main.c

是关于页面替换算法的代码模拟

/*
* main.c	
* Copyright (c) Inst. of Machine Intelligence at Nankai University
*/

#include <stdio.h>
#include <stdlib.h>
#include <string.h>
#include "mmu.h"
#include "util.h"
#include "page.h"

//mmu
extern int mem_end;
extern char memory[];
//cpu
extern phyaddr_t	cpu_cr3;	
extern phyaddr_t	cpu_cr2;
extern phyaddr_t	cpu_cr0;
extern uint32		cpu_errcode;


void write(FILE *myfile[],struct Page *mypage[],int record[5][33],int count){
	int i,j,already=0;
	for (i=0;i<=7;i++)
	{
		for (j=0;j<5;j++)
		{
			if (i==(mypage[j]->vitualpage))
			{ 
				fprintf(myfile[i],"%08x ",page2pa(mypage[j]));
				already=1;
			}
		}
		if(!already){
			fprintf(myfile[i],"%08x ",0);			
		}
		already=0;
	}
	
/*	for (i=0;i<5;i++)
	{
		record[i][count]=mypage[i]->vitualpage;
	}*/
	
}

int main(int argc, char* argv)
{
	extern struct Page pages[PAGE_NUM];	
	extern struct page_list free_page_list;
	
	int	 read = 0;
	int  buf = 0;
	
    char mybuf[129*PGSIZE]={0};
	int i,j,k;
	int address;
	int visit;
	
	int inmem=0;
	int count=0;
	int record[5][33];	
	
	struct Page *mypage[5];
	struct Page *tmp;
	struct page_list  clocklist;
	
	FILE *vpfile[8];
	char *vpfilename[8]={"vpfile0.txt","vpfile1.txt","vpfile2.txt","vpfile3.txt","vpfile4.txt","vpfile5.txt","vpfile6.txt","vpfile7.txt"};
	int request[33]={0, 2, 1 ,3, 5 ,4, 6, 3, 7, 3, 3, 0, 1, 2 ,3, 4 ,5 ,0, 1, 2, 3, 4, 5 ,5, 3 ,1, 1 ,1 ,7 ,1 ,3 ,4 ,1 };
	
	/* 
	* 1, 初始化页目录和页表。
	*		1) 页目录和页表的内容要写在memory数组里。
	*		2) 涉及到memory数组的，都必须用write_memory 和read_memory对其进行读写。以后也是一样
	*		3) 全局变量mem_end可以用来指定memory数组中未被使用的第一个字节的位置，
	*		4) 将虚拟地址0xf0000000之后的256M空间映射到memory上，可写。
	*		5) 将虚拟地址0xe0000000之后的256M空间映射到memory上，只读。
	*/
	for (i=1;i<=128;i++)
	{
		address=(i*0x400);
		if (i>=65) 
			visit=3;
		else 
			visit=1;			
		((int*)mybuf)[(895+i)]=(((address*4/0x1000)<<12)+visit);
		for (j=address;j<(address+1024);j++) 
			((int*)mybuf)[j]=(j-address)*0x1000+visit;
	}
	write_memory(0,mybuf,129*PGSIZE);
	mem_end=129*PGSIZE;	
    /*2, 开启CPU的分页模式 */   
	cpu_cr0 =PAGING;
	read = 0;
	read_memory(0xf0000000 + PDX(0xf0000000) * 4, (char *)&read, 4);
	assert(read == ((int*)memory)[PDX(0xf0000000)]);
	buf = 0x00646c72;
	write_memory(0xf0100000, (char *)&buf, 4);
	read_memory(0xe0100000, (char *)&read, 4);
	printf("H%x, Wo%s\n", 57616, &read);
	check_pgdir();	
	/*3, 实现页管理 */	 
    page_init();	
	/*
	* 4，缺页中断
	* 自定义一个中断响应函数，然后将函数地址赋给pgfault_handler.
	*/	
	buf = 0x12345678;
	write_memory(0xd0000000, (char*)&buf, 4);
	read_memory(0xd0000000, (char*)&read, 4);
	assert(read == buf);	
	/*
	* 5, 页替换
	*		1), 新建一个可替换页列表，从空闲列表中分配5个物理页，放入可替换列表中。
	*		2), 在这个替换列表中，实现页替换算法。
	*		3), 在测试用例中，有33个请求，对应每个页的前33个4字节。如果页在第i次请求中
	*			 位于内存中，记录该物理页的首地址。
	*			如果页没有被加载进内存，将第i个4字节清0。
	*		4), 完成测试用例后，将所有页的内容写入磁盘，保存为txt格式，每个虚页有一个
	*			文件。在文件中用空格分开每一次请求的值。也就是文件中用空格分开了33项。
	*			物理地址用16进制表示(%08x)。
	*/
	// 测试
	// 输入页请求序列：0 2 1 3 5 4 6 3 7 3 3 0 1 2 3 4 5 0 1 2 3 4 5 5 3 1 1 1 7 1 3 4 1  
	// 以表格的形式输出结果，表格中只记录虚页编号	
	for (i=0;i<5;i++){
		mypage[i]=page_alloc();
		mypage[i]->vitualpage=-1;
	}
	for (i=0;i<=7;i++)
		vpfile[i]=fopen(vpfilename[i],"w");
    
	//FIFO	
		k=0;
		for (i=0;i<33;i++)
		{	
		inmem=0;
		for (j=0;j<5;j++)
		if (request[i]==(mypage[j]->vitualpage))
		inmem=1;		
		if (inmem!=1)
		{
			page_insert(request[i]<<12,mypage[k]);
			mypage[k]->vitualpage=request[i];
			printf("%d",(mypage[0])->vitualpage);
			k=(k+1)%5;
		
		}
		write(vpfile,mypage,record,count++);		
		}
		printf("FIFO output:\nVirtual page in each physical page:\n");

	
	
/*	//Second Chance	
	k=0;
	inmem=0;
	count=0;
	for (i=0;i<5;i++){
		page_insert(request[i]<<12,mypage[i]);
		mypage[i]->ref=1;
		mypage[i]->vitualpage=request[i];
		write(vpfile,mypage,record,count++);
	}	
	clocklist.head=mypage[0];
	mypage[0]->next=mypage[1];
	mypage[1]->next=mypage[2];
	mypage[2]->next=mypage[3];
	mypage[3]->next=mypage[4];
	clocklist.tail=mypage[4];
	clocklist.tail->next=NULL;
	for (i=5;i<33;i++)
	{
		inmem=0;
		for (j=0;j<5;j++)
		{
			if (mypage[j]->vitualpage==request[i])
			{
				inmem=1;
				write(vpfile,mypage,record,count++);
			}
		}
		if (inmem!=1)
		{	
			while (1)
			{
				tmp=clocklist.head;			
				if (tmp->ref!=0)
				{
					clocklist.tail->next=clocklist.head;
					clocklist.tail=clocklist.tail->next;
					clocklist.head->ref=0;
					clocklist.head=clocklist.head->next;	
				}
				else{
					page_insert(request[i]<<12,tmp);
					tmp->vitualpage=request[i];
					write(vpfile,mypage,record,count++);
					clocklist.tail->next=clocklist.head;
					clocklist.tail=clocklist.tail->next;
					clocklist.head->ref=1;
					clocklist.head=clocklist.head->next;			
					break;
				}
			}
		}
	}
	printf("Second Chance output:\nVirtual page in each physical page:\n");
*/


//Clock	
/*	k=0;
	inmem=0;
	count=0;
	clocklist.head=mypage[0];
	for (i=0;i<5;i++){
		page_insert(request[i]<<12,mypage[i]);
		mypage[i]->ref=1;
		mypage[i]->vitualpage=request[i];
		write(vpfile,mypage,record,count++);
		mypage[i]->next=mypage[(i+1)%5];
	}	
	for (i=5;i<33;i++)
	{
		inmem=0;
		for (j=0;j<5;j++)
		{
			if (mypage[j]->vitualpage==request[i])
			{
				inmem=1;
				write(vpfile,mypage,record,count++);
			}
		}
		if (inmem!=1)
		{	
			while (1)
			{
				tmp=clocklist.head;			
				if (tmp->ref!=0)
				{
					clocklist.head->ref=0;
					clocklist.head=clocklist.head->next;	
				}
				else{
					page_insert(request[i]<<12,tmp);
					tmp->vitualpage=request[i];
					write(vpfile,mypage,record,count++);
					clocklist.head->ref=1;
					clocklist.head=clocklist.head->next;			
					break;
				}
			}
		}
	}
	printf("Clock output:\nVirtual page in each physical page:\n");

	
	for (i=0;i<5;i++)
	{
		printf("%d\t: ",i);
		for (j=0;j<33;j++)
		{
			if (record[i][j]<0)		
				printf("x ");
			else
				printf("%d ",record[i][j]);
		}
		printf("\n");
	}
	for (i=0;i<=7;i++)
		fclose(vpfile[i]);*/
	return 0;
}