SISTEMAS OPERATIVOS II

Tercer curso Ingeniería Informática. Curso 2008-2009

Práctica 1: Procesos en UNIX. Variables de entorno. Memoria.

Comenzar la codificación de un intérprete de comandos (shell) en UNIX, que se irá completando en suscesivas prácticas. Hay que tener en cuenta que

En esta primera práctica, el intérprete de comandos, además de algunos comandos de uso general nos permitirá:

Los comandos que incluirá el intérprete de comandos en esta primera práctica son

quit
Termina la ejecución del intérprete de comandos.

exit
Termina la ejecución del intérprete de comandos.

autores
Indica los nombres y los logins de los autores de la práctica.

cd [dir]
Cambia el directorio actual a dir. Si no se le suministra dir vuelve al directorio donde estaba el shell cuando comenzó la ejecución.

pwd
Muestra el directorio actual. (NO ES LISTAR LOS FICHEROS: ES DECIR EN QUE DIRECTORIO SE ENCUENTRA EL SHELL)

prompt prompt
Cambia el indicador (prompt) del intérprete de comandos.

getpid
Muestra el pid del proceso y tambien el de su proceso padre

environ
[-env] [-main] [-dirs] ] Muestra la lista de todas las variables de entorno accediendo mediante el tercer argumento de main() (-main) o mediante la variable externa environ (-env). Para cada variable de entorno muestra, en una misma línea, la variable (nombre=valor), la dirección de memoria donde se almacena la variable (el valor de la variable e[i] como puntero) y la dirección de memoria donde se almacena el puntero (&e[i]). Si se especifica -dirs muestra el valor (como punteros) del tercer argumento de main y de environ así como las direcciones de memoria donde están almacenados el tercer argumento de main y environ. Ejemplo 

#entorno -main -dirs
......
.......
.......
ffbefcb8->env[29]=(ffbeff86) PATH=/usr/bin:/usr/local/bin:
ffbefcbc->env[30]=(ffbeffa5) LC_MONETARY=es
ffbefcc0->env[31]=(ffbeffb4) LC_COLLATE=es
ffbefcc4->env[32]=(ffbeffc2) _INIT_NET_STRATEGY=none

20a34->environ=ffbefc44 | ffbefc24->env=ffbefc44  | ffbefc20->argv=ffbefc3c
#

getenv
[-main] [-env] [-func] var1, var2 ... Devuelve los valores de las variables de entorno var1, var2 .. obtenidos mediante el tercer argumento de main, environ y la función de librería getenv. Para cada caso imprime además la dirección de memoria donde está la variable (su valor como puntero) y la dirección donde se almacena el puntero (salvo en el caso de obtenerla con getenv). Si no se especifica -env, -main o -func mostrará todos. ejemplo 
#getenv -main -env TERM 
mediante arg main 0xbfd619f6: TERM=xterm (&0xbfd5f8e0)
mediante environ 0xbfd619f6: TERM=xterm (&0xbfd5f8e0)
#getenv TERM
mediante arg main 0xbfd619f6: TERM=xterm (&0xbfd5f8e0)
mediante environ 0xbfd619f6: TERM=xterm (&0xbfd5f8e0)
mediante getenv 0xbfd619fb->xterm 
#

putenv
-main|-env|-func var valor Establece el valor de la variable de entorno var a valor accediendo a ella mediante environ (-env), el tercer argumento de main (-main) o la función de librería putenv. Si la variable no existe no la creará (informará de ello), salvo que se haya especificado que se haga mediante puntenv, entonces será creada.

susenv
-main|-env var nue=val Sustituye de la variable de entorno var por nue=val accediendo a ella mediante environ (-env) o el tercer argumento de main (-main). Si la variable var no existe informará de ello.

delenv
-main|-env var . Elimina la variable var del entorno especificado.

fork
El intérprete de comandos crea un hijo con fork() y se queda (el propio intérprete de comandos) en espera hasta que dicho hijo (el creado con fork) termine.

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. (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

  1. asignar memoria (mediante malloc) al puntero para 1024 caracteres.
  2. 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).
  3. si se ha especificado la opción -a liberar la memoria asignada al puntero.
  4. invocarse a si misma con (n-1) como parámetro (si n>0).
  5. si es la última iteración (n=0) y se ha especificado -sN esperar N segundos (por medio de sleep.
  6. 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);
}

malloc [tamano]
asigna en el shell la cantidad de memoria que se le especifica (utilizando la función malloc). y nos informa de la direccion de la memoria asignada. Si no se especifica tamaño nos dará una lista de las direcciones de memoria asignadas con el comando malloc
<#86#>free [[-t] dir
] libera la memoria asignada a dir (usando la función de librerá free). Si la memoria no fue asignada con el comando previo malloc nos dará un aviso y no la liberará. Si se especifica -t, dir indica un tamaño e intentará desasignar (en caso de ser posible) un bloque de ese tamaño. Si no se especifica dir nos dará una lista de las direcciones de memoria asignadas con el comando malloc

display dir [cont]
Mustra 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 in espacio en blanco) y su valor en hexadecimal. Imprime 25 bytes por línea. (podría producir error)

read file dir
Copia el fichero file en la dirección de memoria dir (podría producir error)
write [-f] file dir cont
Copia desde la dirección de memoria dir cont bytes en el fichero file. -f especifica que se sobreesciba el fichero (si existe) (podría producir error)

stat fich
Nos da información del fichero fich (nombre, tamaño, permisos, fecha de ultimo acceso)
delete fich
Elimina el fichero fich
list [-l][dir]
Lista los ficheros del directorio dir. Si no se especifica dir se entiende que es el directorio actual. -l indica que han de darse tambien los detalles de los ficheros (tamanño, permisos, ...)

mmap [fichero]
mapea en memoria el fichero especificado. Se mapeará el fichero en toda su longitud a partir del offset 0. Devuelve la dirección de memoria donde lo ha mapeado. Utiliza la llamada mmap. Si no se especifica fichero nos informa de las direcciones de memoria donde hay mapeados ficheros, indicándonos la dirección, el tamanño del mapeo y el fichero que hay mapeado en ella
<#111#>munmap [[-f] dir
]] desmapea la dirección de memoria dir del fichero que haya mapeado en ella. Si en esa posición de memoria no hay nada mapeado con el comando mmap nos dará un aviso y no la desmapeará. Si se especifica -f, dir representa el numbre del fichero que queremos desmapear. Si no se especifica dir nos informa de las direcciones de memoria donde hay mapeados ficheros, indicándonos la dirección, el tamanño del mapeo y el fichero que hay mapeado en ella

mem [-v]
Muestra las siguientes direcciones de memoria:
  • ficheros mapeados en memoria
  • zonas de memoria asignadas con el comando malloc
con la opción [-v] muestra las direcciones de memoria de

path [op] [dir |file]
Manipula y/o muestra la ruta de bsqueda de nuestro intérprete de comandos. Los directorios de esta lista se especificarán sin el caracter '/' al final (salvo el directorio raíz "/"). Se admiten directorios relativos (p.e. "../bin") en esta lista y NO DEBEN convertirse en absolutos. op puede ser -add, -del, -query, -init, -path o -find Ejemplos 

 #path -add /usr/local/bin /* correctos */
 #path -del  /
 #path -query .

path -add [dir]
Añade dir a la ruta de búsqueda.
path -del [dir]
Elimina dir de la ruta de búsqueda.
path -query [dir]
Indica si dir está en la ruta de búsqueda.

path -init
Vacía la ruta de búsqueda.
path -path
Añade los directorios de la variable de entorno PATH a la ruta de búsqueda.
path
Muestra la ruta de búsqueda.

path -find [file]
Si se le indica una trayectoria completa (empezando por ./, por / o por ../) indicará si dicho fichero existe. Si no se especifica trayectoria completa lo busca file en la lista de directorios que constituyen la ruta de búsqueda del intérprete de comandos y devuelve la trayectoria completa hasta él. (es TOTALMENTE análogo al comando which del sistema, véase el ejemplo a continuación). (NOTA: muy reutilizable para el comando exec y la ejecución en primer o segundo plano)

Si no se especifica dir o file en -add, -del, -query o -find, se mostrará la ruta de búsqueda. 

#path -add /usr/openwin/bin
#path -find xterm
/usr/openwin/bin/xterm
#path -find xternp
 xternp: no encontrado
#path -find ./aa.out
 ./aa.out: no encontrado
#path -find ./a.out
 ./a.out

exec
[LISTAVAR] cmd [args] Ejecuta, sin crear proceso, el programa especificado por cmd con los argumentos especificados por args. Si no se especifica LISTAVAR la ejecución será mediante execv. LISTAVAR representa una lista de nombres de variables de entorno, y en caso de especificarse la ejecución será mediante execve (los valores se obtendrán mediante environ. Si LISTAVAR es "NULLENV" (sin las comillas) la ejecicuón será mediante execve pero en un entorno vacio. Si cmd es un nombre que comienza por /, ./ o ../ debe entenderse como el nombre absoluto del ejecutable, en otro caso se buscará dicho ejecutable en la lista de directorios con la que el shell implementa el concepto de path ejemplo 
# exec /bin/ls -l
# exec /usr/bin/xterm -e csh
# exec TERM HOME DISPLAY HZ /usr/bin/xterm -e bash -T prueba
# exec ls
# exec ./a.out
# exec NULLENV ./a.out argu_uno

 $$
[LISTAVAR] cmd [args] Exactamente igual al anterior salvo que ahora la ejecución la hace un proceso hijo del shell (Es decir, el shell crea un proceso y dicho proceso hijo es el que ejecuta lo que se especifica por [LISTAVAR] cmd [args]. La ejecución es en primer plano (el shell espera a que el hijo termine).

Información detallada de las llamadas al sistema y las funciones de la librería debe obternerse con man (stat, chdir, getcwd, opendir, malloc, free, mmap, munmap, getenv, putenv, fork, exec ...)

Salvo que se diga explicitamente, en NINGUN CASO la práctica puede producir error en tiempo de ejecución.

FORMA DE ENTREGA Va a ser utilizado el servicio de recogida de prácticas suministrado por el Centro de Cálculo de esta Facultad y parte del proceso de corrección de las prácticas va a ser automtico (compilación, listado de practicas entregadas etc) por lo cual deben entregarse exactamente como se indica a continuación:

FECHA DE ENTREGA VIERNES 3 ABRIL 2009