Linux页面置换算法的C语言实现
编写算法，实现页面置换算法FIFO、LRU、OPT；针对内存地址引用串，进行页面置换算法进行页面置换。
其中，算法所需的各种参数由输入产生（手工输入或者随机数产生）；输出内存驻留的页面集合，缺页次数以及缺页率。
|
1
2
3
4
5
6
7
8
9
10
11
12
13
14
15
16
17
18
19
20
21
22
23
24
25
26
27
28
29
30
31
32
33
34
35
36
37
38
39
40
41
42
43
44
45
46
47
48
49
50
51
52
53
54
55
56
57
58
59
60
61
62
63
64
65
66
67
68
69
70
71
72
73
74
75
76
77
78
79
80
81
82
83
84
85
86
87
88
89
90
91
92
93
94
95
96
97
98
99
100
101
102
103
104
105
106
107
108
109
110
111
112
113
114
115
116
117
118
119
120
121
122
123
124
125
126
127
128
129
130
131
132
133
134
135
136
137
138
139
140
141
142
143
144
145
146
147
148
149
150
151
152
153
154
155
156
157
158
159
160
161
162
163
164
165
166
167
168
169
170
171
172
173
174
175
176
177
178
179
180
181
182
183
184
185
186
187
188
189
190
191
192
193
194
195
196
197
198
199
200
201
202
203
204
205
206
207
208
209
210
211
212
213
214
215
216
217
218
219
220
221
222
223
224
225
226
227
228
229
230
231
232
233
234
235
236
237
238
239
240
241
242
243
244
245
246
247
248
249
250
251
252
253
254
255
256
257
258
259
260
261
262
263
264
265
266
267
268
269
270
271
272
273
274
275
276
277
278
279
280
281
282
283
284
285
286
287
288
289
290
291
292
293
294
295
296
297
298
299
300
301
302
303
304
305
306
307
308
309
310
311
312
313
314
315
316
317
318
319
320
321
322
323
324
325
326
327
328
329
330
331
332
333
334
335
336
337
338
339
340
341
342
343
344
345
346
347
348
349
|
#include <stdio.h>//#include <conio.h>#include <stdlib.h>#include <time.h>//随机数 #define Myprintf printf("|---+---+---+---+---+---+---+---+---+---+---+---+---+---+---+---+---|\n") //*表格控制*/int M; int N; typedef struct page { int num; /*记录页面号*/ int time; /*记录调入内存时间*/ //（lru那用到） int index; //记录调入内存的先后次序 //从1开始（FIFO那用到）}Page; /* 页面逻辑结构，结构为方便算法实现设计*/Page b[10]; /*内存单元数*/ //从0开始int c[10][150]; /*暂保存内存当前的状态：缓冲区*/int queue[100]; /*记录调入队列*/int K; /*调入队列计数变量*//*初始化内存单元、缓冲区*/void Init(Page *b,int c[10][150]) { int i,j; for(i=0;i<M;i++) { b[i].num=-1; b[i].time=M-i-1; b[i].index=i+1; } for(i=0;i<M;i++) for(j=0;j<N;j++) c[i][j]=-1; } /*取得在内存中停留最久的页面,默认状态下为最早调入的页面*/int GetMaxTime(Page *b) { int i; int max=-1; int tag=0; for(i=0;i<M;i++) { if(b[i].time>max) { max=b[i].time; tag=i; } } return tag; } /**int GetMinTime(Page *b) { int i; int min=1000; int tag=0; for(i=0;i<M;i++) { if(b[i].time<min) { min=b[i].time; tag=i; } } return tag; } **//*判断页面是否已在内存中*/int Equation(int fold,Page *b) { int i; for(i=0;i<M;i++) { if (fold==b[i].num) return i; } return -1; } //LRU核心部分 最近最久未使用置换算法void Lru(int fold,Page *b) { int i; int val; val=Equation(fold,b); //判断页面是否已在内存中，val代表在内存中的位置 if (val>=0) //在内存中 { b[val].time=0; //存在就把那个东西的时间变成0 for(i=0;i<M;i++) if (i!=val) b[i].time++; // 其他的时间就要累加 } else { queue[++K]=fold;/*记录调入页面*/ val=GetMaxTime(b); //取得在内存中停留最久的页面,默认状态下为最早调入的页面，val代表在内存中的位置 b[val].num=fold; b[val].time=0; for(i=0;i<M;i++) if (i!=val) b[i].time++; } } //FIFO核心部分 先进先出置换算法void FIFO(int fold,Page *b){ int i; int val; bool flag=false; val=Equation(fold,b); //判断页面是否已在内存中，val代表在内存中的位置 if (val<0) //不在内存中 { queue[++K]=fold;/*记录调入页面*/ for(i=0;i<M;i++) { if (b[i].num<0)//如果有空 { b[i].num=fold; b[i].index=i+1; flag=true; break; } } if (flag==false)//如若没有空余则找到最先进去的被淘汰 { for(i=0;i<M;i++) { if(b[i].index==1) { val=i; } } b[val].num=fold; b[val].index=M; for(i=0;i<M;i++) { if(i!=val) b[i].index--; //因为有一个被淘汰了，所有其他的Index就需要更新 } } } }//Optimal核心部分 最佳置换算法void Optimal(int a[150],int pos,Page *b){ int i,j; int val; int fold=a[pos]; bool flag=false; val=Equation(fold,b); //判断页面是否已在内存中，val代表在内存中的位置 if (val<0) //不在内存中 { queue[++K]=fold;/*记录调入页面*/ for(i=0;i<M;i++) { if (b[i].num<0) { b[i].num=fold; flag=true; break; } } if (flag==false) { for(i=0;i<M;i++) { for(j=pos+1;j<N;j++) { if (b[i].num!=a[j]) { b[i].time= 1000; }//如果后面不需要再用它了把时间改成最大1000 else { b[i].time=j;//否则赋值为j break; } } } val=GetMaxTime(b); //取得在内存中停留最久的页面,默认状态下为最早调入的页面，val代表在内存中的位置 b[val].num=fold; } } }void LruMain(int a[150]) { int i,j; K=-1; Init(b, c); for(i=0;i<N;i++) // { Lru(a[i],b); c[0][i]=a[i]; /*记录当前的内存单元中的页面*/ for(j=0;j<M;j++) c[j][i]=b[j].num; } /*结果输出*/ printf("\n内存状态为：\n"); Myprintf; for(j=0;j<N;j++) printf("|%2d ",a[j]); printf("|\n"); Myprintf; //#define Myprintf printf("|---+---+---+---+---+---+---+---+---+---+---+---+---+---+---+---+---|\n") //*表格控制*/ for(i=0;i<N;i++) { for(j=0;j<M;j++) { if(c[j][i]==-1) printf("%3c ",32); else printf("%3d ",c[j][i]); } printf("\n"); } Myprintf; printf("\n调入队列为:"); for(i=0;i<K+1;i++) printf("%3d",queue[i]); printf("\n缺页次数为：%6d\n缺页率：%16.6f",K+1,(float)(K+1)/N); }void FIFOMain(int a[150]) { int i,j; K=-1; Init(b, c); for(i=0;i<N;i++) // { FIFO(a[i],b); c[0][i]=a[i]; /*记录当前的内存单元中的页面*/ for(j=0;j<M;j++) c[j][i]=b[j].num; } /*结果输出*/ printf("\n内存状态为：\n"); Myprintf; for(j=0;j<N;j++) printf("|%2d ",a[j]); printf("|\n"); Myprintf; //#define Myprintf printf("|---+---+---+---+---+---+---+---+---+---+---+---+---+---+---+---+---|\n") //*表格控制*/ for(i=0;i<N;i++) { for(j=0;j<M;j++) { if(c[j][i]==-1) printf("%3c ",32);//空格 else printf("%3d ",c[j][i]); } printf("\n"); } Myprintf; printf("\n调入队列为:"); for(i=0;i<K+1;i++) printf("%3d",queue[i]); printf("\n缺页次数为：%6d\n缺页率：%16.6f",K+1,(float)(K+1)/N); }void OptimalMain(int a[150]) { int i,j; K=-1; Init(b, c); for(i=0;i<N;i++) // { Optimal(a,i,b); c[0][i]=a[i]; /*记录当前的内存单元中的页面*/ for(j=0;j<M;j++) c[j][i]=b[j].num; } /*结果输出*/ printf("\n内存状态为：\n"); Myprintf; for(j=0;j<N;j++) printf("|%2d ",a[j]); printf("|\n"); Myprintf; //#define Myprintf printf("|---+---+---+---+---+---+---+---+---+---+---+---+---+---+---+---+---|\n") //*表格控制*/ for(i=0;i<N;i++) { for(j=0;j<M;j++) { if(c[j][i]==-1) printf("%3c ",32); else printf("%3d ",c[j][i]); } printf("\n"); } Myprintf; printf("\n调入队列为:"); for(i=0;i<K+1;i++) printf("%3d",queue[i]); printf("\n缺页次数为：%6d\n缺页率：%16.6f",K+1,(float)(K+1)/N); }void main(){ int a[150]; int i; char s; printf("请输入物理块数："); scanf("%d",&M); printf("请输入所要访问的页面数："); scanf("%d",&N); srand(time(NULL)); for(i=0;i<N;i++) { a[i]=rand()%10; /*随机生成要访问的页面流*/ } printf("所要访问的页面号序列为："); for(i=0;i<N;i++) printf("%d ",a[i]); printf("\n"); printf("页面置换步骤如下：\n"); while(1) { printf("\n\n///"); printf("\nPlease select 1:FIFO算法\n 2:LRU算法\n 3:Optimal算法\n 4:退出\n"); scanf("%s",&s); switch(s) { case '1':FIFOMain(a);break; case '2':LruMain(a); break; case '3':OptimalMain(a); break; case '4':exit(0); break; } }} |
以上就是本文的全部内容，希望对大家的学习有所帮助，也希望大家多多支持服务器之家。
原文链接：https://blog.csdn.net/qq_40406916/article/details/85794423
