实验四动态分区分配算法.docx
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实验四动态分区分配算法
实验内容：
存储器管理实验
一、 实验目的
采用首次适应算法（FF），最佳适应算法（BF），最坏适应算法（WF）三种不同的算法，实现对系统空闲区的动态分区分配。
二、实验题目
给予顺序搜索的动态分区算法的程序。
三、实验要求
读懂给出的核心代码，进行适当的修改，编译通过后，完成实验报告。
四、核心代码
#include
#include
#include
//常量定义
#definePROCESS_NAME_LEN32
#defineMIN_SLICE10
#defineDEFAULT_MEM_SIZE1024
#defineDEFAULT_MEM_START0
#defineMA_FF1
#defineMA_BF2
#defineMA_WF3
intmem_size=DEFAULT_MEM_SIZE;
intma_algorithm=MA_FF;
staticintpid=0;
intflag=0;
structfree_block_type{
intsize;
intstart_addr;
structfree_block_type*next;
};
structfree_block_type*free_block;
//描述已分配的内存块
structallocated_block{
intpid;intsize;
intstart_addr;
charprocess_name[PROCESS_NAME_LEN];
structallocated_block*next;
};
structallocated_block*allocated_block_head=NULL;
//函数声明
structfree_block_type*init_free_block（intmem_size）;
voiddisplay_menu（）;
intset_mem_size（）;
voidset_algorithm（）;
voidrearrange（intalgorithm）;
intrearrange_FF（）;
intrearrange_BF（）;
intrearrange_WF（）;
intnew_process（）;
intallocate_mem（structallocated_block*ab）;
voidkill_process（）;
intfree_mem（structallocated_block*ab）;
intdispose（structallocated_block*free_ab）;
intdisplay_mem_usage（）;
voiddo_exit（）;
structallocated_block*find_process（intpid）;
intmain（）{
charchoice;pid=0;
free_block=init_free_block（mem_size）;//初始化空闲区
while
（1）{
display_menu（）;//显示菜单
fflush（stdin）;
choice=getchar（）;//获取用户输入
switch（choice）{
case'1':
set_mem_size（）;break;//设置内存大小
case'2':
set_algorithm（）;flag=1;break;//设置算法
case'3':
new_process（）;flag=1;break;//创建新进程
case'4':
kill_process（）;flag=1;break;//删除进程
case'5':
display_mem_usage（）;flag=1;break;//显示内存使用
case'0':
do_exit（）;exit（0）;//释放链表并退出
default:
break;
}
}
return1;
}
structfree_block_type*init_free_block（intmem_size）{
structfree_block_type*fb;
fb=（structfree_block_type*）malloc（sizeof（structfree_block_type））;
if（fb==NULL）{
printf（"Nomem\n"）;
returnNULL;
}
fb->size=mem_size;
fb->start_addr=DEFAULT_MEM_START;
fb->next=NULL;
returnfb;
}
voiddisplay_menu（）{
printf（"\n"）;
printf（"1-Setmemorysize（default=%d）\n",DEFAULT_MEM_SIZE）;
printf（"2-Selectmemoryallocationalgorithm\n"）;
printf（"3-Newprocess\n"）;
printf（"4-Terminateaprocess\n"）;
printf（"5-Displaymemoryusage\n"）;
printf（"0-Exit\n"）;
}
intset_mem_size（）{
intsize;
if（flag!
=0）{//防止重复设置
printf（"Cannotsetmemorysizeagain\n"）;
return0;
}
printf（"Totalmemorysize="）;
scanf（"%d",&size）;
if（size>0）{
mem_size=size;
free_block->size=mem_size;
}
flag=1;
return1;
}
voidset_algorithm（）{
intalgorithm;
while
（1）{
printf（"\t1-FirstFit\n"）;
printf（"\t2-BestFit\n"）;
printf（"\t3-WorstFit\n"）;
scanf（"%d",&algorithm）;
if（algorithm>=1&&algorithm<=3）{
ma_algorithm=algorithm;
break;
}
else
printf（"输入有误，请重新输入！
\n"）;
}
//按指定算法重新排列空闲区链表
rearrange（ma_algorithm）;
}
voidrearrange（intalgorithm）{
switch（algorithm）{
caseMA_FF:
rearrange_FF（）;break;
caseMA_BF:
rearrange_BF（）;break;
caseMA_WF:
rearrange_WF（）;break;
}
}
//首次适应算法
intrearrange_FF（）{
structfree_block_type*temp;
//使用头插法，thead为临时头,p为最小地址的数据块的前一个结点
structfree_block_type*thead=NULL,*p=NULL;
//当前的最小地址
intmin_addr=free_block->start_addr;
temp=free_block;
while（temp->next!
=NULL）{
if（temp->next->start_addrmin_addr=temp->next->start_addr;
p=temp;
}
temp=temp->next;
}
if（NULL!
=p）{
temp=p->next;
p->next=p->next->next;
temp->next=free_block;
free_block=temp;
}
thead=free_block;
p=free_block;
temp=free_block->next;
while（thead->next!
=NULL）{
min_addr=thead->next->start_addr;
while（temp->next!
=NULL）{
if（temp->next->start_addrmin_addr=temp->next->start_addr;
p=temp;
}
temp=temp->next;
}
if（p->next!
=thead->next）{
temp=p->next;
p->next=p->next->next;
temp->next=thead->next;
thead->next=temp;
}
thead=thead->next;
p=thead;
temp=thead->next;
}
return1;
}
//最佳适应算法
intrearrange_BF（）{
structfree_block_type*temp;
//使用头插法，thead为临时头,p为最小内存的数据块的前一个结点
structfree_block_type*thead=NULL,*p=NULL;
//当前的最小内存
intmin_size=free_block->size;
temp=free_block;
while（temp->next!
=NULL）{
if（temp->next->sizemin_size=temp->next->size;
p=temp;
}
temp=temp->next;
}
if（NULL!
=p）{
temp=p->next;
p->next=p->next->next;
temp->next=free_block;
free_block=temp;
}
thead=free_block;
p=free_block;
temp=free_block->next;
while（thead->next!
=NULL）{
min_size=thead->next->size;
while（temp->next!
=NULL）{
if（temp->next->sizemin_size=temp->next->size;
p=temp;
}
temp=temp->next;
}
if（p->next!
=thead->next）{
temp=p->next;
p->next=p->next->next;
temp->next=thead->next;
thead->next=temp;
}
thead=thead->next;
p=thead;
temp=thead->next;
}
return1;
}
//最坏适应算法
intrearrange_WF（）{
structfree_block_type*temp;
//使用头插法，thead为临时头,p为最大内存的数据块的前一个结点
structfree_block_type*thead=NULL,*p=NULL;
//当前的最大内存
intmax_size=free_block->size;
temp=free_block;
while（temp->next!
=NULL）{
if（temp->next->size>max_size）{
max_size=temp->next->size;
p=temp;
}
temp=temp->next;
}
if（NULL!
=p）{
temp=p->next;
p->next=p->next->next;
temp->next=free_block;
free_block=temp;
}
thead=free_block;
p=free_block;
temp=free_block->next;
while（thead->next!
=NULL）{
max_size=thead->next->size;
while（temp->next!
=NULL）{
if（temp->next->size>max_size）{
max_size=temp->next->size;
p=temp;
}
temp=temp->next;
}
if（p->next!
=thead->next）{
temp=p->next;
p->next=p->next->next;
temp->next=thead->next;
thead->next=temp;
}
thead=thead->next;
p=thead;
temp=thead->next;
}
return1;
}
intnew_process（）{
structallocated_block*ab;
intsize;
intret;
ab=（structallocated_block*）malloc（sizeof（structallocated_block））;
if（!
ab）exit（-5）;
ab->next=NULL;
pid++;
sprintf（ab->process_name,"PROCESS-d",pid）;
ab->pid=pid;
while
（1）{
printf（"Memoryfor%s:
",ab->process_name）;
scanf（"%d",&size）;
if（size>0）{
ab->size=size;
break;
}
elseprintf（"输入大小有误，请重新输入\n"）;
}
ret=allocate_mem（ab）;
if（（ret==1）&&（allocated_block_head==NULL））{
allocated_block_head=ab;
return1;
}
elseif（ret==1）{
ab->next=allocated_block_head;
allocated_block_head=ab;
return2;}
elseif（ret==-1）{
printf（"Allocationfail\n"）;
pid--;
free（ab）;
return-1;
}
return3;
}
intallocate_mem（structallocated_block*ab）{
structfree_block_type*fbt,*pre,*head,*temp,*tt;
structallocated_block*tp;
intrequest_size=ab->size;
intsum=0;
intmax;
head=（structfree_block_type*）malloc（sizeof（structfree_block_type））;
pre=head;
fbt=free_block;
pre->next=fbt;
if（ma_algorithm==MA_WF）{
if（NULL==fbt||fbt->sizereturn-1;
}
else{
while（NULL!
=fbt&&fbt->sizepre=fbt;
fbt=fbt->next;
}
}
if（NULL==fbt||fbt->sizeif（NULL!
=free_block->next）{
sum=free_block->size;
temp=free_block->next;
while（NULL!
=temp）{
sum+=temp->size;
if（sum>=request_size）
break;
temp=temp->next;
}
if（NULL==temp）
return-1;
else{
pre=free_block;
max=free_block->start_addr;
fbt=free_block;
while（temp->next!
=pre）{
if（maxstart_addr）{
max=pre->start_addr;
fbt=pre;
}
pre=pre->next;
}
pre=free_block;
while（temp->next!
=pre）{
tp=allocated_block_head;
tt=free_block;
if（pre!
=fbt）{
while（NULL!
=tp）{
if（tp->start_addr>pre->start_addr）
tp->start_addr=tp->start_addr-pre->size;
tp=tp->next;
}
while（NULL!
=tt）{
if（tt->start_addr>pre->start_addr）
tt->start_addr=tt->start_addr-pre->size;
tt=tt->next;
}
}
pre=pre->next;
}
pre=free_block;
while（pre!
=temp->next）{
if（pre!
=fbt）
free（pre）;
pre=pre->next;
}
free_block=fbt;
free_block->size=sum;
free_block->next=temp->next;
if（free_block->size-request_sizeab->size=free_block->size;
ab->start_addr=free_block->start_addr;
pre=free_block;
free_block=free_block->next;
free（pre）;
}
else{
ab->start_addr=fbt->start_addr;
free_block->start_addr=free_block->start_addr+request_size;
free_block->size=free_block->size-request_size;
}
}
}
else
return-1;
}
else{
//将内存块全部分配
if（fbt->size-request_sizeab->size=fbt->size;
ab->start_addr=fbt->start_addr;
if（pre->next==free_block）{
free_block=fbt->next;
}
else
pre->next=fbt->next;
free（fbt）;
}
else{
ab->start_addr=fbt->start_addr;
fbt->start_addr=fbt->start_addr+request_size;
fbt->size=fbt->size-request_size;
}
}
free（head）;
rearrange（ma_algorithm）;
return1;
}
voidkill_process（）{
structallocated_block*ab;
intpid;
printf（"KillProcess,pid="）;
scanf（"%d",&pid）;
ab=find_process（pid）;
if（ab!
=NULL）{
free_mem（ab）;
dispose（ab）;
}
else{
printf（"没有pid为%d的进程！
\n",pid）;
}
}
structallocated_block*find_process（intpid）{
structall
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