Write the simulation program to implement demand paging and show the page scheduling and total number of page faults for the following given page reference string. Give input n as the number of memory frames. Reference String: 2,5,2,8,5,4,1,2,3,2,6,1,2,5,9,8 Implement Second Chance Page Replacement.

 

#include <stdio.h>

#include <stdlib.h>

// Structure to represent a page frame in memory

typedef struct PageFrame {

    int pageNumber;  // Page number

    int referenceBit; // Reference bit (0 or 1)

} PageFrame;

// Function to simulate demand paging with Second Chance (Clock) page replacement

void demandPagingSecondChance(int referenceString[], int n, int numFrames) {

    PageFrame frames[numFrames];

    int pageFaults = 0;

    int currentIndex = 0;

    for (int i = 0; i < numFrames; i++) {

        frames[i].pageNumber = -1; // Initialize frames to empty

        frames[i].referenceBit = 0; // Initialize reference bit to 0

    }

    printf("Page Schedule:\n");

    for (int i = 0; i < n; i++) {

        int page = referenceString[i];

        int found = 0;

        int replacedIndex = -1;

        // Search for the page in the frames

        for (int j = 0; j < numFrames; j++) {

            if (frames[j].pageNumber == page) {

                frames[j].referenceBit = 1; // Set reference bit to 1

                found = 1;

                break;

            }

        }

        if (!found) {

            // Search for an empty frame

            for (int j = 0; j < numFrames; j++) {

                if (frames[currentIndex].pageNumber == -1) {

                    replacedIndex = currentIndex;

                    currentIndex = (currentIndex + 1) % numFrames; // Move to the next frame in a circular manner

                    break;

                } else if (frames[currentIndex].referenceBit == 0) {

                    replacedIndex = currentIndex;

                    currentIndex = (currentIndex + 1) % numFrames; // Move to the next frame in a circular manner

                    break;

                } else {

                    frames[currentIndex].referenceBit = 0; // Reset reference bit to 0

                    currentIndex = (currentIndex + 1) % numFrames; // Move to the next frame in a circular manner

                }

            }

            // Replace the frame at the selected index

            frames[replacedIndex].pageNumber = page;

            frames[replacedIndex].referenceBit = 0;

            pageFaults++;

            printf("Page %d -> ", page);

            for (int j = 0; j < numFrames; j++) {

                if (frames[j].pageNumber == -1) {

                    printf("M ");

                } else {

                    printf("%d ", frames[j].pageNumber);

                }

            }

            printf(" (Page Fault)\n");

        } else {

            printf("Page %d -> ", page);

            for (int j = 0; j < numFrames; j++) {

                if (frames[j].pageNumber == -1) {

                    printf("M ");

                } else {

                    printf("%d ", frames[j].pageNumber);

                }

            }

            printf("\n");

        }

    }

    printf("\nTotal Page Faults: %d\n", pageFaults);

}

int main() {

    int numFrames;

    int n;

    printf("Enter the number of memory frames: ");

    scanf("%d", &numFrames);

    printf("Enter the number of pages in the reference string: ");

    scanf("%d", &n);

    int referenceString[n];

    printf("Enter the reference string (separated by spaces): ");

    for (int i = 0; i < n; i++) {

        scanf("%d", &referenceString[i]);

    }

    demandPagingSecondChance(referenceString, n, numFrames);

    return 0;

}