• 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.

Tabeller och formler

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

Uppgift 1 (5 p)

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

#define NR_STUFFS 10

volatile long long int data = 0;
pthread_mutex_t lock;

int main(void) {
    pthread_mutex_init(&lock, NULL);
    pthread_t threads[NR_STUFFS];
    for (int i = 0; i < NR_STUFFS; ++i)
        pthread_create(&threads[i], NULL, do_stuff, (void*)i);
    for (int i = 0; i < NR_STUFFS; ++i)
        pthread_join(threads[i], NULL);
    printf("The value of data is %lld.\n", data);
}

Beskriv vad om händer när programmet körs för var och en av de följande versionerna av do_stuff, och vilka skillnaderna mellan de olika programkörningarna blir, särskilt med avseende på utskrifter och körtid.

a)

void *do_stuff(void *arg) {
    for (int i = 0; i < 1000000; ++i) {
        pthread_mutex_lock(&lock);
        ++data;
        pthread_mutex_unlock(&lock);
    }
    return NULL;
}

b)

void *do_stuff(void *arg) {
    pthread_mutex_lock(&lock);
    for (int i = 0; i < 1000000; ++i) {
        ++data;
    }
    pthread_mutex_unlock(&lock);
    return NULL;
}

c)

void *do_stuff(void *arg) {
    for (int i = 0; i < 1000000; ++i) {
        ++data;
    }
    return NULL;
}

Uppgift 2 (5 p)

a)

int main(void) {
    pthread_mutex_init(&lock, NULL);
    pthread_t threads[NR_STUFFS];
    for (int i = 0; i < NR_STUFFS; ++i) {
        pthread_create(&threads[i], NULL, do_stuff, (void*)i);
        pthread_join(threads[i], NULL);
    }
    printf("The value of data is %lld.\n", data);
}

b)

int main(void) {
    pthread_mutex_init(&lock, NULL);
    for (int i = 0; i < NR_STUFFS; ++i) {
        do_stuff((void*)i);
    }
    printf("The value of data is %lld.\n", data);
}

c)

int main(void) {
    pthread_mutex_init(&lock, NULL);
    for (int i = 0; i < NR_STUFFS; ++i) {
        if (fork() == 0) {
            do_stuff((void*)i);
            exit(0);
        }
        else {
            int waitstatus;
            wait(&waitstatus);
        }
    }
    printf("The value of data is %lld.\n", data);
}

Uppgift 3 (7 p)

a) Vi har satt i så mycket primärminne i datorn att hela den fysiska adressrymden kan utnyttjas. Hur mycket primärminne har datorn?

b) Hur många olika ramar ("frames") är det fysiska minnet indelat i?

c) Hur stor är den virtuella adressrymden?

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

e) Både virtuella minnessidor ("pages") och fysiska ramar ("frames") numreras med början på noll. Vi tittar i sidtabellen ("page table") för en process, och ser att den virtuella adressen 1 motsvaras av den fysiska adressen 2049. Kan man, baserat på detta, säga något om vilken fysisk adress som den virtuella adressen 2000 motsvaras av? Förklara!

f) Kan man, under samma förutsättningar, säga något om vilken fysisk adress som den virtuella adressen 1000 motsvaras av? Förklara!

Uppgift 4 (5 p)

b) För schemaläggningen används flera olika köer. Vilka köer är det, och vad har man varje kö till?

c) Var finns dessa köer?

Uppgift 5 (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 6 (3 p)

b) Brukar systemanrop vara snabbare eller långsamare än vanliga funktionsanrop? Vad beror skillnaden på?

Uppgift 7 (3 p)