os3dlg.cpp

linux 下的进程管理

// os3Dlg.cpp : implementation file
//

#include "stdafx.h"
#include "os3.h"
#include "os3Dlg.h"

#ifdef _DEBUG
#define new DEBUG_NEW
#undef THIS_FILE
static char THIS_FILE[] = __FILE__;
#endif

//新加的头文件
#include "iostream.h"
#include "stdio.h"
#include "stdlib.h"
#include "time.h"
#include "conio.h"
//定义各个类

//定义"指令"类
class instruction{                  
private:
	int  opcode ; //操作码
	int  oprand ; //操作数
public:
	instruction()
    {
		opcode = -1;
		oprand = -1;
	}
	void random()	
	{
		opcode = rand()%5;	
		oprand = rand()%3;
	}
	int getopcode(){return opcode;}
	int getoprand(){return oprand;}
    void setopcode(int a){opcode=a;}
	void setoprand(int b){oprand=b;}
	CString  output()
	{
		CString strOutput,str1,str2;
		str1.Format("%d",opcode);
		str2.Format("%d",oprand);			
		strOutput=str1+","+str2+"\r\n";
		return strOutput;
	}		
};

//定义"页表项"类
class item {    
private: 
	int pageNum;//页号
	int frameNum;//页架号
public:  
	item()
	{
		pageNum=-1;
		frameNum=-1;
	}
	void setpageNum(int pageNum1){pageNum=pageNum1;}
	void  setframeNum(int frameNum1){frameNum=frameNum1;}
	int getpageNum(){return pageNum;}
	int getframeNum(){return frameNum;}
	CString  output()
	{
		CString strOutput,str1,str2;
		str1.Format("%d",pageNum);
		str2.Format("%d",frameNum);			
		strOutput=str1+"        "+str2+"\r\n";
		return strOutput;
	}			
};

//定义"页表"类
class pagetable{
public:
	item table[20];//每个页表项都是一个二元组:(页号,页架号).此处设置的页表项数目为20
	int exp; //替换指针
	int size;//页表当前的大小
	float count;//缺页次数
	float total;//访存的次数
public: 
	void pagetable1(int temp[10],int size1)
	{
		size=size1;
		for(int i=0;i<=size-1;i++)
		{
			table[i].setframeNum(temp[i]);//设置页号
			table[i].setpageNum(i);//设置页架号
		}
		total=0;//访存次数为0
		count=0;//缺页次数为0
		exp=0;  //替换指针指向第一个页架(0号页架)
	}
	void page (int pageNum)
	{
		total++;//访存次数加1
		for(int i=0;i<=19;i++)
			if(table[i].getpageNum()==pageNum)
				break;//用循环来寻找页号,找到即跳出
		if(i<=19)
			cout<<"系统中已有相应的页"<<endl; // this line need  to be modified			
		else
		{
			cout<<"缺页"<<endl;// this line need  to be modified			
			exchange(pageNum);//进行页的替换
		}
	}
	void exchange(int pageNum)
	{
		table[exp].setpageNum(pageNum);  //设置页号
		exp=(exp+1)%size;//采用FCFS算法,替换指针指向下一个页架
		count++;//缺页次数加一
	}
	bool  free1(int temp[100],int &size1)
	{
		size1=size;//
		for(int i=0;i<=size-1;i++)
			temp[i]=table[i].getframeNum();
		return true;
	}
	float frate() //计算缺页率
	{
		if(total==0)
			return 0;
		else
			return  count/total; //缺页次数除以访存次数
	}
	int decpt() //回收页架
	{
		if(size<=1)
		{
			cout<<"错误：页表已无页架可回收"<<endl;// this line need  to be modified			
			return -1;
		}
		size--;
		if(exp==size)
			exp=0;
		table[size].setpageNum(-1); //清空页号
		return table[size].getframeNum();
	}
	void addpt(int temp) //添加页表项
	{
		size++;
		table[size-1].setframeNum(temp);
		exp=size-1;
	}
	CString output()
	{
		CString strOutput,str1;			 
		str1.Format("%d",count);
		strOutput="\r\n进程发生缺页次数："+str1+"\r\n";
		str1.Format("%d",total);
		strOutput+="进程发生访存次数："+str1+"\r\n";
		float fault=frate();
		str1.Format("%f",fault);
		strOutput+="缺页率："+str1+"\r\n";
		str1.Format("%d",size);
		strOutput+=	"页表一共有"+str1+"\r\n";
		strOutput+=	"页号   页架号\r\n";		
		for(int i=0;i<=size-1;i++)
			strOutput+=table[i].output();
		strOutput+="\r\n";
		return strOutput;
	}
	int getsize()
	{
		return size; //返回当前页表大小
	}
};

//定义"进程控制块"类
class PCB {
public: 
	int ID;//进程的ID
	int state;//进程的状态 1-ready 2-waiting 3-running
	//指令序列
	instruction A[30];//假定每个进程至多30条指令 以第一个4号指令结尾
	int PC;          //指向当前要执行的指令
	//虚存
	int VMsize;  //虚存大小  单位：页  
	pagetable PT; //页表
	//设备
	int ownsize; //占有的设备数  
	int own[5];  //占有的设备号
	int ownp;    //指向下一个空设备
	int request;//申请的设备号
	//运行时间
	int time;
	PCB*  next;    //指向下一个PCB
	PCB(){ID=-1;}
	void refresh(int ID1 ,int temp[10] ,int size,int VMsize1)     
	{ 
		ID=ID1;		
		state=1;
		for(int i=0;i<=28;i++)
		{
			int t1 =rand()%5;
			int t2=0;
			if(t1==1)
				t2=rand()%20;
			else
				t2=rand()%3;
			A[i].setopcode(t1);
			A[i].setoprand(t2);
		}
		A[29].setopcode(4); //最后一条指令为"退出"(4表示进程退出)
		PC=0;//pc指向第一条指令 
		VMsize=VMsize1;
		PT.pagetable1(temp,size);//设置页表项
		ownsize=0;//占有的设备数位0
		ownp=0; //指向下一个空设备0
		for(i=0;i<=4;i++)
			own[i]=-1;//没有占用任何设备
		request=-1;//没有请求任何设备
		time=0;//尚未运行
	}
	bool page(int pageNum)
	{
		PT.page(pageNum);//寻找页号
		return true;
	}
	bool free1(int temp[10],int &size)
	{
		PT.free1(temp,size);//查看页表是否空闲
		return true;
	}
	float frate(){return PT.frate();}//返回缺页率
	int decpt(){return PT.decpt();} //回收页表项
	void addpt(int temp){PT.addpt(temp);}//添加页表项
	CString output()
	{
		CString  strPCBinfo;//存储PCB的输出信息		   
		CString str1;//临时变量
		str1.Format("%d",ID);
		strPCBinfo="\r\n进程号:"+str1+"\r\n";
		str1.Format("%d",state);
		strPCBinfo+="状态:"+str1+"\r\n";			
		switch(state)
		{
		case 1:
			strPCBinfo+="就绪\r\n";
			break;
		case 2: 
			strPCBinfo+="等待\r\n";
			break;
		case 3: 
			strPCBinfo+="运行\r\n";
			break;
		}			
		strPCBinfo+="指令序列:\r\n";									
		for(int i=0;i<=29;i++)
			strPCBinfo+=A[i].output();
		str1.Format("%d",PC); 
		strPCBinfo+="PC: "+str1+"\r\n";             
		str1.Format("%d",VMsize);
		strPCBinfo+="虚存大小:"+str1+" M\r\n";			
		strPCBinfo+="页表情况如下:\r\n";			 
		strPCBinfo+=PT.output();
		str1.Format("%d",ownsize);
		strPCBinfo+="占有"+str1+"台设备";			 
		for(i=0; i<=4;i++)
			strPCBinfo+=" , ";
		strPCBinfo+="\r\n";			
		str1.Format("%d",request);
		strPCBinfo+="请求设备情况(-1为无):"+str1+"\r\n";               
		str1.Format("%d",time);
		strPCBinfo+="运行时间:"+str1+"\r\n";				 
		return strPCBinfo;
	}		
    void timer()
	{
		time++;//增加运行时间
	}
};

//PCB的队列的定义
class pqueque{
private: 
	PCB * head; //队头指针
	PCB * tail; //队尾指针
	int length; //队列长度
public: 
	pqueque()
	{
		head=tail=new PCB();
		length=0;
	}
	void enqueque(PCB * p) //入队列
	{
		tail->next=p;		
		tail=tail->next;
		length++;
	}
	bool dequeque(PCB* &p) //出队列
	{
		if(length==0)
		{
			cout<<"队列为空"<<endl;// this line need  to be modified			
			return false;
		}
		p=head->next;			
		head->next=head->next->next;		
		length--;
		if(length==0)
			tail=head;
		return true;
	}
	void front(PCB* p) //队首元素
	{
		p->next=head->next;
		head->next=p;
		length++;
		if(length==1)
			tail=p;
	}
	int getlength()
	{
		return length;
	}
	CString output()
	{
		CString strOutput,str1;
		str1.Format("%d",length);
		strOutput="\r\n队列中一共有"+str1+"个PCB\r\n";		
		PCB* t=head->next;
		for(int i=1;i<=length;i++)
		{
			strOutput+=t->output();
			t=t->next;
		}
		return strOutput;
	}
};

//定义"主存"类
class mainmemory{
private: 
	int frame[256]; //页架序列 （一共256个页架）0-未用，1-已用
	int  p;         //指向空页架的搜索指针
	int freesize;   //可用的空页架数
public:  
	mainmemory()
	{
		for(int i=0;i<=255;i++)
			frame[i]=0;
		p=0;
		freesize=256;
	}
	int allocate()
	{
		if(freesize==0)
		{
			cout<<"错误：无物理存储空间可分配"<<endl;// this line need  to be modified
			return -1;
		}
		if(freesize==1)
		{
			cout<<"警告：所有页架均已分配"<<endl;// this line need  to be modified			
			freesize--;
			frame[p]=1;
			return p;
		}
		int temp=p;
		freesize--;
		frame[p]=1;
		while(frame[p]==1)
			p=(p+1)%256;//寻找空页架
		return temp;
	}
	void deallocate(int frameNum ) //释放页
	{
		p=frameNum;
		frame[p]=0;
		freesize++;
	}
	CString  output()
	{
		CString strOutput,str1;
		strOutput="\r\n物理空间共有页架数：256  页大小：4K \r\n";
		str1.Format("%d",freesize);
		strOutput+="其中可用空页架数："+str1+"\r\n";					 
		for(int i=0;i<=255;i++)
		{
			str1.Format("%d",frame[i]);
			strOutput+=str1+"   ";
			if((i+1)%16==0)
				strOutput+="\r\n";				  
		}
		str1.Format("%d",p);
		strOutput+="p="+str1+"\r\n";
		return strOutput;
	}
};


//定义"设备"类
class equip{
public:  
	int ID; //设备的编号
	int state;//设备的状态   0-idle 1-busy
	PCB* own ;//占有外设的进程的PCB
	pqueque request ;//等待外设的进程队列
public:  
	void equip1(int ID1)
	{			
		ID=ID1;
		state=0;  //idle
		own =new PCB();
	}
	int request1(PCB* a) //请求设备
	{
		if(state==0)
		{
			own = a;
			state=1; //外设忙
			return 1;
		}
		if(state==1)
		{
			if(a->ID==own->ID)
			{
				cout<<"错误：该进程申请已经被它占有的设备"<<endl;// this line need  to be modified			
				return -1;
			}
			else
			{
				request.enqueque(a); //进入等待队列
				return 0;
			}
		}
		return -1;
	}
	bool deallocate(PCB* &temp) //释放设备
	{
		if(request.getlength()>0)
		{
			request.dequeque(temp);
			own=temp;
			temp->state=1;
			temp->own[temp->ownp++]=ID;