作業系統存儲管理----可變分區管理

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作業系統存儲管理----可變分區管理

通過分區存儲管理模拟算法，了解可變分區的記憶體配置設定和回收過程，熟悉記憶體配置設定之最佳适應算法。

1.	所用模拟記憶體大小10k ；
2.	定義可用分區表和已用分區表 ；
3.	設計最先記憶體配置設定算法，配置設定從小位址開始；
4.	設計記憶體回收算法。

最佳配置設定算法參考程式

*/
#include <stdio.h>
#include <stdlib.h>

#define n 10  /*假定系統允許的最大作業數為n，假定模拟實驗中n值為10*/
#define m 10  /*假定系統允許的空閑區表最大為m，假定模拟實驗中m值為10*/
#define  minisize 100 /*空閑分區被配置設定時，如果配置設定後剩餘的空間小于minisize，則将該空閑分區全部配置設定，若大于minisize，則切割配置設定,即不留小碎片*/
struct
{
	float address;  /*已配置設定分區起始位址*/
	float length;  /*已配置設定分區長度，機關為位元組*/
	int flag;     /*已配置設定區表登記欄标志，用"0"表示空欄目*/
}used_table[n];  /*已配置設定區表*/

struct
{
	float address;  /*空閑區起始位址*/
	float length;  /*空閑區長度，機關為位元組*/
	int flag;   /*空閑區表登記欄标志，用"0"表示空欄目，可用來登記空閑區，用"1"表示該空閑區未配置設定*/
}free_table[m];  /*空閑區表*/

/*主存配置設定函數*/
void allocate(char J,float xk)  /*給J作業，采用最佳配置設定算法配置設定xk大小的空間*/
{
	int i,k;
	float ad;
	k=-1;
	for(i=0;i<m;i++) /*尋找空間大于xk的最小空閑區登記項k*/
		if(free_table[i].length>=xk&&free_table[i].flag==1)
			if(k==-1||free_table[i].length<free_table[k].length)
				k=i;
	if(k==-1)/*未找到可用空閑區，傳回*/
	{
		printf("無可用空閑區\n");
		return;
	}
	/*找到可用空閑區，開始配置設定：若空閑區大小與要求配置設定的空間差小于minisize大小，則空閑區全部配置設定；若空閑區大小與要求配置設定的空間差大于minisize大小，則從空閑區劃出一部分配置設定*/
	if(free_table[k].length-xk<=minisize)
	{
		free_table[k].flag=0;
		ad=free_table[k].address;
		xk=free_table[k].length;
	}
	else
	{
		free_table[k].length=free_table[k].length-xk;
		ad=free_table[k].address+free_table[k].length;
	}

	/*修改已配置設定區表*/
	i=0;
	while(used_table[i].flag!=0&&i<n) /*尋找空表目*/
		i++;
	if(i>=n)  /*無表目可填寫已配置設定分區*/
	{
		printf("無表目填寫已分分區，錯誤\n");
		/*修正空閑區表*/
		if(free_table[k].flag==0)
			/*前面找到的是整個空閑分區*/
			free_table[k].flag=1;
		else
		{/*前面找到的是某個空閑分區的一部分*/
			free_table[k].length=free_table[k].length+xk;
			return;
		}
	}
	else
	{/*修改已配置設定表*/
		used_table[i].address=ad;
		used_table[i].length=xk;
		used_table[i].flag=J;
	}
	return;
}/*主存配置設定函數結束*/

/*主存回收函數*/
void reclaim(char J)
/*回收作業名為J的作業所占主存空間*/
{
	int i,k,j,s,t;
	float S,L;
	/*尋找已配置設定表中對應登記項*/
	s=0;
	while((used_table[s].flag!=J||used_table[s].flag==0)&&s<n)
		s++;
	if(s>=n)/*在已配置設定表中找不到名字為J的作業*/
	{
		printf("找不到該作業\n");
		return;
	}
	/*修改已配置設定表*/
	used_table[s].flag=0;
	/*取得歸還分區的起始位址S和長度L*/
	S=used_table[s].address;
	L=used_table[s].length;
	j=-1;k=-1;i=0;
	/*尋找回收分區的空閑上下鄰，上鄰表目k，下鄰表目j*/
	while(i<m&&(j==-1||k==-1))
	{
		if(free_table[i].flag==1)
		{
			if(free_table[i].address+free_table[i].length==S)k=i;/*找到上鄰*/
			if(free_table[i].address==S+L)j=i;/*找到下鄰*/
		}
		i++;
	}
	if(k!=-1)
		if(j!=-1)
			/* 上鄰空閑區，下鄰空閑區，三項合并*/
		{
			free_table[k].length=free_table[j].length+free_table[k].length+L;
			free_table[j].flag=0;
		}
		else
			/*上鄰空閑區，下鄰非空閑區，與上鄰合并*/
			free_table[k].length=free_table[k].length+L;
	else
		if(j!=-1)
			/*上鄰非空閑區，下鄰為空閑區，與下鄰合并*/
		{
			free_table[j].address=S;
			free_table[j].length=free_table[j].length+L;
		}
		else
			/*上下鄰均為非空閑區，回收區域直接填入*/
		{
			/*在空閑區表中尋找空欄目*/
			t=0;
			while(free_table[t].flag==1&&t<m)
				t++;
			if(t>=m)/*空閑區表滿,回收空間失敗,将已配置設定表複原*/
			{
				printf("主存空閑表沒有空間,回收空間失敗\n");
				used_table[s].flag=J;
				return;
			}
			free_table[t].address=S;
			free_table[t].length=L;
			free_table[t].flag=1;
		}
		return;
}/*主存回收函數結束*/


int main( )
{
	int i,a;
	float xk;
	char J;
	/*空閑分區表初始化：*/
	free_table[0].address=10240; /*起始位址假定為10240*/
	free_table[0].length=10240;  /*長度假定為10240，即10k*/
	free_table[0].flag=1;   /*初始空閑區為一個整體空閑區*/

	for(i=1;i<m;i++)
		free_table[i].flag=0;  /*其餘空閑分區表項未被使用*/
	/*已配置設定表初始化：*/
	for(i=0;i<n;i++)
		used_table[i].flag=0;  /*初始時均未配置設定*/
	while(1)
	{
		printf("選擇功能項（0-退出,1-配置設定主存,2-回收主存,3-顯示主存）\n");
		printf("選擇功項(0~3) :");
		scanf("%d",&a);
		switch(a)
		{
		case 0: exit(0);  /*a=0程式結束*/
		case 1:     /*a=1配置設定主存空間*/
			printf("輸入作業名J和作業所需長度xk: ");
			scanf("%*c%c%f",&J,&xk);
			allocate(J,xk);  /*配置設定主存空間*/
			break;
		case 2:     /*a=2回收主存空間*/
			printf("輸入要回收分區的作業名");
			scanf("%*c%c",&J);
			reclaim(J);  /*回收主存空間*/
			break;
		case 3:     /*a=3顯示主存情況*/
			/*輸出空閑區表和已配置設定表的内容*/
			printf("輸出空閑區表：\n起始位址 分區長度 标志\n");
			for(i=0;i<m;i++)
				printf("%6.0f%9.0f%6d\n",free_table[i].address,free_table[i].length, free_table[i].flag);
			printf(" 按任意鍵,輸出已配置設定區表\n");
			getchar();
			printf(" 輸出已配置設定區表：\n起始位址 分區長度 标志\n");
			for(i=0;i<n;i++)
				if(used_table[i].flag!=0)
					printf("%6.0f%9.0f%6c\n",used_table[i].address,used_table[i].length, used_table[i].flag);
				else
					printf("%6.0f%9.0f%6d\n",used_table[i].address,used_table[i].length, used_table[i].flag);
			break;
		default:printf("沒有該選項\n");
		}/*case*/
	}/*While*/
}