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[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 handle page
50 faults, how to organize the swap disk, how to implement paging, etc.
51 In each case, we will expect you to provide a defensible justification
52 in your design documentation as to why your choices are reasonable.
53 You should evaluate your design on all the available criteria: speed
54 of handling a page fault, space overhead in memory, minimizing the
55 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 files and the swap disk.  You may use the
308 disk on interface @code{hd1:1} as the swap disk.
309
310 You will need routines to move a page from memory to disk and from
311 disk to memory, where ``disk'' is either a file or the swap disk.  If
312 you do everything correctly, your VM should still work when you
313 implement your own file system for the next assignment.
314
315 You will need a way to track pages which are used by a process but
316 which are not in physical memory, to fully handle page faults.  Pages
317 that you write to swap should not be constrained to be in sequential
318 order.  You will also need a way to track all of the physical memory
319 pages, in order to find an unused one when needed, or to evict a page
320 when memory is needed but no empty pages are available.  The data
321 structures that you designed in part 1 should do most of the work for
322 you.
323
324 You will need a page replacement algorithm.  The hardware sets the
325 accessed and dirty bits when it accesses memory.  Therefore, you
326 should be able to take advantage of this information to implement some
327 algorithm which attempts to achieve LRU-type behavior.  We expect that
328 your algorithm perform at least as well as a reasonable implementation
329 of the second-chance (clock) algorithm.  You will need to show in your
330 test cases the value of your page replacement algorithm by
331 demonstrating for some workload that it pages less frequently using
332 your algorithm than using some inferior page replacement policy.  The
333 canonical example of a poor page replacement policy is random
334 replacement.
335
336 Since you will already be paging from disk, you should implement a
337 ``lazy'' loading scheme for new processes.  When a process is created,
338 it will not run immediately.  Therefore, it doesn't make sense to load
339 all its code, data, and stack into memory when the process is created,
340 since it might incur additional disk accesses to do so (if it gets
341 paged out before it runs).  When loading a new process, you should
342 leave most pages on disk, and bring them in as demanded when the
343 program begins running.  Your VM system should also use the executable
344 file itself as backing store for read-only segments, since these
345 segments won't change.
346
347 There are a few special cases.  Look at the loop in
348 @code{load_segment()} in @file{userprog/process.c}.  Each time
349 around the loop, @code{read_bytes} represents the number of bytes to
350 read from the executable file and @code{zero_bytes} represents the number
351 of bytes to initialize to zero following the bytes read.  The two
352 always sum to @code{PGSIZE}.  The page handling depends on these
353 variables' values:
354
355 @itemize @bullet
356 @item
357 If @code{read_bytes} equals @code{PGSIZE}, the page should be demand
358 paged from disk on its first access.
359
360 @item 
361 If @code{zero_bytes} equals @code{PGSIZE}, the page does not need to
362 be read from disk at all because it is all zeroes.  You should handle
363 such pages by creating a new page consisting of all zeroes at the
364 first page fault.
365
366 @item
367 If neither @code{read_bytes} nor @code{zero_bytes} equals
368 @code{PGSIZE}, then part of the page is to be read from disk and the
369 remainder zeroed.  This is a special case.  You may handle it by
370 reading the partial page from disk at executable load time and zeroing
371 the rest of the page.  This is the only case in which we will allow
372 you to load a page in a non-``lazy'' fashion.  Many real OSes such as
373 Linux do not load partial pages lazily.
374 @end itemize
375
376 Incidentally, if you have trouble handling the third case above, you
377 can eliminate it temporarily by linking the test programs with a
378 special ``linker script.''  Read @file{tests/userprog/Makefile} for
379 details.  We will not test your submission with this special linker
380 script, so the code you turn in must properly handle all cases.
381
382 You may optionally implement sharing: when multiple processes are
383 created that use the same executable file, share read-only pages among
384 those processes instead of creating separate copies of read-only
385 segments for each process.  If you carefully designed your data
386 structures in part 1, sharing of read-only pages should not make this
387 part significantly harder.
388
389 @node Problem 3-3 Memory Mapped Files
390 @section Problem 3-3: Memory Mapped Files
391
392 Implement memory mapped files.
393
394 You will need to implement the following system calls:
395
396 @table @asis
397 @item SYS_mmap
398 @itemx bool mmap (int @var{fd}, void *@var{addr}, unsigned @var{length})
399
400 Maps the file open as @var{fd} into the process's address space
401 starting at @var{addr} for @var{length} bytes.  Returns true if
402 successful, false on failure.  
403
404 @item SYS_munmap
405 @itemx bool munmap (void *addr, unsigned length)
406
407 Unmaps the segment specified by id.  This cannot be used to unmap
408 segments mapped by the executable loader.  Returns 0 on success, -1 on
409 failure.  When a file is unmapped, all outstanding changes are written
410 to the file, and the segment's pages are removed from the process's
411 list of used virtual pages.
412 @end table
413
414 Calls to @code{mmap} must fail if the address is not page-aligned, if
415 the length is not positive and a multiple of @var{PGSIZE}.  You also
416 must error check to make sure that the new segment does not overlap
417 already existing segments, and fail if it isn't.  If the length passed
418 to @code{mmap} is less than the file's length, you should only map the
419 first part of the file.  If the length passed to @code{mmap} is longer
420 than the file, the file should grow to the requested length.  Similar
421 to the code segment, your VM system should be able to use the
422 @code{mmap}'d file itself as backing store for the mmap segment, since
423 the changes to the @code{mmap} segment will eventually be written to
424 the file.  (In fact, you may choose to implement executable mappings
425 as a special case of file mappings.)
426
427 @node Virtual Memory FAQ
428 @section FAQ
429
430 @enumerate 1
431 @item
432 @b{Do we need a working HW 2 to implement HW 3?}
433
434 Yes.
435
436 @item
437 @b{How do I use the hash table provided in @file{lib/hash.c}?}
438
439 FIXME
440
441 There are two things you need to use this hashtable:
442
443 1. You need to decide on a key type. The key should be something
444 that is unique for each object as inserting two objects with
445 the same key will cause the second to overwrite the first.
446 (The keys are compared with ==, so you should stick to
447 integers and pointers unless you know how to do operator
448 overloading.) You also need to write a hash function that
449 converts key values to integers, which you will pass into the
450 hash table constructor.
451
452 2. Your key needs to be a field of your object type, and you
453 will need to supply a 'get' function that given an object
454 returns the key.
455
456 Here's a quick example of how to construct a hash table. In
457 this table the keys are Thread pointers and the objects are
458 integers (you will be using different key/value pairs I'm
459 sure). In addition, this hash function is pretty puny. You
460 should probably use a better one.
461
462 @example
463 FIXME
464 @end example
465
466 and to construct the hash table:
467
468 HashTable<Thread *, HashObject *> *htable;
469
470 htable = new HashTable<Thread *, HashObject *>(ExtractKeyFromHashObject,
471                                             MyKeyToHashValue);
472
473 If you have any other questions about hash tables, the CS109
474 and CS161 textbooks have good chapters on them, or you can come
475 to any of the TA's office hours for further clarification.
476
477 @item
478 @b{The current implementation of the hash table does not do something
479 that we need it to do. What gives?}
480
481 You are welcome to modify it.  It is not used by any of the code we
482 provided, so modifying it won't affect any code but yours.  Do
483 whatever it takes to make it work the way you want.
484
485 @item
486 @b{What controls the layout of user programs?}
487
488 The linker is responsible for the layout of a user program in
489 memory. The linker is directed by a ``linker script'' which tells it
490 the names and locations of the various program segments. The
491 test/script and testvm/script files are the linker scripts for the
492 multiprogramming and virtual memory assignments respectively. You can
493 learn more about linker scripts by reading the ``Scripts'' chapter in
494 the linker manual, accessible via @samp{info ld}.
495
496 @item Page Table Management FAQs
497 @enumerate 1
498 @item
499 @b{Do page tables need to created lazily?}
500
501 No.  You can create the page tables at load time (or @code{mmap} time)
502 if you like.
503
504 @item
505 @b{Our code handles the PageFault exceptions. However, the number of
506 page faults handled does not show up in the final stats output. Is
507 there a counter that we must increment to correct this problem?}
508
509 FIXME 
510
511 Yes, you'll need to update kernel->stats->numPageFaults when
512 you handle a page fault in your code.
513 @end enumerate
514
515 @item Paging FAQs
516
517 @enumerate 1
518 @item
519 @item
520 @b{Does the virtual memory system need to support growth of the stack
521 segment?}
522
523 Yes. If a page fault appears just below the last stack segment page,
524 you must add a new page to the bottom of the stack. It is impossible
525 to predict how large the stack will grow at compile time, so we must
526 allocate pages as necessary. You should only allocate additional pages
527 if they ``appear'' to be stack accesses.
528
529 @item
530 @b{Does the first stack page need to be loaded lazily?}
531
532 No, you can initialize the first stack page with the command line at
533 load time.  There's no need to wait for it to be faulted in.  Even if
534 you did wait, the very first instruction in the user program is likely
535 to be one that faults in the page.
536
537 @item
538 @b{Does the virtual memory system need to support growth of the data
539 segment?}
540
541 No.  The size of the data segment is determined by the linker.  We
542 still have no dynamic allocation in Pintos (although it is possible to
543 ``fake'' it at the user level by using memory-mapped files).
544 Implementing @code{sbrk()} has been an extra-credit assignment in
545 previous years, but adds little additional complexity to a
546 well-designed system.
547
548 @item
549 @b{But what do you mean by ``appear'' to be stack accesses? How big can a
550 stack growth be?  Under what circumstances do we grow the stack?}
551
552 If it looks like a stack request, then you grow the stack. Yes, that's
553 ambiguous. You need to make a reasonable decision about what looks
554 like a stack request. For example, you could decide a page, or two
555 pages, or ten pages, or more@enddots{}  Or, you could use some other
556 heuristic to figure this out.
557
558 Make a reasonable decision and document it in your code and in
559 your design document.  Please make sure to justify your decision.
560
561 @item
562 @b{How big should the file(s) we're using as a backing store for memory
563 be?}
564
565 These files will need to be able to grow based on the number of pages
566 you're committed to storing on behalf of the processes currently in
567 memory.  They should be able to grow to the full size of the disk.
568 @end enumerate
569
570 @item Memory Mapped File FAQs
571
572 @enumerate 1
573 @item
574 @b{How do we interact with memory-mapped files?}
575
576 Let's say you want to map a file called @file{foo} into your address
577 space at address @t{0x10000000}. You open the file, determine its
578 length, and then use Mmap:
579
580 @example
581 #include <stdio.h>
582 #include <syscall.h>
583
584 int main (void)
585 @{
586     void *addr = (void *) 0x10000000;
587     int fd = open ("foo");
588     int length = filesize (fd);
589     if (mmap (fd, addr, length))
590         printf ("success!\n");
591 @}
592 @end example
593
594 Suppose @file{foo} is a text file and you want to print the first 64
595 bytes on the screen (assuming, of course, that the length of the file
596 is at least 64).  Without @code{mmap}, you'd need to allocate a
597 buffer, use @code{read} to get the data from the file into the buffer,
598 and finally use @code{write} to put the buffer out to the display. But
599 with the file mapped into your address space, you can directly address
600 it like so:
601
602 @example
603 write (addr, 64, STDOUT_FILENO);
604 @end example
605
606 Similarly, if you wanted to replace the first byte of the file,
607 all you need to do is:
608
609 @example
610 addr[0] = 'b';
611 @end example
612
613 When you're done using the memory-mapped file, you simply unmap
614 it:
615
616 @example
617 munmap (addr);
618 @end example
619
620 @item
621 @b{What if two processes memory-map the same file?}
622
623 There is no requirement in Pintos that the two processes see
624 consistent data.  Unix handles this by making the processes share the
625 same physical page, but the @code{mmap} system call also has an
626 argument allowing the client to specify whether the page is shared or
627 private (i.e.@: copy-on-write).
628
629 @item
630 @b{What happens if a user removes a @code{mmap}'d file?}
631
632 @item
633 You should follow the Unix convention and the mapping should still be
634 valid.  This is similar to the question in the User Programs FAQ about
635 a process with a file descriptor to a file that has been removed.
636
637 @item
638 @b{What if a process writes to a page that is memory-mapped, but the
639 location written to in the memory-mapped page is past the end
640 of the memory-mapped file?}
641
642 Can't happen.  @code{mmap} extends the file to the requested length,
643 and Pintos provides no way to shorten a file.  You can remove a file,
644 but the mapping remains valid (see the previous question).
645
646 @item
647 @b{Do we have to handle memory mapping @code{stdin} or @code{stdout}?}
648
649 No.  Memory mapping implies that a file has a length and that a user
650 can seek to any location in the file.  Since the console device has
651 neither of these properties, @code{mmap} should return false when the
652 user attempts to memory map a file descriptor for the console device.
653
654 @item
655 @b{What happens when a process exits with mmap'd files?}
656
657 When a process finishes each of its @code{mmap}'d files is implicitly
658 unmapped.  When a process @code{mmap}s a file and then writes into the
659 area for the file it is making the assumption the changes will be
660 written to the file.
661
662 @item
663 @b{If a user closes a mmaped file, should be automatically unmap it
664 for them?}
665
666 No, once created the mapping is valid until @code{munmap} is called
667 or the process exits.
668 @end enumerate
669 @end enumerate
670
671 TLB invalidation FIXME