CSAPP第九章家庭作业参考答案

本文提供了CSAPP(深入理解计算机系统)第三版第九章的家庭作业解答,包括虚拟地址格式、地址翻译和物理地址引用的问题解析,以及如何用C语言通过mmap改变文件内容,还有对内存分配器的改进,使空闲块具备头部和脚部,已分配块仅需头部。

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9.12 对于下面的地址,重复习题9.11:

虚拟地址: 0x03a9 

A. 虚拟地址格式


B. 地址翻译

参数

VPN

0xE

TLB索引

0x2

TLB标记

0x3

TLB命中?(是/否)

缺页?(是/否)

PPN

0x11

C. 物理地址格式


D. 物理地址引用

参数

字节偏移

0x1

缓存索引

### CS:APP 第九章 家庭作业 9.16 解答与分析 对于题目9.16,主要考察的是对内存分配器的理解以及如何优化其性能。具体来说,该题要求设计并实现一个简单的伙伴系统(buddy system),用于管理动态存储空间。 #### 设计思路 为了有效地管理和分配不同大小的块,在伙伴系统中采用二叉树结构来表示可用的空间区域。每个节点代表一块连续的空闲内存区段;当需要分配一段特定长度的新区间时,则从根节点开始查找合适尺寸的子节点进行分割直至找到匹配项为止[^1]。 #### 关键操作说明 - **初始化**: 创建初始状态下的最大可能区块作为整个系统的起点。 - **分裂(Split)** : 当请求小于当前最小单位的一半时, 将现有单元一分为二形成一对新的'伴侣'(即左孩子和右孩子), 并继续尝试满足更小的需求. - **合并(Merge)** :释放某段已使用的内存之后, 如果它旁边存在同样大小且未被占用的邻居(也就是它的‘伙伴’),那么可以将两者重新组合成更大的单一片段以便后续利用. ```c // C语言伪代码展示基本框架 typedef struct Block { int size; // 块的实际字节数 (总是2^n) bool is_free; // 是否为空闲标志位 } block_t; void *malloc_buddy(size_t bytes); void free_buddy(void *ptr); int main() { void* p = malloc_buddy(8); // 请求8个字节 ... free_buddy(p); // 释放指针p指向的内容 } ``` 通过这种方式构建起来的数据结构能够高效处理频繁发生的申请/回收动作,并保持较低程度碎片化现象的发生概率.
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