Mudanças entre as edições de "SOP-EngTel 2018 1"
(→Notas) |
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*[[SOP2018_1_Cronograma | Cronograma]] | *[[SOP2018_1_Cronograma | Cronograma]] | ||
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− | + | {| border=1 | |
+ | ! Dia 23/06 | ||
+ | ! Dia 30/06 | ||
+ | ! PROVA DE RECUPERAÇÂO | ||
+ | |- | ||
+ | | 9:40 ás 11:30 || 9:40 ás 11:30 || DIA 09/07 ás 9:40 | ||
+ | |} | ||
= Notas = | = Notas = | ||
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! Atividade 3 | ! Atividade 3 | ||
! Atividade 4 | ! Atividade 4 | ||
− | ! Prova 0 | + | ! Atividade 5 |
+ | ! Prova 1 | ||
+ | ! Prova 2 | ||
+ | ! Média Trabalhos * 0,3 | ||
+ | ! Média Provas * 0,7 | ||
+ | ! Final | ||
|- | |- | ||
− | | Allex || | + | | Allex || 10 || 10 ||0 || 5 || 5 || 5,25(7,34) || 6,2 || 1,8 || 4,74 || 6,5 |
|- | |- | ||
− | | Ameliza || 6,5 || 0 || 0||0 || 2,75 | + | | Ameliza || 6,5 || 0 || 5||0 || 0 || 2,75(8,34) || 7,2 || 0,4 || 5,44 || 5,8 |
|- | |- | ||
− | | Douglas || 9,0 || 10 || 0||0 || 6,0 | + | | Douglas || 9,0 || 10 || 0||0 || 5 || 6,0(8,34) || 8,3 || 1,4 || 5,8 || 7,2 |
|- | |- | ||
− | | Filipe || 10 || 10 || 5|| 4|| 8,0 | + | | Filipe || 10 || 10 || 5|| 4|| 10 || 8,0 || 9,8 || 2,3 || 6,2 || 8,5 |
|- | |- | ||
− | | Francisco || 0 || 0 ||0 ||0 || 0 | + | | Francisco || 0 || 0 ||0 ||0 || 0 || 0 || 0 || 0|| 0 || 0 |
|- | |- | ||
− | | Gabriel || 0 || 0 ||0 || 0|| 7,25 | + | | Gabriel || 0 || 0 ||0 || 0 || 0 || 7,25 || 0(3,6) || 0 || 3,8 || 3,8 |
|- | |- | ||
− | | Joseane || 10 || 10 || 5|| 4 || 3,0 | + | | Joseane || 10 || 10 || 5|| 4 || 10 || 3,0(5,34) || 7,7 || 2,3 || 4,6 || 6,9 |
|- | |- | ||
− | | Marcone || 10 || 10 || 6 || 0|| 5,75 | + | | Marcone || 10 || 10 || 6 || 0|| 5 || 5,75 || 7,7 || 1,9 || 4,7 ||6,6 |
|- | |- | ||
− | | Thiago || 0 || 0 ||0 || 0|| 6,75 | + | | Thiago || 0 || 0 ||0 || 0|| 0 || 6,75 || 0 || 0 || 2,4 || 2,4 |
|- | |- | ||
− | | Yan || 7 || 10 || 7,5|| 6,5 || 6,5 | + | | Yan || 7 || 10 || 7,5|| 6,5 || 8,5 || 6,5 || 7,5 || 2,4 || 4,9 || 7,3 |
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|} | |} | ||
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{{collapse bottom}} | {{collapse bottom}} | ||
− | |||
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=Laboratórios= | =Laboratórios= | ||
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{{collapse bottom}} | {{collapse bottom}} | ||
− | {{collapse top| bg=lightyellow | expandir=true | Programação concorrente}} | + | {{collapse top| bg=lightyellow | expandir=true | Programação concorrente (Atividade 4)}} |
− | == Programação concorrente == | + | == Programação concorrente (Atividade 4) == |
;POSIX Threads | ;POSIX Threads | ||
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} | } | ||
</syntaxhighlight> | </syntaxhighlight> | ||
+ | |||
+ | {{collapse bottom}} | ||
+ | {{collapse top| bg=lightyellow | expandir=true | Softwares básicos, caso Hello Word! (Atividade 5)}} | ||
+ | |||
+ | == Softwares básicos, caso Hello Word! == | ||
+ | |||
+ | O objetivo do experimento de hoje é pesquisar e entender os processos de atribuição de endereços de programas realizados em tempo de compilação pelos softwares básicos como: compilador, linker, e assembler. Sendo assim, neste experimento vamos utilizar os seguintes softwares para criação e análise de código: | ||
+ | |||
+ | *'''GCC''': compilador para gerar código objeto a partir de um código de programa escrito na linguagem c; | ||
+ | *'''GNU Linker (LD)''': Para vincular os códigos (módulos) objetos do programa; | ||
+ | *[https://linux.die.net/man/1/ld| Linker ] | ||
+ | *'''GNU Assembler''': Para gerar o código executável a partir do código objeto; | ||
+ | *[https://linux.die.net/man/1/as | assembler] | ||
+ | * '''OBJDUMP''': Para mostrar informações do código; | ||
+ | *[https://linux.die.net/man/1/objdump | Objdump ] | ||
+ | |||
+ | |||
+ | A seguir segue descrito o programa a ser utilizado no exercício 1: | ||
+ | |||
+ | <syntaxhighlight lang=cpp> | ||
+ | #include <stdio.h> | ||
+ | int main() | ||
+ | { | ||
+ | printf("Hello, World!"); | ||
+ | return 0; | ||
+ | } | ||
+ | |||
+ | </syntaxhighlight> | ||
+ | Trata-se do programa hello word, este programa apenas exibe uma mensagem na tela. No entanto, vamos analisar como são as etapas confecção do executável a partir deste código ''simples''. | ||
+ | |||
+ | Exercício 1: | ||
+ | * Compile o programa hello word, e o transforme em código objeto utilizando o programa GCC. Para esta tarefa execute o seguinte comando: | ||
+ | <code> | ||
+ | gcc -o hello hello.c | ||
+ | </syntaxhighlight> | ||
+ | * Agora abra o código objeto utilizando o programa OBJDUMP. | ||
+ | <code> | ||
+ | objdump -D hello | ||
+ | </syntaxhighlight> | ||
+ | * Identifique quais são as seções de código obtidas a partir do '''hello.c'''. | ||
+ | * Pesquise e entenda o significado destas seções de código. | ||
+ | * Faça uma análise e identifique o endereço de memória que o programa ''hello world'' vai ser carregado. | ||
+ | * Este código objeto é relocável? Justifique sua resposta. | ||
+ | * Agora gere o código assembly do hello world. | ||
+ | <code> | ||
+ | gcc -S hello.c | ||
+ | </syntaxhighlight> | ||
+ | *Agora gere o código executável utilizando o programa '''AS''' e o programa '''LD'''. | ||
+ | <code> | ||
+ | as -o hello.o hello.s | ||
+ | </syntaxhighlight> | ||
+ | * Como a etapa de linkagem para a construção do código executável está sendo executada sem o auxílio do '''GCC''', necessitamos vincular manualmente as bibliotecas necessárias. Para criar apropriadamente o executável vamos precisar das bibliotecas '''ld-linux-x86-64.so.2''', '''crt1.o''', '''crti.o''', '''crtn.o'''. | ||
+ | * Para descobrir suas respectivas localizações use o comando '''LOCATE'''. Por exemplo: | ||
+ | <code> | ||
+ | |||
+ | locate crti.o | ||
+ | |||
+ | </syntaxhighlight> | ||
+ | |||
+ | ou | ||
+ | |||
+ | <code> | ||
+ | |||
+ | find /usr/ -name crti* | ||
+ | |||
+ | </syntaxhighlight> | ||
+ | |||
+ | * Agora que já sabemos a localização das bibliotecas necessárias vamos vincular essas a nossa aplicação. | ||
+ | <code> | ||
+ | ld --dynamic-linker /caminho/ld-linux-x86-64.so.2 /caminho/crt1.o /caminho/crti.o /caminho/crtn.o hello.o -lc -o hello.exe | ||
+ | </syntaxhighlight> | ||
+ | |||
+ | * Agora abra o código objeto utilizando o programa OBJDUMP. | ||
+ | * Faça uma análise e identifique o endereço de memória em que o programa ''hello world'' inicializa suas estruturas na memória. | ||
+ | * Dica! | ||
+ | <code> | ||
+ | objdump -D -s -j .init hello.exe | ||
+ | </syntaxhighlight> | ||
+ | * Houve diferença entre os endereços do programa executável em relação ao código objeto? Explique. | ||
+ | * Explique as principais diferenças entre o arquivo objeto .o e o executável final. (dica utilize o objdump para fazer essa análise) | ||
+ | {{collapse bottom}} | ||
+ | |||
+ | {{collapse top| bg=lightyellow | expandir=true | Permissões de sistema de arquivos no Linux}} | ||
+ | |||
+ | == Permissões de sistema de arquivos no Linux == | ||
+ | |||
+ | Neste estudo de caso são realizados alguns exercícios práticos que permitem verificar como o sistema de arquivos é organizado no Linux. | ||
+ | Acesse o estudo de caso através [http://wiki.inf.ufpr.br/maziero/doku.php?id=unix:permissoes_em_arquivos deste roteiro] do Prof. Maziero da UTFPR. | ||
+ | |||
+ | {{collapse bottom}} | ||
+ | |||
+ | {{collapse top| bg=lightyellow | expandir=true | Lista de exercícios}} | ||
+ | |||
+ | == Lista de exercícios == | ||
+ | |||
+ | Lista de exercícios referente ao dia 22/06 [http://docente.ifsc.edu.br/andre.damato/sop2018/ListaCOPA.pdf | Lista de exercícios]. | ||
{{collapse bottom}} | {{collapse bottom}} |
Edição atual tal como às 18h10min de 9 de julho de 2018
Sistemas Operacionais
- Professor: André D'Amato
- Encontros: Segundas às 7:30 e sextas às 09:40 no Laboratório de Redes II.
- Atendimento paralelo: Quarta 9:30 às 10:30 na sala telecomunicações 1.
- COMUNICADOs -> AULAS DE REPOSIÇÂO!!!!!!!
Dia 23/06 | Dia 30/06 | PROVA DE RECUPERAÇÂO |
---|---|---|
9:40 ás 11:30 | 9:40 ás 11:30 | DIA 09/07 ás 9:40 |
Notas
Nome | Atividade 1 | Atividade 2 | Atividade 3 | Atividade 4 | Atividade 5 | Prova 1 | Prova 2 | Média Trabalhos * 0,3 | Média Provas * 0,7 | Final |
---|---|---|---|---|---|---|---|---|---|---|
Allex | 10 | 10 | 0 | 5 | 5 | 5,25(7,34) | 6,2 | 1,8 | 4,74 | 6,5 |
Ameliza | 6,5 | 0 | 5 | 0 | 0 | 2,75(8,34) | 7,2 | 0,4 | 5,44 | 5,8 |
Douglas | 9,0 | 10 | 0 | 0 | 5 | 6,0(8,34) | 8,3 | 1,4 | 5,8 | 7,2 |
Filipe | 10 | 10 | 5 | 4 | 10 | 8,0 | 9,8 | 2,3 | 6,2 | 8,5 |
Francisco | 0 | 0 | 0 | 0 | 0 | 0 | 0 | 0 | 0 | 0 |
Gabriel | 0 | 0 | 0 | 0 | 0 | 7,25 | 0(3,6) | 0 | 3,8 | 3,8 |
Joseane | 10 | 10 | 5 | 4 | 10 | 3,0(5,34) | 7,7 | 2,3 | 4,6 | 6,9 |
Marcone | 10 | 10 | 6 | 0 | 5 | 5,75 | 7,7 | 1,9 | 4,7 | 6,6 |
Thiago | 0 | 0 | 0 | 0 | 0 | 6,75 | 0 | 0 | 2,4 | 2,4 |
Yan | 7 | 10 | 7,5 | 6,5 | 8,5 | 6,5 | 7,5 | 2,4 | 4,9 | 7,3 |
Listas de exercícios
As listas de exercícios são compostas por exercícios selecionados do livro do Silberschatz, 8a edição. Há 10 volumes deste livro na biblioteca do campus.
SILBERSCHATZ, Abraham; GALVIN, Peter; GAGNE, Greg. Fundamentos de sistemas operacionais. 8. ed. Rio de Janeiro: LTC, 2011. 515 p., il. ISBN 9788521617471.
Exercícios selecionados:
- Capítulo 1: 1.1-1.3, 1.6-1.8, 1.13, 1.14, 1.17, 1.22, 1.23, 1.25.
- Capítulo 2: 2.6-2.8, 2.12, 2.13, 2.17, 2.21, 2.26.
- Capítulo 3: 3.1, 3.3, 3.6, 3.7, 3.8, 3.10.
- Capítulo 4: 4.5, 4.10
- Capítulo 5: 5.2, 5.3, 5.12
Programa do exercício 3.10
#include <sys/types.h>
#include <stdio.h>
#include <unistd.h>
int main(){
pid_t pid, pid1; /* cria um processo-filho*/
pid = fork();
if (pid < 0) { /* um erro ocorreu */
fprintf(stderr, "Fork Failed");
return 1;
}
else if (pid == 0) { /* processo-filho */
pid1 = getpid();
printf("child: pid = %d \n",pid); /* A */
printf("child: pid1 = %d \n",pid1); /* B */
}else { /* processo-pai */
pid1 = getpid();
printf("parent: pid = %d \n",pid); /* C */
printf("parent: pid1 = %d \n",pid1); /* D */
wait(NULL);
}
return 0;
}
Conteúdo
Unidade 01: Introdução |
---|
Unidade 01: IntroduçãoApresentação do CursoVisão geral de funções, responsabilidades e estruturas de um SO
Arquitetura de sistemas operacionais e modelos de programação
|
Unidade 02: Processos |
---|
Unidade 02: ProcessosGerência de tarefas; contextos, processos e threads
Escalonamento de tarefas
Comunicação entre Processos
Coordenação de processos
|
Unidade 03: Memória |
---|
Unidade 03: MemóriaIntrodução ao Gerenciamento de Memória
Memória Principal
Memória Virtual
|
Unidade 04: Armazenamento |
---|
Unidade 04: ArmazenamentoInterface do Sistema de Arquivos
Implementação do Sistema de Arquivos
Estrutura de Armazenamento em Massa
Gerenciamento de Entrada e Saída
|
Laboratórios
Um Exemplo de Uso "API Padrão POSIX" |
---|
Um Exemplo de Uso "API Padrão POSIX"
Qual o tamanho limite da memória que você conseguiu alocar?
Em sua opinião NMAP trata-se de uma syscall ou de uma API? Afinal API e syscall são a mesma coisa? Explique. void *mmap(void *addr, size_t length, int prot, int flags, int fd, off_t offset);
int munmap(void *addr, size_t length);
addr = Valor do início do mapeamento.
length = valor do tamanho da região a ser alocada.
prot = especificações de proteção da região alocada (consultar http://man7.org/linux/man-pages/man2/mmap.2.html).
flags = especificação do escopo e do tipo da região criada (exemplo publica ou privada, se é anônima ou não).
void* meu_malloc(size_t tamanho) {
void* addr = mmap(0, // addr
tamanho, // len
PROT_READ | PROT_WRITE, // prot
MAP_ANON | MAP_PRIVATE, // flags
-1, // filedes
0); // off
*(size_t*)addr = tamanho;
return addr + sizeof(size_t);
}
int meu_free(void* addr) {
return munmap(addr - sizeof(size_t), (size_t) addr);
}
int soma(int *N1, int *N2){
return (*N1+*N2);
}
int main(int argc, char* argv[]) {
int* numero1 = meu_malloc(sizeof(int));
int* numero2 = meu_malloc(sizeof(int));
*numero1 = 10;
*numero2 = 20;
int resultado = soma(numero1, numero2);
printf("\n\n O resultado da soma é %d \n\n",resultado);
meu_free(numero1);
meu_free(numero2);
return 0;
}
|
Processos no Linux (Atividade 1) |
---|
Processos no LinuxEntregar um relatório impresso sobre a sua solução para o problema descrito. O relatório deve conter as seguintes seções:
// ex1: fork/wait básico
#include <sys/types.h>
#include <stdlib.h>
#include <stdio.h>
#include <unistd.h>
int main()
{
int pid, status;
pid = fork();
if(pid == -1) // fork falhou
{
perror("fork falhou!");
exit(-1);
}
else if(pid == 0) // Este é o processo filho
{
printf("processo filho\t pid: %d\t pid pai: %d\n", getpid(), getppid());
exit(0);
}
else // Este é o processo pai
{
wait(&status);
printf("processo pai\t pid: %d\t pid pai: %d\n", getpid(), getppid());
exit(0);
}
}
arliones@socrates:~/tmp$ gcc ex1.c -o ex1
arliones@socrates:~/tmp$ ./ex1
processo filho pid: 27858 pid pai: 27857
processo pai pid: 27857 pid pai: 5337
arliones@socrates:~/tmp$
// ex2: fork/wait "compartilhando" dados
#include <sys/types.h>
#include <stdlib.h>
#include <stdio.h>
int main()
{
int pid, status, k=0;
printf("processo %d\t antes do fork\n", getpid());
pid = fork();
printf("processo %d\t depois do fork\n", getpid());
if(pid == -1) // fork falhou
{
perror("fork falhou!");
exit(-1);
}
else if(pid == 0) // Este é o processo filho
{
k += 1000;
printf("processo filho\t pid: %d\t K: %d\n", getpid(), k);
exit(0);
}
else // Este é o processo pai
{
wait(&status);
k += 10;
printf("processo pai\t pid: %d\t K: %d\n", getpid(), k);
exit(0);
}
k += 10;
printf("processo %d\t K: %d\n", getpid(), k);
exit(0);
}
arliones@socrates:~/tmp$ gcc ex2.c -o ex2
arliones@socrates:~/tmp$ ./ex2
processo 18425 antes do fork
processo 18425 depois do fork
processo 18426 depois do fork
processo filho pid: 18426 K: 1000
processo pai pid: 18425 K: 10
arliones@socrates:~/tmp$
arliones@socrates:~/tmp$ gcc ex2.c -o ex2
arliones@socrates:~/tmp$ ./ex2
processo 32342 antes do fork
processo 32342 depois do fork
processo 32343 depois do fork
processo filho pid: 32343 K: 1000
processo 32343 K: 1010
processo pai pid: 32342 K: 10
processo 32342 K: 20
arliones@socrates:~/tmp$
Excrever um programa C que cria uma árvore de 3 processos, onde o processo A faz um fork() criando um processo B, o processo B, por sua vez, faz um fork() criando um processo C. Cada processo deve exibir uma mensagem "Eu sou o processo XXX, filho de YYY", onde XXX e YYY são PIDs de processos. Utilizar wait() para garantir que o processo C imprima sua resposta antes do B, e que o processo B imprima sua resposta antes do A. Utilizar sleep() (man 3 sleep) para haver um intervalo de 1 segundo entre cada mensagem impressa.
O status passado como parâmetro à função wait(&status) é, na verdade, o mecanismo de retorno de resultado do wait/waitpid. Ao retornar, esta variável contém informações sobre o resultado da execução do processo filho. Por exemplo, se um processo terminou normalmente (i.e., chamou exit), o comando WIFEXITED(status) retorna true. Este comando retorna false se o processo foi abortado (e.g., segmentation fault) ou morto (e.g., kill). Investigue no manual do wait no Linux (man wait) o funcionamento do comando WEXITSTATUS(status), e use-o para modificar o exercício anterior para calcular o 5!, sendo que cada processo pode executar apenas uma multiplicação. |
Threads de aplicação (Atividade 2) |
---|
Threads de aplicaçãoEntregar um relatório impresso sobre a sua solução para o problema descrito. O relatório deve conter as seguintes seções:
Busque mais informações sobre estas funções utilizando o programa manpage do Linux (ex.: man getcontext). Estude o código no arquivo pingpong.c abaixo e explique seu funcionamento. #include <stdio.h>
#include <stdlib.h>
#include <ucontext.h>
#define STACKSIZE 32768 /* tamanho de pilha das threads */
/* VARIÁVEIS GLOBAIS */
ucontext_t cPing, cPong, cMain;
/* Funções-comportamento das Tarefas */
void f_ping(void * arg) {
int i;
printf("%s iniciada\n", (char *) arg);
for (i=0; i<4; i++) {
printf("%s %d\n", (char *) arg, i);
swapcontext(&cPing, &cPong);
}
printf("%s FIM\n", (char *) arg);
swapcontext(&cPing, &cMain);
}
void f_pong(void * arg) {
int i;
printf("%s iniciada\n", (char *) arg);
for (i=0; i<4; i++) {
printf("%s %d\n", (char *) arg, i);
swapcontext(&cPong, &cPing);
}
printf("%s FIM\n", (char *) arg);
swapcontext(&cPong, &cMain);
}
/* MAIN */
int main(int argc, char *argv[]) {
char *stack;
printf ("Main INICIO\n");
getcontext(&cPing);
stack = malloc(STACKSIZE);
if(stack) {
cPing.uc_stack.ss_sp = stack ;
cPing.uc_stack.ss_size = STACKSIZE;
cPing.uc_stack.ss_flags = 0;
cPing.uc_link = 0;
}
else {
perror("Erro na criação da pilha: ");
exit(1);
}
makecontext(&cPing, (void*)(*f_ping), 1, "\tPing");
getcontext(&cPong);
stack = malloc(STACKSIZE);
if(stack) {
cPong.uc_stack.ss_sp = stack ;
cPong.uc_stack.ss_size = STACKSIZE;
cPong.uc_stack.ss_flags = 0;
cPong.uc_link = 0;
}
else {
perror("Erro na criação da pilha: ");
exit(1);
}
makecontext (&cPong, (void*)(*f_pong), 1, "\tPong");
swapcontext(&cMain, &cPing);
swapcontext(&cMain, &cPong);
printf("Main FIM\n");
exit(0);
}
|
Exercícios sobre pipe e memória compartilhada |
---|
PIPE e SH_MEMORY
#include <stdio.h>
#include <unistd.h>
#include <sys/types.h>
#include <string.h>
#include <stdlib.h>
int main(void)
{
int fd[2], pipe_ret, filho;
char string[] = "Hello, pipe!\n";
char buffer[20];
pipe(fd);
if((filho = fork()) == -1)
{
perror("fork");
exit(1);
}
if(filho == 0)
{
/*Mandar string para a extremidade do pipe*/
exit(0);
}
else
{
/*Ler a mensagem no pipe*/
printf("Recebi este texto %s", buffer);
}
return(0);
}
#include <stdio.h>
#include <stdlib.h>
#include <string.h>
#include <sys/types.h>
#include <sys/ipc.h>
#include <sys/shm.h>
#define SHM_SIZE 1024
int main(int argc, char *argv[])
{
key_t key;
int shmid;
char *segmento;
int modo,filho;
/* Criar a chave: */
if (key == -1)
{
perror("ftok");
exit(1);
}
/*Criar o segmento */
if (shmid == -1) {
perror("shmget");
exit(1);
}
/*Vincula o segmento de memória á variável segmento*/
segmento = shmat(shmid, (void *)0, 0);
if (segmento == (char *)(-1)) {
perror("shmat");
exit(1);
}
if((filho = fork()) == -1)
{
perror("fork");
exit(1);
}
if(filho == 0) //Código do filho
{
exit(0);
}
else //Código do pai
{
}
/* detach from the segment: */
if (shmdt(segmento) == -1) {
perror("shmdt");
exit(1);
}
return 0;
}
|
Trocas de mensagens com pipes (Atividade 3) |
---|
Trocas de mensagens com pipes
Um mecanismo disponibilizado por sistemas UNIX para troca de mensagens entre processos é o PIPE. Pipes são mecanismos de comunicação indireta onde mensagens são trocadas através de mailboxes. Cada mailbox possui um identificador único, permitindo que processos identifiquem o canal de comunicação entre eles. O fluxo de mensagens em um Pipe é:
No UNIX, pipes são inicializados através da SystemCall pipe, que possui a seguinte sintaxe:
As primitivas send/receive para uso de um pipe no UNIX são implementadas por SystemCalls read/write, conforme segue:
Abaixo há um exemplo de programa criando um pipe e compartilhando os descritores entre dois processos (criados via fork()). #include <unistd.h>
#include <fcntl.h>
#include <stdio.h>
#include <string.h>
char *message = "This is a message!!!" ;
main()
{
char buf[1024] ;
int fd[2];
pipe(fd); /*create pipe*/
if (fork() != 0) { /* I am the parent */
write(fd[1], message, strlen (message) + 1) ;
}
else { /*Child code */
read(fd[0], buf, 1024) ;
printf("Got this from MaMa!!: %s\n", buf) ;
}
}
|
Exercício (Algoritmo de Peterson) |
---|
Exercício (Algoritmo de Peterson)Exercício 1: Sincronize o código a seguir, de maneira que o processo pai imprima apenas os números impares e o processo filho os números pares. Para isso utilize o algoritmo de Peterson visto em aula. Utilize memória compartilhada para comunicação entre os processos. #include <stdio.h>
#include <stdlib.h>
#include <string.h>
#include <sys/types.h>
#include <sys/ipc.h>
#include <sys/shm.h>
main()
{
if (fork() != 0) { /* I am the parent */
int i;
for(i = 0;i < 10;i=i+2){
printf("Processo pai %d \n", i);
}
}
else { /*Child code */
int i;
for(i = 1;i < 10;i=i+2){
printf("Processo filho %d \n", i);
}
}
exit(0);
}
Explique seu raciocínio.
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Exercício (Semáforos) |
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Exercício (Semáforos)Exercício 1: Sincronize o código a seguir, de maneira que o processo pai imprima apenas os números impares e o processo filho os números pares. Para isso utilize Semáforos de acordo com a implementação em semaforo.h. Utilize memória compartilhada para comunicação entre os processos. #include <stdio.h>
#include <stdlib.h>
#include <string.h>
#include <sys/types.h>
#include <sys/ipc.h>
#include <sys/shm.h>
main()
{
if (fork() != 0) { /* I am the parent */
int i;
for(i = 0;i < 10;i=i+2){
printf("Processo pai %d \n", i);
}
}
else { /*Child code */
int i;
for(i = 1;i < 10;i=i+2){
printf("Processo filho %d \n", i);
}
}
exit(0);
}
SEMAFORO.H
int criar_semaforo(int val, int chave)
{
int semid ;
union semun {
int val;
struct semid_ds *buf ;
ushort array[1];
} arg_ctl ;
key_t ft = ftok("/tmp", chave);
semid = semget(ft,1,IPC_CREAT|IPC_EXCL|0666);
if (semid == -1) {
semid = semget(ft,1,0666);
if (semid == -1) {
perror("Erro semget()");
exit(1) ;
}
}
arg_ctl.val = val; //valor de início
if (semctl(semid,0,SETVAL,arg_ctl) == -1) {
perror("Erro inicializacao semaforo");
exit(1);
}
return(semid) ;
}
void P(int semid){
struct sembuf *sops = malloc(10*sizeof(int));
sops->sem_num = 0;
sops->sem_op = -1;
sops->sem_flg = 0;
semop(semid, sops, 1);
free(sops);
}
void V(int semid){
struct sembuf *sops = malloc(10*sizeof(int));
sops->sem_num = 0;
sops->sem_op = 1;
sops->sem_flg = 0;
semop(semid, sops, 1);
free(sops);
}
void sem_delete(int semid)
{
if (semctl(semid,0,IPC_RMID,0) == -1)
perror("Erro na destruicao do semaforo");
}
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Programação concorrente (Atividade 4) |
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Programação concorrente (Atividade 4)
A API POSIX disponibiliza uma biblioteca de threads chamada pthread. As threads são implementadas pela estrutura pthread_t, e manipuladas pelas funções (acesse as man-pages das chamadas para maiores detalhes):
Para utilizar estas funções é necessário linkar o programa à libpthread (-lpthread). A classe C++ abaixo abstrai estas operações: #ifndef __thread_h
#define __thread_h
#include <pthread.h>
#include <signal.h>
class Thread
{
public:
Thread(int ( * const entry)(int), int arg) {
if(pthread_create(&thread, 0, (void*(*)(void*))entry, (void *)arg))
thread = 0;
}
~Thread() {}
int join(int * status) { return pthread_join(thread, (void **)status); }
friend void exit(int status = 0) { pthread_exit((void *) status); }
private:
pthread_t thread;
};
#endif
A biblioteca pthread implementa um tipo pthread_mutex_t, que garante a exclusão mútua entre threads. Estes mutex são manipulados através das funções (acesse as man-pages das chamadas para maiores detalhes):
#ifndef __mutex_h
#define __mutex_h
#include <pthread.h>
class Mutex
{
public:
Mutex() {}
~Mutex() {}
void lock() { pthread_mutex_lock(&mut); }
bool try_lock() { return (pthread_mutex_trylock(&mut) == 0); } // true when succeeds.
void unlock() { pthread_mutex_unlock(&mut); }
private:
pthread_mutex_t mut;
};
#endif
Nos sistemas POSIX, semáforos são implementados pelo tipo sem_t e manipulado através das funções (acesse as man-pages das chamadas para maiores detalhes):
Para utilizar estas funções é necessário linkar o programa à librt ou à libpthread (-lrt ou -lpthread). A classe C++ abaixo abstrai estas operações:
#ifndef __semaphore_h
#define __semaphore_h
#include <semaphore.h>
class Semaphore
{
public:
Semaphore(int i = 1) { sem_init(&sem, 0, i); }
~Semaphore() { sem_destroy(&sem); }
void p() { sem_wait(&sem); }
void v() { sem_post(&sem); }
operator int()
{
int ret;
sem_getvalue(&sem, &ret);
return ret;
}
private:
sem_t sem;
};
#endif
Exemplo de uso do operator: Semaphore sem;
cout << (int)sem << endl;
O programa abaixo cria 5 threads, e cada uma destas threads atualiza uma variável global (memória compartilhada). #include <iostream>
#include "thread.h"
#define NUM_THREADS 5
using namespace std;
int saldo = 1000;
int AtualizaSaldo(int n)
{
int meu_saldo = saldo;
int novo_saldo = meu_saldo + n*100;
cout << "Novo saldo = " << novo_saldo << endl;
saldo = novo_saldo;
}
int main()
{
Thread * threads[NUM_THREADS];
for(int t = 0; t < NUM_THREADS; t++)
threads[t] = new Thread(&AtualizaSaldo, t+1);
cout << "Saldo final é " << saldo << "." << endl;
}
O programa abaixo manipula uma matriz de tamanho MxN (veja os defines para o tamanho da matriz). A função SumValues soma todos os valores em uma linha da matriz. A linha a ser somada é identificada pela variável i. Modifique o programa principal (main) nos locais indicados para:
#include <iostream>
#include "thread.h"
/* number of matrix columns and rows */
#define M 5
#define N 10
using namespace std;
int matrix[N][M];
Thread *threads[N];
/* thread function; it sums the values of the matrix in the row */
int SumValues(int i)
{
int n = i; /* number of row */
int total = 0; /* the total of the values in the row */
int j;
for (j = 0; j < M; j++) /* sum values in the "n" row */
total += matrix[n][j];
cout << "The total in row" << n << " is " << total << "." << endl;
/* terminate a thread and return a total in the row */
exit(total);
}
int main(int argc, char *argv[])
{
int i, j;
int total = 0; /* the total of the values in the matrix */
/* initialize the matrix */
for (i = 0; i < N; i++)
for (j = 0; j < M; j++)
matrix[i][j] = i * M + j;
/* create threads */
/* COLOQUE SEU CÓDIGO PARA CRIAR AS THREADS AQUI! */
/* wait for terminate a threads */
/* COLOQUE SEU CÓDIGO PARA PEGAR O SOMATÓRIO DE LINHAS E TOTALIZAR A SOMA DA MATRIZ AQUI! */
cout << "The total values in the matrix is " << total << endl;
return 0;
}
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Problemas clássicos de coordenação de processos |
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Problemas clássicos de coordenação de processos
O problema clássico Produtor/Consumidor consiste em dois fluxos de execução (threads/processos), sendo que um dos fluxos (consumidor) só pode executar a partir do momento em que seus dados de entrada foram produzidos pelo outro fluxo (produtor).
#include <iostream>
#include "thread.h"
#include "semaphore.h"
using namespace std;
const int REP = 5;
char buffer;
Semaphore empty(1);
Semaphore full(0);
int producer(int n)
{
cout << "Producer was born!\n";
// Faltam, no laço abaixo:
// - uma chamada para empty.p()
// - uma chamada para full.v()
char data = -1;
for(int i = 0; i < REP; i++) {
cout << "Producing ...\n";
data = (char) i + 0x61;
buffer = data;
cout << "Stored... " << data << endl;
}
return n;
}
int consumer(int n)
{
cout << "Consumer was born!\n";
// Faltam, no laço abaixo:
// - uma chamada para full.p()
// - uma chamada para empty.v()
char data = -1;
for(int i = 0; i < REP; i++) {
cout << "Retrieving ...\n";
data = buffer;
cout << "Consumed... " << data << endl;
}
return n;
}
int main()
{
cout << "The Producer x Consumer Problem\n";
Thread prod(&producer, REP);
Thread cons(&consumer, REP);
int status;
prod.join(&status);
if(status == REP)
cout << "Producer went to heaven!\n";
else
cout << "Producer went to hell!\n";
cons.join(&status);
if(status == REP)
cout << "Consumer went to heaven!\n";
else
cout << "Consumer went to hell!\n";
return 0;
}
O problema clássico Jantar dos Filósofos consiste em que n fluxos (n filósofos) disputam n recursos (n talheres). No problema, para conseguir "jantar" (ou executar), cada filósofo precisa pegar dois talheres adjascentes a ele. Cada recurso é compartilhado por dois filósofos.
#include <iostream>
#include "thread.h"
#include "semaphore.h"
using namespace std;
const int DELAY = 10000000;
const int ITERATIONS = 5;
Semaphore chopstick[5];
int philosopher(int n)
{
cout << "Philosopher " << n << " was born!\n";
int first = (n < 4)? n : 0; // left for phil 0 .. 3, right for phil 4
int second = (n < 4)? n + 1 : 4; // right for phil 0 .. 3, left for phil 4
// Foram removidos do laço abaixo:
// - uma chamada para chopstick[first].p()
// - uma chamada para chopstick[second].p()
// - uma chamada para chopstick[first].v()
// - uma chamada para chopstick[second].v()
for(int i = 0; i < ITERATIONS; i++) {
cout << "Philosopher " << n << " thinking ...\n";
for(int i = 0; i < DELAY * 10; i++);
cout << "Philosopher " << n << " eating ...\n";
for(int i = 0; i < DELAY; i++);
}
return n;
}
int main()
{
cout << "The Dining-Philosophers Problem\n";
Thread * phil[5];
for(int i = 0; i < 5; i++)
phil[i] = new Thread(&philosopher, i);
int status;
for(int i = 0; i < 5; i++) {
phil[i]->join(&status);
if(status == i)
cout << "Philosopher " << i << " went to heaven!\n";
else
cout << "Philosopher " << i << " went to hell!\n";
}
return 0;
}
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Softwares básicos, caso Hello Word! (Atividade 5) |
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Softwares básicos, caso Hello Word!O objetivo do experimento de hoje é pesquisar e entender os processos de atribuição de endereços de programas realizados em tempo de compilação pelos softwares básicos como: compilador, linker, e assembler. Sendo assim, neste experimento vamos utilizar os seguintes softwares para criação e análise de código:
#include <stdio.h>
int main()
{
printf("Hello, World!");
return 0;
}
Trata-se do programa hello word, este programa apenas exibe uma mensagem na tela. No entanto, vamos analisar como são as etapas confecção do executável a partir deste código simples. Exercício 1:
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Permissões de sistema de arquivos no Linux |
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Permissões de sistema de arquivos no LinuxNeste estudo de caso são realizados alguns exercícios práticos que permitem verificar como o sistema de arquivos é organizado no Linux. Acesse o estudo de caso através deste roteiro do Prof. Maziero da UTFPR. |
Lista de exercícios |
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Lista de exercíciosLista de exercícios referente ao dia 22/06 | Lista de exercícios. |