编写程序完成页式虚拟存储管理中地址转换过程和模拟缺页中断的处理。首先对给定的地址转换工作,若发生缺页则先进行缺页中断,然后再进行地址转换;最后编写主函数对所做工作进行测试。假定主存64KB,每个主存块1024B,作业最大支持到64KB,系统中每个作业分得主存块4块。
时间: 2024-05-15 12:13:06 浏览: 17
为了完成页式虚拟存储管理中地址转换和模拟缺页中断的处理,我们需要实现以下几个部分的代码:
1. 地址转换:将逻辑地址转换成物理地址。
2. 缺页中断处理:当发生缺页时,需要将缺失的页面从辅存中调入主存中。
3. 主函数:用于测试我们所编写的代码。
下面是完整的代码实现:
```c++
#include <iostream>
#include <vector>
#include <unordered_map>
using namespace std;
#define PAGE_SIZE 1024
#define PAGE_NUM 64
#define FRAME_NUM 64
#define FRAME_SIZE 1024
#define MAX_JOB_SIZE 65536
#define MAX_JOB_FRAMES 4
// 页表项结构体定义
struct PageTableEntry {
bool present; // 是否在内存中
int frame; // 对应的物理块号
};
// 主存和辅存定义
vector<char> mainMemory(FRAME_NUM * FRAME_SIZE);
vector<char> secondaryMemory(PAGE_NUM * PAGE_SIZE);
// 页表定义
unordered_map<int, PageTableEntry> pageTable;
// 虚拟地址转物理地址
int translateAddress(int job, int virtualAddress) {
int pageNum = virtualAddress / PAGE_SIZE;
int offset = virtualAddress % PAGE_SIZE;
if (pageTable.count(job * PAGE_NUM + pageNum) == 0) {
// 缺页中断处理
int frameNum = rand() % FRAME_NUM;
int writeBackPage = -1;
for (auto& entry : pageTable) {
if (entry.second.frame == frameNum && entry.second.present) {
writeBackPage = entry.first;
break;
}
}
if (writeBackPage != -1) {
// 写回辅存
int offsetInFrame = (writeBackPage % PAGE_NUM) * PAGE_SIZE;
int offsetInMemory = pageTable[writeBackPage].frame * FRAME_SIZE + offsetInFrame;
for (int i = 0; i < PAGE_SIZE; i++) {
secondaryMemory[offsetInFrame + i] = mainMemory[offsetInMemory + i];
}
pageTable[writeBackPage].present = false;
}
// 读入新页
int offsetInFrame = pageNum * PAGE_SIZE;
int offsetInMemory = frameNum * FRAME_SIZE + offsetInFrame;
for (int i = 0; i < PAGE_SIZE; i++) {
mainMemory[offsetInMemory + i] = secondaryMemory[offsetInFrame + i];
}
pageTable[job * PAGE_NUM + pageNum].present = true;
pageTable[job * PAGE_NUM + pageNum].frame = frameNum;
}
return pageTable[job * PAGE_NUM + pageNum].frame * FRAME_SIZE + offset;
}
int main() {
// 初始化页表
for (int i = 0; i < MAX_JOB_FRAMES * PAGE_NUM; i++) {
pageTable[i].present = false;
}
// 创建作业
vector<char> job(MAX_JOB_SIZE);
for (int i = 0; i < MAX_JOB_SIZE; i++) {
job[i] = rand() % 256;
}
// 测试虚拟地址转物理地址
int virtualAddress = rand() % MAX_JOB_SIZE;
int physicalAddress = translateAddress(0, virtualAddress);
cout << "Virtual address: " << virtualAddress << endl;
cout << "Physical address: " << physicalAddress << endl;
cout << "Data at physical address: " << (int)mainMemory[physicalAddress] << endl;
return 0;
}
```
在上面的代码中,我们首先定义了一些常量,包括页大小、页数、物理块数、物理块大小、最大作业大小和每个作业占用的物理块数。
然后我们定义了页表项结构体,其中包括一个表示页面是否在内存中的布尔值和一个表示页面对应的物理块号的整数。接着我们定义了主存和辅存,用于存储作业数据和缺失的页面数据。我们还定义了一个哈希表用于存储页表信息。
接下来我们实现了地址转换函数 `translateAddress`,它接受一个作业号和一个虚拟地址作为输入,并返回对应的物理地址。在函数中,我们首先将虚拟地址转换成页号和偏移量,并检查对应的页面是否在内存中。如果没有在内存中,我们就需要进行缺页中断处理。具体来说,我们随机选择一个物理块,将其对应的页面写回到辅存中(如果需要的话),然后将缺失的页面从辅存中读入到该物理块中,并更新页表信息。最后,我们根据页表信息计算出对应的物理地址并返回。
最后,我们在主函数中创建了一个长度为 `MAX_JOB_SIZE` 的作业,并测试了地址转换函数。您可以根据需要进行更改和扩展。
相关推荐
![text/x-c](https://img-home.csdnimg.cn/images/20210720083646.png)
![](https://csdnimg.cn/download_wenku/file_type_ask_c1.png)
![](https://csdnimg.cn/download_wenku/file_type_ask_c1.png)
![](https://csdnimg.cn/download_wenku/file_type_ask_c1.png)
![](https://csdnimg.cn/download_wenku/file_type_ask_c1.png)
![](https://csdnimg.cn/download_wenku/file_type_ask_c1.png)
![](https://csdnimg.cn/download_wenku/file_type_ask_c1.png)
![](https://csdnimg.cn/download_wenku/file_type_ask_c1.png)
![](https://csdnimg.cn/download_wenku/file_type_ask_c1.png)
![](https://csdnimg.cn/download_wenku/file_type_ask_c1.png)
![](https://csdnimg.cn/download_wenku/file_type_ask_c1.png)
![](https://csdnimg.cn/download_wenku/file_type_ask_c1.png)
![](https://csdnimg.cn/download_wenku/file_type_ask_c1.png)
![](https://csdnimg.cn/download_wenku/file_type_ask_c1.png)
![](https://csdnimg.cn/download_wenku/file_type_ask_c1.png)
![](https://csdnimg.cn/download_wenku/file_type_ask_c1.png)
![](https://csdnimg.cn/download_wenku/file_type_ask_c1.png)