操作系统实验3:内存分配与回收

系统 2127 0

今天早上做了操作系统实验:

1、阅读理解两个例程,掌握例程的运作流程。

2、连续式分配例程中提供了三种分配算法:首次适应、循环首次适应、最佳适应。例程还缺少分配作业和回收作业的功能。请至少实现一种分配算法并完成分配作业的功能,保证该例程能够正确实现分配作业的功能

3、回收作业的功能属于选做部分。

4、分页管理例程缺少分配作业和回收的功能,请实现这两个功能,保证该例程能够正确实现分页管理的分配与回收功能

5、上述要求2和4,必须完成其中一个。

 

连续式分配代码贴上:

 

      
          1
      
       #include <stdio.h>


      
          2
      
       #include <stdlib.h>


      
          3
      
       #include <
      
        string
      
      .h>


      
          4
      
       #include <time.h>


      
          5
      
      
          6
      
      
        #define
      
       ret printf("\n")


      
          7
      
      
        #define
      
       spa printf(" ")


      
          8
      
      
        #define
      
       hli printf("-")


      
          9
      
      
        #define
      
       vli printf("    |")


      
         10
      
      
        #define
      
       tab printf("\t")


      
         11
      
      
        #define
      
       capacity 1024          
      
        //
      
      
        内存总大小
      
      
         12
      
      
        #define
      
       max 100              
      
        //
      
      
        数组最大长度
      
      
         13
      
      
        #define
      
       jobsum 8             
      
        //
      
      
        作业总数量
      
      
         14
      
      
         15
      
      
         16
      
      
         17
      
      
        void
      
       _sleep(
      
        int
      
      
         n){


      
      
         18
      
      
            clock_t goal;


      
      
         19
      
           goal = (clock_t)n * CLOCKS_PER_SEC +
      
         clock();


      
      
         20
      
      
        while
      
      (goal >
      
         clock());


      
      
         21
      
      
        }


      
      
         22
      
      
         23
      
      
        char
      
       _keygo(){                
      
        //
      
      
        按任意键继续
      
      
         24
      
      
        char
      
      
         c;


      
      
         25
      
           printf(
      
        "
      
      
        Please touch any key to continue....\n
      
      
        "
      
      
        );


      
      
         26
      
           c =
      
         getchar();


      
      
         27
      
      
        return
      
      
         c;


      
      
         28
      
      
        }


      
      
         29
      
      
         30
      
       typedef 
      
        struct
      
      
         job JOB;        


      
      
         31
      
      
        struct
      
       job {                
      
        //
      
      
        作业结构体
      
      
         32
      
      
        int
      
       jobid;                
      
        //
      
      
        作业ID,系统做东分配,无需输入
      
      
         33
      
      
        char
      
       name[
      
        20
      
      ];            
      
        //
      
      
        作业名称
      
      
         34
      
      
        int
      
       vol;                
      
        //
      
      
        作业大小,即要申请的内存空间大小
      
      
         35
      
      
        };                    


      
      
         36
      
      
         37
      
       JOB jobdata[jobsum] = {        
      
        //
      
      
        作业队列
      
      
         38
      
           {
      
        8100
      
      , 
      
        "
      
      
        System
      
      
        "
      
      , 
      
        50
      
      
        },


      
      
         39
      
           {
      
        8101
      
      , 
      
        "
      
      
        QianQian
      
      
        "
      
      , 
      
        32
      
      
        },


      
      
         40
      
           {
      
        8102
      
      , 
      
        "
      
      
        XunLei
      
      
        "
      
      , 
      
        128
      
      
        },


      
      
         41
      
           {
      
        8103
      
      , 
      
        "
      
      
        Dictionary
      
      
        "
      
      , 
      
        76
      
      
        },


      
      
         42
      
           {
      
        8104
      
      , 
      
        "
      
      
        NorDun
      
      
        "
      
      , 
      
        86
      
      
        },


      
      
         43
      
           {
      
        10001
      
      , 
      
        "
      
      
        QQ
      
      
        "
      
      , 
      
        168
      
      
        },


      
      
         44
      
           {
      
        10002
      
      , 
      
        "
      
      
        eMule
      
      
        "
      
      , 
      
        98
      
      
        },


      
      
         45
      
           {
      
        10003
      
      , 
      
        "
      
      
        Word
      
      
        "
      
      , 
      
        43
      
      
        },


      
      
         46
      
      
        };


      
      
         47
      
      
         48
      
       typedef 
      
        struct
      
       memblock MEM;
      
        //
      
      
        内存分区结构
      
      
         49
      
      
        struct
      
      
         memblock{


      
      
         50
      
      
        int
      
       head;                
      
        //
      
      
        地址
      
      
         51
      
      
        int
      
       length;                
      
        //
      
      
        长度
      
      
         52
      
      
        int
      
       state;                
      
        //
      
      
        状态,0表示空闲,1表示占用
      
      
         53
      
      
        int
      
       jobid;                
      
        //
      
      
        已分配,记录作业ID,否则为0
      
      
         54
      
      
        };


      
      
         55
      
      
         56
      
       MEM memdata[max] = {        
      
        //
      
      
        内存状态表
      
      
         57
      
           {
      
        0
      
      , 
      
        50
      
      , 
      
        1
      
      , 
      
        8100
      
      
        },


      
      
         58
      
           {
      
        50
      
      , 
      
        50
      
      , 
      
        0
      
      , 
      
        0
      
      
        },


      
      
         59
      
           {
      
        100
      
      , 
      
        32
      
      , 
      
        1
      
      , 
      
        8101
      
      
        },


      
      
         60
      
           {
      
        132
      
      , 
      
        128
      
      , 
      
        1
      
      , 
      
        8102
      
      
        },


      
      
         61
      
           {
      
        260
      
      , 
      
        100
      
      , 
      
        0
      
      , 
      
        0
      
      
        },


      
      
         62
      
           {
      
        360
      
      , 
      
        76
      
      , 
      
        1
      
      , 
      
        8103
      
      
        },


      
      
         63
      
           {
      
        436
      
      , 
      
        200
      
      , 
      
        0
      
      , 
      
        0
      
      
        },


      
      
         64
      
           {
      
        636
      
      , 
      
        88
      
      , 
      
        1
      
      , 
      
        8104
      
      
        },


      
      
         65
      
           {
      
        724
      
      , 
      
        300
      
      , 
      
        0
      
      , 
      
        0
      
      
        },


      
      
         66
      
      
        };


      
      
         67
      
      
         68
      
      
        int
      
       memsum = 
      
        9
      
      ;                
      
        //
      
      
        当前分区总数量,包括已分配分区和空闲分区
      
      
         69
      
      
        int
      
       curp = 
      
        0
      
      ;                
      
        //
      
      
        curp 是位置指针
      
      
         70
      
      
         71
      
       MEM membackup[
      
        9
      
      ] = {        
      
        //
      
      
        内存状态源数据备份,用于还原
      
      
         72
      
           {
      
        0
      
      , 
      
        50
      
      , 
      
        1
      
      , 
      
        8100
      
      
        },


      
      
         73
      
           {
      
        50
      
      , 
      
        50
      
      , 
      
        0
      
      , 
      
        0
      
      
        },


      
      
         74
      
           {
      
        100
      
      , 
      
        32
      
      , 
      
        1
      
      , 
      
        8101
      
      
        },


      
      
         75
      
           {
      
        132
      
      , 
      
        128
      
      , 
      
        1
      
      , 
      
        8102
      
      
        },


      
      
         76
      
           {
      
        260
      
      , 
      
        100
      
      , 
      
        0
      
      , 
      
        0
      
      
        },


      
      
         77
      
           {
      
        360
      
      , 
      
        76
      
      , 
      
        1
      
      , 
      
        8103
      
      
        },


      
      
         78
      
           {
      
        436
      
      , 
      
        200
      
      , 
      
        0
      
      , 
      
        0
      
      
        },


      
      
         79
      
           {
      
        636
      
      , 
      
        88
      
      , 
      
        1
      
      , 
      
        8104
      
      
        },


      
      
         80
      
           {
      
        724
      
      , 
      
        300
      
      , 
      
        0
      
      , 
      
        0
      
      
        },


      
      
         81
      
      
        };


      
      
         82
      
      
         83
      
      
        int
      
       job_locate(
      
        int
      
       id){        
      
        //
      
      
        根据作业ID,查找作业在数组jobdata的位置
      
      
         84
      
      
        int
      
      
         i;


      
      
         85
      
      
        for
      
      (i=
      
        0
      
      ;i<jobsum;++
      
        i)


      
      
         86
      
      
        if
      
      (id ==
      
         jobdata[i].jobid)


      
      
         87
      
      
        return
      
      
         i;


      
      
         88
      
      
        return
      
       -
      
        1
      
      
        ;


      
      
         89
      
      
        }


      
      
         90
      
      
         91
      
      
        void
      
       mem_state(){            
      
        //
      
      
        根据memdata数组显示当前内存状态
      
      
         92
      
      
        int
      
      
         i, j, k;


      
      
         93
      
      
        for
      
      (i=
      
        0
      
      ;i<memsum;++
      
        i){


      
      
         94
      
      
                tab;


      
      
         95
      
               printf(
      
        "
      
      
        %4ik
      
      
        "
      
      
        , memdata[i].head);


      
      
         96
      
      
        for
      
      (j=
      
        0
      
      ;j<
      
        20
      
      ;++
      
        j) hli;


      
      
         97
      
      
                ret;tab; vli;


      
      
         98
      
      
        for
      
      (j=
      
        0
      
      ;j<
      
        5
      
      ;++
      
        j) spa;


      
      
         99
      
      
        if
      
      (memdata[i].jobid == 
      
        0
      
      
        )


      
      
        100
      
                   printf(
      
        "
      
      
        %10s
      
      
        "
      
      , 
      
        "
      
      
        $block$
      
      
        "
      
      
        );


      
      
        101
      
      
        else
      
      
        {


      
      
        102
      
                   k =
      
         job_locate(memdata[i].jobid);


      
      
        103
      
                   printf(
      
        "
      
      
        %10s
      
      
        "
      
      
        , jobdata[k].name);


      
      
        104
      
      
                }


      
      
        105
      
      
                vli;ret;


      
      
        106
      
      
            }


      
      
        107
      
           printf(
      
        "
      
      
        \t1024k
      
      
        "
      
      
        );


      
      
        108
      
      
        for
      
      (j=
      
        0
      
      ;j<
      
        20
      
      ;++
      
        j) hli;


      
      
        109
      
      
            ret;


      
      
        110
      
      
        }


      
      
        111
      
      
        112
      
      
        int
      
       mem_allocate_ff(
      
        int
      
       k){            
      
        //
      
      
        首次适应算法
      
      
        113
      
      
        int
      
      
         i;


      
      
        114
      
      
        int
      
       job_size =
      
         jobdata[k].vol;


      
      
        115
      
      
        116
      
      
        //
      
      
         for(i=0;i<memsum;++i){


      
      
        117
      
      
        //
      
      
             printf("%d %d %d %d\n", memdata[i].head, memdata[i].length, memdata[i].state, memdata[i].jobid);


      
      
        118
      
      
        //
      
      
         }
      
      
        119
      
      
        for
      
      (i=
      
        0
      
      ;i<memsum;++
      
        i){


      
      
        120
      
      
        if
      
      (!memdata[i].state && job_size <=
      
         memdata[i].length)


      
      
        121
      
      
        return
      
      
         i;


      
      
        122
      
      
            }


      
      
        123
      
      
        return
      
       -
      
        1
      
      
        ;


      
      
        124
      
      
        }


      
      
        125
      
      
        126
      
      
        127
      
      
        int
      
       mem_allocate_cf(
      
        int
      
       k){            
      
        //
      
      
        循环首次适应算法
      
      
        128
      
      
        int
      
      
         i;


      
      
        129
      
      
        int
      
       job_size =
      
         jobdata[k].vol;


      
      
        130
      
      
        int
      
       t =
      
         memsum;


      
      
        131
      
           printf(
      
        "
      
      
        memsum = %d\n
      
      
        "
      
      
        , memsum);


      
      
        132
      
      
        while
      
      
        (t){


      
      
        133
      
               curp %=
      
         memsum;


      
      
        134
      
               i =
      
         curp;


      
      
        135
      
      
        //
      
      
        printf("t : %d curp : %d length: %d state: %d\n", t, curp, memdata[i].length, memdata[i].state);
      
      
        136
      
      
        if
      
      (!memdata[i].state && job_size <=
      
         memdata[i].length){


      
      
        137
      
                   curp++
      
        ;


      
      
        138
      
      
        return
      
      
         i;


      
      
        139
      
      
                }


      
      
        140
      
               curp++
      
        ;


      
      
        141
      
               t--
      
        ;


      
      
        142
      
      
            }


      
      
        143
      
      
        return
      
       -
      
        1
      
      
        ;


      
      
        144
      
      
        }


      
      
        145
      
      
        146
      
      
        int
      
       mem_allocate_bf(
      
        int
      
       k){            
      
        //
      
      
        最佳适应算法
      
      
        147
      
      
        int
      
      
         i;


      
      
        148
      
      
        int
      
       job_size =
      
         jobdata[k].vol;


      
      
        149
      
      
        int
      
       min = -
      
        1
      
      
        ;


      
      
        150
      
      
        for
      
      (i=
      
        0
      
      ;i<memsum;++
      
        i){


      
      
        151
      
      
        if
      
      (!memdata[i].state && job_size <=
      
         memdata[i].length){


      
      
        152
      
      
        if
      
      (min == -
      
        1
      
      ) min =
      
         i;


      
      
        153
      
      
        else
      
      
        if
      
      (memdata[i].length<memdata[min].length) min =
      
         i;


      
      
        154
      
      
                }    


      
      
        155
      
      
            }


      
      
        156
      
      
        if
      
      (min!= -
      
        1
      
      ) 
      
        return
      
      
         min;


      
      
        157
      
      
        return
      
       -
      
        1
      
      
        ;


      
      
        158
      
      
        }


      
      
        159
      
      
        160
      
      
        void
      
       mem_allocate(
      
        int
      
       i, 
      
        int
      
       j){    
      
        //
      
      
        将分区j分配给作业i
      
      
        161
      
      
        int
      
      
         k;


      
      
        162
      
      
        163
      
      
        if
      
      (jobdata[i].vol ==
      
         memdata[j].length){


      
      
        164
      
               memdata[j].state = 
      
        1
      
      
        ;


      
      
        165
      
               memdata[j].jobid =
      
         jobdata[i].jobid;


      
      
        166
      
      
            }


      
      
        167
      
      
        else
      
      
        {


      
      
        168
      
      
        for
      
      (k=memsum-
      
        1
      
      ;k>=j;--
      
        k){


      
      
        169
      
                   memdata[k+
      
        1
      
      ] =
      
         memdata[k];


      
      
        170
      
      
                }


      
      
        171
      
      
        int
      
       temp =
      
         memdata[j].length;


      
      
        172
      
               memdata[j].length =
      
         jobdata[i].vol;


      
      
        173
      
      
        174
      
               memdata[j].state = 
      
        1
      
      
        ;


      
      
        175
      
               memdata[j].jobid =
      
         jobdata[i].jobid;


      
      
        176
      
               memdata[j+
      
        1
      
      ].length = temp -
      
         memdata[j].length;


      
      
        177
      
               memdata[j+
      
        1
      
      ].state = 
      
        0
      
      
        ;


      
      
        178
      
               memdata[j+
      
        1
      
      ].jobid = 
      
        0
      
      
        ;


      
      
        179
      
               memdata[j+
      
        1
      
      ].head = memdata[j].length +
      
         memdata[j].head;


      
      
        180
      
               ++
      
        memsum;


      
      
        181
      
      
            }


      
      
        182
      
      
        }


      
      
        183
      
      
        184
      
      
        int
      
       mem_locate(
      
        int
      
       id){        
      
        //
      
      
        根据作业ID,查找jobdata的id在数组memdata的位置
      
      
        185
      
      
        int
      
      
         i;


      
      
        186
      
      
        for
      
      (i=
      
        0
      
      ;i<memsum;++
      
        i)


      
      
        187
      
      
        if
      
      (id ==
      
         memdata[i].jobid)


      
      
        188
      
      
        return
      
      
         i;


      
      
        189
      
      
        return
      
       -
      
        1
      
      
        ;


      
      
        190
      
      
        }


      
      
        191
      
      
        192
      
      
        void
      
       mem_redraw(
      
        int
      
       k){                
      
        //
      
      
        作业回收
      
      
        193
      
      
        int
      
      
         i;


      
      
        194
      
      
        int
      
       t =
      
         mem_locate(k);


      
      
        195
      
           printf(
      
        "
      
      
        t : %d\n
      
      
        "
      
      
        , t);


      
      
        196
      
      
        if
      
      (t == -
      
        1
      
      ) 
      
        return
      
      
         ;


      
      
        197
      
      
        198
      
           memdata[t].state = 
      
        0
      
      
        ;


      
      
        199
      
           memdata[t].jobid = 
      
        0
      
      
        ;


      
      
        200
      
      
        201
      
      
        if
      
      ( t > 
      
        0
      
       && memdata[t-
      
        1
      
      ].state == 
      
        0
      
      
         ){


      
      
        202
      
               memdata[t-
      
        1
      
      ].state = 
      
        0
      
      
        ;


      
      
        203
      
               memdata[t-
      
        1
      
      ].jobid = 
      
        0
      
      
        ;


      
      
        204
      
               memdata[t-
      
        1
      
      ].length +=
      
         memdata[t].length;


      
      
        205
      
      
        for
      
      (i=t+
      
        1
      
      ;i<memsum;++
      
        i)


      
      
        206
      
                   memdata[i-
      
        1
      
      ] =
      
         memdata[i];


      
      
        207
      
               --
      
        memsum;


      
      
        208
      
               --
      
        t;


      
      
        209
      
      
            }


      
      
        210
      
      
        if
      
      (t+
      
        1
      
       <= memsum && memdata[t+
      
        1
      
      ].state == 
      
        0
      
      
        ){


      
      
        211
      
               memdata[t].state = 
      
        0
      
      
        ;


      
      
        212
      
               memdata[t].jobid = 
      
        0
      
      
        ;


      
      
        213
      
               memdata[t].length += memdata[t+
      
        1
      
      
        ].length;


      
      
        214
      
      
        for
      
      (i=t+
      
        2
      
      ;i<memsum;++
      
        i)


      
      
        215
      
                   memdata[i-
      
        1
      
      ] =
      
         memdata[i];


      
      
        216
      
               --
      
        memsum;


      
      
        217
      
      
            }


      
      
        218
      
      
        }


      
      
        219
      
      
        220
      
      
        void
      
       mem_restore(){                    
      
        //
      
      
        内存状态还原
      
      
        221
      
      
        int
      
      
         k;


      
      
        222
      
           memsum = 
      
        9
      
      
        ;


      
      
        223
      
      
        for
      
      (k=
      
        0
      
      ;k<memsum;++
      
        k){


      
      
        224
      
               memdata[k].head = membackup[k-
      
        1
      
      
        ].head;


      
      
        225
      
               memdata[k].jobid = membackup[k-
      
        1
      
      
        ].jobid;


      
      
        226
      
               memdata[k].state = membackup[k-
      
        1
      
      
        ].state;


      
      
        227
      
               memdata[k].length = membackup[k-
      
        1
      
      
        ].length;


      
      
        228
      
      
            }


      
      
        229
      
      
        for
      
      (k=memsum;k<max;++
      
        k){


      
      
        230
      
               memdata[k].head = 
      
        0
      
      
        ;


      
      
        231
      
               memdata[k].jobid = 
      
        0
      
      
        ;


      
      
        232
      
               memdata[k].state = 
      
        0
      
      
        ;


      
      
        233
      
               memdata[k].length = 
      
        0
      
      
        ;


      
      
        234
      
      
            }


      
      
        235
      
      
        }


      
      
        236
      
      
        237
      
      
        int
      
       main(
      
        int
      
       argc, 
      
        char
      
      
        const
      
       *
      
        argv[])


      
      
        238
      
      
        {


      
      
        239
      
      
        int
      
      
         i, j, start;


      
      
        240
      
           printf(
      
        "
      
      
        \n------------The current memory state----------!\n
      
      
        "
      
      
        );


      
      
        241
      
      
            mem_state();


      
      
        242
      
      
            _keygo();


      
      
        243
      
           printf(
      
        "
      
      
        \n------------The work allocate start-----------!\n
      
      
        "
      
      
        );


      
      
        244
      
           start = 
      
        5
      
      
        ;


      
      
        245
      
      
        for
      
      (i=start;i<jobsum;++
      
        i){


      
      
        246
      
               printf(
      
        "
      
      
        The work %s wait to allocate, The size is %iK\n
      
      
        "
      
      
        , jobdata[i].name, jobdata[i].vol);


      
      
        247
      
               _sleep(
      
        1
      
      
        );


      
      
        248
      
               j =
      
         mem_allocate_ff(i);


      
      
        249
      
               printf(
      
        "
      
      
        The allocate : %d\n
      
      
        "
      
      
        , j);


      
      
        250
      
      
        if
      
      (j == -
      
        1
      
      ) printf(
      
        "
      
      
        The work %s is too big, the allocation is failed\n
      
      
        "
      
      
        , jobdata[i].name);


      
      
        251
      
      
        else
      
      
        {


      
      
        252
      
                   printf(
      
        "
      
      
        allocation space to The work %s\n
      
      
        "
      
      
        , jobdata[i].name);


      
      
        253
      
      
                    mem_allocate(i, j);


      
      
        254
      
      
                    mem_state();


      
      
        255
      
      
                }


      
      
        256
      
      
                _keygo();


      
      
        257
      
      
            }


      
      
        258
      
           printf(
      
        "
      
      
        ----------------The allocation over!---------\n
      
      
        "
      
      
        );


      
      
        259
      
           printf(
      
        "
      
      
        restore the memory!\n
      
      
        "
      
      
        );


      
      
        260
      
           printf(
      
        "
      
      
        \n----------------The current memory state------------\n
      
      
        "
      
      
        );


      
      
        261
      
      
            mem_state();


      
      
        262
      
           j = 
      
        88
      
      
        ;


      
      
        263
      
      
        while
      
      (j != 
      
        0
      
      
        ){


      
      
        264
      
               printf(
      
        "
      
      
        \n Please choose the job No: 
      
      
        "
      
      
        );


      
      
        265
      
               scanf(
      
        "
      
      
        %d
      
      
        "
      
      , &
      
        j);


      
      
        266
      
      
                mem_redraw(j);


      
      
        267
      
               printf(
      
        "
      
      
        \nThe restore success !\n
      
      
        "
      
      
        );


      
      
        268
      
               printf(
      
        "
      
      
        \n-------------The current memory state---------\n
      
      
        "
      
      
        );


      
      
        269
      
      
                mem_state();


      
      
        270
      
      
            }


      
      
        271
      
      
            _keygo();


      
      
        272
      
      
        return
      
      
        0
      
      
        ;


      
      
        273
      
       }
    

 

 

 

 

操作系统实验3:内存分配与回收


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