模拟请求页式存储管理中硬件的地址转换和缺页中断,并用先进先出调度算法(FIFO)处理缺页中断.doc

实验二 模拟请求页式存储管理中硬件的地址转换和缺页中断，并用先进先出调度算法（FIFO）处理缺页中断 1．内容：模拟请求页式存储管理中硬件的地址转换和缺页中断处理 2．思想： 装入新页置换旧页时，若旧页在执行中没有被修改过，则不必将该页重写磁盘。因此，页表中增加是否修改过的标志，执行“存”指令和“写”指令时将对应的修改标志置成“1”表示修改过，否则为“0”表示未修改过。页表格式如下： 页号 标志 页架号 修改标志 在磁盘上位置 3．要求及方法： ① 设计一个地址转换程序来模拟硬件的地址转换和缺页中断。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，可以输出转换后的绝对地址来表示一条指令已执行完成。当访问的页不在主存中时，则输出“*页号”来表示硬件产生了一次缺页中断。模拟地址转换流程见图1。 ② 编制一个FIFO页面调度程序；FIFO页面调度算法总是先调出作业中最先进入主存中的哪一页。因此可以用一个数组来表示（或构成）页号队列。数组中每个元素是该作业已在主存中的页面号，假定分配给作业的页架数为m，且该作业开始的m页已装入主存，则数组可由m个元素构成。 P[0]，P[1]，P[2]，…，P[m-1] 它们的初值为P[0]：=0，P[1]：=1，P[2]：=2，…，P[m-1]：=m-1 用一指针K指示当要调入新页时应调出的页在数组中的位置，K的初值为“0”，当产生缺页中断后，操作系统总是选择P[K]所指出的页面调出，然后执行： P[K]：=要装入的新页页号 K：=(k+1)mod m 在实验中不必实际地启动磁盘执行调出一页和装入一页的工作，而用输出“OUT调出的页号”和“IN要装入的新页页号”来模拟一次调出和装入过程，模拟程序的流程图见附图1。 按流程控制过程如下： 提示：输入指令的页号和页内偏移和是否存指令，若d为-1则结束，否则进入流程控制过程，得P1和d，查表在主存时，绝对地址=P1×1024+d ③ 假定主存中页架大小为1024个字节，现有一个共7页的作业，其副本已在磁盘上。系统为该作业分配了4个页架，且该作业的第0页至第3页已装入内存，其余3页未装入主存，该作业的页表如下： 页号 标志 页架号 修改标志 在磁盘上位置 0 1 5 0 011 1 1 8 0 012 2 1 9 0 013 3 1 1 0 021 4 0 0 022 5 0 0 023 6 0 0 121 如果该作业依次执行的指令序列如下表所示： 操作 页号 页内地址 操作 页号 页内地址 + 0 070 移位 4 053 + 1 050 + 5 023 × 2 015 存 1 037 存 3 021 取 2 078 取 0 056 + 4 001 － 6 040 存 6 084 依次执行上述指令调试你所设计的程序（仅模拟指令的执行，不考虑序列中具体操作的执行）。 ④ 为进一步考察程序的执行，可自行确定若干组指令，运行程序，核对执行结果。 4．书写实验报告： ① 实验题目； ② 程序中所用的数据结构及说明； ③ 源程序并附上必要的说明； ④ 按照指令的执行序列，打印输出结果：绝对地址或调出、调入的页号。 图1 模拟算法流程 #include stdio.h #define size 1024 struct plist { int number; int flag; int block; int modify; int location; }; struct plist p1[7]={{0,1,5,0,010},{1,1,8,0,012},{2,1,9,0,013},{3,1,1,0,021},{4,0,-1,0,022},{5,0,-1,0,023},{6,0,-1,0,121}}; struct ilist { char operation[10]; int pagenumber; int address; }; struct ilist p2[12]={{+,0,70},{+,1,50},{*,2,15},{存,3,21}, {取,0,56},{-,6,40},{移位,4,53},{+,5,23}, {存,1,37},{取,2,78},{+,4,1},{存,6,84}}; main() { int i,lpage,pflage,replacedpage,pmodify;/////////////////////////////////////////////////////////////////////////////////// int p[4]={0,1,2,3}; int k=0; int