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。
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#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;
}
}
}
|
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原文链接：https://blog.csdn.net/qq_40406916/article/details/85794423
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