Soluzioni compito Laboratorio di Sistemi Operativi

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1 Il compito è costituito da domande chiuse, domande aperte ed esercizi. Non è consentito l uso di libri, manuali, appunti., etc. Tempo massimo 2 ore. Domande chiuse: ogni domanda corrisponde ad un punteggio di 1 punto in caso di risposta esatta, 0 in caso di risposta errata o in assenza di risposta. Solo una risposta è corretta. 1) Qual è la maschera ottale dei permessi rwxr-xr-x: Nessuna delle precedenti 2) Il comando cat pippo grep pluto sort: Non stampa mai nulla Stampa tutte le linee del file pippo contenenti la parola pluto in ordine alfabetico Stampa tutte le linee del file pippo in ordine alfabetico Stampa tutte le linee del file pluto in ordine alfabetico che contengono la parola pippo 3) Il comando c1 && c2: Esegue c1 e c2 in parallelo ma non restituisce il prompt della shell Esegue c1 sempre e c2 solo se c1 termina con successo Esegue c1 sempre e c2 solo se c1 termina con un errore Esegue c2 ed una volta terminato esegue c1 4) In un sistema UNIX la Process-Table è: Sempre residente in memoria Swappabile su disco Nella parte di memoria riservata ai processi utente Nessuna delle risposte precedenti 5) Negli i-node del File System Unix per indirizzare i blocchi di un file di dimensione byte si utilizza: Tabella di puntatori ai blocchi Indirizzo del primo blocco Indirizzo del blocco 13 Il superblocco 6) La System Call fork(), in caso di successo, nel processo figlio restituisce: Il pid del processo padre Il pid assegnato dal sistema Il valore -1 Nessuna delle risposte precedenti 1

2 7) In un programma C, è possibile utilizzare i file aperti dopo l esecuzione di una exec()? Sì ma solo se vengono passati i file descriptor dal programma che invoca la exec() a quello che viene invocato nella exec() Sì ma senza rispettare l ordine di apertura dei file No perché la User-Area viene sovrascritta con la exec(). No 8) Il protocollo IP indirizza il protocollo di livello 4 tramite: Il port presente nell intestazione IP Il campo protocollo dell intestazione IP Il port dell intestazione TCP Nessuna delle precedenti. 9) Come viene identificata una connessione TCP Tramite l indirizzo IP Tramite la quadrupla port sorgente, IP addr. sorgente, port destinazione, IP addr. destinazione Tramite un numero di canale logico Tramite il port sorgente e il port di destinazione 10) L UDP è un: Protocollo di trasporto connection less dell architettura Internet. Protocollo di trasporto connection-oriented dell architettura Internet. Un protocollo applicativo. Un protocollo di rete 11) Il tipo SOCK_DGRAM della System Call socket() è: Basato sul protocollo TCP Basato sul protocollo UDP Basato su un protocollo differente dal TCP e UDP Nessuna delle risposte precedenti 12) Un semaforo associato ad un tipo di evento deve essere inizializzato a: -1 per evitare l accesso da parte dei processi Un valore positivo pari al numero di eventi disponibili all inizio Un valore negativo pari al numero di processi che possono essere in coda Nessuna delle risposte precedenti 2

3 Domande aperte: ogni domanda corrisponde ad un punteggio variabile tra 0 e 3 punti a seconda della correttezza, completezza e sinteticità della risposta. A1 Spiegare cosa succede nelle seguenti situazioni e rispondere alle domande poste: a. Il processo padre, dopo avere creato con la fork() due processi figli, entra in loop infinito mentre i processi figli terminano dopo aver effettuato alcune operazioni (simulate ad esempio da una sleep di alcuni secondi): I processi figli vanno nello stato zombie e restano nello stato zombie? I processi figli restano nello stato zombie Il processo padre va nello stato zombie? No, il processo padre resta attivo nel sistema Come è possibile eliminare eventuali processi zombie? Per eliminare i processi zombie è necessario far terminare il processo padre, ad esempio con una kill -9 b. Il processo padre, dopo avere creato con la fork() due processi figli, entra in loop infinito mentre i processi figli terminano dopo aver effettuato alcune operazioni (simulate ad esempio da una sleep di alcuni secondi). Il processo padre predispone la gestione del segnale SIGCLD con una funzione che chiama la system call wait(). I processi figli vanno nello stato zombie e restano nello stato zombie? I processi figli non restano nello stato zombie, ma vengono eliminati dalla wait() del padre inserita nella funzione che gestisce il segnale SIGCLD. Il processo padre va nello stato zombie? No, il processo padre resta attivo. Il processo padre termina? No 3

4 A2 Dato il comando: ps ef > filename a) Spiegare l effetto del comando sopra indicato (senza entrare nel dettaglio delle opzioni del comando ps). L output del comando ps viene scritto sul file filename che viene creato se non esiste. Se esiste il file viene azzerato e soprascritto. b) Spiegare come viene realizzato dalla shell il meccanismo della redirezione, ad esempio per eseguire il comando sopra indicato. Si veda la figura successiva. Prima della exec() viene chiuso lo standard output e richiamata la dup() per copiare il puntatore in posizione 3 (fd =3) nella posizione 1 (corrispondente allo standard output). (La risposta è considerata corretta anche se nella figura mancano le tabelle file table, active i-node table e la mappa dell hard disk). c) Come viene aperto filename : O_CREAT O_WRONLY O_CREAT O_WRONLY O_TRUNC O_CREAT O_WRONLY O_APPEND d) Come viene aperto filename nel caso del comando ps ef > > filename O_CREAT O_WRONLY O_CREAT O_WRONLY O_TRUNC O_CREAT O_WRONLY O_APPEND f1=0 sh fd=open( file ) f1=fork() sh Active i-node table close(1) dup(fd[1]) exec( ps ) file table i-node X fd Hard disk u_ofile[] i-list ps i-node file 4

5 Esercizi: Ognuno dei successivi quesiti corrisponde ad un punteggio variabile tra 0 a 6 a seconda della correttezza, completezza e adeguatezza della soluzione proposta. Utilizzare un linguaggio C- like e le system call UNIX cercando di essere chiari e strutturati, indicare anche le variabili utilizzate e nel passaggio dei parametri specificare se per valore o indirizzo. E1.1 (6 punti) Scrivere un applicazione che preveda: - un thread (o un processo) che estrae per 10 volte un numero random compreso tra 0 e 9 in una variabile condivisa - un thread (o processo) che stampa il numero estratto per 10 volte prelevandolo dalla variabile condivisa Nel caso di processi utilizzare per i semafori le seguenti primitive: semid = initsem(semkey,val) p(semid), v(semid) Nel caso di thread utilizzare le seguenti primitive: pthread_create(&tid, NULL,start_routine,arg) pthread_exit(ret_val) pthread_join(tid, &ret_val) sem_init(&sem,0,val), sem_wait(&sem), sem_post(&sem) per i semafori. Indicare gli eventi su cui si sincronizzano i thread (o i processi), i semafori associati agli eventi e i valori iniziali dei semafori. E1.2 (2 punti opzionale) Prevedere due thread (o processi) che stampano alternativamente il numero estratto prelevandolo dalla variabile condivisa. E1.1 (Thread) void *estrai( void *ptr ); void *ping( void *ptr ); void *pong( void *ptr ); int frand(int); sem_t pieno,vuoto; int estratto; main() pthread_t pth,thread1; char *message = "ESTRAI"; char *message1 = "PING"; int iret,iret1; sem_init(&vuoto,0,1); sem_init(&pieno,0,0); /* creazione dei threads che eseguono le funzioni ping()e pong() */ if (pthread_create( &pth, NULL, estrai, (void*) message) < 0) printf("errore creazione thread1 \n"); if (pthread_create( &thread1, NULL, ping, (void*) message1) < 0) printf("errore creazione thread1 \n"); 5

6 /* attesa terminazione dei thread. */ pthread_join( pth, (void *)&iret); pthread_join( thread1, (void *)&iret1); printf("thread pth returns:%u\n",iret); printf("thread 1 returns:%u\n",iret1); exit(0); void *ping( void *ptr ) int i; char *message; message = (char *) ptr; i=0; while (i<10) sem_wait(&pieno); printf("%s %d \n", message, estratto ); i++; sem_post(&vuoto); pthread_exit(0); void *estrai( void *ptr ) int i; char *message; message = (char *) ptr; i=0; while (i<10) sem_wait(&vuoto); estratto=frand(10); printf("%s %d \n", message, estratto); i++; sem_post(&pieno); pthread_exit(0); int frand(int i) long time(),t; time(&t); srand(t+estratto); return(rand() % i); 6

7 E2.1 (6 punti) Scrivere un applicazione che realizza un semplice gioco in rete con un server e un client che interfaccia un giocatore a terminale. Il server estrae un numero random da 0 a 9, il client invia al server il numero fornito dal giocatore come possibile numero estratto, attende la risposta dal server (OK per numero indovinato, NOOK per numero errato) e comunica il risultato al giocatore. Il processo server per ogni client crea una connessione TCP e genera un processo figlio che gestisce il gioco in maniera autonoma con il proprio client estraendo il numero in una variabile privata; prevedere un certo numero di tentativi da parte del giocatore. E necessario gestire correttamente la fine dei processi figli. Tener presente che la comunicazione prevede lo scambio di numeri interi. E2.2 (2 punti opzionale) Modificare il server in modo che il numero estratto sia unico e possa essere indovinato da due giocatori in competizione. Una possibile soluzione prevede un server che apre due connessioni (utilizzando eventualmente la select), legge le risposte dalle due connessioni e invia il risultato ai client. E2.1 Lato server int pid, status,tentativi; long estratto,i,j,letto; main(argc,argv) int argc; char *argv[]; char data[bufsiz]; char data1[bufsiz]; char data2[bufsiz]; int length,nbytes; int server_id, s1_id; struct sockaddr_in server_sock; main(argc,argv) char data[bufsiz]; int length,nbytes,pid; signal(sigcld, handler); server_id = socket(af_inet,sock_stream,0); <inizializza server_sock con l indirizzo IP della macchina locale e con il port =2500> bind(server_id,&server_sock,sizeof(server_sock)); listen(server_id,5); while (1) s1_id = accept(server_id,0,0); pid = fork(); if (pid == 0) close(server_id); 7

8 estratto=frand(10); strcpy(data,"richiesta del numero da parte del server"); tentativi=0; while (tentativi < MAX) if (send(s1_id,data,strlen(data)+1,0) < 0) perror("server: send() \n"); nbytes=recv(s1_id,&letto,sizeof(long),0); if (nbytes < 0) perror("server figlio: errore recv() \n"); printf("server figlio: ricevuto -> %d\n",ntohl(letto)); /* invia esito del confronto*/ j = ntohl(letto); if (estratto==j) strcpy(data1,"ok"); if (send(s1_id,data1,strlen(data1)+1,0) < 0) perror("server: send() \n"); break; strcpy(data2,"nook"); if (send(s1_id,data2,strlen(data2)+1,0) < 0) perror("server: send() \n"); tentativi++; close(s1_id); exit(0); /* chiusura while figlio */ close(s1_id); /* chiusura while padre */ void handler() pid = wait(&status); printf("server padre e' terminato figlio %d \n",pid); int frand(int i) long time(),t; time(&t); srand(t); return(rand() % i); E2.1 Lato client long tentativi, num_letto, num_invio; struct sockaddr_in int client_id; main(argc,argv) int argc; server_sock; 8

9 char *argv[]; char command[bufsiz],data[bufsiz]; int port, nbytes; if (argc < 3) fprintf(stderr,"uso: %s hostname port \n",argv[0]); client_id = socket(af_inet,sock_stream,0); sscanf(argv[2],"%d",&port); server = gethostbyname(argv[1]) < inizializza server_sock con IP address e port del server> connect(client_id,&server_sock, sizeof(server_sock)); tentativi=0; while (tentativi<max) if ((nbytes = recv(client_id,data,sizeof(data),0)) < 0) perror("client: errore recv() "); printf("client: ricevuto %s \n",data); printf("dammi il numero da inviare come numero estratto \n"); scanf("%d", &num_letto); num_invio=htonl(num_letto); if (send(client_id,&num_invio,sizeof(long),0) < 0) perror("client: errore send() "); if ((nbytes = recv(client_id,data,sizeof(data),0)) < 0) perror("client: errore recv() "); printf("client: ricevuto %s \n",data); if (!strcmp(data,"ok")) printf("client: vinto con %d tentativi\n",tentativi+1); break; printf("numero errato \n"); tentativi++; if (tentativi>=3) printf("non hai vinto \n"); else printf("hai vinto \n"); close(client_id); 9