模拟基本分页存储

介绍

data.h

#ifndef _Data_h_
#define _Data_h_#include <stdio.h>
#include <stdlib.h>
#include <string.h>
#include <math.h>#define LIST_INIT_SIZE 10
#define LISTINCREMENT  2
#define true				1
#define false				0
#define PCBType				PCB
#define Status				int
#define OK					1
#define	ERROR				0
#define NAME_MAXSIZE		20
#define PCB_Num				5
#define LIST_INITSIZE		10
#define PartiType			PartitionInfo
#define BlockNumType		PageData //分页信息
#define TotalMemory			512	//KB
#define PageSize			16	//通常为1 ~ 8KB    //进程申请内存的大小[16, 256]KB    256 / 8 = 32页typedef enum 
{Unallocated, Allocated
}DistributState, PartitionSt;typedef struct {//分区号用数组下标代替int PartStartAddr;char Name[NAME_MAXSIZE];//若为空，则分区空闲
}PartitionInfo;typedef struct
{PartitionInfo *elem;int listsize;		//表容量int length;			//元素个数
}SqList_f, PartTable;	//分区使用说明表typedef struct {					    int BlockNum;               //块号DistributState DistbutSt;	//分配状态
}PageData;typedef struct
{PageData *elem;	int listsize;		int length;			
}SqList_y, PageTable;	//页表typedef struct 
{char Name[NAME_MAXSIZE];	//进程名int	MemorySize;				//内存的大小PageTable *pPagetable;		//页表指针
}PCB;typedef struct Node
{PCBType data;struct Node * Next;		
}LNode, *LinkList, *PCBList;#endif

list.h

#ifndef _List_h_
#define _List_h_#include "Data.h"//*******           链表            *******//
Status InitLinkList(LinkList *L);
void PCBAssign(PCBType *e1, PCBType e2);
Status GetElemt_L(LinkList L,int i,PCBType *e);
Status ListInsert_L(LinkList L,PCBType e);
Status ListDelete_L(LinkList L,int i,PCBType *e);//******         分区使用说明表           ******//
void PartiAssign_f(PartiType *e1, PartiType e2);
Status InitList_f(SqList_f *L);
Status ListInsert_f(SqList_f *L,int i,PartiType e);
Status ListDelete_f(SqList_f *L,int i,PartiType *e);//******         页表           ******//
void PartiAssign_y(BlockNumType *e1, BlockNumType e2);
Status InitList_y(SqList_y **L);
Status ListInsert_y(SqList_y *L,int i,BlockNumType e);
Status ListDelete_y(SqList_y *L,int i,BlockNumType *e);#endif

memorymanage.h

#ifndef _MemoryManage_h_
#define _MemoryManage_h_#include "List.h"//*****         PCB 链 表 操 作        *****//
Status InsertProcess(LinkList Q,PCBType e);
Status DeleteProsess(LinkList Q,int i,PCBType *e);
//*****         分 区 表 操 作         *****//
//插入分区表元素
Status InsertTable_f(SqList_f *L, int i, PartiType e);	
//删除分区表元素
Status DeleteTable_f(SqList_f *L, int i, PartiType *e);//******          页 表 操 作         ******//
//插入页表元素
Status InsertTable_y(SqList_y *L, int i, BlockNumType e);
//删除页表元素
Status DeleteTable_y(SqList_y *L, int i, BlockNumType *e);
Status LoadPages(PageTable *L, int size);Status MallocMemory(PCB *pe, SqList_f *pPartTable, int *arr);
Status SelectPart(PCB* pPCB, SqList_f *pPartTable,int *arr);
void SearchSpace(PCBList PCBdata, SqList_f *partTable);
void FreeMemory(int *arr, int len, SqList_f *pPartTable);
void InitAllocation(PCBList PCBdata, PartTable *partTable);
void PrintProQueue(LinkList L);
void PrintPartTable(PartTable L);#endif

实现

#include "List.h"//*******           链表            *******//
Status InitLinkList(LinkList *L)
{*L = (LinkList)malloc(sizeof(LNode));strcpy((*L)->data.Name, "");(*L)->Next = NULL;return OK;
}void PCBAssign(PCBType *e1, PCBType e2)
{strcpy(e1->Name,e2.Name);e1->MemorySize = e2.MemorySize;e1->pPagetable = e2.pPagetable;
}Status GetElemt_L(LinkList L,int i,PCBType *e)
{LinkList p = L->Next;	//指向第j个结点int j = 1;				//从第一个开始往后找while ( p && j < i )	//p不为空且j < i{p = p->Next;++j;}						//p为空，说明链表循环结束，也没有到第i个结点   j==iif (!p || j > i)		//因为此处对i   没有做判断   如果 i==0  或 负数  条件成立//对于 i == j == 1 的情况则不用循环正好  返回{return ERROR;}*e = p->data;			//通过寻址改变了 该地址内存中元素的值return OK;
}
//链表中按照优先级：从大到小排序插入
Status ListInsert_L(LinkList L,PCBType e)	//这样修改应该不对 p = *L出错
{LinkList p = L, s;while (p->Next)	p = p->Next;s = (LinkList)malloc(sizeof(LNode));PCBAssign(&s->data, e);s->Next = p->Next;p->Next = s;return OK;
}Status ListDelete_L(LinkList L,int i,PCBType *e)
{LinkList p = L, q;int j = 0;while (p->Next && j < i-1){p = p->Next; ++j;}if(!p->Next || j > i - 1)return ERROR;q = p->Next;p->Next = q->Next;PCBAssign(e, q->data);free(q);return OK;
}//******         分区使用说明表           ******//
void PartiAssign_f(PartiType *e1, PartiType e2)
{e1->PartStartAddr = e2.PartStartAddr;strcpy(e1->Name, e2.Name);
}Status InitList_f(SqList_f *L)
{//构造一个空的线性表LL->elem = (PartiType *)malloc((LIST_INIT_SIZE)*sizeof(PartiType));if(!L->elem) return ERROR;        //存储分配失败L->length = 0;                 //空表长度为0L->listsize = LIST_INIT_SIZE;  //初始存储的容量return OK;
}//在顺序线性表L中第i个位置之前插入新的元素e
Status ListInsert_f(SqList_f *L,int i,PartiType e)
{//在顺序线性表L中第i个位置之前插入新的元素e//i的合法值为1 <= i <= ListLength_Sq(L)+1PartiType *q, *p, *newbase;if(i < 1 || i > L->length + 1 ) return ERROR;     //i值不合法if(L->length >= L->listsize){               //当前存储空间已满，增加分配newbase = (PartiType *)realloc(L->elem,(L->listsize + LISTINCREMENT)*sizeof(PartiType));if(!newbase) return ERROR;				//存储分配失败L->elem = newbase;						//新基址L->listsize += LISTINCREMENT;			//增加存储容量} q = &(L->elem[i - 1]);			         	//q为插入位置for(p = &(L->elem[L->length-1]);p >= q; --p)PartiAssign_f((p+1),*p); 					//插入位置及之后的元素右移PartiAssign_f(q ,e);							//插入eL->length++;return OK;
}//在顺序线性表L中删除第i个元素，并用e返回其值
Status ListDelete_f(SqList_f *L,int i,PartiType *e)
{//在顺序线性表L中删除第i个元素，并用e返回其值//i的合法值为1 <= i <= ListLength_Sq(L)PartiType *p,*q;if((i < 1) || (i > L->length))	return ERROR;							 //i值不合法p = &(L->elem[i-1]);						 //p为被删除元素的位置PartiAssign_f(e, *p);							 //将被删除元素的值赋给e （待定）q = L->elem + L->length-1;					 //移动到表尾元素的位置for (++p;p<=q;++p)PartiAssign_f((p-1), *p);					 //被删除元素之后的元素左移L->length--;return OK;
}//******         页表           ******//void PartiAssign_y(BlockNumType *e1, BlockNumType e2)
{(*e1).BlockNum = e2.BlockNum;(*e1).DistbutSt = e2.DistbutSt;
}Status InitList_y(SqList_y **L)
{//构造一个空的线性表L(*L) = (PageTable *)malloc(sizeof(PageTable));//不可缺少(*L)->elem = (BlockNumType *)malloc((LIST_INIT_SIZE)*sizeof(BlockNumType));if(!(*L)->elem) return ERROR;        //存储分配失败(*L)->length = 0;                 //空表长度为0(*L)->listsize = LIST_INIT_SIZE;  //初始存储的容量return OK;
}//在顺序线性表L中第i个位置之前插入新的元素e
Status ListInsert_y(SqList_y *L,int i,BlockNumType e)
{//在顺序线性表L中第i个位置之前插入新的元素e//i的合法值为1 <= i <= ListLength_Sq(L)+1BlockNumType *q, *p, *newbase;if(i < 1 || i > L->length + 1 ) return ERROR;     //i值不合法if(L->length >= L->listsize){               //当前存储空间已满，增加分配newbase = (BlockNumType *)realloc(L->elem,(L->listsize + LISTINCREMENT)*sizeof(BlockNumType));if(!newbase) return ERROR;				//存储分配失败L->elem = newbase;						//新基址L->listsize += LISTINCREMENT;			//增加存储容量} q = &(L->elem[i - 1]);			         	//q为插入位置for(p = &(L->elem[L->length-1]);p >= q; --p)PartiAssign_y((p+1),*p); 					//插入位置及之后的元素右移PartiAssign_y(q ,e);							//插入eL->length++;return OK;
}//在顺序线性表L中删除第i个元素，并用e返回其值
Status ListDelete_y(SqList_y *L,int i,BlockNumType *e)
{//在顺序线性表L中删除第i个元素，并用e返回其值//i的合法值为1 <= i <= ListLength_Sq(L)BlockNumType *p,*q;if((i < 1) || (i > L->length))	return ERROR;							 //i值不合法p = &(L->elem[i-1]);						 //p为被删除元素的位置PartiAssign_y(e, *p);							 //将被删除元素的值赋给e （待定）q = L->elem + L->length-1;					 //移动到表尾元素的位置for (++p;p<=q;++p)PartiAssign_y((p-1), *p);				 //被删除元素之后的元素左移L->length--;return OK;
}

memorymanage.c


#include "MemoryManage.h"//*****         PCB链表操作        *****//
Status InsertProcess(LinkList Q,PCBType e)
{return ListInsert_L(Q, e);
}Status DeleteProsess(LinkList Q,int i,PCBType *e)
{return ListDelete_L(Q ,i,e);
}//*****         分区表操作        *****//
Status InsertTable_f(SqList_f *L, int i, PartiType e) 
{return ListInsert_f(L,i, e);
}Status DeleteTable_f(SqList_f *L, int i, PartiType *e)
{return ListDelete_f(L, i, e);
}//*****         页表操作        *****//
Status InsertTable_y(SqList_y *L, int i, BlockNumType e)
{return ListInsert_y(L,i, e);
}Status DeleteTable_y(SqList_y *L, int i, BlockNumType *e)
{return ListDelete_y(L, i, e);
}Status LoadPages(PageTable *L, int size)
{int i, pageNum = ceil( size * 1.0 / PageSize) ;PageData e = {-1, Unallocated};for (i = 0; i < pageNum; i++){if(!InsertTable_y(L, L->length + 1, e))return ERROR;}return OK;;
}//若返回0，则代表错误
Status SelectPart(PCB* pPCB, SqList_f *pPartTable,int *arr)
{/     以下补充     /int i = 0, j = 0;while(i < pPCB->pPagetable->length && j < pPartTable->length){if(pPCB->pPagetable->elem[i].DistbutSt == Unallocated){if(!strcmp(pPartTable->elem[j].Name, "")){arr[i] = j;++i;++j;} else {++j;}} else {++i;}}if(i == pPCB->pPagetable->length){return OK;}return ERROR;
}Status MallocMemory(PCB *pe, SqList_f *pPartTable, int *arr)
{int i, pageNum ;以下补充     /for(i = 0; i < pe->pPagetable->length; ++i){if(pe->pPagetable->elem[i].DistbutSt == Unallocated){pe->pPagetable->elem[i].BlockNum = arr[i];pe->pPagetable->elem[i].DistbutSt = Allocated;strcpy(pPartTable->elem[arr[i]].Name, pe->Name);}}return ERROR;
}void InitAllocation(PCBList PCBdata, PartTable *pPartTable)
{LNode *p;int pos, arr[20] = {0};p = PCBdata->Next;while (p){if(p->data.pPagetable->elem[0].DistbutSt == Unallocated){if(SelectPart(&(p->data), pPartTable, arr)){MallocMemory(&(p->data), pPartTable, arr);}}p = p->Next;}
}//该释放进程只在结束进程时用到，因此不用管进程信息
void FreeMemory(int *arr, int len, SqList_f *pPartTable)
{int i;以下补充   /for(i = 0; i < len; ++i){strcpy(pPartTable->elem[arr[i]].Name, "");}
}void SearchSpace(PCBList PCBdata, SqList_f *partTable)
{int pos, arr[20] = {0};LNode *p;p = PCBdata->Next;while (p){if(p->data.pPagetable->elem[0].DistbutSt == Unallocated){if(SelectPart(&(p->data), partTable, arr)){MallocMemory(&(p->data), partTable, arr);}}p = p->Next;}}void PrintProQueue(LinkList L)
{int i = 0;L = L->Next;while(L){printf(" -----------------------------\n");printf("|进程名 | 申请大小 |\n");printf("|  %s   |  %4d    |\n", L->data.Name, L->data.MemorySize);printf("%s页表信息如下：\n|   页号   |   块号   | 是否分配 |\n", L->data.Name);for (i = 0; i < L->data.pPagetable->length; i++)printf("|  %4d    |  %4d    |  %4s    |\n", i , L->data.pPagetable->elem[i].BlockNum,L->data.pPagetable->elem[i].DistbutSt == Allocated?  "是" : "否");L = L->Next;}printf(" ----------------------------------------\n");
}void PrintPartTable(PartTable L)
{int i = 0, j = 0;printf(" ----------------------------------------\n");printf("|分区号 | 起始位置 | 分区大小 | 是否分配 |\n");for (i = 0; i < L.length; ++i)printf("|  %2d   |  %4d    |  %4d    |  %4s    |\n",i , L.elem[i].PartStartAddr, PageSize , strcmp(L.elem[i].Name, "") ? L.elem[i].Name :"否");printf(" ----------------------------------------\n");
}

main

#include "MemoryManage.h"/*   实验08  基本分页   */void InputPCBData(PCBList * pPCBdata)
{PCBType e = {{0}, 0, NULL};strcpy(e.Name,"P1");e.MemorySize = 16;InitList_y(&(e.pPagetable));LoadPages(e.pPagetable, e.MemorySize);InsertProcess(*pPCBdata,e);strcpy(e.Name,"P2");e.MemorySize = 32;InitList_y(&(e.pPagetable));LoadPages(e.pPagetable, e.MemorySize);InsertProcess(*pPCBdata,e);strcpy(e.Name,"P3");e.MemorySize = 48;InitList_y(&(e.pPagetable));LoadPages(e.pPagetable, e.MemorySize);InsertProcess(*pPCBdata,e);strcpy(e.Name,"P4");e.MemorySize = 96;InitList_y(&(e.pPagetable));LoadPages(e.pPagetable, e.MemorySize);InsertProcess(*pPCBdata,e);strcpy(e.Name,"P5");e.MemorySize = 100;InitList_y(&(e.pPagetable));LoadPages(e.pPagetable, e.MemorySize);InsertProcess(*pPCBdata,e);
}void SettingPage(PartTable * pPartdata)
{PartiType se = {0, {0}};int Num = (512 - 16) / PageSize , i;for (i = 0; i < Num; ++i){se.PartStartAddr = 16 + i * PageSize;InsertTable_f(pPartdata, i + 1, se);}
}
//0 - 15Kb 操作系统占用  总大小512KB
int main(void)
{PCBList PCBdata;		//PCBdata里面存放原始PCB数据PartTable partTable;	//分区表char PcbName[NAME_MAXSIZE] = {0}, choice;PCBType PCBe = {{0}, 0, NULL};PartiType Parte = {0, 0};PCBType *pcb = NULL;LNode *p; int i, size, pos, arr[20] = {0}, k = 0;InitList_f(&partTable);SettingPage(&partTable);InitLinkList(&PCBdata);InputPCBData(&PCBdata);InitAllocation(PCBdata, &partTable);PrintProQueue(PCBdata);PrintPartTable(partTable);while(true){system("cls");PrintProQueue(PCBdata);PrintPartTable(partTable);printf(" ================================================\n");printf("|           1.结 束 进 程                        |\n");printf("|           2.添 加 进 程                        |\n");printf("|           3.退 出 系 统                        |\n");printf(" ================================================\n");printf("请选择:");fflush(stdin);scanf("%c",&choice);switch (choice){case '1':printf("要结束的进程名:");scanf("%s",PcbName);for (p = PCBdata->Next, i = 1; p && strcmp(PcbName, p->data.Name); i++, p = p->Next);if(!p){printf("进程名输入错误!\n");break;}DeleteProsess(PCBdata, i, &PCBe);k = 0;for(i = 0; i < partTable.length; i++){if(!strcmp(PcbName, partTable.elem[i].Name)){arr[k++] = i;}}FreeMemory(arr, k, &partTable);SearchSpace(PCBdata, &partTable);break;case '2':printf("请输入添加的进程名，进程所占内存大小:");scanf("%s%d",PcbName , &size);strcpy(PCBe.Name, PcbName);PCBe.MemorySize = size;InitList_y(&(PCBe.pPagetable));LoadPages(PCBe.pPagetable, PCBe.MemorySize);if(SelectPart(&(PCBe), &partTable, arr))MallocMemory(&(PCBe), &partTable, arr);InsertProcess(PCBdata, PCBe);break;case '3':return 0;default:printf("选择项输入错误，重新选择！\n");break;}PrintProQueue(PCBdata);PrintPartTable(partTable);system("pause");}return 0;
}

 

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