Laboratorio Sistemi Operativi - Semafori
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Questions and Answers

Quale operazione viene utilizzata per rimuovere un set di semafori dopo che tutti i processi hanno terminato di usarlo?

  • semop()
  • IPC_RMID (correct)
  • semget()
  • semctl()

    • Quale funzione è utilizzata per inizializzare i valori dei semafori in un set?

  • semop()
  • semget()
  • semctl() (correct)
  • IPC_PRIVATE

    • Cosa viene creato dalla system call semget() al momento della sua chiamata?

  • Un set di semafori (correct)
  • Un processo
  • Una risorsa condivisa
  • Un semaforo

    • Quale operazione viene utilizzata per eseguire operazioni sui valori del semaforo?

    <p>semop() (A)</p> Signup and view all the answers

    Cosa indica tipicamente un processo quando usa un semaforo?

    <p>L'acquisizione e il rilascio di una risorsa condivisa (A)</p> Signup and view all the answers

    Quale delle seguenti affermazioni riguarda il permesso S_ISUID?

    <p>Consente l'assegnazione del bit set-user-ID. (C)</p> Signup and view all the answers

    Quale valore ottale corrisponde al permesso S_IWUSR?

    <p>0200 (B)</p> Signup and view all the answers

    Cosa indica il permesso S_IRGRP?

    <p>Il file è leggibile dal gruppo. (B)</p> Signup and view all the answers

    Quale bit deve essere impostato per il controllo di sticky su un file?

    <p>S_ISVTX (D)</p> Signup and view all the answers

    Quale rappresenta il permesso S_IXGRP?

    <p>Permesso di esecuzione per il gruppo. (C)</p> Signup and view all the answers

    Qual è il valore ottale per S_IRUSR?

    <p>0400 (A)</p> Signup and view all the answers

    Quale di queste opzioni rappresenta un permesso di esecuzione per l'utente?

    <p>S_IXUSR (D)</p> Signup and view all the answers

    Qual è la funzione del permesso S_IWGRP?

    <p>Consente la scrittura solo per il gruppo. (C)</p> Signup and view all the answers

    Quale funzione restituisce il valore del semaforo specificato da semid e semnum?

    <p>GETVAL (B)</p> Signup and view all the answers

    Quale operazione viene utilizzata per inizializzare il valore di un singolo semaforo?

    <p>SETVAL (C)</p> Signup and view all the answers

    Cosa restituisce la funzione GETPID riguardo a un semaforo?

    <p>Il PID del processo che ha eseguito semop() (B)</p> Signup and view all the answers

    Quale operazione ignora il parametro semnum?

    <p>SETALL (C)</p> Signup and view all the answers

    Quale richiesta di permessi è necessaria per le operazioni di lettura sui semafori?

    <p>Permessi in lettura (A)</p> Signup and view all the answers

    Quale funzione permette di prelevare i valori di tutti i semafori nel set?

    <p>GETALL (C)</p> Signup and view all the answers

    Quando si utilizza GETALL, cosa deve garantire il programmatore?

    <p>Che l'array sia abbastanza capiente (A)</p> Signup and view all the answers

    Quale operazione è utilizzata per inizializzare tutti i semafori di un set con valori da un array?

    <p>SETALL (B)</p> Signup and view all the answers

    Quale flag può essere utilizzato con la funzione semget per creare un nuovo set di semafori se non esiste già?

    <p>IPC_CREAT (C)</p> Signup and view all the answers

    Quale valore rappresenta S_IRWXO nel contesto delle maschere di permessi?

    <p>007 (A)</p> Signup and view all the answers

    Cosa restituisce la funzione semctl in caso di errore?

    <p>-1 (A)</p> Signup and view all the answers

    Quale argomento nella funzione semctl è usato per identificare il set di semafori su cui eseguire l'operazione?

    <p>semid (A)</p> Signup and view all the answers

    Quale operazione non è specificata dall'argomento cmd nella funzione semctl?

    <p>Rinnovo di un semaforo (B)</p> Signup and view all the answers

    Cosa avviene se si specifica IPC_EXCL con IPC_CREAT e il set di semafori esiste già?

    <p>Si verifica un errore EEXIST (C)</p> Signup and view all the answers

    Quale dei seguenti identificatori è utilizzato per eseguire operazioni su singoli semafori nella funzione semctl?

    <p>semnum (B)</p> Signup and view all the answers

    Quale costante rappresenta i permessi di lettura, scrittura ed esecuzione per l'utente proprietario?

    <p>S_IRWXU (A)</p> Signup and view all the answers

    Cosa restituisce GETNCNT in relazione ai semafori?

    <p>Il numero di processi in attesa di un incremento del valore del semaforo. (A)</p> Signup and view all the answers

    Qual è la funzione del membro sem_otime nella struttura semid_ds?

    <p>Segna il tempo dell'ultima operazione semop() riuscita. (C)</p> Signup and view all the answers

    Quando viene inizializzato il membro sem_ctime nella struttura semid_ds?

    <p>Solo al momento della creazione del set di semafori. (B)</p> Signup and view all the answers

    Quale delle seguenti affermazioni sui membri uid, gid e mode è corretta?

    <p>Possono essere aggiornati con l'operazione IPC_SET. (C)</p> Signup and view all the answers

    Cosa rappresenta la struttura semun?

    <p>Una serie di informazioni sui semafori e i processi associati. (B)</p> Signup and view all the answers

    Quale valore della struttura sem_nsems indica?

    <p>Il numero totale di semafori in un set. (C)</p> Signup and view all the answers

    Cosa accade al membro sem_otime alla creazione del semaforo?

    <p>Viene impostato a 0. (B)</p> Signup and view all the answers

    Qual è la funzione della chiamata semctl() IPC_SET?

    <p>Aggiornare i membri uid, gid e mode. (C)</p> Signup and view all the answers

    Qual è l'obiettivo principale dell'inserimento del codice che forza il secondo processo ad attendere?

    <p>Prevenire la condizione di corsa. (A)</p> Signup and view all the answers

    Cosa rappresenta 'sem_otime' nel contesto del semaforo?

    <p>Il tempo in cui è stata eseguita l'operazione 'semop'. (D)</p> Signup and view all the answers

    Quale dichiarazione è vera riguardo alla creazione del semaforo?

    <p>Il semaforo può essere creato utilizzando 'semget' con parametri appropriati. (C)</p> Signup and view all the answers

    Cosa succede se il semaforo non è stato creato e 'errno' è diverso da 'EEXIST'?

    <p>Si genera un errore e il processo termina. (D)</p> Signup and view all the answers

    Per quale motivo viene utilizzato un ciclo di attesa nella creazione di un semaforo esistente?

    <p>Per assicurarsi che il semaforo sia stato inizializzato da un altro processo. (C)</p> Signup and view all the answers

    Qual è il comando utilizzato per impostare il valore del semaforo dopo la sua creazione?

    <p>semctl() (D)</p> Signup and view all the answers

    Cosa significa la linea 'sop.sem_op = 0;'?

    <p>Il processo aspetta un valore di semaforo pari a zero. (A)</p> Signup and view all the answers

    Cosa accade se 'semop()' restituisce -1?

    <p>Si verifica un errore e il processo termina. (B)</p> Signup and view all the answers

    Qual è il valore iniziale assegnato al semaforo nella creazione?

    <p>0 (C)</p> Signup and view all the answers

    Perché non tutte le applicazioni richiedono una soluzione al problema della condizione di corsa?

    <p>Non tutte le applicazioni condividono risorse. (D)</p> Signup and view all the answers

    Flashcards

    Set di semafori

    I semafori di System V sono organizzati in gruppi chiamati set di semafori. Ogni set contiene un numero definito di semafori.

    semget()

    System call per creare o aprire un set di semafori. Specifica il numero di semafori nel set.

    semctl()

    System call per inizializzare i semafori in un set (SETVAL o SETALL), o per rimuovere il set (IPC_RMID).

    semop()

    System call per eseguire operazioni sui valori dei semafori in un set. Consente di gestire le acquisizioni e il rilascio di risorse condivise in modo atomico.

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    IPC_PRIVATE

    Valore speciale per semget() che indica la creazione di un nuovo set di semafori. Il set è creato con un ID unico e non condiviso.

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    Set-user-ID

    Un bit di permesso che permette all'utente di eseguire un file come se fosse l'utente che lo possiede.

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    Set-group-ID

    Un bit di permesso che permette ad un gruppo di eseguire un file come se fosse il gruppo che lo possiede.

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    Sticky bit

    Un bit di permesso che impedisce a chiunque non sia il proprietario di spostare o eliminare un file.

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    Permesso di lettura utente

    Consente all'utente di leggere il contenuto di un file.

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    Permesso di scrittura utente

    Consente all'utente di modificare il contenuto di un file.

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    Permesso di esecuzione utente

    Consente all'utente di eseguire un file.

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    Permesso di lettura gruppo

    Consente al gruppo del file di leggere il file.

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    Permesso di scrittura gruppo

    Consente al gruppo del file di modificare il file.

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    IPC_CREAT

    Flag per semget() per creare un nuovo set di semafori se non esiste già.

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    IPC_EXCL

    Flag per semget() per impedire la creazione di un set di semafori se esiste già.

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    semnum

    Numero di semaforo all'interno del set di semafori (per semctl()).

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    cmd

    Argomento per semctl() che specifica l'operazione da eseguire sul set di semafori.

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    SETVAL

    Operazione cmd per semctl() per inizializzare il valore di un semaforo.

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    IPC_RMID

    Operazione cmd per semctl() per rimuovere un set di semafori.

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    semctl() - SETVAL

    Inizializza un semaforo specifico nel set a un valore dato. Richiede permessi di scrittura sul semaforo.

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    semctl() - GETVAL

    Restituisce il valore attuale di un semaforo specifico nel set. Richiede permessi di lettura sul semaforo.

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    semctl() - GETALL

    Restituisce i valori attuali di tutti i semafori in un set. Richiede permessi di lettura sul set di semafori.

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    semctl() - SETALL

    Inizializza tutti i semafori in un set con i valori specificati in un array. Richiede permessi di scrittura sul set di semafori.

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    Un semaforo è utilizzato per...

    Controllare l'accesso a una risorsa condivisa, assicurando che solo un processo alla volta possa accedere alla risorsa.

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    semctl() - GETPID

    Restituisce il PID dell'ultimo processo che ha eseguito un'operazione semop() su un semaforo specifico.

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    semctl() - GETVAL è simile a...

    semop() con una singola operazione di valore zero

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    L'utilizzo di semctl() per modificare il valore di un semaforo

    Potrebbe causare problemi di concorrenza, se non gestito correttamente.

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    GETNCNT

    Questa call restituisce il numero di processi in attesa di un incremento del valore del semaforo, ovvero il valore semncnt.

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    GETZCNT

    Questa call restituisce il numero di processi in attesa che il valore del semaforo diventi 0, ovvero il valore semzcnt.

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    sem_perm

    Struttura contenente le informazioni di permessi del set di semafori. Consente di gestire l'accesso al set.

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    sem_otime

    Membro della struttura semid_ds che tiene traccia dell'ultima volta in cui il valore del semaforo è stato modificato da un'operazione semop() o SEM_UNDO.

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    sem_ctime

    Membro della struttura semid_ds che tiene traccia dell'ultima volta in cui il set di semafori è stato modificato usando semctl() (esempio: SETALL o SETVAL).

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    Race condition con semafori

    Si verifica quando due o più processi cercano di accedere e modificare lo stesso semaforo contemporaneamente, portando a risultati imprevedibili.

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    Come evitare la race condition con i semafori?

    Si utilizza una combinazione di semget() con IPC_CREAT e IPC_EXCL e semctl() per inizializzare il semaforo prima che il processo successivo cerchi di accedervi.

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    semget() con IPC_CREAT e IPC_EXCL

    Questa chiamata crea un nuovo set di semafori, ma solo se un set con lo stesso key non esiste già.

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    Inizializzazione del semaforo

    Utilizza la chiamata semctl() con il comando SETVAL per assegnare un valore iniziale al semaforo.

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    Attenta che il semaforo sia pronto

    Utilizzando semctl() con IPC_STAT, il processo può verificare lo stato del semaforo e aspettare che il sem_otime sia diverso da 0, indicando che è stato utilizzato.

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    Semop() per operare sul semaforo

    Utilizzando semop(), i processos possono eseguire operazioni sui semafori (acquisizione o rilascio di risorse).

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    Gestione degli errori (EEXIST)

    Se semget() restituisce -1 con errno uguale a EEXIST, significa che un semaforo con lo stesso key è già stato creato da un altro processo.

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    Valori sem_op in semop()

    Il valore sem_op in semop() specifica l'operazione da eseguire sul semaforo. Un valore positivo indica il rilascio di risorse, mentre un valore negativo indica l'acquisizione.

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    Implementare la soluzione al race condition

    L'implementazione richiede di gestire la creazione del semaforo, la sua inizializzazione e l'attesa che il semaforo sia pronto prima che altri processi tentino di utilizzarlo.

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    Study Notes

    Laboratorio Sistemi Operativi - Semafori

    • Il laboratorio si concentra sui semafori, uno strumento di comunicazione tra processi
    • I semafori, diversamente da altri strumenti IPC, non trasferiscono dati, ma sincronizzano le azioni dei processi
    • Sono cruciali per gestire l'accesso a risorse condivise evitando conflitti
    • Un semaforo è un intero gestito dal kernel, sempre maggiore o uguale a 0
    • Sono possibili diverse operazioni sui semafori, tra cui:
      • Impostare il semaforo a un valore specifico
      • Incrementare il valore corrente del semaforo
      • Decrementare il valore corrente del semaforo
      • Attendere che il valore del semaforo sia 0
    • Le ultime due operazioni possono bloccare il processo chiamante
    • Il kernel blocca eventuali tentativi di decremento del valore del semaforo al di sotto di 0
    • I semafori sono allocati in gruppi detti set di semafori
    • Il numero di semafori in un set è specificato durante la creazione del set tramite la system call semget()
    • Spesso si utilizza un solo semaforo alla volta, ma la system call semop() permette l'esecuzione atomica di più operazioni su un set di semafori
    • I passi per utilizzare i semafori sono:
      • Creare o aprire un set di semafori tramite semget()
      • Inizializzare i semafori nel set usando SETVAL o SETALL di semctl()
      • Eseguire operazioni sui valori dei semafori tramite semop()
    • I processi usano le operazioni sui semafori per gestire l'accesso alle risorse condivise
    • La rimozione del set di semafori avviene tramite IPC_RMID di semctl()

    Argomenti del Laboratorio UNIX

    • Introduzione a UNIX
    • Integrazione C (operatori bitwise, precedenze, preprocessore, pacchettizzazione, compilazione condizionale e utility make)
    • Controllo dei processi
    • Segnali
    • Pipe e FIFO
    • Code di messaggi
    • Semafori
    • Memoria condivisa
    • Introduzione alla programmazione bash

    Crediti

    • Le lezioni si basano su materiale di anni precedenti
    • Su libri come:
      • "The Linux Programming interface" (Michael Kerrisk)
      • "Advanced Programming in the UNIX Environment" (W. Richard Stevens)

    Introduzione: Semafori

    • I semafori, a differenza di altri strumenti IPC, non trasferiscono dati, ma gestiscono la sincronizzazione tra processi.
    • Servono a sincronizzare l'accesso a blocchi di memoria condivisa.

    Utilizzo dei Semafori

    • I passi per utilizzare i semafori includono la creazione/apertura del set, l'inizializzazione dei semafori nel set tramite semctl() (SETVAL o SETALL) e l'esecuzione di operazioni sui semafori utilizzando semop().
    • I processi usano i semafori per indicare acquisizione e rilascio di risorse condivise.
    • La rimozione del set di semafori avviene tramite IPC_RMID di semctl().

    Problemi di Inizializzazione e Race Condition

    • Due processi che eseguono lo stesso codice simultaneamente possono causare problemi di sincronizzazione, detti race condition.
    • Una soluzione consiste nel far sì che un processo attendi che l'altro abbia inizializzato il semaforo prima di procedere.

    Operazioni sui Semafori

    • La system call semop() esegue le operazioni sui semafori.
    • L'argomento sops è un puntatore a un array di strutture sembuf che contengono le operazioni da eseguire.
    • Ogni struttura sembuf specifica il numero del semaforo e l'operazione da effettuare.

    sembuf: operazioni sui semafori

    • Il campo sem_op specifica l'operazione:
      • Maggiore di 0: incrementa il valore del semaforo
      • Uguale a 0: controlla se il valore del semaforo è 0
      • Minore di 0: decrementa il valore del semaforo
    • Operazioni atomiche: eseguite in blocco

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    Laboratorio di Sistemi Operativi PDF

    Description

    Questo quiz esplora il concetto di semafori come strumento di sincronizzazione nei sistemi operativi. I semafori sono essenziali per gestire l'accesso a risorse condivise e per evitare conflitti tra processi. Imparerai a conoscere le operazioni sui semafori e il loro utilizzo nel contesto della comunicazione tra processi.

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