Linux系统实验三：实时监控缺页中断次数

本实验主要围绕Linux操作系统中的虚拟内存管理和缺页中断展开，旨在帮助学生理解Linux的虚拟存储机制以及如何通过/proc文件系统进行系统监控。实验分为两个部分： **一、实验目的** 1. 探索Linux内核对虚拟存储的实现原理，加深对虚拟内存的理解。 2. 学习如何通过系统中断数据，特别是缺页中断（第14号中断，/proc文件系统的stat文件中的第16项），来监测和分析系统的运行情况。 **二、实验内容** - 系统中存在一个变量，记录自系统启动以来发生的缺页中断次数。这个变量位于/proc文件系统下的stat文件中。 - 用户需要学习如何使用`less`命令查看当前的缺页中断次数，记录下实验开始时的数值。 **三、实验步骤** 1. **查看缺页中断次数：** 进入/proc目录并运行`less stat`命令，找到关于中断次数的部分，找到第16个条目，即缺页中断（intr后第16项），记录下当前的缺页中断次数。 2. **统计缺页中断次数：** 实验采用动态时间段，从当前时刻开始计算一段时间内的缺页中断。由于系统实时更新，只能获取到从当前时刻起的数据。用户可以编写代码，如参考代码所示，利用信号处理程序（SIGALRM）和`get_page_fault`函数来定时读取并比较缺页中断次数的变化，计算出指定时间段内的中断次数。 **参考代码片段：** ```c // 定义相关变量和函数 ... int get_page_fault() { // 读取并处理缺页中断数据 } int main(int argc, char** argv) { // 设置定时器和信号处理程序 ... if (argc <= 2) { page_fault = get_page_fault(); // 获取初始缺页中断次数 ... // 进行时间间隔内的中断计数 } } ``` 完成这些步骤后，学生将能够观察到系统在特定时间段内缺页中断的发生频率，这有助于理解Linux虚拟内存管理中的工作原理，以及系统性能优化的方向。同时，实验也锻炼了学生对Linux系统文件操作、信号处理和时间管理的编程能力。