Make more useful.
[pintos-anon] / doc / vm.texi
1 @node Project 3--Virtual Memory, Project 4--File Systems, Project 2--User Programs, Top
2 @chapter Project 3: Virtual Memory
3
4 By now you should be familiar with the inner workings of Pintos.
5 You've already come a long way: your OS can properly handle multiple
6 threads of execution with proper synchronization, and can load
7 multiple user programs at once.  However, when loading user programs,
8 your OS is limited by how much main memory the simulated machine has.
9 In this assignment, you will remove that limitation.
10
11 You will be using the @file{vm} directory for this project.  There is
12 no new code to get acquainted with for this assignment.  The @file{vm}
13 directory contains only the @file{Makefile}s.  The only change from
14 @file{userprog} is that this new @file{Makefile} turns on the setting
15 @option{-DVM}.  All code you write will either be newly generated
16 files (e.g.@: if you choose to implement your paging code in their own
17 source files), or will be modifications to pre-existing code (e.g.@:
18 you will change the behavior of @file{process.c} significantly).
19
20 You will be building this assignment on the last one.  It will benefit
21 you to get your project 2 in good working order before this assignment
22 so those bugs don't keep haunting you.
23
24 All the test programs from the previous project should also work with
25 this project.  You should also write programs to test the new features
26 introduced in this project.
27
28 Your submission should define @code{THREAD_JOIN_IMPLEMENTED} in
29 @file{constants.h} (@pxref{Conditional Compilation}).
30
31 @menu
32 * VM Design::                   
33 * Page Faults::                 
34 * Disk as Backing Store::       
35 * Memory Mapped Files::         
36 * Stack::                       
37 * Problem 3-1 Page Table Management::  
38 * Problem 3-2 Paging To and From Disk::  
39 * Problem 3-3 Memory Mapped Files::  
40 * Virtual Memory FAQ::          
41 @end menu
42
43 @node VM Design
44 @section A Word about Design
45
46 It is important for you to note that in addition to getting virtual
47 memory working, this assignment is also meant to be an open-ended
48 design problem.  We will expect you to come up with a design that
49 makes sense.  You will have the freedom to choose how to do software
50 translation on TLB misses, how to represent the swap partition, how to
51 implement paging, etc.  In each case, we will expect you to provide a
52 defensible justification in your design documentation as to why your
53 choices are reasonable.  You should evaluate your design on all the
54 available criteria: speed of handling a page fault, space overhead in
55 memory, minimizing the number of page faults, simplicity, etc.
56
57 In keeping with this, you will find that we are going to say as little
58 as possible about how to do things.  Instead we will focus on what end
59 functionality we require your OS to support.
60
61 @node Page Faults
62 @section Page Faults
63
64 For the last assignment, whenever a context switch occurred, the new
65 process would install its own page table into the machine.  The page
66 table contained all the virtual-to-physical translations for the
67 process.  Whenever the processor needed to look up a translation, it
68 consulted the page table.  As long as the process only accessed
69 memory that it didn't own, all was well.  If the process accessed
70 memory it didn't own, it ``page faulted'' and @code{page_fault()}
71 terminated the process.
72
73 When we implement virtual memory, the rules have to change.  A page
74 fault is no longer necessarily an error, since it might only indicate
75 that the page must be brought in from a disk file or from swap.  You
76 will have to implement a more sophisticated page fault handler to
77 handle these cases.
78
79 On the 80@var{x}86, the page table format is fixed by hardware.  The
80 top-level data structure is a 4 kB page called the ``page directory''
81 (PD) arranged as an array of 1,024 32-bit page directory entries
82 (PDEs), each of which represents 4 MB of virtual memory.  Each PDE may
83 point to the physical address of another 4 kB page called a ``page
84 table'' (PT) arranged in the same fashion as an array of 1,024 32-bit
85 page table entries (PTEs), each of which translates a single 4 kB
86 virtual page into physical memory.
87
88 Thus, translation of a virtual address into a physical address follows
89 the three-step process illustrated in the diagram
90 below:@footnote{Actually, virtual to physical translation on the
91 80@var{x}86 architecture happens via an intermediate ``linear
92 address,'' but Pintos (and most other 80@var{x}86 OSes) set up the CPU
93 so that linear and virtual addresses are one and the same, so that you
94 can effectively ignore this CPU feature.}
95
96 @enumerate 1
97 @item
98 The top 10 bits of the virtual address (bits 22:31) are used to index
99 into the page directory.  If the PDE is marked ``present,'' the
100 physical address of a page table is read from the PDE thus obtained.
101 If the PDE is marked ``not present'' then a page fault occurs.
102
103 @item
104 The next 10 bits of the virtual address (bits 12:21) are used to index
105 into the page table.  If the PTE is marked ``present,'' the physical
106 address of a data page is read from the PTE thus obtained.  If the PTE
107 is marked ``not present'' then a page fault occurs.
108
109
110 @item
111 The bottom 12 bits of the virtual address (bits 0:11) are added to the
112 data page's physical base address, producing the final physical
113 address.
114 @end enumerate
115
116 @example
117 32                    22                     12                      0
118 +--------------------------------------------------------------------+
119 | Page Directory Index |   Page Table Index   |    Page Offset       |
120 +--------------------------------------------------------------------+
121              |                    |                     |
122      _______/             _______/                _____/
123     /                    /                       /
124    /    Page Directory  /      Page Table       /    Data Page
125   /     .____________. /     .____________.    /   .____________.
126   |1,023|____________| |1,023|____________|    |   |____________|
127   |1,022|____________| |1,022|____________|    |   |____________|
128   |1,021|____________| |1,021|____________|    \__\|____________|
129   |1,020|____________| |1,020|____________|       /|____________|
130   |     |            | |     |            |        |            |
131   |     |            | \____\|            |_       |            |
132   |     |      .     |      /|      .     | \      |      .     |
133   \____\|      .     |_      |      .     |  |     |      .     |
134        /|      .     | \     |      .     |  |     |      .     |
135         |      .     |  |    |      .     |  |     |      .     |
136         |            |  |    |            |  |     |            |
137         |____________|  |    |____________|  |     |____________|
138        4|____________|  |   4|____________|  |     |____________|
139        3|____________|  |   3|____________|  |     |____________|
140        2|____________|  |   2|____________|  |     |____________|
141        1|____________|  |   1|____________|  |     |____________|
142        0|____________|  \__\0|____________|  \____\|____________|
143                            /                      /
144 @end example
145
146 Header @file{threads/mmu.h} has useful functions for various
147 operations on virtual addresses.  You should look over the header
148 yourself, but its most important functions include these:
149
150 @table @code
151 @item pd_no(@var{va})
152 Returns the page directory index in virtual address @var{va}.
153
154 @item pt_no(@var{va})
155 Returns the page table index in virtual address @var{va}.
156
157 @item pg_ofs(@var{va})
158 Returns the page offset in virtual address @var{va}.
159
160 @item pg_round_down(@var{va})
161 Returns @var{va} rounded down to the nearest page boundary, that is,
162 @var{va} but with its page offset set to 0.
163
164 @item pg_round_up(@var{va})
165 Returns @var{va} rounded up to the nearest page boundary.
166 @end table
167
168 @node Disk as Backing Store
169 @section Disk as Backing Store
170
171 In VM systems, since memory is less plentiful than disk, you will
172 effectively use memory as a cache for disk.  Looking at it from
173 another angle, you will use disk as a backing store for memory.  This
174 provides the abstraction of an (almost) unlimited virtual memory size.
175 Part of your task in this project is to do this, with the additional
176 constraint that your performance should be close to that provided by
177 physical memory.  You will use the page tables' ``dirty'' bits to
178 denote whether pages need to be written back to disk when they're
179 evicted from main memory and the ``accessed'' bit for page replacement
180 algorithms.  Whenever the hardware writes memory, it sets the dirty
181 bit, and if it reads or writes to the page, it sets the accessed bit.
182
183 As with any caching system, performance depends on the policy used to
184 decide which things are kept in memory and which are only stored on
185 disk.  On a page fault, the kernel must decide which page to replace.
186 Ideally, it will throw out a page that will not be referenced for a
187 long time, keeping in memory those pages that are soon to be
188 referenced.  Another consideration is that if the replaced page has
189 been modified, the page must be first saved to disk before the needed
190 page can be brought in.  Many virtual memory systems avoid this extra
191 overhead by writing modified pages to disk in advance, so that later
192 page faults can be completed more quickly.
193
194 @node Memory Mapped Files
195 @section Memory Mapped Files
196
197 The traditional way to access the file system is via @code{read} and
198 @code{write} system calls, but that requires an extra level of copying
199 between the kernel and the user level.  A secondary interface is
200 simply to ``map'' the file into the virtual address space.  The
201 program can then use load and store instructions directly on the file
202 data.  (An alternative way of viewing the file system is as ``durable
203 memory.''  Files just store data structures.  If you access data
204 structures in memory using load and store instructions, why not access
205 data structures in files the same way?)
206
207 Memory mapped files are typically implemented using system calls.  One
208 system call maps the file to a particular part of the address space.
209 For example, one might map the file @file{foo}, which is 1000 bytes
210 long, starting at address 5000.  Assuming that nothing else is already
211 at virtual addresses 5000@dots{}6000, any memory accesses to these
212 locations will access the corresponding bytes of @file{foo}.
213
214 A consequence of memory mapped files is that address spaces are
215 sparsely populated with lots of segments, one for each memory mapped
216 file (plus one each for code, data, and stack).  You will implement
217 memory mapped files for problem 3 of this assignment, but you should
218 design your solutions to problems 1 and 2 to account for this.
219
220 @node Stack
221 @section Stack
222
223 In project 2, the stack was a single page at the top of the user
224 virtual address space.  The stack's location does not change in this
225 project, but your kernel should allocate additional pages to the stack
226 on demand.  That is, if the stack grows past its current bottom, the
227 system should allocate additional pages for the stack as necessary,
228 unless those pages are unavailable because they are in use by another
229 segment, in which case some sort of fault should occur.
230
231 @node Problem 3-1 Page Table Management
232 @section Problem 3-1: Page Table Management
233
234 Implement page directory and page table management to support virtual
235 memory.  You will need data structures to accomplish the following
236 tasks:
237
238 @itemize @bullet
239 @item
240 Some way of translating in software from virtual page frames to
241 physical page frames (consider using a hash table---note
242 that we provide one in @file{lib/kernel}).
243
244 @item
245 Some way of translating from physical page frames back to virtual
246 page frames, so that when you replace a page, you can invalidate
247 its translation(s).
248
249 @item
250 Some way of finding a page on disk if it is not in memory.  You won't
251 need this data structure until part 2, but planning ahead is a good
252 idea.
253 @end itemize
254
255 You need to do the roughly the following to handle a page fault:
256
257 @enumerate 1
258 @item
259 Determine the location of the physical page backing the virtual
260 address that faulted.  It might be in the file system, in swap,
261 already be in physical memory and just not set up in the page table,
262 or it might be an invalid virtual address.
263
264 If the virtual address is invalid, that is, if there's no physical
265 page backing it, or if the virtual address is above @code{PHYS_BASE},
266 meaning that it belongs to the kernel instead of the user, then the
267 process's memory access must be disallowed.  You should terminate the
268 process at this point, being sure to free all of its resources.
269
270 @item
271 If the physical page is not in physical memory, bring it into memory.
272 If necessary to make room, first evict some other page from memory.
273 (When you do that you need to first remove references to the page from
274 any page table that refers to it.)
275
276 @item
277 Each user process's @code{struct thread} has a @samp{pagedir} member
278 that points to its own per-process page directory.  Read the PDE for
279 the faulting virtual address.
280
281 @item 
282 If the PDE is marked ``not present'' then allocate a new page table
283 page and initialize the PDE to point to the new page table.  As when
284 you allocated a data page, you might have to first evict some other
285 page from memory.
286
287 @item
288 Follow the PDE to the page table.  Point the PTE for the faulting
289 virtual address to the physical page found in step 2.
290 @end enumerate
291
292 You'll need to modify the ELF loader in @file{userprog/process.c} to
293 do page table management according to your new design.  As supplied,
294 it reads all the process's pages from disk and initializes the page
295 tables for them at the same time.  For testing purposes, you'll
296 probably want to leave the code that reads the pages from disk, but
297 use your new page table management code to construct the page tables
298 only as page faults occur for them.
299
300 There are many possible ways to implement virtual memory.  The above
301 is simply an outline of our suggested implementation.  You may choose
302 any implementation you like, as long as it accomplishes the goal.
303
304 @node Problem 3-2 Paging To and From Disk
305 @section Problem 3-2: Paging To and From Disk
306
307 Implement paging to and from disk.
308
309 You will need routines to move a page from memory to disk and from
310 disk to memory.  You may use the Pintos file system for swap space, or
311 you may use the disk on interface @code{hd1:1}, which is otherwise
312 unused.  A swap disk can theoretically be faster than using the file
313 system, because it avoid file system overhead and because the swap
314 disk and file system disk will be on separate hard disk controllers.
315 You will definitely need to be able to retrieve pages from files in
316 any case, so to avoid special cases it may be easier to use a file for
317 swap.  You will still be using the basic file system provided with
318 Pintos.  If you do everything correctly, your VM should still work
319 when you implement your own file system for the next assignment.
320
321 You will need a way to track pages which are used by a process but
322 which are not in physical memory, to fully handle page faults.  Pages
323 that you store on disk should not be constrained to be in sequential
324 order, and consequently your swap file (or swap disk) should not
325 require unused empty space.  You will also need a way to track all of
326 the physical memory pages, in order to find an unused one when needed,
327 or to evict a page when memory is needed but no empty pages are
328 available.  The data structures that you designed in part 1 should do
329 most of the work for you.
330
331 You will need a page replacement algorithm.  The hardware sets the
332 accessed and dirty bits when it accesses memory.  Therefore, you
333 should be able to take advantage of this information to implement some
334 algorithm which attempts to achieve LRU-type behavior.  We expect that
335 your algorithm perform at least as well as a reasonable implementation
336 of the second-chance (clock) algorithm.  You will need to show in your
337 test cases the value of your page replacement algorithm by
338 demonstrating for some workload that it pages less frequently using
339 your algorithm than using some inferior page replacement policy.  The
340 canonical example of a poor page replacement policy is random
341 replacement.
342
343 Since you will already be paging from disk, you should implement a
344 ``lazy'' loading scheme for new processes.  When a process is created,
345 it will not run immediately.  Therefore, it doesn't make sense to load
346 all its code, data, and stack into memory when the process is created,
347 since it might incur additional disk accesses to do so (if it gets
348 paged out before it runs).  When loading a new process, you should
349 leave most pages on disk, and bring them in as demanded when the
350 program begins running.  Your VM system should also use the executable
351 file itself as backing store for read-only segments, since these
352 segments won't change.
353
354 There are a few special cases.  Look at the loop in
355 @code{load_segment()} in @file{userprog/process.c}.  Each time
356 around the loop, @code{read_bytes} represents the number of bytes to
357 read from the executable file and @code{zero_bytes} represents the number
358 of bytes to initialize to zero following the bytes read.  The two
359 always sum to @code{PGSIZE}.  The page handling depends on these
360 variables' values:
361
362 @itemize @bullet
363 @item
364 If @code{read_bytes} equals @code{PGSIZE}, the page should be demand
365 paged from disk on its first access.
366
367 @item 
368 If @code{zero_bytes} equals @code{PGSIZE}, the page does not need to
369 be read from disk at all because it is all zeroes.  You should handle
370 such pages by creating a new page consisting of all zeroes at the
371 first page fault.
372
373 @item
374 If neither @code{read_bytes} nor @code{zero_bytes} equals
375 @code{PGSIZE}, then part of the page is to be read from disk and the
376 remainder zeroed.  This is a special case, which you should handle by
377 reading the partial page from disk at executable load time and zeroing
378 the rest of the page.  It is the only case in which loading should not
379 be ``lazy''; even real OSes such as Linux do not load partial pages
380 lazily.
381 @end itemize
382
383 Incidentally, if you have trouble handling the third case above, you
384 can eliminate it temporarily by linking the test programs with a
385 special ``linker script.''  Read @file{tests/userprog/Makefile} for
386 details.  We will not test your submission with this special linker
387 script, so the code you turn in must properly handle all cases.
388
389 You may optionally implement sharing: when multiple processes are
390 created that use the same executable file, share read-only pages among
391 those processes instead of creating separate copies of read-only
392 segments for each process.  If you carefully designed your data
393 structures in part 1, sharing of read-only pages should not make this
394 part significantly harder.
395
396 @node Problem 3-3 Memory Mapped Files
397 @section Problem 3-3: Memory Mapped Files
398
399 Implement memory mapped files.
400
401 You will need to implement the following system calls:
402
403 @table @asis
404 @item SYS_mmap
405 @itemx bool mmap (int @var{fd}, void *@var{addr}, unsigned @var{length})
406
407 Maps the file open as @var{fd} into the process's address space
408 starting at @var{addr} for @var{length} bytes.  Returns true if
409 successful, false on failure.  
410
411 @item SYS_munmap
412 @itemx bool munmap (void *addr, unsigned length)
413
414 Unmaps the segment specified by id.  This cannot be used to unmap
415 segments mapped by the executable loader.  Returns 0 on success, -1 on
416 failure.  When a file is unmapped, all outstanding changes are written
417 to the file, and the segment's pages are removed from the process's
418 list of used virtual pages.
419 @end table
420
421 Calls to @code{mmap} must fail if the address is not page-aligned, if
422 the length is not positive and a multiple of @var{PGSIZE}.  You also
423 must error check to make sure that the new segment does not overlap
424 already existing segments, and fail if it isn't.  If the length passed
425 to @code{mmap} is less than the file's length, you should only map the
426 first part of the file.  If the length passed to @code{mmap} is longer
427 than the file, the file should grow to the requested length.  Similar
428 to the code segment, your VM system should be able to use the
429 @code{mmap}'d file itself as backing store for the mmap segment, since
430 the changes to the @code{mmap} segment will eventually be written to
431 the file.  (In fact, you may choose to implement executable mappings
432 as a special case of file mappings.)
433
434 @node Virtual Memory FAQ
435 @section FAQ
436
437 @enumerate 1
438 @item
439 @b{Do we need a working HW 2 to implement HW 3?}
440
441 Yes.
442
443 @item
444 @b{How do I use the hash table provided in @file{lib/hash.c}?}
445
446 FIXME
447
448 There are two things you need to use this hashtable:
449
450 1. You need to decide on a key type. The key should be something
451 that is unique for each object as inserting two objects with
452 the same key will cause the second to overwrite the first.
453 (The keys are compared with ==, so you should stick to
454 integers and pointers unless you know how to do operator
455 overloading.) You also need to write a hash function that
456 converts key values to integers, which you will pass into the
457 hash table constructor.
458
459 2. Your key needs to be a field of your object type, and you
460 will need to supply a 'get' function that given an object
461 returns the key.
462
463 Here's a quick example of how to construct a hash table. In
464 this table the keys are Thread pointers and the objects are
465 integers (you will be using different key/value pairs I'm
466 sure). In addition, this hash function is pretty puny. You
467 should probably use a better one.
468
469 @example
470 FIXME
471 @end example
472
473 and to construct the hash table:
474
475 HashTable<Thread *, HashObject *> *htable;
476
477 htable = new HashTable<Thread *, HashObject *>(ExtractKeyFromHashObject,
478                                             MyKeyToHashValue);
479
480 If you have any other questions about hash tables, the CS109
481 and CS161 textbooks have good chapters on them, or you can come
482 to any of the TA's office hours for further clarification.
483
484 @item
485 @b{The current implementation of the hash table does not do something
486 that we need it to do. What gives?}
487
488 You are welcome to modify it.  It is not used by any of the code we
489 provided, so modifying it won't affect any code but yours.  Do
490 whatever it takes to make it work like you want it to.
491
492 @item
493 @b{Is the data segment page-aligned?}
494
495 No.
496
497 @item
498 @b{What controls the layout of user programs?}
499
500 The linker is responsible for the layout of a user program in
501 memory. The linker is directed by a ``linker script'' which tells it
502 the names and locations of the various program segments. The
503 test/script and testvm/script files are the linker scripts for the
504 multiprogramming and virtual memory assignments respectively. You can
505 learn more about linker scripts by reading the ``Scripts'' chapter in
506 the linker manual, accessible via @samp{info ld}.
507
508 @item Page Table Management FAQs
509 @enumerate 1
510 @item
511 @b{How do we manage allocation of pages used for page tables?}
512
513 You can use any reasonable algorithm to do so.  However, you should
514 make sure that memory used for page tables doesn't grow so much that
515 it encroaches deeply on the memory used for data pages.
516
517 Here is one reasonable algorithm.  At OS boot time, reserve some fixed
518 number of pages for page tables.  Then, each time a new page table
519 page is needed, select one of these pages in ``round robin'' fashion.
520 If the page in use, clean up any pointers to it.  Then use it for the
521 new page table page.
522
523 @item
524 @b{Our code handles the PageFault exceptions. However, the number of
525 page faults handled does not show up in the final stats output. Is
526 there a counter that we must increment to correct this problem?}
527
528 FIXME 
529
530 Yes, you'll need to update kernel->stats->numPageFaults when
531 you handle a page fault in your code.
532 @end enumerate
533
534 @item Paging FAQs
535
536 @enumerate 1
537 @item
538 @b{Can we assume (and enforce) that the user's stack will
539 never increase beyond one page?}
540
541 No.  This value was useful for project 2, but for this assignment, you
542 need to implement an extensible stack segment.
543
544 @item
545 @b{Does the virtual memory system need to support growth of the data
546 segment?}
547
548 No.  The size of the data segment is determined by the linker.  We
549 still have no dynamic allocation in Pintos (although it is possible to
550 ``fake'' it at the user level by using memory-mapped files).
551 Implementing @code{sbrk()} has been an extra-credit assignment in
552 previous years, but adds little additional complexity to a
553 well-designed system.
554
555 @item
556 @b{Does the virtual memory system need to support growth of the stack
557 segment?}
558
559 Yes. If a page fault appears just below the last stack segment page,
560 you must add a new page to the bottom of the stack. It is impossible
561 to predict how large the stack will grow at compile time, so we must
562 allocate pages as necessary. You should only allocate additional pages
563 if they ``appear'' to be stack accesses.
564
565 @item
566 @b{But what do you mean by ``appear'' to be stack accesses? How big can a
567 stack growth be?  Under what circumstances do we grow the stack?}
568
569 If it looks like a stack request, then you grow the stack. Yes, that's
570 ambiguous. You need to make a reasonable decision about what looks
571 like a stack request. For example, you could decide a page, or two
572 pages, or ten pages, or more@enddots{}  Or, you could use some other
573 heuristic to figure this out.
574
575 Make a reasonable decision and document it in your code and in
576 your design document.  Please make sure to justify your decision.
577
578 @item
579 @b{How big should the file(s) we're using as a backing store for memory
580 be?}
581
582 These files will need to be able to grow based on the number of pages
583 you're committed to storing on behalf of the processes currently in
584 memory.  They should be able to grow to the full size of the disk.
585 @end enumerate
586
587 @item Memory Mapped File FAQs
588
589 @enumerate 1
590 @item
591 @b{How do we interact with memory-mapped files?}
592
593 Let's say you want to map a file called @file{foo} into your address
594 space at address @t{0x10000000}. You open the file, determine its
595 length, and then use Mmap:
596
597 @example
598 #include <stdio.h>
599 #include <syscall.h>
600
601 int main (void)
602 @{
603     void *addr = (void *) 0x10000000;
604     int fd = open ("foo");
605     int length = filesize (fd);
606     if (mmap (fd, addr, length))
607         printf ("success!\n");
608 @}
609 @end example
610
611 Suppose @file{foo} is a text file and you want to print the first 64
612 bytes on the screen (assuming, of course, that the length of the file
613 is at least 64).  Without @code{mmap}, you'd need to allocate a
614 buffer, use @code{read} to get the data from the file into the buffer,
615 and finally use @code{write} to put the buffer out to the display. But
616 with the file mapped into your address space, you can directly address
617 it like so:
618
619 @example
620 write (addr, 64, STDOUT_FILENO);
621 @end example
622
623 Similarly, if you wanted to replace the first byte of the file,
624 all you need to do is:
625
626 @example
627 addr[0] = 'b';
628 @end example
629
630 When you're done using the memory-mapped file, you simply unmap
631 it:
632
633 @example
634 munmap (addr);
635 @end example
636
637 @item
638 @b{What if two processes memory-map the same file?}
639
640 There is no requirement in Pintos that the two processes see
641 consistent data.  Unix handles this by making the processes share the
642 same physical page, but the @code{mmap} system call also has an
643 argument allowing the client to specify whether the page is shared or
644 private (i.e.@: copy-on-write).
645
646 @item
647 @b{What happens if a user removes a @code{mmap}'d file?}
648
649 @item
650 You should follow the Unix convention and the mapping should still be
651 valid.  This is similar to the question in the User Programs FAQ about
652 a process with a file descriptor to a file that has been removed.
653
654 @item
655 @b{What if a process writes to a page that is memory-mapped, but the
656 location written to in the memory-mapped page is past the end
657 of the memory-mapped file?}
658
659 Can't happen.  @code{mmap} extends the file to the requested length,
660 and Pintos provides no way to shorten a file.  You can remove a file,
661 but the mapping remains valid (see the previous question).
662
663 @item
664 @b{Do we have to handle memory mapping @code{stdin} or @code{stdout}?}
665
666 No.  Memory mapping implies that a file has a length and that a user
667 can seek to any location in the file.  Since the console device has
668 neither of these properties, @code{mmap} should return false when the
669 user attempts to memory map a file descriptor for the console device.
670
671 @item
672 @b{What happens when a process exits with mmap'd files?}
673
674 When a process finishes each of its @code{mmap}'d files is implicitly
675 unmapped.  When a process @code{mmap}s a file and then writes into the
676 area for the file it is making the assumption the changes will be
677 written to the file.
678
679 @item
680 @b{If a user closes a mmaped file, should be automatically unmap it
681 for them?}
682
683 No, once created the mapping is valid until @code{munmap} is called
684 or the process exits.
685 @end enumerate
686 @end enumerate