• Skriv tydligt och klart. Lösningar som inte går att läsa kan naturligtvis inte ge några poäng. Oklara och tvetydiga formuleringar kommer att misstolkas.
• Skriv den personliga tentamenskoden på varje inlämnat blad. Skriv inte namn eller personnummer på bladen.
• Skriv bara på en sida av papperet. Använd inte röd skrift.
• Antaganden utöver de som står i uppgifterna måste anges. Gjorda antaganden får inte förändra den givna uppgiften.
• Skriv gärna förklaringar om hur du tänkt. Även ett svar som är fel kan ge poäng, om det finns med en förklaring som visar att huvudtankarna var rätt.

Formelsamling

2^x * 2^y = 2^x+y
2^x / 2^y = 2^x-y

Uppgift 1 (3 p)

Nu skriver vi i stället ett C-program för Linux som öppnar filen foo.bin med systemanropet open, men nu för läsning och inte skrivning, och därefter läser vi ganska mycket data med ett antal read-systemanrop. Till slut stänger vi filen med systemanropet close. Kan det bli likadant nu, att close-anropet tar väldigt lång tid? Förklara!

Uppgift 2 (4 p)

När kan det vara lämpligt att använda en tråd, och när kan det vara lämpligt att använda en process?

Uppgift 3 (3 p)

#include <stdio.h>
#include <unistd.h>

int main(void) {
    int forks = 0;
    fork();
    ++forks;
    fork();
    ++forks;
    fork();
    ++forks;
    printf("forks = %d\n", forks);
} // main

Uppgift 4 (9 p)

#include <stdio.h>
#include <stdlib.h>
#include <pthread.h>

#define NR_THREADS 1000
#define NR_ITERATIONS 1000

volatile long long int data = 0;
pthread_mutex_t lock;

static void *thread_body(void *arg) {
    for (int i = 0; i < NR_ITERATIONS; i++) {
        pthread_mutex_lock(&lock);
        ++data;
        pthread_mutex_unlock(&lock);
    }
    return NULL;
} // thread_body

int main(void) {
    pthread_t threads[NR_THREADS];
    pthread_mutex_init(&lock, NULL);

    for (int i = 0; i < NR_THREADS; ++i) {
        pthread_create(&threads[i], NULL, thread_body, NULL);
    }

    for (int i = 0; i < NR_THREADS; ++i) {
        pthread_join(threads[i], NULL);
    }

    printf("All threads have finished.\n");
    printf("Result: data = %lld\n", data);
} // main

a) Beskriv vad som händer om vi byter ut funktionen thread_body mot den här:

static void *thread_body(void *arg) {
    for (int i = 0; i < NR_ITERATIONS; i++) {
        ++data;
    }
    return NULL;
} // thread_body

b) Beskriv vad som händer om vi i stället byter ut thread_body mot den här:

static void *thread_body(void *arg) {
    pthread_mutex_lock(&lock);
    for (int i = 0; i < NR_ITERATIONS; i++) {
        ++data;
    }
    pthread_mutex_unlock(&lock);
    return NULL;
} // thread_body

c) Beskriv vad som händer om vi behåller den ursprungliga thread_body, men byter ut main-funktionen mot den här:

int main(void) {
    pthread_t threads[NR_THREADS];
    pthread_mutex_init(&lock, NULL);

    for (int i = 0; i < NR_THREADS; ++i) {
        pthread_create(&threads[i], NULL, thread_body, NULL);
        pthread_join(threads[i], NULL);
    }

    printf("All threads have finished.\n");
    printf("Result: data = %lld\n", data);
} // main

Uppgift 5 (5 p)

a) Om den virtuella adressrymden är lika stor som det fysiska minnet, vad är det då för mening med virtuellt minne och översättning av minnesadresser? Man skulle väl lika gärna kunna använda fysiska adresser direkt? Förklara!

b) Den virtuella minnessidan 0 är lagrad i frame 1, och den virtuella minnessidan 1 är lagrad i frame 0. Visa hur den virtuella adressen 4097 översätts till en fysisk minnesadress, och vad den fysiska adressen blir.

Uppgift 6 (5 p)

a) Förklara vilka det är, och vad man har varje kö till!

b) Var finns dessa köer?

Uppgift 7 (6 p)

b) Ge exempel på när det kan vara lämpligt för operativsystemkärnan att använda dessa.

c) Under vilka omständigheter bör operativsystemkärnan absolut inte använda dessa?

d) Varför är det normalt inte lämpligt att använda dem i vanliga program?

Uppgift 8 (3 p)

Vad beror skillnaden på?