南邮操作系统——实验3——存储管理

实验目的

1、理解操作系统存储管理原理

操作系统的发展使得系统完成了大部分的内存管理工作。对于程序员而言，这些内存管理的过程完全透明不可见。因此，程序员开发时从不关心系统如何为自己分配内存，而且永远认为系统可以分配给程序所需要的内存。在程序开发时，程序员真正需要做的就是：申请内存、使用内存、释放内存，其他一概无需过问。

2、研读Linux 内存管理所用到的文件include/linux/mm.h,主要包括两个数据结构：mem_map、free_area

3、在Linux 下，用malloc（）函数实现cat或copy命令。

实验一：

1、定义学号的.c文件

vi B17070306.c

2、编写.c文件

代码如下；

#include <stdio.h>
#include <stdlib.h>  //exit函数，实验指导上少了这一个头文件
#include <string.h>
#include <malloc.h>
int main(void)
{
char * str;
if ((str=(char*)malloc(10))==NULL)
{
  printf("not enough memory to allocate buffer\\n");
  exit(1);
}
strcpy(str,"hello");
printf("string is %s\\n",str);
free(str);
return 0;
}
           

3、编译运行

gcc B17070306.c

./a.out

4、过程与结果及结果分析

实验一运行结果：

结果分析：

函数通过void  *malloc(size_t  size) 分配指定大小size个字节的内存空间，成功时返回分配内存的指针（即所分配内存的地址）。该内存区域没有清空。

然后通过strcpy(str,"hello");将hello赋值给该内存空间，然后输出并通过void free(void * addr);函数释放由malloc()分配的内存，addr是要释放内存空间的起始地址，并且addr必须是被以前malloc( )调用返回的。

实验二：

1、创建.c文件

vi sanyanjie.c

2、编写.c文件

最初代码：

#include<stdio.h>
#include <sys/stat.h>
#include <unistd.h>
#include <stdlib.h>
#include <malloc.h>
main()
{
  int fd,len;
  void *tp;
  struct stat ps;
  fd=open(“/home/jf03/try”,0); 
  fstat(fd,&ps);
  len=ps.st_size;
  tp=malloc(len);
  read(fd,tp,len);
  printf(“%s\\n”,tp); 
  close(fd);
}
           

报错：

原因是return-type:函数有无返回值以及返回值类型不匹配;这是因为c标准里规定main返回值必须为int。具体可参看这篇

故修改为

#include<stdio.h>
#include <sys/stat.h>
#include <unistd.h>
#include <stdlib.h>
#include <malloc.h>
int main()
{
  int fd,len;
  void *tp;
  struct stat ps;
  fd=open(“/home/jf03/try”,0); 
  fstat(fd,&ps);
  len=ps.st_size;
  tp=malloc(len);
  read(fd,tp,len);
  printf(“%s\\n”,tp); 
  close(fd);
return 0;
}
           

然后有报错

原因是使用open函数使用错误，仔细查看open函数发现其相关性质，具体参考这篇

1. 头文件：

#include <sys/types.h>    
#include <sys/stat.h>    
#include <fcntl.h>
           

2. 定义函数：

int open(const char * pathname, int flags);
int open(const char * pathname, int flags, mode_t mode);
           

参数pathname指向欲打开的文件路径字符串

故再次修改头文件，及其open函数的参数，根据题意，修改为上一文件的目录。

#include<stdio.h>
#include <sys/stat.h>
#include <unistd.h>
#include <stdlib.h>
#include <malloc.h>
#include <sys/types.h> 
#include <fcntl.h> 
int main()
{
  int fd,len;
  void *tp;
  struct stat ps;
 fd = open("B17070306.c", 0);  
           

根据题意，在打开文件后，通过fstat()获得文件长度，然后通过malloc()系统调用申请响应大小的内存空间，通过read()将文件内容完全读入该内存空间，并显示出来。知道函数有问题，输出应该是长度即len，故将 printf("%s\\n",tp);修改为printf("the length of the file: %d\n", len);

故最终正确的代码是

#include<stdio.h>
#include <sys/stat.h>
#include <unistd.h>
#include <stdlib.h>
#include <malloc.h>
#include <sys/types.h>
#include <fcntl.h>
int main()
{
  int fd,len;
  void *tp;
  struct stat ps;
 fd = open("B17070306.c", 0);
  fstat(fd,&ps);
  len=ps.st_size;
  tp=malloc(len);
  read(fd,tp,len);
printf("the length of the file: %d\n", len);
  close(fd);
return 0;
}
           

3、编译运行

gcc sanyanjie.c

./a.out

4、结果与过程

结果分析：

该函数通过fstat()获得文件长度，然后通过malloc()系统调用申请响应大小的内存空间，通过read()将文件内容完全读入该内存空间，并显示出来。

参考文献：

https://www.cnblogs.com/DswCnblog/p/5825872.html

https://www.cnblogs.com/eastnapoleon/p/3309917.html

https://blog.csdn.net/jh0703/article/details/47795397

https://blog.csdn.net/qq_30592303/article/details/102594905