引数の Data Gear を定義している
+``` c
+typedef struct vm<Type,Impl> {
+union Data* vm;
+uint low;
+uint hi;
+struct proc* p;
+....
+```
+---
+# Code Gear の定義
+- Code Gear は __Code CodeGear名(引数); で記述する
+- 第1引数の Impl* vm が Code Gear の型になる
+- 初期化された Data Gear が それぞれの Code Gear の引数として扱われる
+- 例)定義された uinit が kpt_freerange の Code Gear の第1引数と対応している
+``` c
+__code init_vmm(Impl* vm, __code next(...));
+__code kpt_freerange(Impl* vm, uint low, uint hi, __code next(...));
+__code kpt_alloc(Impl* vm ,__code next(...));
+__code switchuvm(Impl* vm ,struct proc* p, __code next(...));
+__code init_inituvm(Impl* vm, pde_t* pgdir, char* init, uint sz, __code next(...));
+__code loaduvm(Impl* vm,pde_t* pgdir, char* addr, struct inode* ip, uint offset, uint sz,  __code next(...));
+__code allocuvm(Impl* vm, pde_t* pgdir, uint oldsz, uint newsz, __code next(...));
+....
+```
+---
+# next(...)
+- __code next(...) は条件分岐によって複数の継続先が設定される
+- それぞれの Code Gear の引数の1つに設定する
+``` c
+__code kpt_freerange(Impl* vm, uint low, uint hi, __code next(...));
+....
+__code next(...);
+} vm;
+```
+---
+# インターフェースの実装
+- インターフェースの実装は別ファイルで定義する(vm_impl.cbc)
+- ヘッダーファイルの呼び出しは #include ではなく #interface で呼び出す
+``` c
+#include "../../context.h"
+#interface "vm.h"
+```
+---
+# create_impl
+- create_imple の関数内で vm の型を定義し、vm->CodeGear名 で対応させていく
+- 実装を Code Gear で記述していく。
+``` c
+vm* createvm_impl(struct Context* cbc_context) {
+struct vm* vm  = new vm();
+....
+vm->void_ret  = C_vm_void_ret;
+vm->init_vmm = C_init_vmmvm_impl;
+vm->kpt_freerange = C_kpt_freerangevm_impl;
+vm->kpt_alloc = C_kpt_allocvm_impl;
+...
+__code init_vmmvm_impl(struct vm_impl* vm,__code next(...)) {
+initlock(&kpt_mem.lock, "vm");
+kpt_mem.freelist = NULL;
+goto next(...);
+}
+```
+---
+# private
+- CbC は信頼性を保証するためにそれぞれの Code Gear を細かくする必要があるので、for文やif文がある場合はさらに実装を分ける
+-  Code Gear は基本的にインターフェースで指定された Code Gear 内からのみ継続さ れるため、Java の private メソッドのように扱われる。
+- 実際に vm.c の loaduvm の実装を分けた記述を説明する
+``` c
+int loaduvm (pde_t *pgdir, char *addr, struct inode *ip, uint offset, uint sz)
+{
+uint i, pa, n;
+pte_t *pte;
+if ((uint) addr % PTE_SZ != 0) {
+panic("loaduvm: addr must be page aligned");
+}
+for (i = 0; i < sz; i += PTE_SZ) {
+if ((pte = walkpgdir(pgdir, addr + i, 0)) == 0) {
+panic("loaduvm: address should exist");
+}
+pa = PTE_ADDR(*pte);
+if (sz - i < PTE_SZ) {
+n = sz - i;
+} else {
+n = PTE_SZ;
+}
+if (readi(ip, p2v(pa), offset + i, n) != n) {
+return -1;
+}
+}
+return 0;
+}
+```
+---
+# goto private
+- vm と同じ create_impl 内で vm_impl を定義し、private で実装する Code Gear を定義する
+- loaduvmvm_impl で goto によって private に遷移する
+``` c
+vm* createvm_impl(struct Context* cbc_context) {
+...
+struct vm_impl* vm_impl = new vm_impl();
+...
+vm_impl->loaduvm_ptesize_check = C_loaduvm_ptesize_checkvm_impl;
+....
+vm->loaduvm = C_loaduvmvm_impl;
+....
+}
+__code loaduvmvm_impl(struct vm_impl* vm, pde_t* pgdir, char* addr, struct inode* ip, uint offset, uint sz,  __code next(...)) {
+Gearef(cbc_context, vm_impl)->pgdir = pgdir;
+Gearef(cbc_context, vm_impl)->addr = addr;
+Gearef(cbc_context, vm_impl)->ip = ip;
+Gearef(cbc_context, vm_impl)->offset = offset;
+Gearef(cbc_context, vm_impl)->sz = sz;
+Gearef(cbc_context, vm_impl)->next = next;
+goto loaduvm_ptesize_checkvm_impl(vm, next(...));
+}
+```
+---
+# private のヘッダー
+- private 側のヘッダーファイルも vm_impl と同じように用意する
+``` c
+typedef struct vm_impl<Impl, Isa> impl vm{
+...
+__code loaduvm_ptesize_check(Type* vm_impl, uint i, pte_t* pte, uint sz,
+__code next(int ret, ...));
+```
+---
+# private の記述
+``` c
+#interface "vm_impl.h"
+__code loaduvm_ptesize_checkvm_impl(struct vm_impl* vm_impl, __code next(int ret, ...)) {
+char* addr = vm_impl->addr;
+if ((uint) addr %PTE_SZ != 0) {
+// goto panic
+}
+goto loaduvm_loopvm_impl(vm_impl, next(ret, ...));
+}
+```
+- vm.cではここから for だが CbC は if文の中と外にgoto を用意して実装する
+![](https://i.imgur.com/ByA7GVJ.png)
+```c
+__code loaduvm_loopvm_impl(struct vm_impl* vm_impl, __code next(int ret, ...)) {
+uint i = vm_impl->i;
+uint sz = vm_impl->sz;
+if (i < sz) {
+goto loaduvm_check_pgdir(vm_impl, next(ret, ...));
+}
+goto loaduvm_exit(vm_impl, next(ret, ...));
+}
+__code loaduvm_check_pgdir(struct vm_impl* vm_impl, __code next(int ret, ...)) {
+pte_t* pte = vm_impl->pte;
+pde_t* pgdir = vm_impl->pgdir;
+uint i = vm_impl->i;
+char* addr = vm_impl->addr;
+uint pa = vm_impl->pa;
+if ((pte = walkpgdir(pgdir, addr + i, 0)) == 0) {
+// goto panic
+}
+pa = PTE_ADDR(*pte);
+vm_impl->pte = pte;
+vm_impl->pgdir = pgdir;
+vm_impl->addr = addr;
+vm_impl->pa = pa;
+goto loaduvm_check_PTE_SZ(vm_impl, next(ret, ...));
+}
+__code loaduvm_check_PTE_SZ(struct vm_impl* vm_impl, __code next(int ret, ...)) {
+uint sz = vm_impl->sz;
+uint i = vm_impl->i;
+uint n = vm_impl->n;
+struct inode* ip = vm_impl->ip;
+uint pa = vm_impl->pa;
+uint offset = vm_impl->offset;
+if (sz - i < PTE_SZ) {
+n = sz - i;
+} else {
+n = PTE_SZ;
+}
+if (readi(ip, p2v(pa), offset + i, n) != n) {
+ret = -1;
+goto next(ret, ...);
+}
+vm_impl->n = n;
+goto loaduvm_loopvm_impl(vm_impl, next(ret, ...));
+}
+__code loaduvm_exit(struct vm_impl* vm_impl, __code next(int ret, ...)) {
+ret = 0;
+goto next(ret, ...);
+}
+```
+``` c
+int loaduvm (pde_t *pgdir, char *addr, struct inode *ip, uint offset, uint sz)
+{
+uint i, pa, n;
+pte_t *pte;
+if ((uint) addr % PTE_SZ != 0) {
+panic("loaduvm: addr must be page aligned");
+}
+for (i = 0; i < sz; i += PTE_SZ) {
+if ((pte = walkpgdir(pgdir, addr + i, 0)) == 0) {
+panic("loaduvm: address should exist");
+}
+pa = PTE_ADDR(*pte);
+if (sz - i < PTE_SZ) {
+n = sz - i;
+} else {
+n = PTE_SZ;
+}
+if (readi(ip, p2v(pa), offset + i, n) != n) {
+return -1;
+}
+}
+return 0;
+}
+```
+# インターフェースの呼び出し
+- 定義したインターフェースの呼び出しについて説明する
+- CbC の場合 goto による 遷移を行うので、関数呼び出しのように goto 以降のコードを実行できない
+- 例) goto すると戻ってこれないため それ以降が実行されなくなる。
+``` c
+void userinit(void)
+{
+struct proc* p;
+extern char _binary_initcode_start[], _binary_initcode_size[];
+p = allocproc();
+initContext(&p->cbc_context);
+initproc = p;
+if((p->pgdir = kpt_alloc()) == NULL) {
+panic("userinit: out of memory?");
+}
+goto cbc_init_vmm_dummy(&p->cbc_context, p, p->pgdir, _binary_initcode_start, (int)_binary_initcode_size);
+p->sz = PTE_SZ;
+// craft the trapframe as if
+memset(p->tf, 0, sizeof(*p->tf));
+~
+```
+# 呼び出しの解決
+- 最初の命令は next で戻ってこれるので、dummy の関数を用意してそこで実行する
+``` c
+void dummy(struct proc *p, char _binary_initcode_start[], char _binary_initcode_size[])
+{
+// inituvm(p->pgdir, _binary_initcode_start, (int)_binary_initcode_size);
+goto cbc_init_vmm_dummy(&p->cbc_context, p, p->pgdir, _binary_initcode_start, (int)_binary_initcode_size);
+}
+__ncode cbc_init_vmm_dummy(struct Context* cbc_context, struct proc* p, pde_t* pgdir, char* init, uint sz){//:skip
+struct vm* vm = createvm_impl(cbc_context);
+// goto vm->init_vmm(vm, pgdir, init, sz , vm->void_ret);
+Gearef(cbc_context, vm)->vm = (union Data*) vm;
+Gearef(cbc_context, vm)->pgdir = pgdir;
+Gearef(cbc_context, vm)->init = init;
+Gearef(cbc_context, vm)->sz = sz ;
+Gearef(cbc_context, vm)->next = C_vm_void_ret ;
+goto meta(cbc_context, vm->init_inituvm);
+}
+void userinit(void)
+{
+struct proc* p;
+extern char _binary_initcode_start[], _binary_initcode_size[];
+p = allocproc();
+initContext(&p->cbc_context);
+initproc = p;
+if((p->pgdir = kpt_alloc()) == NULL) {
+panic("userinit: out of memory?");
+}
+dummy(p, _binary_initcode_start, _binary_initcode_size);
+~
+```

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