SISTEMAS OPERATIVOS II
Tercer curso Ingeniería Ténica Informática Sistemas. Curso 2010-2011
Práctica 4: Procesos en Unix: Memoria y Redirección
Continuar la codificación de un intérprete de comandos (shell) en UNIX. Nótese que los comandos
aquí descritos deben interpretarse de la siguiente manera
- Los argumentos entre corchetes [] son opcionales.
- Los argumentos separados por | indican que debe ir uno u otro, pero no ambos
simultaneamente.
- El intérprete de comandos debe aceptar y entender la sintaxis aquí propuesta, pero no tiene
que forzarla. (por ejemplo, si hay varios argumentos deben aceptarse en el orden especificado,
pero puede resultar mas cómodo de programar asumiendo que pueden ir en cualquier orden)
Además deben tenerse en cuenta las siguientes indicaciones
- En ningún caso debe producir un error de ejecución (segmentation, bus error ...).
La práctica que produzca un error en tiempo de ejecución no será puntuada. Excepcionalmente
se admitirá un error en tiempo de ejecución en algunos comandos: en estos casos se indicará explicitamente (***)
- No debe dilapidar memoria (ejemplo: variable que se asigna cada vez que se llama a una función y no se
libera). NO SE REFIERE A DECLARAR LOS ARRAYS DE TAMAÑO PEQUEÑO
- Cuando el shell no pueda ejecutar una acción por algún motivo, NO DEBE TERMINAR SU EJECUCIÓN, simplemente lo indicará con un
mensaje como el que se obtiene con sys_errlist[errno] o con perror() (por ejemplo,
si no puede cambiar de directorio debe indicar por qué).
- Las direcciones de memoria deben mostrase en hexadecimal.
- La información que se nuestra en pantalla no debe incluir en ningun caso líneas en blanco
(ni líneas de '*' ni de '=',...).
- El shell leerá de su entrada estándar y escribirá en su salida estándar, de manera que
podría ser ejecutado un archivo de comandos invocando al shell con su entrada estándar
redireccionada a dicho archivo.
En esta práctica el shell tendrá capacidad para crear y acceder a sistemas de ficheros implementados sobre zonas de memoria; el comando memfs crea,
formatea y permite acceder a los ficheros en dichos sistema de ficheros.
El shell llevará además una (o varias) lista(s) (de implementación libre) de zonas de memoria que incluye las direcciones de memoria compartida que tiene mapeadas, las direcciones
donde tiene mapeado un fichero y las direcciones de memoria que se a asignado con malloc cuando asíse le ha requerido con el comando memory -assign malloc.
Comandos a implementar en esta práctica
- memory
- [-assign|-free|-io|-dump|-list|-rec] [arg...]
- memory
- -assign [malloc|mmap|shared] [arg...] Asigna espacio el el shell proviniente de malloc, de mapear on fichero con mmap
o de maperar una región de memoria compartida
- memory -assign malloc tam Asigna en el shell tam bytes mediante malloc y nos informa de la dirección donde se ha asignado. Además guardará
esa dirección, junto con el tamaño, y el instante de la asignación en una lista (de implementación libre). Si
no se especifica tamaño los dará una lista de las direcciones de memoria asignadas con
el comando memory -assign malloc
- memory -assign mmap fichero Mapea en memoria el fichero especificado en toda su longitud a partir del offset 0 y
nos informa de la dirección de memoria donde ha sido mapeado. Además guardará
esa dirección, junto con el tamaño, el nombre del fichero y el instante del mapeo en una lista (de implementación libre). Utiliza la llamada mmap. Si no se especifica fichero nos informa de las direcciones
de memoria donde hay mapeados ficheros, indicándonos la dirección, el tamaño del mapeo, el fichero que hay mapeado en ella y el instante en que se mapeó
- memory -assign shared key [tam] Obtiene la memoria compartida de clave key, la mapea en el espacio de direcciones del proceso y nos informa de la dirección donde se ha mapeado. Además guardará
esa dirección, junto con el tamaño y el instante del mapeo en una lista (de implementación libre). Si no se especifica key nos informa de las direcciones
de memoria donde hay mapeada memoria compartida, indicándonos la dirección, el tamaño del mapeo y el instante en que se mapeó. Si se especifica tam la zona debe crearse del tamaño especificado (no debe existir previamente). Si no se especifica tam se supone que la zona de memoria compartida ya existe y simplemente se mapea.
- memory
- -free [dir] Elimina de la lista de zonas de memoria del shell la dirección dir y la desasigna (con free si fue obtenida con malloc, con mmmap si corresponde a un fichero mapeado y con detach si corresponde a una zona de memoria compartida). Si no se especifica dir nos mostrará todas las direcciones de la lista, así como sus detalles (tamaño, instante ...)
- memory
- -io read|write arg...
- memory -io read file dir Lee el fichero file en (copia a) la dirección de memoria dir. NO DEBE COMPROBARSE
QUE LA DIRECCION ES VALIDA. (podría producir error en caso de que dir no fuese adecuada)(***)
- memory -io write file dir cont [-o] Copia desde la dirección de memoria dir, cont bytes en el fichero
file. NO DEBE COMPROBARSE QUE LA DIRECCION ES VALIDA. (podría producir error en caso de que dir no fuese adecuada)(***).
Con -o lo sobreescribe en caso de que exista
- memory
- -dump dir [cont] Muestra los contenidos de cont bytes a partir de la
posición de memoria dir. Si no se especifica cont imprime 25 bytes. Para cada byte
imprime, en distintas líneas, el caracter asociado (en caso de no ser imprimible imprime un
espacio en blanco) y su valor en hexadecimal. Imprime 25 bytes por línea. NO DEBE COMPROBARSE
QUE LA DIRECCION ES VALIDA. (podría producir
error en caso de que dir no fuese adecuada)(***). Ejemplo
->memory -assign mmap shell.c
fichero shell.c mapeado en 0xb8019000
->memory -dump 0xb8019000 300
# i n c l u d e < u n i s t d . h > # i n c l
23 69 6E 63 6C 75 64 65 20 3C 75 6E 69 73 74 64 2E 68 3E 0A 23 69 6E 63 6C
u d e < s t d i o . h > # i n c l u d e < s
75 64 65 20 3C 73 74 64 69 6F 2E 68 3E 0A 23 69 6E 63 6C 75 64 65 20 3C 73
t r i n g . h > # i n c l u d e < s t d l i b
74 72 69 6E 67 2E 68 3E 0A 23 69 6E 63 6C 75 64 65 20 3C 73 74 64 6C 69 62
. h > # i n c l u d e < s y s / t y p e s . h
2E 68 3E 0A 23 69 6E 63 6C 75 64 65 20 3C 73 79 73 2F 74 79 70 65 73 2E 68
> # i n c l u d e < s y s / s t a t . h > #
3E 0A 23 69 6E 63 6C 75 64 65 20 3C 73 79 73 2F 73 74 61 74 2E 68 3E 0A 23
- memory
- -list [malloc|mmap|shared|all] Muestra las direcciones de memoria del proceso en donde hay mapeadas memorias compartidas, se han mapeado ficheros o han sido obtenidas con el comando memory -assign malloc según corresponda. Si no se especifica opción las muestra todas (es decir memory -list tiene el mismo efecto que memory -list all).
- memory
- -rec [-a|-n|-d] [-sN] n Invoca a la función recursiva n veces, la opción
-a, -n o -d indica si la memoria asignada con malloc en dicha función debe liberarse (a)ntes de
la siguiente llamada recursiva, (d)espués o (n)o liberarse. Si no se indica una opción se
supone que la memoria se libera despues de la llamada (-d). En parámetro -sN indica cuanto tiempo (en segundos) debe esperar la última
llamada antes de terminar. (por ejemplo -s10 indicaría que la ultima iteracción de la función recursiva debería hacer una espera,
(mediante sleep, de 10 segundos. La función recursiva recibe tres
parámetros: uno que indica el número de veces que se tiene que invocar, otro que indica cuando liberar la
memoria asignada con malloc y un tercero que indica cuanto tiene que esperar la última iteración
Además esta función tiene 3 variables, un array automatico de 1024 caracteres, un array
estático de 1024 caracteres y un puntero a caracter.
Esta función debe hacer lo siguiente
- asignar memoria (mediante malloc) al puntero para 1024 caracteres.
- imprimir
- el valor del parámetro que recibe así como la dirección de memoria donde se
almacena.
- el valor del puntero así como la dirección de memoria donde se
almacena.
- la dirección de los dos arrays (el nombre del array como puntero).
- si se ha especificado la opción -a, liberar la memoria asignada al puntero.
- invocarse a si misma con (n-1) como parámetro (si n>0).
- si es la última iteración (n=0) y se ha especificado -sN esperar N segundos
(por medio de sleep).
- si se ha especificado la opción -d liberar la memoria asignada al puntero.
Un posible código para la función recursiva (sin las definiciones de constantes) podría ser:
void recursiva (int n, int liberar, int delay)
{
char automatico[TAMANO];
static char estatico[TAMANO];
void * puntero;
puntero=(void *) malloc (TAMANO);
printf ("parametro n:%d en %p\n",n,&n);
printf ("valor puntero:%p en direccion: %p\n", puntero,&puntero);
printf ("array estatico en:%p \n",estatico);
printf ("array automatico en %p\n",automatico);
if (liberar==ANTES)
free (puntero);
if (n>0)
recursiva(n-1,liberar,delay);
if (liberar==DESPUES)
free (puntero);
if (n==0 && delay) /* espera para la ultima recursividad*/
sleep (delay);
}
- [splano |] <#144#>ejecutar
- prog arg1 ...[* LISTAVARIABLES] [@pri] [<entrada] [>salida] [&error]. Se modificará la ejecución (sin proceso o con proceso en primer y segundo plano) de manera que pueda redireccionarse la entrada, salida y/o error estándar a un fichero.
- pipe
- prog1 args ...% prog2 argsb ... Ejecuta en primer plano (crea dos porcesos) prog1 con sus argumentos de manera que su salida se redirecciona mediante un pipe a la entrada del
proceso que ejecuta prog2 con sus argumentos.
- memfs
- [-create|-copy|-move|-delete|-list|-clear] [arg1...]
- memfs -create id_mem N [tam]. Crea un sistema de ficheros en la zona de memoria designada con el identificador
id_mem, el número máximo de ficheros en ese sistema de ficheros es N, y el tamaño total del sistema de ficheros es tam (incluyendo las estructuras
de control del sistema de ficheros). Si id_mem representa una zona de memoria que ya existe el crear el sistema de ficheros equivaldrá a formatearlo y no se especifica tam.
Si se indica tam debemos suponer que id_mem es una clave que no está en uso y se creará una nueva zona de memoria compartida.
- id_mem puede representar una dirección de memoria compartida o de las obtenidas con memory -assign malloc o una clave. Para distinguir si es una dirección o una clave
se procede de la siguiente manera: se supone que es una dirección y se comprueba si está en la lista de
direcciones de memoria que tiene el proceso; si está, es una dirección válida y se
usa; si no está, se supone que es una clave y se vuelve a obtener un identificador con shmget y una dirección con shmat y se añade a la lista (evidentemente esto puede
suponer tener mapeada la misma zona de memoria compartida en varios sitios). IMPORTANTE: SI SE
SUMINISTRA UNA CLAVE SE VUELVE A MAPEAR. Tambien debe
tenerse en cuenta que un puntero a caracter no se almacena en la direccion de memoria representada
por la cadena por él apuntada. (char *p="0x004b0000" no quiere decir que la cadena
apuntada por p esté en la dirección de memoria 0x004b0000). Un posible código para obtener una
dirección a partir de un identificador pordría ser:
void * ObtenerMemoria (char * idmem, int tam)
{
void * p;
key_t cl;
p=(void *) strtoull(idmem,NULL,16);
if (EstaEnListaShareds(p) || EstaEnListaMallocs (p))
return p;
cl=(key_t) strtoul (idmem,NULL,10);
return (ObtenerMemoriaShmget(cl,tam));
}
Nótese que al no especificar el tamaño de la zona suponemos que ya existe y el tamaño es el que ya tenía, en este caso id_mem puede tratarse de una clave o de una dirección, y si es una dirección puedría ser de las obtenidas mediante memory -assign malloc. Si se especifica el tamaño id_mem es una clave y se intentrá crear (y maperar) una zona de memoria compartida nueva, dando error si ya existe. Nótese que los sistemas de ficheros en memoria compartida deben poder ser accedidos desde otra instancia del shell en ejecuución.
- memfs -copy id_fich1 id_fich2 Copia el fichero identificado por id_fich1. La copia es id_fich2.
- id_fich
- La identificación de un fichero se supone que es de la forma
nombre_fichero@id_mem, donde id_mem es un identificador de memoria
tal como acaba de describirse y nombre_fichero es el nombre del fichero en el
sistema de ficheros representado por id_mem. Si no se especifica id_mem
se entiende que es un fichero de disco.
Ejemplos p1.c@10; p2.c@0xd7ac0000, p4.c ...
- memfs -move id_fich1 id_fich2 Mueve el fichero identificado por id_fich1 a id_fich2.
- memfs -delete id_fich Elimina el fichero identificado por id_fich
- memfs -list id_mem Lista el sistema de ficheros identificado por id_mem. Para el sistema de ficheros debe listar: fecha de creación o último formateo,
tamaõo total del sistema de ficheros, tamaño
total para los datos de los ficheros, número maximo de ficheros en ese sistema de ficheros, numero de ficheros y espacio disponible en ese instante en ese sistema de ficheros, y
para cada fichero nombre, tamaño e instante de creación.
- memfs -clear key Elimina la zona de memoria de clave key. NO HAY QUE DESMAPEAR NADA: es simplememte una llamada a shmctl(id, IPC_RMID...) con el
identificador adecuado
Información detallada de las llamadas al sistema y las funciones de la librería debe
obternerse con man (shmget, shmat, mmap, munmap ...).
FORMA DE ENTREGA
Como en prácticas anteriores.
FECHA DE ENTREGA VIERNES 14 ENERO DE 2011