交大网络教育操作系统实验一 可变分区存储管理

1、实验一 可变分区存储管理（一）      实验题目编写一个C程序，用char *malloc(unsigned size函数向系统申请一次内存空间（如size=1000，单位为字节），用循环首次适应法addr = (char *lmalloc(unsigned size 和lfree(unsigned size,char * addr模拟UNIX可变分区内存管理，实现对该内存区的分配和释放管理。 （二）      实验目的1加深对可变分区的存储管理的理解；2提高用C语言编制大型系统程序

2、的能力，特别是掌握C语言编程的难点：指针和指针作为函数参数；3掌握用指针实现链表和在链表上的基本操作。 （三）      实验要求要分配函数lmalloc的参数size和释放函数lfree的参数size、addr以键盘命令的形式输入，每次分配和释放后显示自己的空闲存储区表。空闲存储区表可采用结构数组的形式（基本要求）或双向链接表的形式（提高一步），建议采用的数据结构为：结构数组的形式：struct map unsigned m_size;char * m_addr;struct map coremapN; 或双向链接表的形式：stru

3、ct map unsigned m_size;char *m_addr;struct map *next, *prior；;struct map *coremap；整个系统的基本框架为：程序结束前将整个存储区归还给系统。 （四）      实验注意事项键盘命令的简单形式如：malloc 100 enter 通过lmalloc函数申请100字节的内存空间。free 100 2567899 enter 通过lfree函数释放起始地址为2567899的那个内存区，该地址先前通过lmalloc申请的有效存储区地址。命令输入可用C函数scanf

4、 (“%c”, &cmdchar; cmdchar =getchar ( 或scanf (“%s”, &cndstring后跟scanf (“%u”, &size 或scanf (“%u %u”, &size, &addr。如采用通用的命令串的形式，还要调用一个串匹配函数，以判断是哪个命令。如采用简单的读取单个命令字符的形式，由于getchar或scanf可能读入的是前一个命令留在键盘输入缓冲区内的 ，/t,/n等空白字符，为了正确地读入m，f等本次命令字符，需要预先滤去输入缓冲区的空白字符：do c=getchar(;while(c=/n|c=/t|c

5、= 程序输入、调试和测试可以在Linux的环境下进行，也可在turbo C的环境中进行，但turbo C不支持I/O转向，故在完成此项工作时应将编译后产生的执行文件如myproc.exe存入磁盘的某个目录中，然后进入DOS环境运行程序，用I/O转向生成结果文件。如：myproc.exe > result.txt在Linux的环境下可直接运行：myproc > result  （五）      测试要求在程序调试基本通过后，应进行较为全面的测试，建议采用白盒法的路径测试方法，测试路径应包含lmalloc的“循环”、

6、“首次”，lfree的与邻近空闲分区联系的四种情况，还要包含一些必要的出错处理路径。测试通过后可用I/O转向使屏幕的输出结果转至指定文件。注意，由于此时看不到提示字符串和空闲存储区表的输出内容，欲释放存储地址较难正确输入，可采用以下几种方法：1在不采用输出转向时先完整地运行一遍，并记下所有的命令和参数，再用I/O转向时“摸瞎”似地依次输入各个命令和参数，由于malloc所分配的存储区地址时用户程序的虚地址空间，故同一程序的两次运行的结果应当是一样的。为了使输出结果文件也含有输入的命令串，应在输入命令后，再将命令和参数输出至标准输出设备。2如lmalloc和lfree，是采用相对地址的管理方法（

7、malloc所分配的地址+偏移地址），那么输入lfree的释放地址就容易得多。3输入也可采用I/O转向，将预先设计好的所有输入次序（部分数据可在不采用I/O转向运行时输入）写入输入文件，再用：myprog.exe < inputfile.txt > result.txt的形式执行。4对于文件的I/O较熟悉的学生可采用每次在屏幕输出后重复向文件输出的方法，这样上述的问题就很容易解决了。 （六）      实验数据和结果学生最后应当将程序、输出结果文件和输入命令文件（如果有的话）合并成一个文件，如progres.txt上载到作

8、业系统中。在DOS中的合并方法是：copy myprog.c + input.txt + result.txt progres.txt在Linux中的合并方法是：cat myprog.c input result > progress.txt 每一个程序的开头应当注上班级、姓名和学号。 （七）      实验报告要求要采用标准的实验报告纸。它包含以下几个方面：1题目。2算法思想和概要设计和重要模块的详细设计及功能和接口说明。3重要数据结构和变量的说明。4源程序、注释和结果。注释如在上机时来不及打入，可在写报告时补上。5

9、测试方法，对测试结果的分析，错误的分析。6程序及测试的改进、本次上机经验及体会。C代码：#include #include #include #include #include #include #define maxsize 1000  /定义原始分配区的大小。struct map    unsigned m_size;  /本表项所指空闲区的大小。    char* m_addr;    /本表项所指空闲区的首地址。    struct map *ne

10、xt,*prior;  /本表项的前后表项。;struct map *coremap,*start;  /coremap指向首表项，start指向当前的查找首表项。char * mmalloc(unsigned size  /分配空闲区的函数。    struct map *current=start; /记录查找的起点。    char * c;    do        if(start->m_s

11、ize>size /有足够大的空闲区，有余。             start->m_size=start->m_size-size; /减小分配过的表项空间。             c=start->m_addr;          

12、60;   start->m_addr+=size; /修改表项的首地址。             return c;                else if(start->m_size=size /有正好大小的空闲区。       

13、;      start->next->prior=start->prior; / 从链表中删除该表项。             start->prior->next=start->next; / 从链表中删除该表项。    start->m_size=0;        &#

14、160;    return start->m_addr;                 else start=start->next; /当前表项所指的空闲区不够，start指向下一个表项。     while(start!=current; / 一直循环查找表项，直到回到起点。     return NULL; 

15、0;   /没有找到合适大小的分配区，分配失败。int mfree(unsigned size,char * addr /释放的函数。     struct map *current=coremap; /     struct map *temp;     /若释放的空间在循环链表的首表项的前头，则要插入首表项。     if(coremap->m_addr>addr && (corema

16、p->m_addr-addr>(signed size   temp=(struct map *malloc(sizeof(struct map; /新建首表项。   temp->m_addr=addr;   temp->m_size=size;   temp->next=coremap;   temp->prior=coremap->prior;   coremap->prior->next=temp;/插入循环链表&#

17、160;  coremap->prior=temp;   coremap=coremap->prior;   return 1;/释放成功。       /若释放的空间紧挨着循环链表的首表项的前头，则要修改首表项。     else if(coremap->m_addr>addr && (coremap->m_addr-addr=size   coremap->m_addr=addr;

18、/修改首表项的首地址。   coremap->m_size+=size;   return 1;/释放成功。       /若释放的空间在循环链表的首表项的后头，则有四种情况：  do        /若释放的空间不紧挨着别的空闲区的边界。        if(current->m_addr+current->m_size next->

19、;m_addr>addr+size              temp=current->next;             current->next=(struct map * malloc(sizeof (struct map;         

20、    current->next->prior=current;             current->next->next=temp;             current->next->m_size=size;     current->next

21、->m_addr=addr;    temp->prior=current->next;             return 1; /释放成功。                /若释放的空间紧挨着上边空闲区的边界，不紧挨着下边空闲区的边界。    &

22、#160;   else if(current->m_addr+current->m_size=addr && (current->next->m_addr>addr+size             current->m_size+=size;             return 1

23、; /释放成功。                /若释放的空间不紧挨着上边空闲区的边界，紧挨着下边空闲区的边界。        else if(current->m_addr+current->m_size next->m_addr=addr+size           

24、;   current->next->m_addr=addr;             current->next->m_size+=size;             return 1; /释放成功。          &#

25、160;     /若释放的空间紧挨着上边空闲区的边界，紧挨着下边空闲区的边界。        else if(current->m_addr+current->m_size=addr && (current->next->m_addr=addr+size             current->m_size+=(siz

26、e+current->next->m_size;             current->next->next->prior=current;             current->next=current->next->next;      &

27、#160;      return 1; /释放成功。                else current=current->next; /释放的空间不在当前表项和下一表项间。     while(current!=coremap;/一直寻找，直到回到起点。     return 0; /没有匹配的空间可以释放，释放失

28、败。void printall(/打印当前的所有表项。     struct map * temp=coremap;  printf("/n"     do        printf("%u,%u;",temp->m_addr,temp->m_size;        temp=temp->next;

29、0;    while(temp!=coremap;main(    char c;    char *addr;    unsigned size;    printf("Welcome to use my operation system!" coremap=(struct map * malloc(sizeof(struct map;/创建循环链表的首表项。    coremap->m_addr=(char * malloc(maxsize;/分配给首表项原始的一片空间。