0
00:00:00,000 --> 00:00:15,720


1
00:00:15,760 --> 00:00:17,040
那各位同学大家好

2
00:00:17,080 --> 00:00:18,440
那我们今天给大家介绍一下

3
00:00:18,480 --> 00:00:22,480
lab3的实验内容

4
00:00:22,520 --> 00:00:24,840
那lab3是有关虚拟内存管理

5
00:00:24,880 --> 00:00:26,520
大家在学完原理课的

6
00:00:26,560 --> 00:00:28,440
虚拟内存管理之后呢

7
00:00:28,480 --> 00:00:30,520
可以通过这个lab3实验呢

8
00:00:30,560 --> 00:00:31,640
能够对虚拟内存管理的

9
00:00:31,680 --> 00:00:33,640
关键的一些知识点

10
00:00:33,680 --> 00:00:35,160
它的一些基本概念和

11
00:00:35,200 --> 00:00:37,160
它的一些处理机制等等

12
00:00:37,200 --> 00:00:38,320
有更深入的理解

13
00:00:38,360 --> 00:00:39,600
那我们希望通过lab3呢

14
00:00:39,640 --> 00:00:42,080
大家能够把这两者之间呢

15
00:00:42,120 --> 00:00:46,280
建立一个对应关系

16
00:00:46,320 --> 00:00:47,320
那我们这次课呢

17
00:00:47,360 --> 00:00:48,680
主要讲以下部分内容

18
00:00:48,720 --> 00:00:49,600
第一部分是有关

19
00:00:49,640 --> 00:00:51,760
我们这次实验它的目标

20
00:00:51,800 --> 00:00:54,800
我们希望通过学习完原理课之后呢

21
00:00:54,840 --> 00:00:56,400
我们再做实验要达到一个

22
00:00:56,440 --> 00:00:57,600
什么样一个目标

23
00:00:57,640 --> 00:01:00,200
这是我们第一个要讲的工作

24
00:01:00,240 --> 00:01:02,960
第二个是回顾一下lab1和lab2

25
00:01:03,000 --> 00:01:04,160
为什么要回顾呢

26
00:01:04,200 --> 00:01:05,560
是在于我们的lab3呢

27
00:01:05,600 --> 00:01:08,640
其实在建立在lab1和lab2基础之上的

28
00:01:08,680 --> 00:01:11,240
它用到了中断 用到了页表机制

29
00:01:11,280 --> 00:01:13,760
来实现我们这个lab3

30
00:01:13,800 --> 00:01:15,720
然后呢我们会介绍一下这个lab3

31
00:01:15,760 --> 00:01:18,760
大致的一个整体设计框架

32
00:01:18,800 --> 00:01:20,680
以及这里面用到的一些

33
00:01:20,720 --> 00:01:24,720
关键数据结构 功能和大致处理流程

34
00:01:24,760 --> 00:01:26,640
尤其是针对两个关键的部分

35
00:01:26,680 --> 00:01:28,960
一个是页访问异常的处理

36
00:01:29,000 --> 00:01:32,240
一个是页换入换出机制的一个处理

37
00:01:32,280 --> 00:01:34,880
这两块呢重点给大家阐述一下

38
00:01:34,920 --> 00:01:36,440
通过这些阐述呢能够使得大家

39
00:01:36,480 --> 00:01:39,200
可以更容易的去理解

40
00:01:39,240 --> 00:01:43,120
和完成这次实验的内容

41
00:01:43,160 --> 00:01:44,760
好 我们看一下这个目标

42
00:01:44,800 --> 00:01:45,680
那么目标是什么呢

43
00:01:45,720 --> 00:01:47,720
我们说 第一呢其实是

44
00:01:47,760 --> 00:01:50,560
把你lab1和lab2再回顾一下

45
00:01:50,600 --> 00:01:53,720
知道lab1和lab2到底完成了什么事情

46
00:01:53,760 --> 00:01:57,160
因为在这里面我们前面已经提到了lab1

47
00:01:57,200 --> 00:01:58,880
它完成了一个很重要的一个机制

48
00:01:58,920 --> 00:02:00,240
是中断处理机制

49
00:02:00,280 --> 00:02:03,680
而我们在lab3里面用到这个页异常呢

50
00:02:03,720 --> 00:02:06,240
也其实它这个处理过程也是建立在

51
00:02:06,280 --> 00:02:08,200
这个中断处理机制之上的

52
00:02:08,240 --> 00:02:10,080
所以说呢这两者有个必然的联系

53
00:02:10,120 --> 00:02:12,960
这是一个 第二个就是实验二

54
00:02:13,000 --> 00:02:14,520
实验二我们是完成了什么

55
00:02:14,560 --> 00:02:16,080
完成了一个物理内存的管理

56
00:02:16,120 --> 00:02:19,720
建立了基于页机制的这个映射关系

57
00:02:19,760 --> 00:02:22,640
而我们这个lab3虚存管理呢

58
00:02:22,680 --> 00:02:23,680
也是充分利用了这个页机制的

59
00:02:23,720 --> 00:02:24,600
这个映射的关系

60
00:02:24,640 --> 00:02:26,520
来完成了虚存的管理

61
00:02:26,560 --> 00:02:28,640
所以说这两个呢

62
00:02:28,680 --> 00:02:31,440
其实你首先你在完成lab3之前呢

63
00:02:31,480 --> 00:02:33,640
你需要对lab1和lab2

64
00:02:33,680 --> 00:02:36,960
你完成lab1和lab2做一个理解

65
00:02:37,000 --> 00:02:40,160
做一个回顾 我们可以说lab1和lab2是

66
00:02:40,200 --> 00:02:41,840
打下了一个很好的基础

67
00:02:41,880 --> 00:02:44,320
如果有同学能够顺利

68
00:02:44,360 --> 00:02:47,560
或者说经过自己的努力完成了lab1 lab2

69
00:02:47,600 --> 00:02:50,000
我可以说后面的实验相对来说

70
00:02:50,040 --> 00:02:52,560
要容易很多 要平坦很多

71
00:02:52,600 --> 00:02:54,440
不像我们前面说lab1 lab2

72
00:02:54,480 --> 00:02:56,440
它要了解大量的硬件细节

73
00:02:56,480 --> 00:02:59,400
尤其是80386这个保护模式

74
00:02:59,440 --> 00:03:01,640
但是一旦大家突破这个瓶颈

75
00:03:01,680 --> 00:03:04,680
那我想后面的这个完成lab3

76
00:03:04,720 --> 00:03:06,000
以及后续这些实验呢

77
00:03:06,040 --> 00:03:10,640
就应该要轻松和容易很多

78
00:03:10,680 --> 00:03:14,000
那我们lab3要完成什么事情

79
00:03:14,040 --> 00:03:16,200
lab3其实我们最终目标是

80
00:03:16,240 --> 00:03:18,720
希望要提供一个比实际物理内存空间

81
00:03:18,760 --> 00:03:21,960
要更大的一个虚拟内存空间

82
00:03:22,000 --> 00:03:22,960
也意味着你的物理空间

83
00:03:23,000 --> 00:03:24,960
可能只有比如说4兆

84
00:03:25,000 --> 00:03:27,600
那其实我们虚拟出来了8兆使用

85
00:03:27,640 --> 00:03:28,920
这其实给我们应用程序

86
00:03:28,960 --> 00:03:31,880
提供了一个很好的使用空间

87
00:03:31,920 --> 00:03:34,040
当然在这里面我们还没碰到应用程序

88
00:03:34,080 --> 00:03:36,240
要到lab5去才碰到 但是这里面呢

89
00:03:36,280 --> 00:03:38,240
我们其实提前做好这些准备了

90
00:03:38,280 --> 00:03:40,240
要达到这个目标我们需要

91
00:03:40,280 --> 00:03:42,160
刚才说到了要借助于这个

92
00:03:42,200 --> 00:03:45,360
中断和页表机制 来完成什么呢

93
00:03:45,400 --> 00:03:49,040
专门针对缺页错就是说页处理异常

94
00:03:49,080 --> 00:03:50,760
这种机制的一个处理

95
00:03:50,800 --> 00:03:51,960
那么这是建立在

96
00:03:52,000 --> 00:03:53,520
我们中断这个机制之上的

97
00:03:53,560 --> 00:03:55,760
同时呢我们还要去完成什么呢

98
00:03:55,800 --> 00:03:59,480
完成一个FIFO页面的一个替换算法

99
00:03:59,520 --> 00:04:00,720
我们在讲原理课的时候

100
00:04:00,760 --> 00:04:02,400
讲了多种替换算法

101
00:04:02,440 --> 00:04:03,280
那么这里面我们只是

102
00:04:03,320 --> 00:04:05,200
挑了一个最简单的FIFO

103
00:04:05,240 --> 00:04:07,600
先进先出这个页面置换算法

104
00:04:07,640 --> 00:04:11,520
来实现所谓的把一些不常用的页

105
00:04:11,560 --> 00:04:13,640
把不常用的一些页给换出去

106
00:04:13,680 --> 00:04:15,320
把最常用的页换进来

107
00:04:15,360 --> 00:04:16,560
当然这个常用不常用取决于

108
00:04:16,600 --> 00:04:18,800
你的算法的设计和实现了

109
00:04:18,840 --> 00:04:20,880
你为了能够换入换出

110
00:04:20,920 --> 00:04:22,920
你要想到你换入和换出

111
00:04:22,960 --> 00:04:24,080
是要和我们什么呢

112
00:04:24,120 --> 00:04:25,160
和我们的硬盘打交道

113
00:04:25,200 --> 00:04:26,360
所以说你还需要提供一个

114
00:04:26,400 --> 00:04:27,880
对硬盘的一个处理

115
00:04:27,920 --> 00:04:29,840
对硬盘进行读和写

116
00:04:29,880 --> 00:04:33,240
这个呢就是我们说大致总体目标

117
00:04:33,280 --> 00:04:35,200
希望通过这几个结合呢

118
00:04:35,240 --> 00:04:36,960
来实现所谓虚存管理的

119
00:04:37,000 --> 00:04:38,920
一个基本的一个框架

120
00:04:38,960 --> 00:04:42,720
那实验目标呢是虚存管理

121
00:04:42,760 --> 00:04:44,080
这一块主要是希望提供一个

122
00:04:44,120 --> 00:04:46,760
比实际物理内存更大的

123
00:04:46,800 --> 00:04:48,000
虚拟内存空间

124
00:04:48,040 --> 00:04:50,760
这是我们和我们原理课的原理和

125
00:04:50,800 --> 00:04:53,440
相应概念是一致的 那怎么做呢

126
00:04:53,480 --> 00:04:57,120
这里面要完成两块主要的练习

127
00:04:57,160 --> 00:04:59,760
第一块练习呢是完成这个

128
00:04:59,800 --> 00:05:01,240
给未映射的地址

129
00:05:01,280 --> 00:05:02,560
映射上物理页这么一个工作

130
00:05:02,600 --> 00:05:03,560
这主要是说

131
00:05:03,600 --> 00:05:05,960
当一旦产生这个缺页异常之后

132
00:05:06,000 --> 00:05:08,120
我们通过对do_pgfault

133
00:05:08,160 --> 00:05:11,080
关于这个缺页的这个中断处理例程

134
00:05:11,120 --> 00:05:13,920
最主要的一个函数的设计和实现呢

135
00:05:13,960 --> 00:05:17,480
来完成给未映射的页面映射上物理页

136
00:05:17,520 --> 00:05:20,600
这一块呢需要考虑一些细节

137
00:05:20,640 --> 00:05:21,640
到时候我们会在后面

138
00:05:21,680 --> 00:05:23,760
还会进一步讲解 这是第一个

139
00:05:23,800 --> 00:05:24,880
第二个练习

140
00:05:24,920 --> 00:05:28,360
第二个练习是完成页替换算法

141
00:05:28,400 --> 00:05:29,280
这个页替换算法比较简单

142
00:05:29,320 --> 00:05:31,600
是FIFO 算法本身简单

143
00:05:31,640 --> 00:05:33,520
但是你需要把这个算法呢

144
00:05:33,560 --> 00:05:36,560
能够和我们整个ucore 融为一体

145
00:05:36,600 --> 00:05:39,080
这为此需要和好几个部分有交互

146
00:05:39,120 --> 00:05:41,880
第一个比如说跟swap分区的

147
00:05:41,920 --> 00:05:44,880
swap in / swap out这个相应的处理

148
00:05:44,920 --> 00:05:46,600
完成跟硬盘打交道

149
00:05:46,640 --> 00:05:49,680
以及要去识别相应页表里面

150
00:05:49,720 --> 00:05:51,400
的一些相关的一些改动等等

151
00:05:51,440 --> 00:05:53,960
这都是练习一 练习二要完成的工作

152
00:05:54,000 --> 00:05:56,080
在完成练习一 练习二之前

153
00:05:56,120 --> 00:06:01,760
你需要把之前的那个lab1和lab2

154
00:06:01,800 --> 00:06:04,280
要把它的代码填进去

155
00:06:04,320 --> 00:06:06,840
因为我们lab3是基于这个lab1和lab2的

156
00:06:06,880 --> 00:06:09,680
这是我们说这个练习这一块

157
00:06:09,720 --> 00:06:09,760