实验四 页式虚拟存储管理中地址转换和页式中断 FIFO LRU OPT C(2)

2021-02-21 18:49

页式虚拟存储管理

行地址转换,若访问的页面不在主存中,则产生一个“缺页中断”,由操作系统把当前所需要的页面装入主存储器后,再次执行时才可以按上述方法进行地址转换。

模拟地址转换流程度

3) 缺页中断处理算法的实现

缺页处理过程简单阐述如下:

a) 根据当前执行指令中逻辑地址的页号查找页表,判断该页是否在主存储器中,若该页标志为“0”,形成缺页中断。中断装置通过交换PSW让操作系统的中断处理程序占用处理器。

b) 操作系统处理缺页中断的方法及时查主存分配表,找一个空闲主存块;若无空闲块,查页表,选择一个已在主存的页面,把它暂时调出主存。若在执行过程中该页被修改过,则需将该页信息写回磁盘,否则不比写回;

c) 找出该页的位置,启动磁盘读出该页的信息,把磁盘上读出的信息装入第2不找到的主存块,修改页表中该页的标志为“1”;

d) 由于产生缺页中断的那条指令还没有执行完,所以页面装入后应该重新执行被中断的指令。当重新执行该指令时,由于要访问的页面已在主存中,所以可以正常执行。

关于第二步的查找装入新页面的主存块处理方式,不同系统采用的策略可能有所不同,这里采用局部置换算法,就是每个作业分得一定的主存块,只能在分得的主存块内查找空闲块,若无空闲主存块,则从该作业中选择一个页面淘汰出主存。实验中采用局部置换算法。

使用局部置换算法时,存在这样一个问题:就是在分配给作业主存空间时,装入哪些页?有的系统采取不装入任何一页,当执行过程中需要时才将其调入。有点系统采用页面预置的方法,事先估计可能某些页面会先用到,在分配主存块后将这些页面装入。在本实验中采用第二种方法,分配主存空间时将前几页调入主存,假定系统中每个作业分得主存块m 块,则将第 0~m-1页装入主存。

因为是模拟硬件工作,所有在实验中如果访问的页不再主存中时,则输入该页页号,表示硬件产生缺页中断,然后直接转去缺页中断处理;由于采用页面预置方法,在给定的主存块中一定无空闲块,只能淘汰已在主存的一页;没有启动磁盘的工作,淘汰的页面需要写回磁盘时,用输入页号表示,调入新的一页时,将该页在页表中的存在标志置为“1”,输出页号表示将该页调入主存。

当主存中无空闲块时,为装入一个页面,必须按照某种算法从已在主存的页中选择一页,将它暂时调出主存,让出主存空间,用来存放装入的页面,这个工作称为“页面调度”。常用的页面调度算法有:先进现出、最近最少用算法、和最近最不常用算法。在本实验中采用先进现出调度算法。先进现出算法总是选择驻留在主存时间最长的一页调出。实验中把主存储器的页的页号按照进入主存的先后次序拍成队列,每次总是调出对首的页,当装入一个新页后,把新页的页号排入对尾。实验中,用一个数组存放页号的队列。假定分配给作业的主存块数为m,数组可由m个元素组成,p[0],p[1],p[2] p[m-1];对首指针head;采用页面预置的方法,页号队列的长度总是m,tail等于

(head+1)%m。因此可以使用一个指


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