處理缺頁(yè)中斷

1、實(shí)驗(yàn)四實(shí)驗(yàn)四處理缺頁(yè)中斷處理缺頁(yè)中斷1實(shí)驗(yàn)實(shí)驗(yàn)?zāi)康哪康纳钊肓私忭?yè)式存儲(chǔ)管理如何實(shí)現(xiàn)地址轉(zhuǎn)換；進(jìn)一步認(rèn)識(shí)頁(yè)式虛擬存儲(chǔ)管理中如何處理缺頁(yè)中斷。2實(shí)驗(yàn)預(yù)備實(shí)驗(yàn)預(yù)備知識(shí)頁(yè)式存儲(chǔ)管理中的地址轉(zhuǎn)換的方法；頁(yè)式虛擬存儲(chǔ)的缺頁(yè)中斷處理方法。3實(shí)驗(yàn)實(shí)驗(yàn)內(nèi)容內(nèi)容編寫程序完成頁(yè)式虛擬存儲(chǔ)管理中地址轉(zhuǎn)換過(guò)程和模擬缺頁(yè)中斷的處理。實(shí)驗(yàn)具體包括：首先對(duì)給定的地址進(jìn)行地址轉(zhuǎn)換工作，若發(fā)生缺頁(yè)則先進(jìn)行缺頁(yè)中斷處理，然后再進(jìn)行地址轉(zhuǎn)換；最后編寫主函數(shù)對(duì)所作工作進(jìn)程測(cè)試。

2、假定主存64KB，每個(gè)主存塊1024字節(jié)，作業(yè)最大支持到64KB，系統(tǒng)中每個(gè)作業(yè)分得主存塊4塊。4提示與提示與講解頁(yè)式存儲(chǔ)管理中地址轉(zhuǎn)換過(guò)程很簡(jiǎn)單，假定主存塊的大小為2n字節(jié)，主存大小為2m字節(jié)和邏輯地址m位，則進(jìn)行地址轉(zhuǎn)換時(shí)，首先從邏輯地址中的高mn位中取得頁(yè)號(hào)，然后根據(jù)頁(yè)號(hào)查頁(yè)表，得到塊號(hào)，并將塊號(hào)放入物理地址的高mn位，最后從邏輯地址中取得低n位放入物理地址的低n位就得到了物理地址，過(guò)程如圖1所示。圖1頁(yè)式存儲(chǔ)管理系統(tǒng)地址轉(zhuǎn)換示意

3、圖地址轉(zhuǎn)換是由硬件完成的，實(shí)驗(yàn)中使用軟件程序模擬地址轉(zhuǎn)換過(guò)程，模擬地址轉(zhuǎn)換的流程圖如圖2所示（實(shí)驗(yàn)中假定主存64KB，每個(gè)主存塊1024字節(jié)，即n=10m=16，物理地址中塊號(hào)6位、塊內(nèi)地址10位；作業(yè)最大64KB，即頁(yè)號(hào)頁(yè)內(nèi)地址塊號(hào)塊內(nèi)地址頁(yè)號(hào)…塊號(hào)………物理地址邏輯地址mnn10mnn10圖2模擬地址轉(zhuǎn)換的流程圖缺頁(yè)處理過(guò)程簡(jiǎn)單闡述如下：①根據(jù)當(dāng)前執(zhí)行指令中邏輯地址中的頁(yè)號(hào)查頁(yè)表，判斷該頁(yè)是否在主存儲(chǔ)器中，若該頁(yè)標(biāo)志為“0”，形成缺

4、頁(yè)中斷。中斷裝置通過(guò)交換PSW讓操作系統(tǒng)的中斷處理程序占用處理器；②操作系統(tǒng)處理缺頁(yè)中斷的方法就是查主存分配表，找一個(gè)空閑主存塊；若無(wú)空閑塊，查頁(yè)表，選擇一個(gè)已在主存的頁(yè)面，把它暫時(shí)調(diào)出主存。若在執(zhí)行過(guò)程中該頁(yè)被修改過(guò)，則需將該頁(yè)信息寫回磁盤，否則不必寫回；③找出該頁(yè)的磁盤位置，啟動(dòng)磁盤讀出該頁(yè)信息，把磁盤上讀出的信息裝入第2步找到的主存塊，修改頁(yè)表中該頁(yè)的標(biāo)志為“1”；④由于產(chǎn)生缺頁(yè)中斷的那條指令沒(méi)有執(zhí)行完，所以頁(yè)面裝入后應(yīng)重新執(zhí)行被

5、中斷的指令。當(dāng)重新執(zhí)行該指令時(shí)，由于要訪問(wèn)的頁(yè)面已在主存中，所以可正常執(zhí)行。關(guān)于第②步的查找裝入新頁(yè)面的主存塊的處理方式，不同系統(tǒng)采用的策略可能有所不同，這里采用局部置換算法，就是每個(gè)作業(yè)分得一定的主存塊，只能在分得的主存塊內(nèi)查找空閑塊，若無(wú)空閑主存塊，則從該作業(yè)中選擇一個(gè)頁(yè)面淘汰出主存。實(shí)驗(yàn)中使用局部置換算法。使用局部置換算法時(shí)，存在這樣一個(gè)問(wèn)題：就是在分配給作業(yè)主存空間時(shí)，裝入哪些頁(yè)？有的系統(tǒng)采取不裝入任何一頁(yè)，當(dāng)執(zhí)行過(guò)程中需要時(shí)才

6、將其調(diào)入。有的系統(tǒng)采用頁(yè)面預(yù)置的方法，就是估計(jì)可能某些頁(yè)面會(huì)先用到，在分配主存塊后將這些頁(yè)面裝入。實(shí)驗(yàn)中，采用第二種方法，分配主存空間時(shí)將前幾頁(yè)調(diào)入主存，假定系統(tǒng)中每個(gè)作業(yè)分得主存塊m（m=4）塊，則將第0~m1頁(yè)裝入主存。因?yàn)槭悄M硬件工作，所以實(shí)驗(yàn)中如果訪問(wèn)的頁(yè)不在主存時(shí)，則輸出該頁(yè)頁(yè)號(hào)，表示硬件產(chǎn)生缺頁(yè)中斷，然后直接轉(zhuǎn)去缺頁(yè)中斷處理；由于采用頁(yè)面預(yù)置方法，在給定的主存塊中一定無(wú)空閑塊，只能淘汰已在主存的一頁(yè)；沒(méi)有啟動(dòng)磁盤的工作，淘