用c语言编写并调试一个段页式存储管理的地址转换的模拟程序。首先设计好段表、页表,然后给出若干个有一定代表性的地址,通过查找段表页表后得到转换的地址。要求打印转换前的地址,相应的段表,页表条款及转换后的地址,

时间: 2024-03-23 07:41:43 浏览: 19
好的,这是一个比较复杂的问题,我会尽力回答。首先,段页式存储管理是一种常见的操作系统内存管理技术,可以将进程的虚拟地址空间分成若干个段,再将每个段分成若干个页,从而实现对进程的内存管理。以下是一个简单的 C 语言模拟程序,可以模拟段页式存储管理的地址转换过程。 ```c #include <stdio.h> #include <stdlib.h> /* 定义页表项结构体 */ typedef struct { int valid; /* 有效位 */ int frame_num; /* 物理页框号 */ } page_table_entry; /* 定义页表结构体 */ typedef struct { page_table_entry *entries; /* 页表项数组指针 */ int size; /* 页表大小 */ } page_table; /* 定义段表项结构体 */ typedef struct { int valid; /* 有效位 */ int start; /* 起始页号 */ int end; /* 结束页号 */ page_table *pt; /* 页表指针 */ } segment_table_entry; /* 定义段表结构体 */ typedef struct { segment_table_entry *entries; /* 段表项数组指针 */ int size; /* 段表大小 */ } segment_table; /* 初始化页表 */ void init_page_table(page_table *pt, int size) { pt->entries = (page_table_entry *)malloc(size * sizeof(page_table_entry)); pt->size = size; int i; for (i = 0; i < size; i++) { pt->entries[i].valid = 0; pt->entries[i].frame_num = -1; } } /* 初始化段表 */ void init_segment_table(segment_table *st, int size, int page_size, int mem_size) { st->entries = (segment_table_entry *)malloc(size * sizeof(segment_table_entry)); st->size = size; int i; for (i = 0; i < size; i++) { st->entries[i].valid = 0; st->entries[i].start = -1; st->entries[i].end = -1; st->entries[i].pt = NULL; } int num_pages = mem_size / page_size; int j, k; for (i = 0; i < size; i++) { int num_frames = rand() % num_pages + 1; st->entries[i].valid = 1; st->entries[i].start = rand() % num_pages; st->entries[i].end = st->entries[i].start + num_frames - 1; st->entries[i].pt = (page_table *)malloc(sizeof(page_table)); init_page_table(st->entries[i].pt, num_frames); for (j = st->entries[i].start, k = 0; k < num_frames; j++, k++) { st->entries[i].pt->entries[k].valid = 1; st->entries[i].pt->entries[k].frame_num = j; } } } /* 查找物理地址 */ int translate_address(segment_table *st, int virtual_address, int page_size) { int segment_num = virtual_address / (page_size * st->entries[0].pt->size); if (segment_num >= st->size || !st->entries[segment_num].valid) { printf("Invalid virtual address\n"); return -1; } int page_num = (virtual_address / page_size) % st->entries[0].pt->size; if (page_num >= st->entries[segment_num].pt->size || !st->entries[segment_num].pt->entries[page_num].valid) { printf("Invalid virtual address\n"); return -1; } int offset = virtual_address % page_size; int frame_num = st->entries[segment_num].pt->entries[page_num].frame_num; int physical_address = frame_num * page_size + offset; printf("Virtual address: %d\n", virtual_address); printf("Segment table entry:\n"); printf(" Valid: %d\n", st->entries[segment_num].valid); printf(" Start: %d\n", st->entries[segment_num].start); printf(" End: %d\n", st->entries[segment_num].end); printf(" Page table:\n"); printf(" Page table size: %d\n", st->entries[segment_num].pt->size); printf(" Page table entry:\n"); printf(" Valid: %d\n", st->entries[segment_num].pt->entries[page_num].valid); printf(" Frame number: %d\n", st->entries[segment_num].pt->entries[page_num].frame_num); printf("Physical address: %d\n", physical_address); return physical_address; } int main() { srand(12345); int page_size = 4096; int mem_size = 65536; int num_segments = 4; segment_table st; init_segment_table(&st, num_segments, page_size, mem_size); int virtual_addresses[] = {0, 12345, 32768, 49152, 65535}; int i; for (i = 0; i < sizeof(virtual_addresses) / sizeof(virtual_addresses[0]); i++) { translate_address(&st, virtual_addresses[i], page_size); } return 0; } ``` 上述程序中,我们定义了 `page_table_entry` 结构体表示页表项,`page_table` 结构体表示页表,`segment_table_entry` 结构体表示段表项,`segment_table` 结构体表示段表。程序中的 `init_page_table` 函数用于初始化页表,`init_segment_table` 函数用于初始化段表,`translate_address` 函数用于查找物理地址。在 `main` 函数中,我们先初始化段表,然后模拟了几个虚拟地址的查找过程。 注意,这里的程序只是一个简单的模拟程序,仅供参考。在实际的操作系统中,段页式存储管理的实现会更加复杂,例如需要考虑多级页表、虚拟内存等问题。

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