一个程序P的用户空间为16K,存储管理采用请求分页系统,每个页面的大小为2K。要求给出逻辑地址,可以转换为物理地址。用c语言代码实现,当发生缺页中断时要求使用先进先出(FIFO)页面调度算法处理缺页中断。

时间: 2024-03-22 17:36:56 浏览: 21
好的,我们可以按照下面的步骤来实现逻辑地址到物理地址的转换,并使用先进先出页面调度算法处理缺页中断: 1. 定义页表项结构体,包括有效位valid和物理页框号frame。 2. 定义页面队列,用于实现先进先出页面调度算法。 3. 定义页表,初始化所有页表项的valid为0,表示未分配物理页框。 4. 定义虚拟地址结构体,包括页号page和页内偏移offset。 5. 定义物理地址结构体,包括物理页框号frame和页内偏移offset。 6. 定义转换函数,将虚拟地址转换为物理地址。如果发生缺页中断,则使用先进先出页面调度算法选择要替换的页。 7. 定义缺页中断处理函数,将需要替换的页从页表中删除,并将其从页面队列中弹出。 8. 定义页面调度函数,将新分配的页插入到页面队列尾部。 下面是一份示例代码: ```c #include <stdio.h> #include <stdlib.h> #define PAGE_SIZE 2048 #define PAGE_NUM 8 // 定义页表项结构体 typedef struct { int valid; // 页是否已分配 int frame; // 物理页框号 } page_table_item; // 定义页面队列结构体 typedef struct { int* queue; // 页面队列 int front; // 页面队列头指针 int rear; // 页面队列尾指针 int size; // 页面队列大小 } page_queue; // 初始化页面队列 page_queue* init_page_queue(int size) { page_queue* pq = (page_queue*)malloc(sizeof(page_queue)); pq->queue = (int*)malloc(size * sizeof(int)); pq->front = 0; pq->rear = 0; pq->size = size; return pq; } // 插入页面到页面队列尾部 void enqueue(page_queue* pq, int page_num) { pq->queue[pq->rear] = page_num; pq->rear = (pq->rear + 1) % pq->size; } // 弹出页面队列头部页面 int dequeue(page_queue* pq) { int page_num = pq->queue[pq->front]; pq->front = (pq->front + 1) % pq->size; return page_num; } // 判断页面队列是否已满 int is_full(page_queue* pq) { return (pq->rear + 1) % pq->size == pq->front; } // 判断页面队列是否为空 int is_empty(page_queue* pq) { return pq->front == pq->rear; } // 初始化页表 page_table_item* init_page_table(int page_num) { page_table_item* page_table = (page_table_item*)malloc(page_num * sizeof(page_table_item)); for (int i = 0; i < page_num; i++) { page_table[i].valid = 0; page_table[i].frame = -1; } return page_table; } // 分配物理页框 int allocate_frame(page_table_item* page_table, page_queue* pq, int page_num) { // 检查页是否已分配物理页框 if (page_table[page_num].valid) { return page_table[page_num].frame; } // 分配物理页框 int frame_num; if (!is_full(pq)) { // 页面队列未满,直接分配物理页框 frame_num = dequeue(pq); } else { // 页面队列已满,使用先进先出页面调度算法选择要替换的页 int replace_page_num = dequeue(pq); page_table[replace_page_num].valid = 0; frame_num = page_table[replace_page_num].frame; } // 更新页表 page_table[page_num].valid = 1; page_table[page_num].frame = frame_num; // 将新分配的页插入到页面队列尾部 enqueue(pq, page_num); return frame_num; } // 虚拟地址结构体 typedef struct { int page; // 页号 int offset; // 页内偏移 } virtual_address; // 物理地址结构体 typedef struct { int frame; // 物理页框号 int offset; // 页内偏移 } physical_address; // 转换虚拟地址为物理地址 physical_address translate_address(virtual_address va, page_table_item* page_table, page_queue* pq) { physical_address pa; // 分配物理页框 int frame_num = allocate_frame(page_table, pq, va.page); // 计算物理地址 pa.frame = frame_num; pa.offset = va.offset; return pa; } // 缺页中断处理 void page_fault_handler(page_table_item* page_table, page_queue* pq, int page_num) { // 将需要替换的页从页表中删除 page_table[page_num].valid = 0; // 将需要替换的页从页面队列中弹出 int i = pq->front; while (i != pq->rear) { if (pq->queue[i] == page_num) { break; } i = (i + 1) % pq->size; } pq->front = (i + 1) % pq->size; } int main() { // 初始化页表和页面队列 page_table_item* page_table = init_page_table(PAGE_NUM); page_queue* pq = init_page_queue(PAGE_NUM); // 初始化页面队列为1~PAGE_NUM for (int i = 0; i < PAGE_NUM; i++) { enqueue(pq, i); } // 转换虚拟地址为物理地址 virtual_address va = { 2, 1000 }; physical_address pa = translate_address(va, page_table, pq); printf("虚拟地址:%d-%d,物理地址:%d-%d\n", va.page, va.offset, pa.frame, pa.offset); // 模拟缺页中断 page_fault_handler(page_table, pq, 2); // 再次转换虚拟地址为物理地址 va.page = 3; va.offset = 500; pa = translate_address(va, page_table, pq); printf("虚拟地址:%d-%d,物理地址:%d-%d\n", va.page, va.offset, pa.frame, pa.offset); // 释放内存 free(page_table); free(pq->queue); free(pq); return 0; } ``` 这份代码实现了一个简单的请求分页系统,使用了先进先出页面调度算法处理缺页中断,支持逻辑地址到物理地址的转换。

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