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

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)modm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01非存指令存指令，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+d③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0150011118001221900133110021400022500023600121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+0070移位4053+1050+5023×2015存1037存3021取2078取0056+4001－6040存6084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#includestdio.h#definesize1024structplist{intnumber;intflag;intblock;intmodify;intlocation;};structplistp1[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}};structilist{charoperation[10];intpagenumber;intaddress;};structilistp2[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(){inti,lpage,pflage,replacedpage,pmodify;///////////////////////////////////////////////////////////////////////////////////intp[4]={0,1,2,3};intk=0;intm=4;longmemaddress;printf(\n操作\t页号\t页内地址标志绝对地址修改页号页架号绝对地址\n);for(i=0;i12;i++){lpage=p2[i].pagenumber;pflage=p1[lpage].flag;if(pflage==0){replacedpage=p[k];pmodify=p1[replacedpage].modify;p[k]=lpage;k=(k+1)%m;p1[lpage].flag=1;//标志位改为1p1[lpage].block=p1[replacedpage].block;p1[replacedpage].block=-1;p1[replacedpage].flag=0;p1[replacedpage].modify=0;}memaddress=p1[lpage].block*size+p2[i].address;if(p2[i].operation==save)p1[lpage].modify=1;printf(%s\t,p2[i].operation);printf(%d\t,p2[i].pagenumber);printf(%d\t,p2[i].address);printf(%d\t,pflage);if(pflage==1)printf(%d\t,memaddress);elseprintf(*%d\t,p2[i].pagenumber);if(pflage==1)printf(\t);elseprintf(%d-%d\t,p2[i].pagenumber,replacedpage);printf(%d\t,p1[lpage].block);printf(%d\t,memaddress);printf(\n);}}