实验七虚拟内存(lab7)

实验目的

在未实现虚拟内存管理之前，Nachos在运行一个用户进程的时候，需要将程序运行所需所有内存空间一次性分配。虚拟内存实现将突破物理内存限制。本实验核心任务为根据理论学习中涉及的兑换技术，设计并实现用户空间的虚拟内存管理。

实验环境

虚拟机下Ubuntu Linux 16.04 LTS系统，nachos-3.4内核管理模块和MIPS CPU软件模拟模块，代码在lab7文件夹下面实现。

实验思路

我已经完全忘记了大二下学期学的虚拟内存是什么了，连概念都不记得，去查了一下才记起来和虚拟内存相对应的是物理内存。看了这个网页，https://blog.csdn.net/qq_40840459/article/details/81054164
大概知道物理内存是平时我们理解的内存，就是一般都会从硬盘里把数据拿进来用，因为内存速度比硬盘快很多。但是有时候内存不够用，就要用上硬盘，所以虚拟内存其实是占用硬盘中的空间，不过是和真正内存对应起来的，有建立索引，每次不够用了，就可以把现有的这些换出去放到硬盘里先存着，把想要的page换进来。这样换来换去，反反复复，就很少的内存空间可以对应很多的硬盘空间，相当于有很多虚拟内存可以使。我差不多是这样理解。
有一个很重要的步骤是交换。在发生缺页错误时，才需要交换。因为内存中可能会存在大量我们不常访问的数据占空间，真正的内存不够用的时候，需要把物理内存通过虚拟地址当成内存换进来。就其实内存能容纳的地方并没有变多，也没有变少，只是因为可以交换，所以可以把旧的换出去，新的换进来，就可以认为我们多了很多虚拟内存。

关键源代码注释以及程序说明

本实验思路来自如下网页：
https://wenku.baidu.com/view/9383d57a5acfa1c7aa00ccd6.html
主要是看machine文件夹里的translate.h和translate.cc吧，这应该就是如何去物理内存里找页的方法。有虚拟内存、物理内存这样的属性。
初始如下：

需进行修改：
添加一种类型PageType，包括该页中代码、初始化数据、未初始化数据、用户栈。
新定义了两个属性，一个是该页在文件中块偏移量inFileAddr，一个是当前页存储的数据类型type。

在lab6里有在progtest.cc声明过一个BitMap类，用来记录内存中物理页的分配情况。之前是为了多用户并行，才需要设置全局变量来控制程序。这里的交换页同样是全局问题，故也需要在progtest.cc里声明一个全局变量BitMap。以下是lab6的变量设置:

将userprog文件夹里的文件拷贝到lab7中，添加新变量，SwapBitMap和SwapFile。

在AddrSpace里添加4个私有属性，
保存指向用户文件的指针OpenFile；
当下正在执行的用户文件的NoffHeader;
页置换用FIFO算法，添加virtualMem数组和p_vm指针，virtualMem存储的是按进入内存的先后顺序排列的当前占用内存空间的虚页，p_vm指针指向数组中当前将要被换出的那个位置。

在addrspace.h和addrspace.cc中添加方法

调试记录

可以看出，我的96行是空行，怎么会报错呢？
忘记make了。
报错，是中间有一个void和方法名没有空格。语法错误。
修改sort.c里的数组长度，避免打印过多，初始值是1024。

重新对test进行编译
再对lab7-8编译
结果正确。

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