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1 École Polytechnique de Montréal Département de Génie Informatique et Génie Logiciel Cours INF2610 Contrôle périodique Automne 2013 Date : 11 octobre 2013 de 18h à 20h Professeur : Boucheneb Hanifa Documentation permise : toute Pondération : 30 % Nbre. de questions : 4 Total : 20 points Calculatrices programmables et cellulaires non permis Question 1 (4 pts) : Répondez aux questions suivantes (maximum 10 lignes par question). Les réponses doivent être concises et claires. 1. [1 pt] Un processus fils, créé par un appel système fork, partage le pointeur de fichier de tout fichier figurant, au moment de sa création, dans la table des descripteurs de fichiers de son père. Vrai ou faux? Justifiez votre réponse. Oui, car lors de la création d un processus par un appel système fork, sa table des descripteurs de fichiers est une copie de celle de son père. Cette table contient des pointeurs vers la table des fichiers ouverts (contenant pour chaque fichier ouvert, le mode d ouverture, le pointeur de fichier, pointeur vers l inoeud ). 2. [1 pt] Supposez un système multiprocesseur qui ordonnance les processus. Ce système favorise-il la réactivité d un processus composé de plusieurs threads utilisateur? Justifiez votre réponse. Non, le noyau alloue au plus un processeur à un processus. Si un thread bloque suite à un appel système, tout le processus bloque. Ce système ne favorise pas ce processus. 3. [2 pts] On veut faire communiquer deux processus fils F1 et F2 d un même processus au moyen d un tube de communication (pipe) anonyme (P1 est l écrivain et P2 est le lecteur). Page 1 sur 5

2 Le père doit-il créer le tube avant la création du premier fils? Doit-il fermer les descripteurs de fichiers du tube? Si oui, à quel(s) niveau(x) (avant / après la création du premier ou second fils)? Justifiez votre réponse. Oui, pour que les deux fils récupèrent lors de leurs créations les descripteurs de fichiers du pipe. Oui, le père doit fermer les descripteurs de fichiers après la création des deux fils. Il est important de fermer les descripteurs non utilisés pour libérer des ressources et éviter des situations de blocage sur des lectures (la fin de fichier d un pipe est un pipe vide avec 0 écrivain). Question 2 (7 pts) : Processus et threads 1. [2.5 pts] Un processus PP crée trois processus fils F1, F2 et F3, attend la fin de ses fils, affiche la valeur d un compteur défini dans sa zone de données globales, puis se termine. Chaque processus fils incrémente le compteur (compteur=compteur+10), affiche sa valeur puis se termine. Le compteur est initialisé lors de sa définition à 100. a) Donnez la valeur (ou les valeurs possibles) affichée(s) à l écran par les processus PP, F1, F2 et F3. PP : compteur=100, F1, F2, F3 : compteur=110 b) Supposez que le compteur est déclaré et initialisé à l intérieur de la fonction «main», avant la création du premier fils. Donnez la valeur (ou les valeurs possibles) affichée(s) à l écran par les processus PP, F1, F2 et F3. PP : compteur=100, F1, F2, F3 : compteur=110 c) Supposez que PP crée deux threads Th1 et Th2 (au lieu de 3 processus), attend la fin des threads puis affiche la valeur du compteur. Donnez la valeur (ou les valeurs possibles) affichée(s) à l écran par le processus PP. PP : 110 ou [2 pts] Quel est le nombre de processus créés par la séquence d instructions suivante (supposez que les appels système ne retournent pas d erreur) : fork(); fork(); fork(); execvp(ʺ /bin/ls.exe, ls.exe ) ; fork(); fork(); fork(); Donnez l arborescence des processus créés. 7 processus PP crée 3 fils F1, F2 et F3, F1 crée 2 processus F4 et F5, F2 crée 1 processus F6 F4 crée 1 processus F7 3. [2.5 pts] Considérez le code suivant : int gen_alea( int LOW, int HIGH ) //génère aléatoirement un nombre entre LOW et HIGH Page 2 sur 5

3 srand((unsigned int) clock()); return rand() % (HIGH - LOW + 1) + LOW; /*0*/ int i; for(i=0; i<5;i++) if (fork()==0) gen_alea(1,20); exit(0); exit(0) ; a) [1 pt] Complétez le code de la fonction «main» pour créer 5 processus fils. Chaque processus fils exécute la fonction «gen_alea(1,20)» puis se termine. Le processus père se termine après création de tous ses fils. Vous ne devez pas traiter les cas d erreur. b) [1.5 pt] Est-il possible au processus principal de récupérer le nombre aléatoire généré par chacun de ses fils? Si oui, complétez/modifiez le code de la fonction «main» afin de récupérer et d afficher ces nombres à l écran. /*0*/ int i; for(i=0; i<5;i++) if (fork()==0) exit(gen_alea(1,20)); while( wait(&i)>0) printf( Valeur générée par un des processus fils : %d\n,wexitstatus(i)); exit(0) ; Question 3 (3 pts) : Tubes de communication On veut faire communiquer 2 processus fils F1 et F2 d un même processus au moyen d un tube anonyme On vous donne le code à compléter suivant : int fd[2]; pipe(fd); /*0*/ if( fork()==0) // F1 /*1*/ dup2(fd[1],1); close(fd[1]); close(fd[0]); execl( /bin/ls, ls,null); if( fork()==0) // F2 Page 3 sur 5

4 /*2*/ dup2(fd[0],0); close(fd[0]); close(fd[1]); execl( /bin/sort, sort,null); /*3*/ close(fd[0]); close(fd[1]); while(wait(null)>0); return 0; Supposez que les appels système ne retournent pas d erreur. a) [1.5 pt] Donnez le nombre de lecteurs et d écrivains du pipe dans chacun des états suivants : 1- après création des deux fils mais avant leur terminaison. 2- après création des deux fils et après la fin d un seul fils. 3- après la fin des deux fils mais avant la fin du processus. 3 écrivains et 3 lecteurs 2 écrivains et 2 lecteurs 1 écrivains et 1 lecteur b) [1.5 pt] Complétez le code précédent de telle manière à : - rediriger la sortie standard du premier fils vers le pipe créé, - rediriger l entrée standard du second fils vers le pipe créé et - fermer tous les descripteurs du pipe non utilisé. Question 4 (6 pts) : Synchronisation 1. Considérez les deux processus A et B suivants : Semaphore S=1; Process A () a; P(S); b; c; V(S) Process B () P(S); d; V(S); a) [1 pt] Donnez les différents ordres d exécution des instructions atomiques a, b, c et d des processus A et B. a b c d a d b c d a b c b) [1 pt] Supposez que le sémaphore S est initialisé à 0. Donnez les différents ordres d exécution des instructions atomiques des processus A et B. a car P(S) de A et P(S) de B vont bloquer les deux processus. Page 4 sur 5

5 2. [2 pts] Expliquez comment utiliser les variables de condition pour assurer l alternance des sections critiques SC1() et SC2(). Supposez que ces deux sections sont définies dans un même moniteur. On veut forcer l ordre SC1(), SC2(), SC1(), SC2().. Boolc c1, c2; Int tour =1; SC1() while(tour!=1) wait(c1);.. // corps de SC1 tour=2; signal(c2); SC2() while(tour!=2) wait(c2);. // corps de SC2 tour=1; signal(c1); 3. [2 pts] Plusieurs threads d un même processus partagent une fonction de lecture get_data() qui peut s exécuter en concurrence. Expliquez comment utiliser les sémaphores pour limiter à N le nombre maximal de threads exécutant en concurrence cette fonction de lecture. Semaphore S =N; // partagé par tous les threads concernés. get_data() P(S) ;. V(S) ; (Ou encore encadrer chaque appel à get_data() par P(S) et V(S)). Page 5 sur 5

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