操作系统第5次实验报告：内存管理
姓名：那宝龙
学号：201821121054
班级：计算1812
1. 记录内存空间使用情况
typedef struct allocated_block{ int p; int s; int t; char process_name[NAME]; struct allocated_block *next; }JL;
首先需要创建一个结构体，这结构体的目的时用来对各个进程的被分配到内存进行描述，其中各自含义包括了：p是进程id，s是进程，t是开始地址，pro_name[]是进程名数组，next则是next指针。
2. 记录空闲分区
typedef struct free_block_type{ int s; int t; struct free_block_type *next; }FBT;
再弄一个空闲链表，用来对内存空闲分区进行描述，具体描述包括：s是大小，t是起始地址，next就是next指针，定义链表的头指针，内存空间初始化一下，内存分区就成了空闲分区了。
3.内存分配算法
int allocate_mem(JL *ab){ /*分配内存模块*/ FBT *fbt,*pre; int request_s=ab->s; fbt = pre = free_block; //尝试寻找可分配空闲，具体结果在函数中有解释 int f = find_free_mem(request_s); if(f == -1){ //不够分配 printf("空闲内存不足,内存分配失败!\n"); return -1; }else{ if(f == 0){ //需要内存紧缩才能分配 memory_compact(); } //执行分配 do_allocate_mem(ab); } //重新排布空闲分区 rearrange(ma_algorithm); return 1; } //执行分配内存 void do_allocate_mem(JL *ab){ int request = ab->s; FBT *tmp = free_block; while(tmp != NULL){ if(tmp->s >= request){ //分配 ab->start_addr = tmp->start_addr; int shengyu = tmp->s - request; tmp->s = shengyu; tmp->start_addr = tmp->start_addr + request; return ; } tmp = tmp->next; } } void rearrange_FF(){ /*首次适应算法，空闲区大小按起始地址升序排序*/ //这里使用冒泡排序方法 if(free_block == NULL || free_block->next == NULL) return; FBT *t1,*t2,*head; head = free_block; for(t1 = head->next;t1;t1 = t1->next){ for(t2 = head;t2 != t1;t2=t2->next){ if(t2->start_addr > t2->next->start_addr){ int tmp = t2->start_addr; t2->start_addr = t2->next->start_addr; t2->next->start_addr = tmp; tmp = t2->size; t2->size = t2->next->size; t2->next->size = tmp; } } } }
首次适配算法:百度上原话说的是从空闲分区表的第一个表目起查找该表，把最先能够满足要求的空闲区分配给作业，这种方法目的在于减少查找时间。为适应这种算法，空闲分区表(空闲区链)中的空闲分区要按地址由低到高进行排序。该算法优先使用低址部分空闲区，在低址空间造成许多小的空闲区，在高地址空间保留大的空闲区
4. 内存释放算法
首先释放链表结点，利用free()不断释放结点，更新分区表，进行可能的合并，将释放的结点放置在空闲分区的末结点,对空闲的链表进行排列，使用的是BF算法，若空闲区相邻，则做合并的操作，然后将空闲链表按照BF算法进行排序。
//释放链表节点 int dispose(JL *free_ab){ /*释放ab数据结构节点*/ JL *pre,*ab; if(free_ab == allocated_block_head){ //如果要是释放第一个节点 allocated_block_head = allocated_block_head->next; free(free_ab); return 1; } pre = allocated_block_head; ab = allocated_block_head->next; while(ab!=free_ab){ pre = ab; ab = ab->next; } pre->next = ab->next; free(ab); return 2; } //更新分区表 int free_mem(JL *ab){ /* 将ab所表示的已分配区归还，并进行可能的合并 */ int algorithm = ma_algorithm; FBT *fbt,*pre,*work; fbt = (FBT*)malloc(sizeof(FBT)); if(!fbt) return -1; /* 进行可能的合并，基本策略如下? 1. 将新释放的结点插入到空闲分区队列末尾? 2. 对空闲链表按照地址有序排列? 3. 检查并合并相邻的空闲分区? 4. 将空闲链表重新按照当前算法排序 */ fbt->size = ab->size; fbt->start_addr = ab->start_addr; //插至末尾 work = free_block; if(work == NULL){ free_block = fbt; fbt->next == NULL; }else{ while(work ->next != NULL){ work = work->next; } fbt->next = work->next; work->next = fbt; } //按地址重新排布 rearrange_FF(); //合并可能分区;即若两空闲分区相连则合并 pre = free_block; while(pre->next){ work = pre->next; if(pre->start_addr + pre->size == work->start_addr ){ pre->size = pre->size + work->size; pre->next = work->next; free(work); continue; }else{ pre = pre->next; } } //按照当前算法排序 rearrange(ma_algorithm); return 1; } int kill_process(int pid){ AB *ab; ab = find_process(pid); if(ab!=NULL){ free_mem(ab); //释放ab所表示的分配表 dispose(ab); //释放ab数据结构节点 return 0; }else{ return -1; } }
5. 运行结果
解释结果:
1）首先进程process-02分配了从0开始，大小为87的一块内存单元，分配后空闲分区内存剩余地址从87开始，大小为937的一块区域。
2）进程process-03分配了从87开始，大小为105的一块内存单元，分配后空闲分区内存剩余地址从192开始，大小为832的一块区域。
3）进程process-01分配了从192开始大小为102的一块内存单元，分配后空闲分区内存剩余地址从294开始，大小为730的一块区域。
4）进程process-02的内存空间，释放后空闲分区内存剩余地址从87开始大小为105的一块区域和地址从294开始大小为730的一块区域。
