操作系统 ucore lab2实验报告

ucore lab2(物理内存管理）

一、实验目的

1.1理解基于段页式内存地址的转换机制
1.2理解页表的建立和使用方法
1.3理解物理内存的管理方法

二、实验内容

本次实验包含三个部分。首先了解如何发现系统中的物理内存；然后了解如何建立对物理内存的初步管理，即了解连续物理内存管理；最后了解页表相关的操作，即如何建立页表来实现虚拟内存到物理内存之间的映射，对段页式内存管理机制有一个比较全面的了解。本实验里面实现的内存管理还是非常基本的，并没有涉及到对实际机器的优化，比如针对 cache 的优化等。如果大家有余力，尝试完成扩展练习。

三、实验步骤及流程

3.0 练习0：填写已有实验

3.0.1实验要求

本实验依赖实验1。请把你做的实验1的代码填入本实验中代码中有“LAB1”的注释相应部分。提示：可采用diff和patch工具进行半自动的合并（merge），也可用一些图形化的比较/merge工具来手动合并，比如meld，eclipse中的diff/merge工具，understand中的diff/merge工具等。

3.0.2实验操作

根据要求将以下部分代码合并入LAB2中。

3.1 练习1：实现 first-fit 连续物理内存分配算法。

3.1.1实验要求

在实现first fit 内存分配算法的回收函数时，要考虑地址连续的空闲块之间的合并操作。提示:在建立空闲页块链表时，需要按照空闲页块起始地址来排序，形成一个有序的链表。可能会修改default_pmm.c中的default_init，default_init_memmap，default_alloc_pages， default_free_pages等相关函数。请仔细查看和理解default_pmm.c中的注释。

3.1.2关键数据结构及知识点

(1)首次匹配
要求空闲分区链以地址递增的次序链接。在分配内存时，从链首开始顺序查找，直至找到一个大小能满足要求的分区为止；然后再按照作业的大小，从该分取中划出一块内存空间分配给请求者，余下的空闲分区仍留在空闲链中。若从链首直到链尾都不能找到一个能满足要求的分区，则此次内存分配失败，返回。该算法倾向于优先利用内存中低地址部分的空闲分区，从而保留了高址部分的大空闲区。这给为以后到达的大作业分配大的内存空间创造了条件，其缺点是低址部分不断被划分，会留下许多难以利用的、很小的空闲分区，而每次查找又都是从低址部分开始，这无疑会增加查找可用空闲分区时的开销。
(2)default_init()
这个初始化很简单，直接调用库函数list_init初始化掉free_area_t（管理所有连续的空闲内存空间块的数据结构free_area_t）的双向链表和空闲块数。