# Řešené příklady - kolona, thready, UDP server <{ForumPost(poster="Jenda_", timestamp=2016-02-02 00:43:15)}> Ahoj, v rámci přípravy jsem si vypracoval pár příkladů podobných minulým zkouškám. Upozorňuji, že jsem UNIXové API nikdy moc nepoužíval, takže tam budou různé věci blbě. Budete potřebovat nsautil.h a jcc z [blobutils](https://brmlab.cz/user/jenda/blobutils) Zdroje: [http://mff.devnull.cz/pvu/common/zkousk ... ousek.html](http://mff.devnull.cz/pvu/common/zkousky/priklady_ze_zkousek.html) a toto fórum. **Příklad: Nasimulujte shellovou kolonu cat /proc/cpuinfo | grep model | tr a-z A-Z | sed -r "s/(A|E|I|O|U)/_/g"** #include int main(int argc, char **argv) { pid_t child;int filedes[2];int pipeprev = -1; pipe(filedes);child = fork();if(child == 0) {dup2(filedes[1], STDOUT_FILENO);close(filedes[1]);execlp("cat", "cat", "/proc/cpuinfo", NULL);}close(filedes[1]);close(STDIN_FILENO);pipeprev = filedes[0]; pipe(filedes);child = fork();if(child == 0) {dup2(pipeprev, STDIN_FILENO);dup2(filedes[1], STDOUT_FILENO);close(filedes[1]);execlp("grep", "grep", "model", NULL);}close(filedes[1]);close(pipeprev);pipeprev = filedes[0]; pipe(filedes);child = fork();if(child == 0) {dup2(pipeprev, STDIN_FILENO);dup2(filedes[1], STDOUT_FILENO);close(filedes[1]);execlp("tr", "tr", "a-z", "A-Z", NULL);}close(filedes[1]);close(pipeprev); child = fork();if(child == 0) {dup2(filedes[0], STDIN_FILENO);//close(filedes[0]);execlp("sed", "sed", "-r", "s/(A|E|I|O|U)/_/g", NULL);}close(filedes[0]); return 0; } (jako cvičení by bylo vhodné parametrizovat to příkazy v poli + execvp) **Příklad: Hlavní vlákno vytvoří počet vláken zadaný jako parametr příkazové řádky. Každé vlákno simuluje činnost pomocí sleep() na náhodnou dobu, 1 až 10 sekund.** Po vykonání činnosti, tj. po ukočení funkce sleep(), vlákno zahlásí hlavnímu vláknu, že skončilo. Hlavní vlákno okamžitě vytvoří další vlákno. Cílem je tedy udržovat stále stejný počet vláken v běhu. Každé vlákno má navíc svoje pořadové číslo, při vytvoření a zániku vlákna se vypíše na termínál hlášení o této skutečnosti, s použitím pořadového čísla. Pro synchronizaci použijte mutexy a podmínkové proměnné. Aktivní čekání je nepřípustné. Velký důraz je kladen na korektnost použití synchronizačních primitiv. Usage: ./pthreads 10 #include #include #include pthread_mutex_t mujmutex = PTHREAD_MUTEX_INITIALIZER; pthread_cond_t mojecond = PTHREAD_COND_INITIALIZER; int numt; int * r; typedef struct tr {int tid;int toffs;char * message;pthread_t thr; } tr; tr * t; void * mujthread(void *ptr) {tr * ctx = (tr*)ptr;printf("Thread %i(%i) is running ", ctx->toffs, ctx->tid); poll(NULL, 0, random() % 10000); // for(volatile int i = 0; i<100*1000*1000; i++) {} printf("Thread %i(%i) says: %s ", ctx->toffs, ctx->tid, ctx->message); poll(NULL, 0, random() % 10000); printf("Thread %i(%i) is finishing ", ctx->toffs, ctx->tid); r[ctx->tid] = 0; pthread_cond_signal(&mojecond); return(NULL); } int main(int argc, char ** argv) { numt = atoi(argv[1]); r = malloc(sizeof(int) * numt);t = malloc(sizeof(tr) * numt); int iter = 0;int toffs = 0;while (1) {pthread_mutex_lock(&mujmutex);iter++;for (int i = 0; iai_family == AF_INET). Usage: $ ./server 6666 $ date | nc -u :: 6666 Vrátí datum s čísly přepsanými křížky. #include #include #include #include #include #include #include #include #define BUF_SIZE 500 /* Zkopírováno z manpage getaddrinfo z glibc a z https://stackoverflow.com/questions/5956516/getaddrinfo-and-ipv6 */ int main(int argc, char *argv[]) { struct addrinfo hints;struct addrinfo *result, *rp;int sfd, s;struct sockaddr_storage peer_addr;socklen_t peer_addr_len;ssize_t nread;char buf[BUF_SIZE]; if (argc != 2) {fprintf(stderr, "Usage: %s port ", argv[0]);exit(EXIT_FAILURE);} memset(&hints, 0, sizeof(struct addrinfo));hints.ai_family = AF_UNSPEC; /* Allow IPv4 or IPv6 */hints.ai_socktype = SOCK_DGRAM;hints.ai_flags = AI_PASSIVE;hints.ai_protocol = 0; /* Any protocol */hints.ai_canonname = NULL;hints.ai_addr = NULL;hints.ai_next = NULL; s = getaddrinfo(NULL, argv[1], &hints, &result);//s = getaddrinfo("localhost", argv[1], &hints, &result);if (s != 0) {fprintf(stderr, "getaddrinfo: %s ", gai_strerror(s));exit(EXIT_FAILURE);} /* getaddrinfo() returns a list of address structures. Try each address until we successfully bind(2). If socket(2) (or bind(2)) fails, we (close the socket and) try the next address. */ for (rp = result; rp != NULL; rp = rp->ai_next) { if(rp->ai_family == AF_INET6) {char * buf = malloc(INET6_ADDRSTRLEN);struct sockaddr_in* saddr = (struct sockaddr_in*)rp->ai_addr;if(inet_ntop(AF_INET6, &(saddr->sin_addr), buf, INET6_ADDRSTRLEN)) {printf("Trying (v6) %s ", buf);} else {printf("ntop err ");}} else if (rp->ai_family == AF_INET) {char * buf = malloc(INET_ADDRSTRLEN);struct sockaddr_in* saddr = (struct sockaddr_in*)rp->ai_addr;if(inet_ntop(AF_INET, &(saddr->sin_addr), buf, INET_ADDRSTRLEN)) {printf("Trying (v4) %s ", buf);} else {printf("ntop err ");}} if(rp->ai_family == AF_INET) {continue;} sfd = socket(rp->ai_family, rp->ai_socktype,rp->ai_protocol);if (sfd == -1) {continue;} if (bind(sfd, rp->ai_addr, rp->ai_addrlen) == 0) {printf(" ...bound OK ");break;} close(sfd);} if (rp == NULL) { /* No address succeeded */fprintf(stderr, "Could not bind ");exit(EXIT_FAILURE);} freeaddrinfo(result); /* No longer needed */ /* Read datagrams and echo them back to sender */ for (;;) {peer_addr_len = sizeof(struct sockaddr_storage);nread = recvfrom(sfd, buf, BUF_SIZE, 0,(struct sockaddr *) &peer_addr, &peer_addr_len);if (nread == -1)continue; /* Ignore failed request */ char host[NI_MAXHOST], service[NI_MAXSERV]; s = getnameinfo((struct sockaddr *) &peer_addr,peer_addr_len, host, NI_MAXHOST,service, NI_MAXSERV, NI_NUMERICSERV);if (s == 0)printf("Received %ld bytes from %s:%s ",(long) nread, host, service);elsefprintf(stderr, "getnameinfo: %s ", gai_strerror(s)); for(int i = 0; i= '0' &&buf[i] <= '9') {buf[i] = '#';}} if (sendto(sfd, buf, nread, 0,(struct sockaddr *) &peer_addr,peer_addr_len) != nread)fprintf(stderr, "Error sending response ");} } <{/ForumPost}> <{ForumPost(poster="Jenda_", timestamp=2016-02-02 01:07:43)}> Poznámky k otázkám z webu: > Napište sekvenci příkazů pro vytvoření dynamické knihovny a programu který na ní závisí (ideálně na Linuxu a Solarisu). cc -G -o libadd.so add.c (gcc -shared) cc -L. -ladd -R. main.c (gcc -Xlinker -R. nebo LD_LIBRARY_PATH=.) > Proč není dobrý nápad používat proměnnou LD_LIBRARY_PATH pro něco jiného než ladění programů ? Obcházení problémů nečistou metodou. A protože se dědí. > Vysvětlete význam parametrů funkce main() a proměnné environ. main může mít 3. parametr a to bude stejně jako extern char** environ > Jak se zpracovávají argumenty programu pomocí funkce getopt() ? getopt(int argc, char * argv\[], char* optstring) + extern int optind proces má kontext, vlákna jsou uvnitř procesu, program je spustitelný soubor na disku, např. ve formátu elf paměť se přiděluje procesům čas/procesor se přiděluje vláknům (pokud to není library-level threading) syscall: vrací signed: -1 chyba, >=0 OK, vrací pointer: NULL chyba; nastavuje se errno když čekám -1, musím nastavit errno na 0 a pak se kouknout pthreads vracé 0 OK, >0 fail /bin/ping má ruid=jenda, euid=root testují se v tomto pořadí práva roota, vlastníka a skupiny, takže "---rwxrwx jenda jenda" nepřečtu, ale můžu chmodnout a pak to přečtu. svazek = instance FS block devices se bufferují files: special, regular (hardlink), dir, fifo, socket, symlink s5: boot block, superblock, inody, data - taky ve stromech, omezená jména a velikosti souborů, sloooow ffs/ufs: cylgrupy (ne že by to v době LBA pomohlo) s kopiemi superbloku, bitmapy, jména 255, ufs2: dirhash cache obrázek str. 80 - tree traversal přístup k souborům: vždy open(), nebo creat(); vı́ce deskriptorů může sdı́let jedno otevřenı́ souboru (mód čtenı́/zápis, ukazatel pozice) creat - bacha na umask > Popište paměťový prostor procesu v uživatelském režimu a v režimu jádra. text - data - bss - - stack - oblast user (nepřístupná) (ne vždy v tomto pořadí) kernel text - data a bss jádra, uvnitř struktura user, pod tím stack jádra > Nakreslete a popište stavový diagram procesu. obrázek 123 > Popište základy mechanismu plánování procesů. Jaké jsou prioritní třídy ? preemptivní (interrupty timerem) timeshared ("normální"), ladí se velikost kvanta, system, realtime - definovaná časová kvanta FIXME: signal handling u vláken > Jaká pravidla existují pro psaní signal handlerů ? Jakým způsobem se vyrovnat s omezeními při jejich implementaci ? reentrantní; globální přepínač 155: alarm signál > Jak je možné vytvořit globální proměnnou privátní pro jedno vlákno ? pthread_key_create vyrobí pointr, který si každé vlákno může nastavit jinam. > Které atributy jsou společné pro proces, které jsou privátní pro každé vlákno ? Soukromé: IP, stack, thread ID, plánovacı́ priorita a politika, errno, klíče > Jak fungují destruktory klíčovaných hodnot a zásobník úklidových handlerů ? Klíčové hodnotě prostě předám funkci. pthread_cleanup_push a pop > Co se stane když jedno vlákno zavolá fork() ? Jaký problém při tom může vzniknout a jak ho lze řešit ? Neuvolněná paměť, navždy zamčené mutexy a deadlocky. Je dobré v prefork handleru vše zamknout (tedy počkat, až to ostatní vlákna uvolní) a v postfork odemknout. Signály: masknout a jedno vlákno se věnuje jen signálům přes sigwait. > Uveďte nástroje pro synchronizaci vláken. Mutexy, podmínkové proměnné, RW zámky > Popište způsob použití podmínkových proměnných, důvody proč se používají právě daným způsobem a co by se mohlo stát kdyby tomu bylo jinak. Zamknu mutex, otestuji neplatnost podmínky, pthread_cond_wait. Jinak bych se mohl zaseknout - probudím se opravdu jen při změně, není tam fronta jako u signálů. Probuzení nemusí nutně znamenat, že podmínka platí. typicky je dobré volat wait ve while(!podminka) 231: použití > Popište zamykání souborů pomocí fcntl(). dokonce se dá zamykat rozsah advisory a mandatory (ne vždy je implementován) locking při zavření se všechny moje zámky uvolní - a to i když to třeba otevřela a zavřela subrutina > Vysvětlete zamykání pomocí lock souborů. open(rdwr | creat | excl), vrátí -1 při souběhu unlock: unlink > Popište semafory, implementované v UNIX System V IPC. Jakými příkazy lze zobrazit jejich výpis a stav ? pracuje atomicky nad polem! semaforů semctl(semnum), GETVAL, GETNCNT (kolik drží procesů) použití: semop, operace snížit, zvýšit, čekat na 0, a operace jsou v sembuf, kde je vždycky pro který semafor jakou operaci jo a než s tím vůbec můžu začít pracovat, tak si samozřejmě musím pořídit IPC klíč přes ftok() > Popište činnost serveru a klienta (posloupnost systémových volání) pro spojované síťové služby. server: socket, bind, listen, accept, read/write, close klient: socket, connect, read/write, close; bind pokud by chtěl extra odchozí port (může vyžadovat vyšší oprávnění) nespojované: socket, bind, sendto/recvfrom > Co je to soket? Jaké jsou varianty adresace soketů (v rámci jednoho stroje a po síti) ? AF_UNIX, AF_INET6; UNIX má filename > Jaké funkce slouží pro převod mezi číselnými a symbolickými jmény protokolů, portů a IP adres? pton, ntop (network, presentable format) getprotobyname, getservbyname, pozor, proto je IP protokol, serv je HTTP/SSH/IMAP > Popište standardní funkce pro převod jména na adresu a naopak a způsob jejich použití pro klient a server. getaddrinfo, getnameinfo bývaly gethostbyname a gethostbyaddr > Jak lze čekat na příchod dat z několika deskriptorů souborů zároveň? select - čtecí, zapisovací, chybové poll - čeká na událost a nastaví pro fd události ("lze číst", "lze zapisovat"…) <{/ForumPost}>