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当进程在CPU上运行时,如指令中涉及逻辑地址时,操作系统自动根据页长得到页号和页内偏移,把页内偏移拷贝到物理地址寄存器,再根据页号,查页表,得到该页在内存中的块号,把块号左移页长的位数(二进制实现),写到物理地址寄存器。
#include<stdio.h>
#include<stdlib.h>
#include<time.h> //封装时间的类库,时间不会重复,产生随机数最合适
#define N 100 //设定的页表最大长度为100
#define True 1
#define False 0
int process; //进程大小
int Page_length; //页长
int Page_Num; //页表长度
int Logical_Address; //逻辑地址
int Physical_Address;//物理地址
int a[N]; //物理块号集合
typedef struct PageTable //定义一个页表项
{
int page_num; //页号
int block_num; //对应的物理块号
}PageTable;
PageTable PT[N]; //定义一个页表
typedef struct LogicalAdd //定义逻辑地址
{
int page_num; //逻辑地址对应的页号
int page_add; //对应的页内地址
}LogicalAdd;
LogicalAdd LA;
/*****************输入进程信息*****************/
void input()
{
printf("请输入进程大小:" );
scanf("%d", &process);
printf("请输入页面大小:");
scanf("%d", &Page_length);
}
/*****************获取到最小为m,最大为n,总数为k个的不同随机数*****************/
void get_rand(int m, int n, int k)//结果存在a数组中
{
/*-----srand(time(0))----- */
/*根据时间生成一个随机数,伪随机函数实现内存随机分配,
srand函数就用来初始化这个发生器,
参数time(0)能够生成从1970年1月1日到当前机器时间的秒数,
这个数在你每次执行程序的时候都会不断增长、变化,
所以用它当做种子来初始化发生器,
每次运行程序时,页号对应的块号都会发生变化。*/
srand(time(0));
int i, j, t;
for(i = 0; i < k; )
{
/*rand()会返回一个范0~RAND_MAX(至少是32767)之间的伪随机整数
采用"模除+加法"的方法,产生指定范围内的随机整数
在调用rand()函数之前,可以使用srand()函数设置随机数种子,
如果没有设置随机数种子,rand()函数在调用时,自动设计随机数种子。
随机数种子相同,每次产生的随机数也会相同。*/
t = rand() % (n-m+1) + m; //[m,n]
for(j = 0; j < i; j ++) //比较新生成的随机数t与a[0]~a[i-1]
if(a[j] == t) break;
if(j == i)//不重复: j==i时,说明t与a数组中的数据(a[0]~a[i-1])不重复
a[i++] = t;//记录随机数。等价于a[i]=t; i++;
}
}
/*****************初始化函数,生成页表*****************/
int init()
{
if(process % Page_length!=0)
Page_Num = process / Page_length + 1;
else
Page_Num = process / Page_length;
if(Page_Num > N)
{
printf("该进程的页表长度为%d,大于设定长度%d,无法存储\n", Page_Num, N);
return False;
}
get_rand(0, N-1, Page_Num); //生成Page_Num个0~N-1的随机数,存到数组a中
for (int i = 0; i < Page_Num; i++) //初始化页表
{
PT[i].page_num = i;
PT[i].block_num = a[i]; //页号对应的物理内存块号
}
return True;
}
/*****************输出页表信息*****************/
void output( )
{
printf("\n");
printf("页表长度为:%d\n", Page_Num);
printf("构造的页表如下:\n");
printf("\n");
printf("\t页号\t块号\n");
for (int i = 0; i < Page_Num; i++)
{
printf("\t %d\t",PT[i].page_num);
printf(" %d\n",PT[i].block_num);
}
printf("\n");
}
/*****************转换函数,逻辑地址转换为物理地址*****************/
int translate()
{
printf("输入逻辑地址:");
scanf("%d", &Logical_Address);
int i = 0;
LA.page_num = Logical_Address / Page_length;
LA.page_add = Logical_Address % Page_length;
if (LA.page_num >= Page_Num)
{
printf("所查询的逻辑地址不在该页内,转换失败\n");
return False;
}
while (i < Page_Num)
{
if (PT[i].page_num == LA.page_num) //找到页表项
{
//找到LA.page_num对应的物理块号PT[i].block_num
Physical_Address = PT[i].block_num * Page_length + LA.page_add;
printf("物理地址为:%d\n", Physical_Address);
break;
}
else i++;
}
return True;
}
/*****************主函数*****************/
int main()
{
int choice;
printf("\t---------------------------------------------------\n");
printf("\t|| ||\n");
printf("\t|| 欢迎使用页式地址重定位模拟系统 ||\n");
printf("\t|| ||\n");
printf("\t|| ||\n");
printf("\t|| 在此输入个人姓名:****** ||\n");
printf("\t---------------------------------------------------\n");
for (;;)
{
printf("\t|| ||\n");
printf("\t|| 请选择: ||\n");
printf("\t|| 1:重定位 2:退出 ||\n");
printf("\t|| ||\n");
printf("\t---------------------------------------------------\n");
scanf("%d", &choice);
switch (choice)
{
case 1:
input();
if (init() == False) return -1;
output();
translate();
break;
case 2:
printf("已经退出\n");
exit(0); //正常退出
default:
printf("输入的值不合法,请重新输入1或2\n");
}
}
return 0;
}
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