实验七 地址映射与共享
实验目的
深入理解操作系统的段、页式内存管理，深入理解段表、页表、逻辑地址、线性地址、物理地址等概念；
实践段、页式内存管理的地址映射过程；
编程实现段、页式内存管理上的内存共享，从而深入理解操作系统的内存管理。
实验内容
用 Bochs 调试工具跟踪 Linux 0.11 的地址翻译（地址映射）过程，了解 IA-32 和 Linux 0.11 的内存管理机制；
在 Ubuntu 上编写多进程的生产者—消费者程序，用共享内存做缓冲区；
在信号量实验的基础上，为 Linux 0.11 增加共享内存功能，并将生产者—消费者程序移植到 Linux 0.11。
1 跟踪地址翻译过程
首先以汇编级调试的方式启动 Bochs，引导 Linux 0.11，在 0.11 下编译和运行 test.c。它是一个无限循环的程序，永远不会主动退出。然后在调试器中通过查看各项系统参数，从逻辑地址、LDT 表、GDT 表、线性地址到页表，计算出变量 i 的物理地址。最后通过直接修改物理内存的方式让 test.c 退出运行。
test.c 的代码如下：
#include <stdio.h> int i = 0x12345678; int main(void) { printf("The logical/virtual address of i is 0x%08x", &i); fflush(stdout); while (i) ; return 0; }
2 基于共享内存的生产者—消费者程序
本项实验在 Ubuntu 下完成，与信号量实验中的 pc.c 的功能要求基本一致，仅有两点不同：
不用文件做缓冲区，而是使用共享内存；
生产者和消费者分别是不同的程序。生产者是 producer.c，消费者是 consumer.c。两个程序都是单进程的，通过信号量和缓冲区进行通信。
Linux 下，可以通过 shmget() 和 shmat() 两个系统调用使用共享内存。
3 共享内存的实现
进程之间可以通过页共享进行通信，被共享的页叫做共享内存，结构如下图所示：
图 1 进程间共享内存的结构
本部分实验内容是在 Linux 0.11 上实现上述页面共享，并将上一部分实现的 producer.c 和 consumer.c 移植过来，验证页面共享的有效性。
具体要求在 mm/shm.c 中实现 shmget() 和 shmat() 两个系统调用。它们能支持 producer.c 和 consumer.c 的运行即可，不需要完整地实现 POSIX 所规定的功能。
shmget()
int shmget(key_t key, size_t size, int shmflg);
shmget() 会新建/打开一页内存，并返回该页共享内存的 shmid（该块共享内存在操作系统内部的 id）。
所有使用同一块共享内存的进程都要使用相同的 key 参数。
如果 key 所对应的共享内存已经建立，则直接返回 shmid。如果 size 超过一页内存的大小，返回 -1，并置 errno 为 EINVAL。如果系统无空闲内存，返回 -1，并置 errno 为 ENOMEM。
shmflg 参数可忽略。
shmat()
void *shmat(int shmid, const void *shmaddr, int shmflg);
shmat() 会将 shmid 指定的共享页面映射到当前进程的虚拟地址空间中，并将其首地址返回。
如果 shmid 非法，返回 -1，并置 errno 为 EINVAL。
shmaddr 和 shmflg 参数可忽略。
创建test.c
挂载hdc文件系统
切换到用户文件夹
编写 test.c
退出挂载
