c语言请求页式存储管理

页式存储管理是一种常见的虚拟存储管理技术，它将物理内存分割成固定大小的块，称为页框，再将逻辑地址空间分割成与之相对应的大小为页的块，称为页面。当程序需要访问某个页面时，操作系统会将相应的页面调入内存中，并在页表中记录页面与页框之间的映射关系。

下面是一个简单的C语言示例，演示如何实现页式存储管理：

#include <stdio.h>
#include <stdlib.h>

#define PAGE_SIZE 1024 // 页面大小为1KB
#define FRAME_NUM  64   // 内存中可用的物理页框数

// 页面表项结构体
typedef struct {
    int valid;       // 该页是否在内存中
    int frame_num;   // 该页所在的物理页框号
    int access_time; // 该页最近访问时间
} page_table_entry;

// 物理页框结构体
typedef struct {
    int page_num;    // 该页框中存放的页面号
    int access_time; // 该页框最近访问时间
} frame;

page_table_entry page_table[PAGE_SIZE]; // 页面表
frame memory[FRAME_NUM];                // 物理内存

int clock;  // 时钟计数器

// 初始化页面表
void init_page_table() {
    for (int i = 0; i < PAGE_SIZE; i++) {
        page_table[i].valid = 0;
    }
}

// 初始化物理内存
void init_memory() {
    for (int i = 0; i < FRAME_NUM; i++) {
        memory[i].page_num = -1;
    }
}

// 查找空闲的物理页框
int find_free_frame() {
    for (int i = 0; i < FRAME_NUM; i++) {
        if (memory[i].page_num == -1) {
            return i;
        }
    }
    return -1;
}

// 查找最近未访问的物理页框
int find_victim_frame() {
    int victim = -1;
    while (victim == -1) {
        clock++;
        for (int i = 0; i < FRAME_NUM; i++) {
            if (memory[i].access_time < clock) {
                victim = i;
                break;
            } else {
                memory[i].access_time = 0;
            }
        }
    }
    return victim;
}

// 将页面调入内存中
void page_fault(int page_num) {
    int free_frame = find_free_frame();
    if (free_frame != -1) {
        // 空闲的物理页框
        memory[free_frame].page_num = page_num;
        memory[free_frame].access_time = clock;
        page_table[page_num].valid = 1;
        page_table[page_num].frame_num = free_frame;
        page_table[page_num].access_time = clock;
    } else {
        // 没有空闲的物理页框，需要替换
        int victim_frame = find_victim_frame();
        int victim_page = memory[victim_frame].page_num;
        page_table[victim_page].valid = 0;
        memory[victim_frame].page_num = page_num;
        memory[victim_frame].access_time = clock;
        page_table[page_num].valid = 1;
        page_table[page_num].frame_num = victim_frame;
        page_table[page_num].access_time = clock;
    }
}

// 访问页面，返回物理地址
int access_page(int page_num, int offset) {
    if (page_table[page_num].valid) {
        // 页面已经在内存中
        memory[page_table[page_num].frame_num].access_time = clock;
        page_table[page_num].access_time = clock;
        return page_table[page_num].frame_num * PAGE_SIZE + offset;
    } else {
        // 页面不在内存中
        page_fault(page_num);
        return page_table[page_num].frame_num * PAGE_SIZE + offset;
    }
}

int main() {
    int addr = access_page(10, 100); // 访问页面10的偏移量100处
    printf("物理地址: %d\n", addr);

    return 0;
}

该示例实现了一个简单的页式存储管理器，包括页面表、物理内存、页面调度等功能。在访问一个页面时，程序会先在页面表中查找该页面是否在内存中，如果在，则返回对应的物理地址；如果不在，则进行页面调度，将该页面调入内存中，然后返回对应的物理地址。