• 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

Uppgift 1 (3 p)

Uppgift 2 (3 p)

b) Ett systemanrop är normalt mycket långsammare än ett funktionsanrop. Förklara varför!

Uppgift 3 (5 p)

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

int x = 0;

int main(void) {
    int y = 0;
    if (fork() == 0) {
        x = x + 1;
        y = y + 1;
        printf("child: x = %d, y = %d\n", x, y);
    }
    else {
        x = x + 2;
        y = y + 2;
        printf("parent: x = %d, y = %d\n", x, y);
        if (fork() == 0) {
            x = x + 3;
            y = y + 3;
            printf("another child: x = %d, y = %d\n", x, y);
        }
    }
    printf("x = %d, y = %d\n", x, y);
}

a) Vad skrivs ut när programmet körs?

b) Kan det bli olika utskrifter från gång till gång, och vad beror det i så fall på?

Uppgift 4 (6 p)

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

#define NR_THREADS 1000

volatile int x = 0;

void *thread_body(void *arg) {
    int y = 0;
    x = x + 1;
    y = y + 1;
    return NULL;
}

int main(void) {
    int z = 0;
    x = x + 1;
    z = z + 1;
    printf("Startar! x = %d, z = %d\n", x, z);
    pthread_t threads[NR_THREADS];
    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("Klart! x = %d, z = %d\n", x, z);
}

a) Vad skrivs ut när programmet körs?

b) Kan det bli olika utskrifter från gång till gång, och vad beror det i så fall på?

c) Kan det bli deadlock? Förklara!

d) Min dator har en 8-kärnig processor med hyperthreading, så den kan köra 16 trådar parallellt. Men här kör vi 1000 trådar samtidigt! Hur är det möjligt? Förklara!

Uppgift 5 (5 p)

Programmet cp-1.c:

#include <stdio.h>

int main(void) {
    FILE *gamla = fopen("gamla", "r");
    FILE *nya = fopen("nya", "w");

    int c;
    while ((c = getc(gamla)) != EOF)
        putc(c, nya);

    fclose(gamla);
    fclose(nya);
}

Programmet cp-2.c:

#include <fcntl.h>
#include <unistd.h>

int main(void) {
    int gamla = open("gamla", O_RDONLY);
    int nya = open("nya", O_WRONLY | O_CREAT | O_TRUNC, 0666);

    char data[1];
    int n;
    while((n = read(gamla, data, 1)) > 0)
        write(nya, data, n);
    
    close(gamla);
    close(nya);
}

Programmet cp-3.c:

#include <fcntl.h>
#include <unistd.h>

int main(void) {
    int gamla = open("gamla", O_RDONLY);
    int nya = open("nya", O_WRONLY | O_CREAT | O_TRUNC, 0666);

    char data[1000000];
    int n;
    while((n = read(gamla, data, 1000000)) > 0)
        write(nya, data, n);
    
    close(gamla);
    close(nya);
}

Uppgift 6 (8 p)

a) Hur stor (i bytes) är den virtuella minnesrymden?

b) Hur stor (i bytes) är den fysiska minnesrymden?

c) Hur stor (i bytes) är en minnessida ("page")?

d) Någon föreslår att i stället ha minnessidor som är exakt 1000 byte stora. Är det ett bra förslag? Förklara!

e) Hur många minnessidor är den virtuella minnesrymden indelad i?

f) Hur många olika ramar ("frames") finns det i det fysiska minnet?

g) Den fysiska minnesrymden är mindre än den virtuella. Hur är det möjligt att en process ändå kan använda hela den virtuella minnesrymden? Förklara!

h) Vi kör flera processer samtidigt. Hur är det möjligt, när det inte ens finns plats för en enda process hela virtuella minnesrymd i det fysiska minnet? Förklara!