시작하기(Getting Started)

Pintos 개발 환경 시작 가이드

1. 설치 전 준비

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Linux 환경 (예: Ubuntu 16.04 이상) 또는 WSL2 (Windows의 경우)

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테스트 환경은 다음과 같음:

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Ubuntu 16.04.6 LTS

◦

gcc 7.4.0

◦

qemu-system-x86 2.5.0

 학교 제공 서버 기준으로 테스트됩니다. 개인 환경은 공식 지원되지 않습니다.

2. Pintos 소스코드 다운로드

git clone https://github.com/casys-kaist/pintos-kaist
cd pintos-kaist
Bash
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 주의: 이 저장소는 변경될 수 있으므로, fork(복사)한 후 동기화(sync) 하는 방식을 권장합니다.

절대로 public fork 금지

3. 개발 도구 설치 (Ubuntu / WSL2 기준)

sudo apt update
sudo apt install -y gcc make qemu-system-x86 python3
Bash
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※ gcc는 32비트 컴파일을 위해 multilib 필요할 수 있음:

sudo apt install gcc-multilib
Bash
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4. 환경 설정 활성화

Pintos 루트 디렉토리에서 아래 명령 실행:

source ./activate
Bash
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이 명령은 다음을 자동으로 설정해줍니다:

•

PATH 등록

•

Makefile 동작을 위한 환경변수

5. 매번 자동으로 활성화하려면 .bashrc에 추가

cd ~
code .bashrc  # VSCode로 편집
Bash
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다음 라인을 가장 아래에 추가:

# command for logging in
source ~/pintos-kaist/activate
Bash
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변경 후 터미널 재시작 또는 아래 명령으로 적용:

source ~/.bashrc
Bash
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이제 Pintos 실습을 시작할 준비가 완료되었습니다!

지금부터는 WSL의 Pintos 개발환경을 VSCode로 연동해서 편하게 작업할 수 있도록 해드릴게요.

Windows + WSL + VSCode 조합은 Pintos 개발에 아주 좋습니다.

1. VSCode에 WSL 확장 설치

VSCode 실행

좌측 사이드바에서 Extensions (확장) 클릭

검색창에 Remote - WSL 입력

Microsoft에서 만든 Remote - WSL 확장 설치

확장 ID: ms-vscode-remote.remote-wsl

2. WSL 환경에서 VSCode 열기

방법 A. WSL 터미널에서 VSCode 실행

WSL Ubuntu 터미널에 아래 입력:

cd /mnt/d/Github/pintos-kaist #본인 설치 경로
code .
Bash
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code . 명령이 실행되면, 현재 디렉토리가 VSCode에서 열리며 WSL 연동된 창이 뜹니다.

상단에 [WSL: Ubuntu] 표시가 보이면 성공입니다.

3. VSCode 설정 추천

settings.json (선택사항)

.vscode/settings.json 파일을 프로젝트 루트에 만들어 아래 내용 추가:

{
  "terminal.integrated.defaultProfile.linux": "bash",
  "C_Cpp.default.configurationProvider": "ms-vscode.makefile-tools",
  "files.associations": {
    "*.h": "c"
  }
}
JSON
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Makefile 기반 프로젝트를 위한 설정입니다.

4. C/C++ 확장도 설치

VSCode 확장 탭에서 C/C++ 검색

Microsoft에서 만든 확장 설치

확장 ID: ms-vscode.cpptools

5. 빌드/실행은 터미널에서

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VSCode 내에서 Ctrl + ~ 키 눌러 터미널 열고,

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Pintos 디렉토리에서 작업:

cd threads   # cd = change directory (디렉토리 이동)
make         # 커널 빌드
make check   # 테스트 실행

# 예시 결과:
# 20 of 27 tests failed. (← 테스트 통과율을 체크하기 위해 나오는 메시지)
Bash
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빌드가 완료된 후, build 디렉토리에서 주목할 만한 주요 파일들은 다음과 같습니다

•

Makefile

pintos/src/Makefile.build의 복사본입니다. 커널을 어떻게 빌드하는지를 정의하고 있습니다.

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kernel.o

전체 커널의 오브젝트 파일입니다.

각각의 커널 소스 파일을 개별적으로 컴파일한 후 이들을 하나로 링킹하여 만들어진 결과물입니다.

디버깅 정보를 포함하고 있어서 GDB 또는 Backtrace를 실행할 수 있습니다.

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kernel.bin

Pintos 커널이 메모리에 로드될 때 실제로 올라가는 **실행 이미지(binary)**입니다.

kernel.o에서 디버깅 정보를 제거한 버전이며, 공간을 절약하여 커널 로더가 강제하는 512kB 제한을 넘지 않도록 해줍니다.

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loader.bin

커널 로더의 메모리 이미지입니다.

이는 디스크로부터 커널을 메모리로 불러오고 실행을 시작하는 아주 짧은 어셈블리 코드입니다.

PC BIOS의 제약으로 정확히 512바이트 크기로 되어 있습니다.

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하위 디렉토리들 (build/ 내부)

컴파일된 오브젝트 파일(.o)과 의존성 파일(.d)들이 들어 있습니다.

.d 파일은 어떤 헤더 파일이 바뀌었을 때 어떤 .c 파일을 다시 컴파일해야 하는지를 make에게 알려주는 역할을 합니다.

디버깅 하는 방법

🌌[Pintos] VSCode를 활용한 Pintos 디버깅

Source Tree Overview — 소스 트리 둘러보기

Let's take a look at what's inside. Here's the directory structure that you should see in pintos/

pintos/ 디렉토리 안에 어떤 것들이 있는지 함께 살펴봅시다. 다음은 pintos/ 디렉토리의 구성입니다:

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threads/

Project 1부터 수정하게 될 기본 커널의 소스 코드가 들어 있습니다.

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userprog/

Project 2부터 수정하게 될 유저 프로그램 로더의 소스 코드입니다.

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vm/

거의 비어 있는 디렉토리입니다. Project 3에서 가상 메모리 기능을 이곳에 구현하게 됩니다.

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filesys/

기본적인 파일 시스템의 소스 코드입니다. Project 2부터 이 파일 시스템을 사용하게 되며, 직접 수정하는 것은 Project 4부터입니다.

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devices/

I/O 장치 인터페이싱을 위한 코드가 들어 있습니다. (예: 키보드, 타이머, 디스크 등)

Project 1에서는 타이머 코드를 수정하게 되며, 그 외의 부분은 대부분 수정하지 않아도 됩니다.

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lib/

표준 C 라이브러리의 일부분이 구현되어 있습니다. 이 코드는 Pintos 커널과 Project 2부터 실행되는 유저 프로그램 모두에 컴파일됩니다. 대부분 수정할 필요는 없습니다.

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include/lib/kernel/

Pintos 커널 전용 C 라이브러리 코드가 들어 있습니다.

예: 비트맵(bitmap), 이중 연결 리스트, 해시 테이블 등 커널 코드에서 자유롭게 사용 가능한 자료구조가 포함되어 있습니다.

커널에서는 #include <...> 문법으로 이 디렉토리의 헤더를 사용할 수 있습니다.

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include/lib/user/

Pintos 유저 프로그램 전용 C 라이브러리 코드입니다.

유저 코드에서는 마찬가지로 #include <...> 형식으로 사용할 수 있습니다.

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tests/

각 프로젝트별 테스트 코드가 들어 있습니다.

테스트 편의를 위해 수정해도 되지만, 최종 채점 시에는 원래 코드로 교체되어 테스트됩니다.

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examples/

Project 2에서 사용할 유저 프로그램 예제 코드들입니다.

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include/

프로젝트 전반에서 사용되는 헤더 파일(.h)들의 소스 코드입니다.

Running Pintos — Pintos 실행하기

We've supplied a program for conveniently running Pintos in a simulator, called pintos. In the simplest case, you can invoke pintos as pintos argument.... Each argument is passed to the Pintos kernel for it to act on.

pintos라는 실행 도구는 시뮬레이터(QEMU)에서 Pintos를 쉽게 실행할 수 있도록 제공됩니다.

가장 기본적인 형태로 pintos argument...와 같이 명령어를 실행하면, 해당 argument들이 Pintos 커널로 전달되어 동작하게 됩니다.

Try it out. First cd into the newly created build directory. Then issue the command pintos run alarm-multiple, which passes the arguments run alarm-multiple to the Pintos kernel.

한번 실행해 봅시다. 먼저 threads/build 디렉토리로 이동한 뒤, 다음 명령어를 실행합니다:

pintos run alarm-multiple
Bash
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이 명령은 run과 alarm-multiple이라는 두 개의 인자를 Pintos 커널로 전달합니다.

(run은 테스트를 실행하라는 의미이고, alarm-multiple은 실행할 테스트 이름입니다.)

이는 예를 들어 Proxylab에서 ./tiny 8000 명령어가 8000을 main() 함수의 인자로 전달하는 것과 같은 원리입니다.

In these arguments, run instructs the kernel to run a test and alarm-multiple is the test to run. Pintos boots and runs the alarm-multiple test program, which outputs a few screenfuls of text.

run은 테스트를 실행하라는 지시이며, alarm-multiple은 실행할 테스트 이름입니다.

Pintos는 부팅된 후 alarm-multiple 테스트 프로그램을 실행하며, 결과로 여러 줄의 출력 메시지를 보여줍니다.

You can log serial output to a file by redirecting at the command line, e.g. pintos -- run alarm-multiple > logfile. The pintos program offers several options for configuring QEMU or the virtual hardware.

출력 결과를 파일로 저장하고 싶다면, 아래처럼 리디렉션을 사용할 수 있습니다:

pintos -- run alarm-multiple > logfile
Bash
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이렇게 하면 serial output이 logfile에 기록됩니다.

또한, pintos는 QEMU나 가상 하드웨어 설정을 위한 여러 옵션들을 제공합니다.

If you specify any options, they must precede the commands passed to the Pintos kernel and be separated from them by --, so that the whole command looks like pintos option... -- argument..... Invoke pintos without any arguments to see a list of available options.

pintos 실행 시 옵션을 주려면 커널 인자보다 앞에 작성하고, --로 명령어와 구분해줘야 합니다.

전체 명령어 형식은 다음과 같습니다:

pintos [옵션들] -- [커널에 전달할 인자들]
Bash
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예를 들어, 아래는 QEMU의 VGA 출력을 끄고 커널에 run alarm-multiple을 전달하는 명령입니다:

pintos -v -- run alarm-multiple
Bash
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참고: pintos를 인자 없이 실행하면 사용할 수 있는 옵션 목록을 볼 수 있습니다.

Options includes: how you want VM output to be displayed: use -v to turn off the VGA display, or -s to suppress serial input from stdin and output to stdout. The Pintos kernel has commands and options other than run. These are not very interesting for now, but you can see a list of them using -h, e.g. pintos -h.

주요 옵션은 다음과 같습니다:

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v: VGA 디스플레이를 끕니다 (그래픽 창 없이 실행됨)

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s: stdin/stdout의 입출력을 막습니다 (serial 입출력 사용 시 유용)

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h: 사용 가능한 커맨드와 옵션들을 나열합니다

Bash
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참고: Pintos 커널은 run 외에도 다양한 커맨드를 제공하지만, 현재는 주로 테스트 실행용으로만 사용하게 됩니다.

필요하다면 실제 alarm-multiple이 어떤 동작을 수행하는지, QEMU에서 어떤 방식으로 실행되고 출력이 흐르는지도 설명해드릴 수 있습니다. 원하시면 알려주세요!