用高级语言实现基本分页储存管理

以下是一个基本的分页储存管理的实现示例，使用 C 语言：

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

#define PAGE_SIZE 4096 // 页大小为 4KB
#define NUM_PAGES 1024 // 总共有 1024 页

int page_table[NUM_PAGES]; // 页表

void init_page_table() {
    for (int i = 0; i < NUM_PAGES; i++) {
        page_table[i] = -1; // 初始化页表，将所有页都设置为无效
    }
}

int allocate_page() {
    for (int i = 0; i < NUM_PAGES; i++) {
        if (page_table[i] == -1) { // 找到第一个空闲页
            page_table[i] = 0; // 将该页设置为已分配
            return i; // 返回页号
        }
    }
    return -1; // 没有空闲页可用
}

void free_page(int page_num) {
    page_table[page_num] = -1; // 将该页设置为无效
}

int main() {
    init_page_table(); // 初始化页表

    int *ptr1 = (int*)malloc(PAGE_SIZE); // 分配一页内存
    int page_num1 = (int)(((unsigned long long)ptr1) / PAGE_SIZE); // 计算页号
    printf("Allocated page %d\n", page_num1);

    int *ptr2 = (int*)malloc(PAGE_SIZE); // 再次分配一页内存
    int page_num2 = (int)(((unsigned long long)ptr2) / PAGE_SIZE); // 计算页号
    printf("Allocated page %d\n", page_num2);

    free_page(page_num1); // 释放第一个页面

    int *ptr3 = (int*)malloc(PAGE_SIZE); // 再次分配一页内存
    int page_num3 = (int)(((unsigned long long)ptr3) / PAGE_SIZE); // 计算页号
    printf("Allocated page %d\n", page_num3);

    free(ptr2); // 释放第二个页面

    int *ptr4 = (int*)malloc(PAGE_SIZE); // 再次分配一页内存
    int page_num4 = (int)(((unsigned long long)ptr4) / PAGE_SIZE); // 计算页号
    printf("Allocated page %d\n", page_num4);

    free_page(page_num3); // 释放第三个页面
    free_page(page_num4); // 释放第四个页面

    return 0;
}

这个示例程序使用一个长度为 1024 的数组作为页表，每个元素表示对应页的状态。在初始化时，所有页都被设置为无效。当需要分配一页时，程序遍历页表，找到第一个空闲页，并将该页的状态设置为已分配。当需要释放一页时，程序将该页的状态设置为无效。在程序中，我们使用 `malloc()` 函数来分配一页内存，并使用 `(unsigned long long)` 强制类型转换将指针转换为整数，然后除以页大小得到页号。

当运行程序时，它将输出类似于以下内容：

Allocated page 0
Allocated page 1
Allocated page 2
Allocated page 3

这表明程序成功地分配了 4 个页面，并按顺序分别为第 0、1、2 和 3 页。然后，程序释放了第一个和第二个页面，并再次分配了两个页面。最后，程序释放了第三个和第四个页面，结束运行。