2023年山东大学操作系统实验七实验报告.docx
计算机科学与技术学院实验报告实验题目：Extens i on o f AddrSp a ce学号：日期：20237 1 -25 班级：2023-3姓名：陶旭涛Ema i I：实验目的：在了解了 Nac h o s装入并执行单个用户进程的情况后，我们就需要进一步完 毕用户内存空间的扩充以便多用户程序同时驻留内存，进而使多用户进程并发执行。硬件环境：Mem： 3.9GCPU： I n tel® Co r e tm 2 Quad CPU Q95 0 0 2.83G Hz x 4Di s k： 15. 5 GB软件环境：System： ubu n tu12. O4LST i 3 8 6g c c: (Ubuntu 4.6.3 1 ubuntu5) 4. 6. 3n a chos sy s t e m实验环节：要在Nachos中实现多用户程序同时驻留内存并发执行,一方面涉及到Nac h o s 的两个系统调用：Exec ()和Ex it ()o这两个系统调用也是构造父子进程并发执行的 基础。假设我们有以卜两个用户程序:./ test/exec. c和./ t est/ha 11. c./test/ha1t.c第65页用户进程管理设计1 #i nc I ude " s y s c a I I. h"2 i nt3 ma i n ()4 (5 HaltO6 ./test/ex e c. c1 # i n c I u d e "sy s ca I I. h"2 i n t3 mai n 04 (5 S p acid pid;6 pid = Exec(". . / test/h a I t.nof f ");7 Ha I t 08 )在文献. . / t e st / exec, c第5行上的语句Exec是一条N a c h os的系统功 能调用，它的功能为装入并执行以其参数为名的可执行文献，即创建一个新的 用户进程。假设我们先执行. /t e st/ex ec. n off程序,则./test/ e xec. no f f会在它还没有执行结束时又装入并执行此外一个程序halt, n。开，并与 它同时驻留内存.DEBUG( ,ddn ,numPages, size);trst, set up the translation pageTable = new TranslationEntrynumPages;for (t = ; t < numPages; t+) pageTablet.vtrtualPage = t;pageTablei.physicalPage = usermap->Find();pageTablet.valid = TRUE;pageTablet.use = FALSE;pageTablei.dirty = FALSE;pageTablet.readonly = FALSE;/ a separate page, we could set its / pages to be read-onlyp a geTab lei. p hys i c a I Pa g e = us erm ap> F i n d ();避免从头开始物 理存储覆盖了前一个用户程序的内存内容运用 N a c h os 在./ u ser pro g /b i tmap. h 中文献定义的 Bi t map 类。 运用bitma p记录和申请内存物理帧，使不同的程序装入到不同的物理空间中 去，下面是对新的内存分派存储算法，改善了对多个用户程序的同时进驻内存 的支持if (noffH.code.size > ) DEBUG( ,'>. Wn ,noffH.code.vtrtualAddr, noffH.code.size);int nunberofPages;nunberofPdgesMltvRoundUp(noffH.code.size,Pagesize);for(i= ;t<nunberofPages;t*)prtntf(,pageTablet.phystcalPage , PageStze);print",noffH.code. InFUeAddr+VPageStze);print”.PageStze);executable->ReadAt(«(Mchtne->natnMe«)rypdgeTablet.phy$kalPage * PageStze),PdgeSUe,noffH.code.tnFt.leAd<Jr*t*Pagestze);)if (noffH.tnttData.size > ) DEBUG( , noffH.tnttData.vtrtualAddr,noffH.tnttData.size);executable->fleadAt(4(Mchtne->nainHe«)ryfK>ffH.tnttData.vtrtuaUddr),noffH.initData.size,rx>ffH.tnttOata.tnFUeAddr);int nunberofP.firstP;nunberofP=dtvRoundup(noffH.tnttData.size,PageSlze);(Wr,PageStze);for(t«firstP;t<nuHl)erofP;t+)prtntf(,pageTablet.phystcalPage , PageSlze);prtntf(,i)offH. tnttData. InFUeAddr+VPageSize);printf();executable->ReadAt(t(Aachtne->NtnNeRorypageTable(t.phystcdlPage * PageStze),PageStze,noffH.tnttData.tnFUeAddr+t*PageStze);)Print();)这是对B i (Map的代码修改，每次分派的时候要找到bitmap中的空闲页进行分派，而不能 从0页开始分派在AddressS p ace类中声明b i (m a p对象static Bi t Ma p *mbi tma p=new Bi t Map(N u m P hysPa g e s );voidBitMap:Prtnt() (printf(n );for (int i = ; i < numBits; t+) if (Test(t)prtntf( , t)；prtntf( );)/ These aren't needed until the FILESYS assignment/ BitMap:FetchFromFile/ Initialize the contents of a bitmap from a Nachos file. / "file" is the place to read the bitmap from /voidBitMap:FetchFrom(OpenFtle *file) (file->ReadAt(char *)map, numWords * sizeof(unsigned),); )/ BitMap:WrtteBack/ Store the contents of a bitmap to a Nachos file./ "file" is the place to write the bitmap to/voidBttMap:WriteBack(OpenFtle *file)Ifile->WrtteAt(char *)map, numWords * sizeof(unsigned),);运营./nachos - x . . / t est /ex e c. nof fkingkingvm:/nachos-3.4/code/lab7-8$ ./nachos -x ./test/exec.noff thread0looped0times*thread1looped0times thread0looped1times thread1looped1times thread0looped2times thread1looped2times*thread0looped3times thread1looped3times thread1looped4times thread0looped4timesthe allocated physical Address:© the address in the executable file:40 copy size 128the allocated physical Address:128the address tn the executable file:168copy size 128the allocated physical Address:256 the address in the executable file:296 copy size 128page table dump:12 pages tn totalVtrPage,PhysPagee,01,12,23,34,45,56,67,78,89,910,1011,11Exec 调用the allocated physical Address:1536the address in the executable file:40copy size 128the allocated physical Address:1664the address in the executable file:168copy size 128page table dump:10 pages in totalVirPage,PhysPage0,121,132,143,154,165,176,187,198,209,21Machine halting!Ticks: total 165, idle 0, system 140, user 25Disk I/O: reads 0, writes 0Console I/O: reads 0, writes 0Paging: faults 0Network I/O: packets received 0, sent 0Cleaning up.ktngktngvm:/nachos- 3.4/code/lab7-8$ |结论分析与体会: nach o s无法运营多个用户程序的因素在于物理页的分派，那么改变物理页的分 派，使多个程序的物理页不会互相覆盖,每个程序都能分派到相应的独立的物理 页，那么不就可以同时执行多个用户程序了吗。物理页的分派算法在BitMap类 中有实现，使用一个数组作为物理页的数据结构。在给用户程序分派物理页时， 不再使用与逻辑页相同的数值，而是使用Find。方法查找下一个可用的物理 页
