练习

对实验报告的要求：

  • 基于markdown格式来完成，以文本方式为主
  • 填写各个基本练习中要求完成的报告内容
  • 完成实验后，请分析ucore_lab中提供的参考答案，并请在实验报告中说明你的实现与参考答案的区别
  • 列出你认为本实验中重要的知识点，以及与对应的OS原理中的知识点，并简要说明你对二者的含义，关系，差异等方面的理解（也可能出现实验中的知识点没有对应的原理知识点）
  • 列出你认为OS原理中很重要，但在实验中没有对应上的知识点

练习0：填写已有实验

本实验依赖实验1/2。请把你做的实验1/2的代码填入本实验中代码中有“LAB1”,“LAB2”的注释相应部分。

练习1：给未被映射的地址映射上物理页（需要编程）

完成do_pgfault（mm/vmm.c）函数，给未被映射的地址映射上物理页。设置访问权限
的时候需要参考页面所在 VMA
的权限，同时需要注意映射物理页时需要操作内存控制
结构所指定的页表，而不是内核的页表。注意：在LAB3 EXERCISE
1处填写代码。执行

  1. make　qemu

后，如果通过check_pgfault函数的测试后，会有“check_pgfault()
succeeded!”的输出，表示练习1基本正确。

请在实验报告中简要说明你的设计实现过程。请回答如下问题：

  • 请描述页目录项（Page Directory Entry）和页表项（Page Table Entry）中组成部分对ucore实现页替换算法的潜在用处。
  • 如果ucore的缺页服务例程在执行过程中访问内存，出现了页访问异常，请问硬件要做哪些事情？

练习2：补充完成基于FIFO的页面替换算法（需要编程）

完成vmm.c中的do_pgfault函数，并且在实现FIFO算法的swap_fifo.c中完成map_swappable和swap_out_victim函数。通过对swap的测试。注意：在LAB3
EXERCISE 2处填写代码。执行

  1. make　qemu

后，如果通过check_swap函数的测试后，会有“check_swap()
succeeded!”的输出，表示练习2基本正确。

请在实验报告中简要说明你的设计实现过程。

请在实验报告中回答如下问题：

  • 如果要在ucore上实现”extended clock页替换算法”请给你的设计方案，现有的swap_manager框架是否足以支持在ucore中实现此算法？如果是，请给你的设计方案。如果不是，请给出你的新的扩展和基此扩展的设计方案。并需要回答如下问题
    • 需要被换出的页的特征是什么？
    • 在ucore中如何判断具有这样特征的页？
    • 何时进行换入和换出操作？

扩展练习 Challenge 1：实现识别dirty bit的 extended clock页替换算法（需要编程）

扩展练习 Challenge 2：实现不考虑实现开销和效率的LRU页替换算法（需要编程）

challenge部分不是必做部分，不过在正确最后会酌情加分。需写出有详细的设计、分析和测试的实验报告。完成出色的可获得适当加分。