Nachos虚拟内存机制实习报告范本.doc

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1、word格式虚拟内存机制实习报告善良的大姐姐2015.4.18....word格式目录一：总体概述3二：任务完成情况3任务完成列表（Y/N）3具体Exercise的完成情况3三：遇到的困难以及解决方法15四：收获及感想15五：对课程的意见和建议15六：参考文献15....word格式一：总体概述通过认真仔细阅读Nachos系统虚拟内存部分的源代码，理解虚拟内存的管理和应用机制，用户程序的运行逻辑，并修改源代码，达到“实现虚拟存储系统”的目标。二：任务完成情况任务完成列表（Y/N）Exercise1Exerci

2、se2Exercise3Exercise4Exercise5Exercise6Exercise7Challengeyesyesyesyesyesyesyesyes具体Exercise的完成情况Exercise1:源代码阅读Part1:阅读code/userprog/progtest.cc，着重理解nachos执行用户程序的过程，以及该过程中与内存管理相关的要点。阅读情况：用户程序执行过程：步骤相关解释在main函数中，如果检测到传入的参数和“执行用户程序”相关，那么执行StartProcess函数（progt

3、est.cc）在StartProcess函数中装载并运行一个用户程序StartProcess函数中：1.用OpenFile类打开文件OpenFile类在文件系统中定义，包括各种对文件的基本操作，如read,write。实质上是包装了操作系统的底层函数。2.用AddrSpace类创建一个用户空间，并将打开的文件装载进去创建用户空间包括：1.获取文件头，并将大小端做适宜转换；2.通过文件头计算出文件所需空间，包括代码段，初始化数据段，未初始化数据段，栈空间4个部分3.通过文件所需空间计算出文件所需的虚拟页数量4.

4、创建用户空间的pagetable，指示了第i个虚拟页（将）对应第i个物理页5.由于目前是最基本的【直接映射+....word格式单用户程序无切换】模式，因此此时要将所有的虚拟页中的内容写到物理页（主存）当中。3.（AddrSpace::InitRegisters()）初始化用户空间中的各种寄存器，包括PC设为0，栈指针移到空间底部为执行用户程序做准备！4.（AddrSpace::RestoreState()）将用户的部分状态（如pagetable）装载到machine类中，准备执行事实上，仅仅是将用户空间的P

5、agetable（在第二步创建的）装载到machine的指针中，相当于是用户程序在machine上运行时，是通过machine的pagetable映射找到对应内容运行的5.调用machine->Run，运行用户程序Machine->run是在mipssim.cc中定义的。其工作原理为：1.通过OneInstruction(instr)模拟mips，将一条指令进行分割，并软件模拟执行。其中，在OneInstruction函数中，通过machine->ReadMem，读取主存中当前PC值指向的地址里的指令。在Re

6、adMem函数中，通过Translate函数对传入的虚地址做转换。在Translate函数中，如果虚地址没有找到对应的实地址转换，就会抛出异常（返回异常值）。返回的异常值在ReadMem中判断，并传入RaiseException函数中RaiseException函数会调用ExceptionHandler函数对不同的异常做相应的处理。（以上是异常处理机制。在这里就顺便说了。）2.调用onetick让时间前进3.重复1,2Part2:阅读code/machine目录下的machine.h(cc)，translat

7、e.h(cc)文件和code/userprog目录下的exception.h(cc)，理解当前Nachos系统所采用的TLB机制和地址转换机制。TLB机制和地址转换机制：相关内容简单解释TranslationEntry类（translate.h），包括：virtualPage,physicalPage,以及一些标志位：valid,readonly等。标识了用户空间的第i个虚拟页应该映射到主存的第j个物理页，并且这个物理页目前所处的状态。（valid?readOnly?等）TLB初始化（machine.cc构造

8、函数）：生成指定数量的TranslationTLB本身就类似于Pagetable的子集，有若干的的映射对。....word格式Entry构成的数组，并且设置均为Invalid.TLB的使用（translate.cctranslate函数）：1.遍历TLB数组，查找是否有对应映射2.如果有，TLB命中，直接进行物理地址转换；否则，TLBMISS，进入Exception处理。（目前还没