虚拟存储器管理实验报告Word格式.doc

1、实验过程：1.实验设计（1）模拟分页式存储管理中硬件的地址转换和产生缺页中断。分页式虚拟存储系统是把作业信息的副本存放在磁盘上，当作业被选中时，可把作业的开始几页先装入主存且启动执行。为此，在为作业建立页表时，应说明哪些页已在主存，哪些页尚未装入主存。作业执行时，指令中的逻辑地址指出了参加运算的操作存放的页号和单元号，硬件的地址转换机构按页号查页表，若该页对应标志为“1”，则表示该页已在主存，这时根据关系式“绝对地址=块号块长+单元号”计算出欲访问的主存单元地址。如果块长为2 的幂次，则可把块号作为高地址部分，把单元号作为低地址部分，两者拼接而成绝对地址。若访问的页对应标志为“0”，则表示该页

2、不在主存，这时硬件发“缺页中断”信号，有操作系统按该页在磁盘上的位置，把该页信息从磁盘读出装入主存后再重新执行这条指令。设计一个“地址转换”程序来模拟硬件的地址转换工作。当访问的页在主存时，则形成绝对地址，但不去模拟指令的执行，而用输出转换后的地址来代替一条指令的执行。当访问的页不在主存时，则输出“* 该页页号”，表示产生了一次缺页中断。（2）用先进先出（FIFO）页面调度算法处理缺页中断。FIFO 页面调度算法总是淘汰该作业中最先进入主存的那一页，因此可以用一个数组来表示该作业已在主存的页面。假定作业被选中时，把开始的m 个页面装入主存，则数组的元素可定为m 个。2.程序代码：（1） 模拟分

3、页式存储管理中硬件的地址转换和产生缺页中断。#include cstring#define SizeOfPage 100#define SizeOfBlock 128#define M 4struct info/页表bool flag; /标志long block;/块号long disk;/在磁盘上的位置bool dirty;/修改标志pagelistSizeOfPage;long po;/队列标记long PM;void init_ex1（）memset（pagelist,0,sizeof（pagelist）;pagelist0.flag=1;pagelist0.block=5;pagel

4、ist0.disk=011;pagelist1.flag=1;pagelist1.block=8;pagelist1.disk=012;pagelist2.flag=1;pagelist2.block=9;pagelist2.disk=013;pagelist3.flag=1;pagelist3.block=1;pagelist3.disk=021;void work_ex1（）bool stop=0;long p,q;char s128;doprintf（请输入指令的页号和单元号：n）;if （scanf（%ld%ld,&p,&q）!=2）scanf（%s,s）;if （strcmp（s,e

5、xit）=0）stop=1;elseif （pagelistp.flag）绝对地址=%ldn,pagelistp.block*SizeOfBlock+q）;* %ldn,p）;while （!stop）;void init_ex2（）po=0;P0=0;P1=1;P2=2;P3=3;void work_ex2（）long p,q,i;char s100;请输入指令的页号、单元号，以及是否为存指令：if （s0=Y | s0=y）pagelistp.dirty=1;if （pagelistPpo.dirty）/将更新后的内容写回外存pagelistPpo.dirty=0;pagelistPpo.

6、flag=0;out %ldn,Ppo）;in %ldnpagelistp.block=pagelistPpo.block;pagelistp.flag=1;Ppo=p;po=（po+1）%M;数组P 的值为：for （i=0;i iomanip.hctype.h /页表用数组模拟，在实验中页表数据结构定义为：#define N 32 /实验中假定的页表长度，页表的长度实际上是由系统按照作业长度决定的 #define M 4 /实验中用，用固定局部置换算法给每个进程分配的主存物理块数 struct int lnumber; /页号 int flag; /表示该页是否在主存，1表示在主存，0表示

7、不在主存 int pnumber; /该页所在主存块的块号 int write; /该页是否被修改过，表示修改过，表示没有修改过 int dnumber; /该页存放在磁盘上的位置，即磁盘块号 pageN; /页表定义 int pM; /用数组模拟FIFO算法中的队列（使用循环队列） int head; void initial（void）; /初始化 int do_mmap（int）; /模拟地址转换 void do_page_fault（int）; /缺页中断处理程序 void run_first_instructon（int）; /执行进程的第一条指令 void run_a_instru

8、ction（int）; /CPU执行一条指令 void print_page_and_fifoqueue（void）; /输出页表和FIFO队列 main（） int laddress, paddress; /逻辑地址，物理地址 int lnumber, ad, pnumber; /页号，页内地址和物理块号 initial（）; /手工初始化页表 print_page_and_fifoqueue（）;run_first_instructon（0x0000）; /运行进程的第一条指令的地址 /输入下一条指令的地址 coutladdress;while（laddress32767） /输入正确性检

9、测 Enter ERORR! 请重新输入下一条指令的逻辑地址（032767）（-1 to end） while（laddress!=-1） /还有指令要执行 lnumber=laddress10; /取逻辑地址的页号lnumber if（pagelnumber.flag=1） /指令所在的页面已装入在内存中 paddress=do_mmap（laddress）; /形成物理地址 paddress输出转换后的物理地址run_a_instruction（paddress）; /CPU根据得到的物理地址去执行指令 此指令执行是否修改所在页面lnumber=lnumber（y/n?） ;char change;change;if（tolower（change）=） pagelnumber.write=1; /若页面要已修改，则将此页面修改位置1 else /缺页中断 输出该页的页号表示硬件产生缺页中断do_page_fault（lnumber）; /直接转去缺页中断处理 continue; /本循环结束，重新执行指令 输入下一条指令的逻辑地址（032767），-1 to end.nladd