pintos-os.org Git - pintos-anon/blob - solutions/p3.patch

   1 diff -urpN pintos.orig/src/Makefile.build pintos/src/Makefile.build
   2 --- pintos.orig/src/Makefile.build      2004-09-20 20:26:41.000000000 -0700
   3 +++ pintos/src/Makefile.build   2004-09-27 13:29:43.000000000 -0700
   4 @@ -51,8 +51,9 @@ userprog_SRC += userprog/syscall.c    # Sys
   5  userprog_SRC += userprog/gdt.c         # GDT initialization.
   6  userprog_SRC += userprog/tss.c         # TSS management.
   7
   8 -# No virtual memory code yet.
   9 -#vm_SRC = vm/filename.c                        # Some file.
  10 +# Virtual memory code.
  11 +vm_SRC = vm/pageframe.c                        # Page frame management.
  12 +vm_SRC += vm/swap.c                    # Swap file management.
  13
  14  # Filesystem code.
  15  filesys_SRC  = filesys/filesys.c       # Filesystem core.
  16 diff -urpN pintos.orig/src/threads/init.c pintos/src/threads/init.c
  17 --- pintos.orig/src/threads/init.c      2004-09-26 14:15:17.000000000 -0700
  18 +++ pintos/src/threads/init.c   2004-09-27 16:08:03.000000000 -0700
  19 @@ -21,12 +21,15 @@
  20  #include "threads/test.h"
  21  #include "threads/thread.h"
  22  #ifdef USERPROG
  23 +#include "userprog/pagedir.h"
  24  #include "userprog/process.h"
  25  #include "userprog/exception.h"
  26  #include "userprog/gdt.h"
  27  #include "userprog/syscall.h"
  28  #include "userprog/tss.h"
  29  #endif
  30 +#include "vm/pageframe.h"
  31 +#include "vm/swap.h"
  32  #ifdef FILESYS
  33  #include "devices/disk.h"
  34  #include "filesys/filesys.h"
  35 @@ -78,6 +81,7 @@ main (void)
  36    /* Initialize memory system, segments, paging. */
  37    palloc_init ();
  38    paging_init ();
  39 +  pageframe_init ();
  40  #ifdef USERPROG
  41    tss_init ();
  42    gdt_init ();
  43 @@ -105,6 +109,7 @@ main (void)
  44    disk_init ();
  45    filesys_init (format_filesys);
  46    fsutil_run ();
  47 +  swap_init ();
  48  #endif
  49
  50    printf ("Boot complete.\n");
  51 diff -urpN pintos.orig/src/threads/palloc.c pintos/src/threads/palloc.c
  52 diff -urpN pintos.orig/src/threads/palloc.h pintos/src/threads/palloc.h
  53 diff -urpN pintos.orig/src/threads/synch.c pintos/src/threads/synch.c
  54 --- pintos.orig/src/threads/synch.c     2004-09-19 21:29:53.000000000 -0700
  55 +++ pintos/src/threads/synch.c  2004-09-27 13:29:43.000000000 -0700
  56 @@ -330,3 +330,35 @@ cond_name (const struct condition *cond)
  57
  58    return cond->name;
  59  }
  60 +\f
  61 +void
  62 +latch_init (struct latch *latch, const char *name)
  63 +{
  64 +  latch->released = false;
  65 +  lock_init (&latch->monitor_lock, name);
  66 +  cond_init (&latch->rel_cond, name);
  67 +}
  68 +
  69 +void
  70 +latch_acquire (struct latch *latch)
  71 +{
  72 +  lock_acquire (&latch->monitor_lock);
  73 +  if (!latch->released)
  74 +    {
  75 +      cond_wait (&latch->rel_cond, &latch->monitor_lock);
  76 +      ASSERT (latch->released);
  77 +    }
  78 +  lock_release (&latch->monitor_lock);
  79 +}
  80 +
  81 +void
  82 +latch_release (struct latch *latch)
  83 +{
  84 +  lock_acquire (&latch->monitor_lock);
  85 +  if (!latch->released)
  86 +    {
  87 +      latch->released = true;
  88 +      cond_signal (&latch->rel_cond, &latch->monitor_lock);
  89 +    }
  90 +  lock_release (&latch->monitor_lock);
  91 +}
  92 diff -urpN pintos.orig/src/threads/synch.h pintos/src/threads/synch.h
  93 --- pintos.orig/src/threads/synch.h     2004-09-19 21:29:53.000000000 -0700
  94 +++ pintos/src/threads/synch.h  2004-09-27 13:29:43.000000000 -0700
  95 @@ -44,4 +44,16 @@ void cond_signal (struct condition *, st
  96  void cond_broadcast (struct condition *, struct lock *);
  97  const char *cond_name (const struct condition *);
  98
  99 +/* Latch. */
 100 +struct latch
 101 +  {
 102 +    bool released;              /* Released yet? */
 103 +    struct lock monitor_lock;   /* Monitor lock. */
 104 +    struct condition rel_cond;  /* Signaled when released. */
 105 +  };
 106 +
 107 +void latch_init (struct latch *, const char *);
 108 +void latch_acquire (struct latch *);
 109 +void latch_release (struct latch *);
 110 +
 111  #endif /* threads/synch.h */
 112 diff -urpN pintos.orig/src/threads/thread.c pintos/src/threads/thread.c
 113 --- pintos.orig/src/threads/thread.c    2004-09-26 14:15:17.000000000 -0700
 114 +++ pintos/src/threads/thread.c 2004-09-27 13:29:43.000000000 -0700
 115 @@ -13,6 +13,7 @@
 116  #include "threads/synch.h"
 117  #ifdef USERPROG
 118  #include "userprog/process.h"
 119 +#include "userprog/syscall.h"
 120  #endif
 121
 122  /* Random value for struct thread's `magic' member.
 123 @@ -80,6 +81,7 @@ thread_init (void)
 124    init_thread (initial_thread, "main", PRI_DEFAULT);
 125    initial_thread->status = THREAD_RUNNING;
 126    initial_thread->tid = allocate_tid ();
 127 +  sema_up (&initial_thread->can_die);
 128  }
 129
 130  /* Starts preemptive thread scheduling by enabling interrupts.
 131 @@ -148,6 +150,7 @@ thread_create (const char *name, int pri
 132    /* Initialize thread. */
 133    init_thread (t, name, priority);
 134    tid = t->tid = allocate_tid ();
 135 +  list_push_back (&thread_current ()->children, &t->children_elem);
 136
 137    /* Stack frame for kernel_thread(). */
 138    kf = alloc_frame (t, sizeof *kf);
 139 @@ -224,16 +227,36 @@ thread_tid (void)
 140  void
 141  thread_exit (void)
 142  {
 143 +  struct thread *t = thread_current ();
 144 +  list_elem *e, *next;
 145 +
 146    ASSERT (!intr_context ());
 147
 148  #ifdef USERPROG
 149    process_exit ();
 150  #endif
 151 +  syscall_exit ();
 152 +
 153 +  /* Notify our parent that we're dying. */
 154 +  latch_release (&t->ready_to_die);
 155 +
 156 +  /* Notify our children that they can die. */
 157 +  for (e = list_begin (&t->children); e != list_end (&t->children);
 158 +       e = next)
 159 +    {
 160 +      struct thread *child = list_entry (e, struct thread, children_elem);
 161 +      next = list_next (e);
 162 +      list_remove (e);
 163 +      sema_up (&child->can_die);
 164 +    }
 165 +
 166 +  /* Wait until our parent is ready for us to die. */
 167 +  sema_down (&t->can_die);
 168
 169    /* Just set our status to dying and schedule another process.
 170       We will be destroyed during the call to schedule_tail(). */
 171    intr_disable ();
 172 -  thread_current ()->status = THREAD_DYING;
 173 +  t->status = THREAD_DYING;
 174    schedule ();
 175    NOT_REACHED ();
 176  }
 177 @@ -283,8 +290,22 @@ thread_block (void)
 178     This function will be implemented in problem 1-2.  For now, it
 179     does nothing. */
 180 -void
 181 -thread_join (tid_t child_tid UNUSED)
 182 -{
 183 +int
 184 +thread_join (tid_t child_tid)
 185 +{
 186 +  struct thread *cur = thread_current ();
 187 +  list_elem *e;
 188 +
 189 +  for (e = list_begin (&cur->children); e != list_end (&cur->children); )
 190 +    {
 191 +      struct thread *child = list_entry (e, struct thread, children_elem);
 192 +      e = list_next (e);
 193 +      if (child->tid == child_tid)
 194 +        {
 195 +          latch_acquire (&child->ready_to_die);
 196 +          return child->ret_code;
 197 +        }
 198 +    }
 199 +  return -1;
 200  }
 201
 202  /* Sets the current thread's priority to NEW_PRIORITY. */
 203 @@ -335,6 +378,12 @@ init_thread (struct thread *t, const cha
 204    strlcpy (t->name, name, sizeof t->name);
 205    t->stack = (uint8_t *) t + PGSIZE;
 206    t->priority = priority;
 207 +  latch_init (&t->ready_to_die, "ready-to-die");
 208 +  sema_init (&t->can_die, 0, "can-die");
 209 +  list_init (&t->children);
 210 +  t->ret_code = -1;
 211 +  list_init (&t->fds);
 212 +  t->next_handle = 2;
 213    t->magic = THREAD_MAGIC;
 214  }
 215
 216 diff -urpN pintos.orig/src/threads/thread.h pintos/src/threads/thread.h
 217 --- pintos.orig/src/threads/thread.h    2004-09-26 14:15:17.000000000 -0700
 218 +++ pintos/src/threads/thread.h 2004-09-27 13:29:43.000000000 -0700
 219 @@ -2,8 +2,10 @@
 220  #define THREADS_THREAD_H
 221
 222  #include <debug.h>
 223 +#include <hash.h>
 224  #include <list.h>
 225  #include <stdint.h>
 226 +#include "threads/synch.h"
 227
 228  /* States in a thread's life cycle. */
 229  enum thread_status
 230 @@ -89,12 +91,24 @@ struct thread
 231      uint8_t *stack;                     /* Saved stack pointer. */
 232      int priority;                       /* Priority. */
 233
 234 +    /* Members for implementing thread_join(). */
 235 +    struct latch ready_to_die;          /* Release when thread about to die. */
 236 +    struct semaphore can_die;           /* Up when thread allowed to die. */
 237 +    struct list children;               /* List of child threads. */
 238 +    list_elem children_elem;            /* Element of `children' list. */
 239 +    int ret_code;                       /* Return status. */
 240 +
 241      /* Shared between thread.c and synch.c. */
 242      list_elem elem;                     /* List element. */
 243
 244  #ifdef USERPROG
 245      /* Owned by userprog/process.c. */
 246      uint32_t *pagedir;                  /* Page directory. */
 247 +    struct hash pages;                  /* Hash of `struct user_page's. */
 248 +
 249 +    /* Owned by syscall.c. */
 250 +    struct list fds;                    /* List of file descriptors. */
 251 +    int next_handle;                    /* Next handle value. */
 252  #endif
 253
 254      /* Owned by thread.c */
 255 @@ -120,7 +132,7 @@ void thread_exit (void) NO_RETURN;
 256  void thread_exit (void) NO_RETURN;
 257  void thread_yield (void);
 258
 259 -void thread_join (tid_t);
 260 +int thread_join (tid_t);
 261
 262  void thread_set_priority (int);
 263  int thread_get_priority (void);
 264 diff -urpN pintos.orig/src/userprog/exception.c pintos/src/userprog/exception.c
 265 --- pintos.orig/src/userprog/exception.c        2004-09-26 14:15:17.000000000 -0700
 266 +++ pintos/src/userprog/exception.c     2004-09-27 13:29:44.000000000 -0700
 267 @@ -1,9 +1,16 @@
 268  #include "userprog/exception.h"
 269  #include <inttypes.h>
 270  #include <stdio.h>
 271 +#include <string.h>
 272  #include "userprog/gdt.h"
 273 +#include "userprog/pagedir.h"
 274 +#include "userprog/process.h"
 275 +#include "filesys/file.h"
 276  #include "threads/interrupt.h"
 277 +#include "threads/mmu.h"
 278  #include "threads/thread.h"
 279 +#include "vm/pageframe.h"
 280 +#include "vm/swap.h"
 281
 282  /* Number of page faults processed. */
 283  static long long page_fault_cnt;
 284 @@ -124,10 +131,13 @@ kill (struct intr_frame *f)
 285  static void
 286  page_fault (struct intr_frame *f)
 287  {
 288 +  struct thread *t;
 289    bool not_present;  /* True: not-present page, false: writing r/o page. */
 290    bool write;        /* True: access was write, false: access was read. */
 291    bool user;         /* True: access by user, false: access by kernel. */
 292    void *fault_addr;  /* Fault address. */
 293 +  struct user_page tmp_up, *up;
 294 +  hash_elem *e;
 295
 296    /* Obtain faulting address, the virtual address that was
 297       accessed to cause the fault.  It may point to code or to
 298 @@ -147,14 +157,62 @@ page_fault (struct intr_frame *f)
 299    write = (f->error_code & PF_W) != 0;
 300    user = (f->error_code & PF_U) != 0;
 301
 302 -  /* To implement virtual memory, delete the rest of the function
 303 -     body, and replace it with code that brings in the page to
 304 -     which fault_addr refers. */
 305 -  printf ("Page fault at %p: %s error %s page in %s context.\n",
 306 -          fault_addr,
 307 -          not_present ? "not present" : "rights violation",
 308 -          write ? "writing" : "reading",
 309 -          user ? "user" : "kernel");
 310 -  kill (f);
 311 +  if (!not_present)
 312 +    goto bad_access;
 313 +
 314 +  t = thread_current ();
 315 +  if (t->pagedir == NULL)
 316 +    goto bad_access;
 317 +
 318 +  //printf ("fault %p (page=%p)\n", fault_addr, pg_round_down (fault_addr));
 319 +  tmp_up.upage = pg_round_down (fault_addr);
 320 +  e = hash_find (&t->pages, &tmp_up.elem);
 321 +  if (e == NULL)
 322 +    {
 323 +      printf ("no user_page for %p\n", fault_addr);
 324 +      goto bad_access;
 325 +    }
 326 +  up = hash_entry (e, struct user_page, elem);
 327 +
 328 +  if (up->frame == NULL)
 329 +    {
 330 +      if (!pageframe_allocate (up))
 331 +        {
 332 +          printf ("virtual memory exhausted, killing process\n");
 333 +          if (!user)
 334 +            goto bad_access;
 335 +          thread_exit ();
 336 +        }
 337 +      if (up->file != NULL)
 338 +        {
 339 +          off_t amt = file_read_at (up->file,
 340 +                                    up->frame->kpage, up->file_size,
 341 +                                    up->file_ofs);
 342 +          ASSERT (amt == (off_t) up->file_size);
 343 +          memset (up->frame->kpage + up->file_size, 0, PGSIZE - up->file_size);
 344 +        }
 345 +      else if (up->swap_page != SIZE_MAX)
 346 +        swap_read (up);
 347 +      else
 348 +        memset (up->frame->kpage, 0, PGSIZE);
 349 +    }
 350 +  pagedir_set_page (t->pagedir, up->upage, up->frame->kpage, true);
 351 +  return;
 352 +
 353 + bad_access:
 354 +  if (user || fault_addr > PHYS_BASE)
 355 +    {
 356 +      printf ("Page fault at %p: %s error %s page in %s context.\n",
 357 +              fault_addr,
 358 +              not_present ? "not present" : "rights violation",
 359 +              write ? "writing" : "reading",
 360 +              user ? "user" : "kernel");
 361 +      kill (f);
 362 +    }
 363 +  else
 364 +    {
 365 +      f->eip = (void (*) (void)) f->eax;
 366 +      f->eax = 0;
 367 +    }
 368  }
 369
 370 diff -urpN pintos.orig/src/userprog/process.c pintos/src/userprog/process.c
 371 --- pintos.orig/src/userprog/process.c  2004-09-22 17:58:29.000000000 -0700
 372 +++ pintos/src/userprog/process.c       2004-09-27 14:43:09.000000000 -0700
 373 @@ -7,15 +7,18 @@
 374  #include "userprog/gdt.h"
 375  #include "userprog/pagedir.h"
 376  #include "userprog/tss.h"
 377 +#include "vm/pageframe.h"
 378  #include "filesys/directory.h"
 379  #include "filesys/file.h"
 380  #include "filesys/filesys.h"
 381  #include "threads/flags.h"
 382  #include "threads/init.h"
 383  #include "threads/interrupt.h"
 384 +#include "threads/malloc.h"
 385  #include "threads/mmu.h"
 386  #include "threads/palloc.h"
 387  #include "threads/thread.h"
 388 +#include "vm/swap.h"
 389
 390  static thread_func execute_thread NO_RETURN;
 391  static bool load (const char *cmdline, void (**eip) (void), void **esp);
 392 @@ -100,6 +103,10 @@ process_exit (void)
 393        cur->pagedir = NULL;
 394        pagedir_activate (NULL);
 395        pagedir_destroy (pd);
 396 +
 397 +      /* We maintain the invariant that `hash' is initialized iff
 398 +         `pd != NULL'. */
 399 +      hash_destroy (&cur->pages);
 400      }
 401  }
 402
 403 @@ -182,7 +189,10 @@ struct Elf32_Phdr
 404  #define PF_R 4          /* Readable. */
 405
 406  static bool load_segment (struct file *, const struct Elf32_Phdr *);
 407 -static bool setup_stack (void **esp);
 408 +static bool setup_stack (const char *cmdline, void **esp);
 409 +static unsigned user_page_hash (const hash_elem *, void *);
 410 +static bool user_page_less (const hash_elem *, const hash_elem *, void *);
 411 +static struct user_page *make_user_page (void *upage);
 412
 413  /* Aborts loading an executable, with an error message. */
 414  #define LOAD_ERROR(MSG)                                         \
 415 @@ -198,19 +208,35 @@ static bool setup_stack (void **esp);
 416     and its initial stack pointer into *ESP.
 417     Returns true if successful, false otherwise. */
 418  bool
 419 -load (const char *filename, void (**eip) (void), void **esp)
 420 +load (const char *cmdline, void (**eip) (void), void **esp)
 421  {
 422    struct thread *t = thread_current ();
 423 +  char filename[NAME_MAX + 2];
 424    struct Elf32_Ehdr ehdr;
 425    struct file *file = NULL;
 426    off_t file_ofs;
 427    bool success = false;
 428 +  char *cp;
 429    int i;
 430
 431 +  /* Create hash of user pages. */
 432 +  hash_init (&t->pages, user_page_hash, user_page_less, NULL);
 433 +
 434    /* Allocate page directory. */
 435    t->pagedir = pagedir_create ();
 436 -  if (t->pagedir == NULL)
 437 -    LOAD_ERROR (("page directory allocation failed"));
 438 +  if (t->pagedir == NULL)
 439 +    {
 440 +      hash_destroy (&t->pages);
 441 +      LOAD_ERROR (("page directory allocation failed"));
 442 +    }
 443 +
 444 +  /* Extract filename from command line. */
 445 +  while (*cmdline == ' ')
 446 +    cmdline++;
 447 +  strlcpy (filename, cmdline, sizeof filename);
 448 +  cp = strchr (filename, ' ');
 449 +  if (cp != NULL)
 450 +    *cp = '\0';
 451
 452    /* Open executable file. */
 453    file = filesys_open (filename);
 454 @@ -269,8 +295,23 @@ load (const char *filename, void (**eip)
 455      }
 456
 457    /* Set up stack. */
 458 -  if (!setup_stack (esp))
 459 +  if (!setup_stack (cmdline, esp))
 460      goto done;
 461 +
 462 +#if 0
 463 +  {
 464 +    struct hash_iterator i;
 465 +
 466 +    hash_first (&i, &thread_current ()->pages);
 467 +    while (hash_next (&i))
 468 +      {
 469 +        struct user_page *up = hash_entry (hash_cur (&i),
 470 +                                           struct user_page, elem);
 471 +        printf ("%08x ", up->upage);
 472 +      }
 473 +    printf ("\n");
 474 +  }
 475 +#endif
 476
 477    /* Start address. */
 478    *eip = (void (*) (void)) ehdr.e_entry;
 479 @@ -279,14 +320,12 @@ load (const char *filename, void (**eip)
 480
 481   done:
 482    /* We arrive here whether the load is successful or not. */
 483 -  file_close (file);
 484 +  //file_close (file);                  // FIXME
 485    return success;
 486  }
 487  \f
 488  /* load() helpers. */
 489
 490 -static bool install_page (void *upage, void *kpage);
 491 -
 492  /* Loads the segment described by PHDR from FILE into user
 493     address space.  Return true if successful, false otherwise. */
 494  static bool
 495 @@ -296,6 +335,7 @@ load_segment (struct file *file, const s
 496    uint8_t *upage;     /* Iterator from start to end. */
 497    off_t filesz_left;  /* Bytes left of file data (as opposed to
 498                           zero-initialized bytes). */
 499 +  off_t file_ofs;
 500
 501    /* Is this a read-only segment?  Not currently used, so it's
 502       commented out.  You'll want to use it when implementing VM
 503 @@ -340,70 +380,206 @@ load_segment (struct file *file, const s
 504
 505    /* Load the segment page-by-page into memory. */
 506    filesz_left = phdr->p_filesz + (phdr->p_vaddr & PGMASK);
 507 -  file_seek (file, ROUND_DOWN (phdr->p_offset, PGSIZE));
 508 +  file_ofs = ROUND_DOWN (phdr->p_offset, PGSIZE);
 509    for (upage = start; upage < (uint8_t *) end; upage += PGSIZE)
 510      {
 511        /* We want to read min(PGSIZE, filesz_left) bytes from the
 512           file into the page and zero the rest. */
 513        size_t read_bytes = filesz_left >= PGSIZE ? PGSIZE : filesz_left;
 514 -      size_t zero_bytes = PGSIZE - read_bytes;
 515 -      uint8_t *kpage = palloc_get_page (PAL_USER);
 516 -      if (kpage == NULL)
 517 +      struct user_page *up = make_user_page (upage);
 518 +      if (up == NULL)
 519          return false;
 520
 521 -      /* Do the reading and zeroing. */
 522 -      if (file_read (file, kpage, read_bytes) != (int) read_bytes)
 523 +      if (read_bytes > 0)
 524          {
 525 -          palloc_free_page (kpage);
 526 -          return false;
 527 +          /* Map page. */
 528 +          up->file = file;
 529 +          up->file_ofs = file_ofs;
 530 +          up->file_size = read_bytes;
 531 +          file_ofs += read_bytes;
 532          }
 533 -      memset (kpage + read_bytes, 0, zero_bytes);
 534 -      filesz_left -= read_bytes;
 535 -
 536 -      /* Add the page to the process's address space. */
 537 -      if (!install_page (upage, kpage))
 538 +      else
 539          {
 540 -          palloc_free_page (kpage);
 541 -          return false;
 542 +          /* Page is all zeros.  Nothing to do. */
 543          }
 544 +      filesz_left -= read_bytes;
 545      }
 546 +
 547 +  return true;
 548 +}
 549 +
 550 +static void
 551 +reverse (int argc, char **argv)
 552 +{
 553 +  for (; argc > 1; argc -= 2, argv++)
 554 +    {
 555 +      char *tmp = argv[0];
 556 +      argv[0] = argv[argc - 1];
 557 +      argv[argc - 1] = tmp;
 558 +    }
 559 +}
 560 +static void *
 561 +push (uint8_t *kpage, size_t *ofs, const void *buf, size_t size)
 562 +{
 563 +  size_t padsize = ROUND_UP (size, sizeof (uint32_t));
 564 +  if (*ofs < padsize)
 565 +    return NULL;
 566 +
 567 +  *ofs -= padsize;
 568 +  memcpy (kpage + *ofs + (padsize - size), buf, size);
 569 +  return kpage + *ofs + (padsize - size);
 570 +}
 571 +
 572 +static bool
 573 +init_cmdline (uint8_t *kpage, uint8_t *upage, const char *cmdline,
 574 +              void **esp)
 575 +{
 576 +  size_t ofs = PGSIZE;
 577 +  char *const null = NULL;
 578 +  char *cmdline_copy;
 579 +  char *karg, *saveptr;
 580 +  int argc;
 581 +  char **argv;
 582 +
 583 +  /* Push command line string. */
 584 +  cmdline_copy = push (kpage, &ofs, cmdline, strlen (cmdline) + 1);
 585 +  if (cmdline_copy == NULL)
 586 +    return false;
 587 +
 588 +  if (push (kpage, &ofs, &null, sizeof null) == NULL)
 589 +    return false;
 590 +
 591 +  /* Parse command line into arguments
 592 +     and push them in reverse order. */
 593 +  argc = 0;
 594 +  for (karg = strtok_r (cmdline_copy, " ", &saveptr); karg != NULL;
 595 +       karg = strtok_r (NULL, " ", &saveptr))
 596 +    {
 597 +      char *uarg = upage + (karg - (char *) kpage);
 598 +      if (push (kpage, &ofs, &uarg, sizeof uarg) == NULL)
 599 +        return false;
 600 +      argc++;
 601 +    }
 602 +
 603 +  /* Reverse the order of the command line arguments. */
 604 +  argv = (char **) (upage + ofs);
 605 +  reverse (argc, (char **) (kpage + ofs));
 606 +
 607 +  /* Push argv, argc, "return address". */
 608 +  if (push (kpage, &ofs, &argv, sizeof argv) == NULL
 609 +      || push (kpage, &ofs, &argc, sizeof argc) == NULL
 610 +      || push (kpage, &ofs, &null, sizeof null) == NULL)
 611 +    return false;
 612 +
 613 +  /* Set initial stack pointer. */
 614 +  *esp = upage + ofs;
 615
 616    return true;
 617  }
 618
 619 -/* Create a minimal stack by mapping a zeroed page at the top of
 620 -   user virtual memory. */
 621 +/* Create a minimal stack for T by mapping a page at the
 622 +   top of user virtual memory.  Fills in the page using CMDLINE
 623 +   and sets *ESP to the stack pointer. */
 624  static bool
 625 -setup_stack (void **esp)
 626 +setup_stack (const char *cmdline, void **esp)
 627  {
 628 -  uint8_t *kpage;
 629 -  bool success = false;
 630 +  struct user_page *up = make_user_page ((uint8_t *) PHYS_BASE - PGSIZE);
 631 +  return (up != NULL
 632 +          && pageframe_allocate (up)
 633 +          && init_cmdline (up->frame->kpage, up->upage, cmdline, esp));
 634 +}
 635 +
 636 +static unsigned
 637 +user_page_hash (const hash_elem *e, void *aux UNUSED)
 638 +{
 639 +  struct user_page *up = hash_entry (e, struct user_page, elem);
 640 +  return hash_bytes (&up->upage, sizeof up->upage);
 641 +}
 642
 643 -  kpage = palloc_get_page (PAL_USER | PAL_ZERO);
 644 -  if (kpage != NULL)
 645 +static bool
 646 +user_page_less (const hash_elem *a_, const hash_elem *b_, void *aux UNUSED)
 647 +{
 648 +  struct user_page *a = hash_entry (a_, struct user_page, elem);
 649 +  struct user_page *b = hash_entry (b_, struct user_page, elem);
 650 +
 651 +  return a->upage < b->upage;
 652 +}
 653 +
 654 +static struct user_page *
 655 +make_user_page (void *upage)
 656 +{
 657 +  struct user_page *up;
 658 +
 659 +  up = malloc (sizeof *up);
 660 +  if (up != NULL)
 661      {
 662 -      success = install_page (((uint8_t *) PHYS_BASE) - PGSIZE, kpage);
 663 -      if (success)
 664 -        *esp = PHYS_BASE;
 665 +      memset (up, 0, sizeof *up);
 666 +      up->swap_page = SIZE_MAX;
 667 +
 668 +      up->upage = upage;
 669 +      if (hash_insert (&thread_current ()->pages, &up->elem) != NULL)
 670 +        {
 671 +          free (up);
 672 +          up = NULL;
 673 +        }
 674 +#if 0
 675        else
 676 -        palloc_free_page (kpage);
 677 +        printf ("make_user_page(%p) okay\n", upage);
 678 +#endif
 679      }
 680 -  else
 681 -    printf ("failed to allocate process stack\n");
 682
 683 -  return success;
 684 +  return up;
 685  }
 686
 687 -/* Adds a mapping from user virtual address UPAGE to kernel
 688 -   virtual address KPAGE to the page table.  Fails if UPAGE is
 689 -   already mapped or if memory allocation fails. */
 690 -static bool
 691 -install_page (void *upage, void *kpage)
 692 +static void
 693 +dump_page (struct user_page *up)
 694  {
 695 -  struct thread *t = thread_current ();
 696 +  off_t amt;
 697
 698 -  /* Verify that there's not already a page at that virtual
 699 -     address, then map our page there. */
 700 -  return (pagedir_get_page (t->pagedir, upage) == NULL
 701 -          && pagedir_set_page (t->pagedir, upage, kpage, true));
 702 +  ASSERT (up->file != NULL);
 703 +  up->file_size = PGSIZE;
 704 +  amt = file_write_at (up->file, up->frame->kpage,
 705 +                       up->file_size, up->file_ofs);
 706 +  ASSERT (amt == (off_t) up->file_size);
 707  }
 708 +
 709 +bool
 710 +process_evict_page (struct thread *t, struct user_page *up)
 711 +{
 712 +  ASSERT (up->frame != NULL);
 713 +
 714 +  if (pagedir_test_accessed (t->pagedir, up->upage))
 715 +    {
 716 +      pagedir_clear_accessed (t->pagedir, up->upage);
 717 +      return false;
 718 +    }
 719 +
 720 +  if (up->file == NULL)
 721 +    {
 722 +      if (!swap_write (up))
 723 +        return false;
 724 +    }
 725 +  else if (pagedir_test_dirty (t->pagedir, up->upage))
 726 +    {
 727 +      /* Need to write out. */
 728 +      if (up->private)
 729 +        {
 730 +          up->file = NULL; // FIXME
 731 +          up->private = false;
 732 +          if (!swap_write (up))
 733 +            return false;
 734 +        }
 735 +
 736 +      dump_page (up);
 737 +    }
 738 +  else
 739 +    {
 740 +      /* Already on disk, not dirty.
 741 +         Nothing to do. */
 742 +    }
 743 +
 744 +  pagedir_clear_page (t->pagedir, up->upage);
 745 +  pageframe_free (up->frame);
 746 +  return true;
 747 +}
 748 +
 749 diff -urpN pintos.orig/src/userprog/process.h pintos/src/userprog/process.h
 750 --- pintos.orig/src/userprog/process.h  2004-09-21 22:42:17.000000000 -0700
 751 +++ pintos/src/userprog/process.h       2004-09-27 14:43:13.000000000 -0700
 752 @@ -2,9 +2,32 @@
 753  #define USERPROG_PROCESS_H
 754
 755  #include "threads/thread.h"
 756 +#include "filesys/off_t.h"
 757 +
 758 +struct user_page
 759 +  {
 760 +    hash_elem elem;
 761 +    void *upage;                /* Virtual address of mapping. */
 762 +
 763 +    /* If FRAME is nonnull, the page is in memory.
 764 +       If FILE is nonnull, the page is on disk.
 765 +       If both are null, the page is all zeroes.
 766 +       If both are nonnull, the page is in memory and backed by a
 767 +       file mapping (not the swap file). */
 768 +    struct page_frame *frame;
 769 +    size_t swap_page;
 770 +    struct file *file;
 771 +    off_t file_ofs;
 772 +    size_t file_size;           /* Number of bytes on disk, <= PGSIZE. */
 773 +
 774 +    bool dirty : 1;
 775 +    bool accessed : 1;
 776 +    bool private : 1;           /* Write dirty pages to swap or to FILE? */
 777 +  };
 778
 779  tid_t process_execute (const char *filename);
 780  void process_exit (void);
 781  void process_activate (void);
 782 +bool process_evict_page (struct thread *, struct user_page *);
 783
 784  #endif /* userprog/process.h */
 785 diff -urpN pintos.orig/src/userprog/syscall.c pintos/src/userprog/syscall.c
 786 --- pintos.orig/src/userprog/syscall.c  2004-09-26 14:15:17.000000000 -0700
 787 +++ pintos/src/userprog/syscall.c       2004-09-27 14:42:01.000000000 -0700
 788 @@ -1,20 +1,429 @@
 789  #include "userprog/syscall.h"
 790  #include <stdio.h>
 791 +#include <string.h>
 792  #include <syscall-nr.h>
 793 +#include "threads/init.h"
 794  #include "threads/interrupt.h"
 795 +#include "threads/malloc.h"
 796 +#include "threads/mmu.h"
 797 +#include "threads/palloc.h"
 798  #include "threads/thread.h"
 799 +#include "userprog/pagedir.h"
 800 +#include "userprog/process.h"
 801 +#include "filesys/filesys.h"
 802 +#include "filesys/file.h"
 803 +#include "devices/kbd.h"
 804 +
 805 +typedef int syscall_function (int, int, int);
 806 +
 807 +static int sys_halt (void);
 808 +static int sys_exit (int status);
 809 +static int sys_exec (const char *ufile);
 810 +static int sys_join (tid_t);
 811 +static int sys_create (const char *ufile, unsigned initial_size);
 812 +static int sys_remove (const char *ufile);
 813 +static int sys_open (const char *ufile);
 814 +static int sys_filesize (int handle);
 815 +static int sys_read (int handle, void *udst_, unsigned size);
 816 +static int sys_write (int handle, void *usrc_, unsigned size);
 817 +static int sys_seek (int handle, unsigned position);
 818 +static int sys_tell (int handle);
 819 +static int sys_close (int handle);
 820 +
 821 +struct syscall
 822 +  {
 823 +    size_t arg_cnt;
 824 +    syscall_function *func;
 825 +  };
 826 +
 827 +struct syscall syscall_table[] =
 828 +  {
 829 +    {0, (syscall_function *) sys_halt},
 830 +    {1, (syscall_function *) sys_exit},
 831 +    {1, (syscall_function *) sys_exec},
 832 +    {1, (syscall_function *) sys_join},
 833 +    {2, (syscall_function *) sys_create},
 834 +    {1, (syscall_function *) sys_remove},
 835 +    {1, (syscall_function *) sys_open},
 836 +    {1, (syscall_function *) sys_filesize},
 837 +    {3, (syscall_function *) sys_read},
 838 +    {3, (syscall_function *) sys_write},
 839 +    {2, (syscall_function *) sys_seek},
 840 +    {1, (syscall_function *) sys_tell},
 841 +    {1, (syscall_function *) sys_close},
 842 +  };
 843 +static const int syscall_cnt = sizeof syscall_table / sizeof *syscall_table;
 844
 845  static void syscall_handler (struct intr_frame *);
 846 +static void copy_in (void *, const void *, size_t);
 847 +
 848 +static struct lock fs_lock;
 849
 850  void
 851  syscall_init (void)
 852  {
 853    intr_register (0x30, 3, INTR_ON, syscall_handler, "syscall");
 854 +  lock_init (&fs_lock, "fs");
 855  }
 856
 857  static void
 858 -syscall_handler (struct intr_frame *f UNUSED)
 859 +syscall_handler (struct intr_frame *f)
 860 +{
 861 +  struct syscall *s;
 862 +  int call_nr;
 863 +  int args[3];
 864 +
 865 +  copy_in (&call_nr, f->esp, sizeof call_nr);
 866 +  if (call_nr < 0 || call_nr >= syscall_cnt)
 867 +    {
 868 +      printf ("bad syscall number %d\n", call_nr);
 869 +      thread_exit ();
 870 +    }
 871 +
 872 +  s = syscall_table + call_nr;
 873 +  ASSERT (s->arg_cnt <= sizeof args / sizeof *args);
 874 +  memset (args, 0, sizeof args);
 875 +  copy_in (args, (uint32_t *) f->esp + 1, sizeof *args * s->arg_cnt);
 876 +  f->eax = s->func (args[0], args[1], args[2]);
 877 +}
 878 +
 879 +static bool
 880 +verify_user (const void *uaddr)
 881 +{
 882 +  return pagedir_get_page (thread_current ()->pagedir, uaddr) != NULL;
 883 +}
 884 +
 885 +static inline bool get_user (uint8_t *dst, const uint8_t *usrc) {
 886 +  int eax;
 887 +  asm ("movl $1f, %%eax; movb %2, %%al; movb %%al, %0; 1:"
 888 +       : "=m" (*dst), "=&a" (eax) : "m" (*usrc));
 889 +  return eax != 0;
 890 +}
 891 +
 892 +static inline bool put_user (uint8_t *udst, uint8_t byte) {
 893 +  int eax;
 894 +  asm ("movl $1f, %%eax; movb %b2, %0; 1:"
 895 +       : "=m" (*udst), "=&a" (eax) : "r" (byte));
 896 +  return eax != 0;
 897 +}
 898 +
 899 +static void
 900 +copy_in (void *dst_, const void *usrc_, size_t size)
 901 +{
 902 +  uint8_t *dst = dst_;
 903 +  const uint8_t *usrc = usrc_;
 904 +
 905 +  for (; size > 0; size--, dst++, usrc++)
 906 +    if (usrc >= (uint8_t *) PHYS_BASE || !get_user (dst, usrc))
 907 +      thread_exit ();
 908 +}
 909 +
 910 +static char *
 911 +copy_in_string (const char *us)
 912 +{
 913 +  char *ks;
 914 +  size_t length;
 915 +
 916 +  ks = palloc_get_page (0);
 917 +  if (ks == NULL)
 918 +    {
 919 +      printf ("copy_in_string: out of memory\n");
 920 +      thread_exit ();
 921 +    }
 922 +
 923 +  for (length = 0; length < PGSIZE; length++)
 924 +    {
 925 +      if (us >= (char *) PHYS_BASE || !get_user (ks + length, us++))
 926 +        {
 927 +          printf ("bad user reference (%p)\n", us + length);
 928 +          thread_exit ();
 929 +        }
 930 +
 931 +      if (ks[length] == '\0')
 932 +        return ks;
 933 +    }
 934 +
 935 +  printf ("copy_in_string: string too long\n");
 936 +  palloc_free_page (ks);
 937 +  thread_exit ();
 938 +}
 939 +
 940 +static int
 941 +sys_halt (void)
 942 +{
 943 +  power_off ();
 944 +}
 945 +
 946 +static int
 947 +sys_exit (int ret_code)
 948  {
 949 -  printf ("system call!\n");
 950 +  thread_current ()->ret_code = ret_code;
 951    thread_exit ();
 952 +  NOT_REACHED ();
 953 +}
 954 +
 955 +static int
 956 +sys_exec (const char *ufile)
 957 +{
 958 +  tid_t tid;
 959 +  char *kfile = copy_in_string (ufile);
 960 +
 961 +  lock_acquire (&fs_lock);
 962 +  tid = process_execute (kfile);
 963 +  lock_release (&fs_lock);
 964 +
 965 +  palloc_free_page (kfile);
 966 +
 967 +  return tid;
 968 +}
 969 +
 970 +static int
 971 +sys_join (tid_t child)
 972 +{
 973 +  return thread_join (child);
 974 +}
 975 +
 976 +static int
 977 +sys_create (const char *ufile, unsigned initial_size)
 978 +{
 979 +  char *kfile = copy_in_string (ufile);
 980 +  bool ok;
 981 +
 982 +  lock_acquire (&fs_lock);
 983 +  ok = filesys_create (kfile, initial_size);
 984 +  lock_release (&fs_lock);
 985 +
 986 +  palloc_free_page (kfile);
 987 +
 988 +  return ok;
 989 +}
 990 +
 991 +static int
 992 +sys_remove (const char *ufile)
 993 +{
 994 +  char *kfile = copy_in_string (ufile);
 995 +  bool ok;
 996 +
 997 +  lock_acquire (&fs_lock);
 998 +  ok = filesys_remove (kfile);
 999 +  lock_release (&fs_lock);
1000 +
1001 +  palloc_free_page (kfile);
1002 +
1003 +  return ok;
1004 +}
1005 +
1006 +struct fildes
1007 +  {
1008 +    list_elem elem;
1009 +    struct file *file;
1010 +    int handle;
1011 +  };
1012 +
1013 +static int
1014 +sys_open (const char *ufile)
1015 +{
1016 +  char *kfile = copy_in_string (ufile);
1017 +  struct fildes *fd;
1018 +  int handle = -1;
1019 +
1020 +  fd = malloc (sizeof *fd);
1021 +  if (fd == NULL)
1022 +    goto exit;
1023 +
1024 +  lock_acquire (&fs_lock);
1025 +  fd->file = filesys_open (kfile);
1026 +  if (fd->file != NULL)
1027 +    {
1028 +      struct thread *cur = thread_current ();
1029 +      handle = fd->handle = cur->next_handle++;
1030 +      list_push_front (&cur->fds, &fd->elem);
1031 +    }
1032 +  else
1033 +    free (fd);
1034 +  lock_release (&fs_lock);
1035 +
1036 + exit:
1037 +  palloc_free_page (kfile);
1038 +  return handle;
1039 +}
1040 +
1041 +static struct fildes *
1042 +lookup_fd (int handle)
1043 +{
1044 +  struct thread *cur = thread_current ();
1045 +  list_elem *e;
1046 +
1047 +  for (e = list_begin (&cur->fds); e != list_end (&cur->fds);
1048 +       e = list_next (e))
1049 +    {
1050 +      struct fildes *fd = list_entry (e, struct fildes, elem);
1051 +      if (fd->handle == handle)
1052 +        return fd;
1053 +    }
1054 +
1055 +  printf ("no handle %d\n", handle);
1056 +thread_exit ();
1057 +}
1058 +
1059 +static int
1060 +sys_filesize (int handle)
1061 +{
1062 +  struct fildes *fd = lookup_fd (handle);
1063 +  int size;
1064 +
1065 +  lock_acquire (&fs_lock);
1066 +  size = file_length (fd->file);
1067 +  lock_release (&fs_lock);
1068 +
1069 +  return size;
1070 +}
1071 +
1072 +static int
1073 +sys_read (int handle, void *udst_, unsigned size)
1074 +{
1075 +  uint8_t *udst = udst_;
1076 +  struct fildes *fd;
1077 +  int bytes_read = 0;
1078 +
1079 +  if (handle == STDIN_FILENO)
1080 +    {
1081 +      for (bytes_read = 0; (size_t) bytes_read < size; bytes_read++)
1082 +        if (udst >= (uint8_t *) PHYS_BASE || !put_user (udst++, kbd_getc ()))
1083 +          thread_exit ();
1084 +      return bytes_read;
1085 +    }
1086 +
1087 +  lock_acquire (&fs_lock);
1088 +  fd = lookup_fd (handle);
1089 +  while (size > 0)
1090 +    {
1091 +      size_t page_left = PGSIZE - pg_ofs (udst);
1092 +      size_t read_amt = size < page_left ? size : page_left;
1093 +      off_t retval;
1094 +
1095 +      if (!verify_user (udst))
1096 +        {
1097 +          lock_release (&fs_lock);
1098 +          thread_exit ();
1099 +        }
1100 +
1101 +      retval = file_read (fd->file, udst, read_amt);
1102 +      if (retval < 0)
1103 +        {
1104 +          if (bytes_read == 0)
1105 +            bytes_read = -1;
1106 +          break;
1107 +        }
1108 +
1109 +      bytes_read += retval;
1110 +      if (retval != (off_t) read_amt)
1111 +        break;
1112 +
1113 +      udst += retval;
1114 +      size -= retval;
1115 +    }
1116 +  lock_release (&fs_lock);
1117 +
1118 +  return bytes_read;
1119 +}
1120 +
1121 +static int
1122 +sys_write (int handle, void *usrc_, unsigned size)
1123 +{
1124 +  uint8_t *usrc = usrc_;
1125 +  struct fildes *fd = NULL;
1126 +  int bytes_written = 0;
1127 +
1128 +  lock_acquire (&fs_lock);
1129 +  if (handle != STDOUT_FILENO)
1130 +    fd = lookup_fd (handle);
1131 +  while (size > 0)
1132 +    {
1133 +      size_t page_left = PGSIZE - pg_ofs (usrc);
1134 +      size_t write_amt = size < page_left ? size : page_left;
1135 +      off_t retval;
1136 +
1137 +      if (!verify_user (usrc))
1138 +        {
1139 +          lock_release (&fs_lock);
1140 +          thread_exit ();
1141 +        }
1142 +
1143 +      if (handle == STDOUT_FILENO)
1144 +        {
1145 +          putbuf (usrc, write_amt);
1146 +          retval = write_amt;
1147 +        }
1148 +      else
1149 +        retval = file_write (fd->file, usrc, write_amt);
1150 +      if (retval < 0)
1151 +        {
1152 +          if (bytes_written == 0)
1153 +            bytes_written = -1;
1154 +          break;
1155 +        }
1156 +
1157 +      bytes_written += retval;
1158 +      if (retval != (off_t) write_amt)
1159 +        break;
1160 +
1161 +      usrc += retval;
1162 +      size -= retval;
1163 +    }
1164 +  lock_release (&fs_lock);
1165 +
1166 +  return bytes_written;
1167 +}
1168 +
1169 +static int
1170 +sys_seek (int handle, unsigned position)
1171 +{
1172 +  struct fildes *fd = lookup_fd (handle);
1173 +
1174 +  lock_acquire (&fs_lock);
1175 +  file_seek (fd->file, position);
1176 +  lock_release (&fs_lock);
1177 +
1178 +  return 0;
1179 +}
1180 +
1181 +static int
1182 +sys_tell (int handle)
1183 +{
1184 +  struct fildes *fd = lookup_fd (handle);
1185 +  unsigned position;
1186 +
1187 +  lock_acquire (&fs_lock);
1188 +  position = file_tell (fd->file);
1189 +  lock_release (&fs_lock);
1190 +
1191 +  return position;
1192 +}
1193 +
1194 +static int
1195 +sys_close (int handle)
1196 +{
1197 +  struct fildes *fd = lookup_fd (handle);
1198 +  lock_acquire (&fs_lock);
1199 +  file_close (fd->file);
1200 +  lock_release (&fs_lock);
1201 +  list_remove (&fd->elem);
1202 +  free (fd);
1203 +  return 0;
1204 +}
1205 +
1206 +void
1207 +syscall_exit (void)
1208 +{
1209 +  struct thread *cur = thread_current ();
1210 +  list_elem *e, *next;
1211 +
1212 +  for (e = list_begin (&cur->fds); e != list_end (&cur->fds); e = next)
1213 +    {
1214 +      struct fildes *fd = list_entry (e, struct fildes, elem);
1215 +      next = list_next (e);
1216 +      file_close (fd->file);
1217 +      free (fd);
1218 +    }
1219  }
1220 diff -urpN pintos.orig/src/userprog/syscall.h pintos/src/userprog/syscall.h
1221 --- pintos.orig/src/userprog/syscall.h  2004-09-05 22:38:45.000000000 -0700
1222 +++ pintos/src/userprog/syscall.h       2004-09-27 13:29:44.000000000 -0700
1223 @@ -2,5 +2,6 @@
1224  #define USERPROG_SYSCALL_H
1225
1226  void syscall_init (void);
1227 +void syscall_exit (void);
1228
1229  #endif /* userprog/syscall.h */
1230 diff -urpN pintos.orig/src/vm/pageframe.c pintos/src/vm/pageframe.c
1231 --- pintos.orig/src/vm/pageframe.c      1969-12-31 16:00:00.000000000 -0800
1232 +++ pintos/src/vm/pageframe.c   2004-09-27 13:29:44.000000000 -0700
1233 @@ -0,0 +1,75 @@
1234 +#include "vm/pageframe.h"
1235 +#include <stdint.h>
1236 +#include "threads/init.h"
1237 +#include "threads/malloc.h"
1238 +#include "threads/mmu.h"
1239 +#include "threads/palloc.h"
1240 +#include "userprog/process.h"
1241 +
1242 +static struct page_frame *frames;
1243 +static size_t frame_cnt;
1244 +
1245 +static struct page_frame *next_frame;
1246 +
1247 +static inline bool
1248 +in_use (const struct page_frame *pf)
1249 +{
1250 +  ASSERT ((pf->owner != NULL) == (pf->user_page != NULL));
1251 +  return pf->owner != NULL;
1252 +}
1253 +
1254 +void
1255 +pageframe_init (void)
1256 +{
1257 +  uint8_t *kpage;
1258 +
1259 +  frame_cnt = ram_pages;
1260 +  frames = calloc (sizeof *frames, frame_cnt);
1261 +  if (frames == NULL)
1262 +    PANIC ("can't allocate page frames");
1263 +
1264 +  while ((kpage = palloc_get_page (PAL_USER)) != NULL)
1265 +    {
1266 +      struct page_frame *pf = frames + (vtop (kpage) >> PGBITS);
1267 +      pf->kpage = kpage;
1268 +    }
1269 +
1270 +  next_frame = frames;
1271 +}
1272 +
1273 +bool
1274 +pageframe_allocate (struct user_page *up)
1275 +{
1276 +  struct page_frame *pf;
1277 +  size_t loops;
1278 +
1279 +  ASSERT (up->frame == NULL);
1280 +
1281 +  loops = 0;
1282 +  do
1283 +    {
1284 +      pf = next_frame++;
1285 +      if (next_frame >= frames + frame_cnt)
1286 +        next_frame = frames;
1287 +      if (loops++ > 2 * frame_cnt)
1288 +        return false;
1289 +    }
1290 +  while (pf->kpage == NULL
1291 +         || (in_use (pf) && !process_evict_page (pf->owner, pf->user_page)));
1292 +
1293 +  ASSERT (!in_use (pf));
1294 +  pf->owner = thread_current ();
1295 +  pf->user_page = up;
1296 +  up->frame = pf;
1297 +  return true;
1298 +}
1299 +
1300 +void
1301 +pageframe_free (struct page_frame *pf)
1302 +{
1303 +  ASSERT (in_use (pf));
1304 +
1305 +  pf->owner = NULL;
1306 +  pf->user_page->frame = NULL;
1307 +  pf->user_page = NULL;
1308 +}
1309 diff -urpN pintos.orig/src/vm/pageframe.h pintos/src/vm/pageframe.h
1310 --- pintos.orig/src/vm/pageframe.h      1969-12-31 16:00:00.000000000 -0800
1311 +++ pintos/src/vm/pageframe.h   2004-09-27 13:29:44.000000000 -0700
1312 @@ -0,0 +1,17 @@
1313 +#ifndef VM_PAGEFRAME_H
1314 +#define VM_PAGEFRAME_H 1
1315 +
1316 +#include <stdbool.h>
1317 +
1318 +struct page_frame
1319 +  {
1320 +    void *kpage;
1321 +    struct thread *owner;
1322 +    struct user_page *user_page;
1323 +  };
1324 +
1325 +void pageframe_init (void);
1326 +bool pageframe_allocate (struct user_page *);
1327 +void pageframe_free (struct page_frame *);
1328 +
1329 +#endif /* vm/pageframe.h */
1330 diff -urpN pintos.orig/src/vm/swap.c pintos/src/vm/swap.c
1331 --- pintos.orig/src/vm/swap.c   1969-12-31 16:00:00.000000000 -0800
1332 +++ pintos/src/vm/swap.c        2004-09-27 13:29:44.000000000 -0700
1333 @@ -0,0 +1,66 @@
1334 +#include "vm/swap.h"
1335 +#include <bitmap.h>
1336 +#include <stdio.h>
1337 +#include "vm/pageframe.h"
1338 +#include "threads/mmu.h"
1339 +#include "filesys/file.h"
1340 +#include "filesys/filesys.h"
1341 +#include "userprog/process.h"
1342 +
1343 +static size_t swap_pages;
1344 +static struct disk *swap_disk;
1345 +static struct bitmap *used_pages;
1346 +
1347 +void
1348 +swap_init (void)
1349 +{
1350 +  swap_disk = disk_get (1, 1);
1351 +  if (swap_disk == NULL)
1352 +    PANIC ("no swap disk");
1353 +  swap_pages = disk_size (swap_disk) / (PGSIZE / DISK_SECTOR_SIZE);
1354 +  printf ("swap disk has room for %zu pages\n", swap_pages);
1355 +
1356 +  used_pages = bitmap_create (swap_pages);
1357 +  if (used_pages == NULL)
1358 +    PANIC ("couldn't create swap bitmap");
1359 +}
1360 +
1361 +bool
1362 +swap_write (struct user_page *up)
1363 +{
1364 +  size_t page;
1365 +  disk_sector_t sector;
1366 +  int i;
1367 +
1368 +  ASSERT (up->frame != NULL);
1369 +  ASSERT (up->file == NULL);
1370 +
1371 +  page = bitmap_scan_and_flip (used_pages, 0, 1, false);
1372 +  if (page == BITMAP_ERROR)
1373 +    return false;
1374 +
1375 +  up->swap_page = page;
1376 +  sector = (disk_sector_t) page * (PGSIZE / DISK_SECTOR_SIZE);
1377 +  for (i = 0; i < PGSIZE / DISK_SECTOR_SIZE; i++)
1378 +    disk_write (swap_disk, sector++, up->frame->kpage + i * DISK_SECTOR_SIZE);
1379 +
1380 +  return true;
1381 +}
1382 +
1383 +void
1384 +swap_read (struct user_page *up)
1385 +{
1386 +  disk_sector_t sector;
1387 +  int i;
1388 +
1389 +  ASSERT (up->frame != NULL);
1390 +
1391 +  ASSERT (bitmap_test (used_pages, up->swap_page));
1392 +  bitmap_reset (used_pages, up->swap_page);
1393 +
1394 +  sector = (disk_sector_t) up->swap_page * (PGSIZE / DISK_SECTOR_SIZE);
1395 +  for (i = 0; i < PGSIZE / DISK_SECTOR_SIZE; i++)
1396 +    disk_read (swap_disk, sector++, up->frame->kpage + i * DISK_SECTOR_SIZE);
1397 +
1398 +  up->swap_page = SIZE_MAX;
1399 +}
1400 diff -urpN pintos.orig/src/vm/swap.h pintos/src/vm/swap.h
1401 --- pintos.orig/src/vm/swap.h   1969-12-31 16:00:00.000000000 -0800
1402 +++ pintos/src/vm/swap.h        2004-09-27 13:29:44.000000000 -0700
1403 @@ -0,0 +1,11 @@
1404 +#ifndef VM_SWAP_H
1405 +#define VM_SWAP_H 1
1406 +
1407 +#include <stdbool.h>
1408 +
1409 +struct user_page;
1410 +void swap_init (void);
1411 +bool swap_write (struct user_page *);
1412 +void swap_read (struct user_page *);
1413 +
1414 +#endif /* vm/swap.h */