PROGRAMOZPTERNOSZTER

GNU

FDL

GNU/

Linux

C C

++ J

ava

C# T

CP/IP

COR

BA S

wing

prog

ramoz

s L

inux k

ernel

GTK

+ GN

OME

Swing

Hlz

ati, k

onku

rens,

mobil

, GUI

, ada

tbzis

BtfaiNorbert

Kezdknek s haladknak egyarnt ajnljuk!

Megdobogtatja a programozk szvt!

Gp mell

etti fog

yasztsr

a!

PROGRAMOZ PTERNOSZTERhttp://www.inf.unideb.hu/~nbatfai/ProgramozoPaternoszter.pdf

Belps a gpek mess birodalmbaAjnls s vzi

Az anyagot elssorban felsoktatsbeli informatikus hallgatknak ajnljuk. Vzink, hogy a hallgatk a felsoktatsbl napjainkban kikerlve otthonosan dolgoznak C, C++, Java s C# nyelveken, illetve az egyiken s a hozz kapcsold platformon elmlylt tudssal rendelkeznek. A jegyzet egyben a Debreceni Egyetem Informatikai Karnak Opercis rendszerek I., II., Mobil programozs s Hlzatok laborgyakorlatainak anyagt is rgzti. F clja a GNU/Linux rendszerek szeretetnek tadsa s ltalban a UNIX-tpus rendszerek C programozsnak megismertetse, megszerettetse! Tovbb a Java programozs gyakorlsa.

zelt a tartalombl Unix tpus rendszerek hasznlata (felhasznli, rendszergazdai szint; bash

programozs) C rendszerszint (folyamatok; jelek; szlak; IPC stb.) Hlzati programozs (TCP, UDP kliens-szerver; ICMP ping; RPC; Java

RMI; CORBA, Java IDL, ORBit; Web programozs: Java szervletek, PHP; Java Bluetooth, nem blokkold-multiplexelt, prhuzamos s elosztott pldk stb.)

Konkurens programozs (SVr4 szemaforok; POSIX szlak stb.) C kernelszint (Linux 2.6; kernelmodulok; a Proc fjlrendszer stb.)

A C mellett C++, Java s C# nyelv pldk

Mobil programozs (Java ME; Symbian stb.)

GUI programozs (AWT; Swing; GTK+; GNOME; Java-GNOME stb.) Adatbzis programozs (MySQL; PostgreSQL, libpq; JDBC stb.)

Kvantum szmtsok (ksrletek; qubit; teleportci stb.) Bioinformatika (bioqubit; Penrose-Hameroff 'Orch OR' tudatmodell stb.)

C pldaprogramok, forrsok szma: C++ pldaprogramok, forrsok szma: Java pldaprogramok, forrsok szma: C# pldaprogramok, forrsok szma: Kvantum szmtgpes algoritmusok:

KsznetA Debreceni Egyetem Informatikai Karnak [Egyb/IK] PM, IT, PTM, PTI s MI

szakos hallgatinak, hogy az Opercis rendszerek I., II. s a Mobil programozs, illetve a Hlzatok gyakorlatokon lelkes rszvtelkkel katalizltk az anyag ksztst, illetve, hogy az e formban val kzs felhasznls, feldolgozs sorn keletkezett tapasztalatokat vissza tudtam forgatni az anyag rsba. A Solaris-os s Nokia N-Gage, Nokia 6600, 6131 s a LEGO Mindstorms Robotics Invention System, NXT-s s a 64 bites rendszeres pldk kiprblhatsgrt ksznet az EUROSMOBIL-nak [Egyb/EM].

Debreceni Egyetem Informatikai KarBtfai Norbert

nbatfai@inf.unideb.huverzi: 0.0.247, 2006. november 12.

2

4 db 110 db

40 db 7 db 5 db

Copyright 2005, 2006, Btfai NorbertE kzlemny felhatalmazst ad nnek jelen dokumentum sokszorostsra,

terjesztsre s/vagy mdostsra a Szabad Szoftver Alaptvny ltal kiadott GNU Szabad Dokumentcis Licenc 1.2-es, vagy brmely azt kvet verzijnak felttelei alapjn. Nem vltoztathat szakaszok: Ajnls s vzi, Ksznet, Szemlyes ajnls, Mott, Elsz, Elfelttelek, Megjegyzs s FIGYELMEZTETS, A szerzrl, Az anyag szervezse, kivve a Platformok s programok pontot. Cmlap szvegek: Programoz Pternoszter, Btfai Norbert. Htlap szvegek: Programoz Pternoszter, Belps a gpek mess birodalmba, Btfai Norbert.

Copyright 2005, 2006, Norbert BtfaiPermission is granted to copy, distribute and/or modify this document under the terms

of the GNU Free Documentation License, Version 1.2 or any later version published by the Free Software Foundation; with the Invariant Sections being Ajnls s vzi, Ksznet, Szemlyes ajnls, Mott, Elsz, Elfelttelek, Megjegyzs s FIGYELMEZTETS, A szerzrl, Az anyag szervezse, kivve a Platformok s programok pontot., with the Front-Cover Texts being Programoz Pternoszter, Btfai Norbert, and with the Back-Cover Texts being Programoz Pternoszter, Belps a gpek mess birodalmba, Btfai Norbert.

A GNU Szabad Dokumentcis licenc az albbi cmen olvashathttp://www.gnu.org/copyleft/fdl.html. A magyarra lefordtott vltozata pedig itt elrhet:http://hu.wikipedia.org/wiki/A_GNU_Szabad_Dokumentcis_Licenc_szvege.

A bortlapon Btfai Mtys Bendegz szerepel, 31. hetes korban, 2005 decemberben. A jegyzetben tallhat programokat s brkat a szerz ksztette.

3

Szemlyes ajnlsFelesgem pocakjban a programozssal ismerked kisfiamnak, megnyugvssal annak

tudatban, hogy neki ezt fellapozni mr csakis trtneti visszatekints lesz, nem izgalmas kzelmt, jelen s jv, mint pldul nekem.

MottMi a klnbsg a termszettudsok s a hackerek kztt? Ha a termszettudsokat felfedezknek tekintjk, akkor k mennek s

meghdtjk a Mount Everestet. Ha a hackereket tekintjk felfedezknek, akkor k sszehordjk a Mount

Everestet, aztn meghdtjk.

Szervezsi knyvjelzk A jegyzet pldaprogramjainak sszefoglalst lthatjuk a 8.1 oldal, a Programok s

platformok cm pont tblzatban. A jegyzet anyagnak ms laborgyakorlatokhoz val kapcsolhatsgrl olvashatunk a

12. oldalon, a Feldolgozsi javaslatok cm pontban. A jegyzet hasznlathoz fztt figyelmeztetst olvassuk el a 6.oldalon, a

FIGYELMEZTETS pontban. Elgondolkodtat, programoztat krdseket, feladatokat tallunk az 280. oldalon, a

Gondolkodtat, programoztat krdsek cm fejezetben. Megvannak a vlaszok s nmi segtsg is a vlaszok megadshoz a 287. oldalon, a

Vlaszok a programoztat krdsekre cm fejezetben.

Fbb tartalmi knyvjelzk C rendszerszint, 36. oldal.

Folyamatok, 36. oldal. Jelek, 41. oldal. IPC, 46. oldal.

C kernelszint, 173. oldal. Kernelfordts, 173. oldal. Kernel modulok, 174. oldal. Sajt rendszerhvsok, 179. oldal.

1 Ha a jegyzetet nem papron, hanem pdf-ben hasznljuk, akkor az alhzva s dntve szedett hivatkozsokat mint amilyen ez is knnyen tudjuk kvetni az egrrel!

4

bra 1: Btfai Mtys Bendegz 24 hetes korban, 2005.

oktberben

Hlzati programozs, 102. oldal. TCP szerver oldal, 102. oldal., TCP kliens oldal, 132. oldal. UDP kliens-szerver, 148. oldal. Tvoli metdushvs, 160. oldal., Java RMI, 161.oldal, CORBA, 164. oldal. Web programozs, 168. oldal. Java Bluetooth, .oldal.

GUI programozs, 182. oldal. GTK+, 190. oldal. GNOME, 200. oldal. Java-GNOME, 201. oldal. Java AWT, 186. oldal. Java Swing, 182. oldal.

Konkurens programozs, . oldal. SysV szemaforok, . oldal. POSIX szlak, 64. oldal.

Adatbzis programozs, 204. oldal. MySQL, 204. oldal. PostgreSQL, 213. oldal.

Mobil programozs, 216. oldal. Java ME, 217. oldal. Symbian C++, . oldal.

$ szint, 262. oldal. # szint, 270. oldal.

Jval rszletesebb s programozsi nyelvenknti tartalmi bontst tallunk az 8. oldal, a Programok s platformok cm pont tblzatban.

Technikai knyvjelzk A jegyzet pldaprogramjainak fordtsa, futtatsa, 265. oldal. Java SE teleptse, 268.oldal, Java fordts, futtats, 268. oldal. A jegyzettel kapcsolatos GYK, 279. oldal. Felhasznlt s ajnlott irodalom, 293. oldal.

ElszAz anyagnak rsa a Debreceni Egyetem, Informatikai Karnak Opercis rendszerek

I. s II. laborgyakorlata kzben kezddtt meg, s egy rsze a gyakorlat mellett (illetve idkzben a Mobil programozs s a J2SE lzatok laborgyakorlatok mellett), eltt - kzben - utn kszl, gy ksznettel veszem a visszajelzseket, a hibk jelzst, vagy brmely ms szrevtelt elektronikus levlben a bn@javacska.hu avagy az nbatfai@inf.unideb.hu cmekre.

Az anyag azt felttelezi, hogy a hallgatknak nincs Unix-tpus rendszerekkel gyakorlata s a C programozst is csak ezzel a kurzussal prhuzamosan kezdik meg nkpzs keretben. Ennek ellenre arra btortom az rdekld hallgatsgot, hogy C tanulmnyai mellett kezdjen ismerkedni a C++, Java s a C# nyelvekkel, illetve a kvantum szmtsokkal is ezt a C rendszerszint cm fejezetben s az ezt kvet rszekben C, Java, C++ s C# pldkkal prblom majd segteni. Illetve ennek megfelelen a trgy msodik flve gyakorlatainak pldit a hallgatsg a C mellett ezeken a tovbbi nyelveken is lvezheti.

A jegyzet rsa az Opercis rendszerek laborok mellett a a Mobil programozs s a J2SE - hlzatok cm laborok mellett is folytatdik, ennek megfelelen e gyakorlatok anyaga is itt, a Programoz Pternoszterben kap helyet, tovbbi rszletek tekintetben lsd a 12. oldal, Feldolgozsi javaslatok cm pontjt!

5

Elfelttelek :)A Dik-Robot Bartsg lapok: http://www.javacska.hu, [Egyb/DR]A Jvcska Vortl lapjai: http://javacska.lib.unideb.hu, [Egyb/JV]

Megjegyzs s FIGYELMEZTETSAz anyag folyamatosan kszl, a szerepl programokban az tgondolt hibakezelst

elhanyagoljuk, inkbb csak jelezzk, pldul egy kiratssal annak szksgessgt, illetve szmos esetben elfordul, hogy mg ettl is eltekintnk.

A szerz a programok ksztsnl a legjobb tudsa szerint jr el, de lehetnek, bizonyra vannak hibk. Illetve vannak olyan lpsekben fejlesztett pldk, amelyekben a kezd vltozatok eleve hibsak, ezrt nem is rhetk el pldul kln a programok, hanem csak ebbl az anyagbl, azaz ennek az anyagnak a rszeknt.

A jegyzet, a jegyzet programjainak hasznlatbl eredeztethet esetleges krokrt a szerz semmilyen felelssget nem vllal.Ebbl a szempotbl kln is kiemelendk azok a nem felhasznli programok, amik, vagy az amikkel val ksrletezs az egsz rendszert sszeomlaszthatja! A szerz sajat szomor tapasztalatbl :) javasolja, hogy ezeket a programokat olyan gpen prblgassuk, amit ennek tudatban vlasztunk a tanulshoz.

Hasonl vatossgra intnk a jegyzet hlzati programjai kapcsn, ezeket, ezek mdostsait ne az Interneten, hanem a localhost-on, vagy a rendszergazdkkal egyeztetve a loklis bels hlzatainkon teszteljk.

A szerzrlBtfai Norbert 1996-ban szerzett programoz matematikusi, majd 1998-ban kitntetses

programtervez matematikusi oklevelet a Debreceni Egyetemen. 1998-ban megnyerte a Java Szvetsg Java Programozsi Versenyt.

Btfai Erikval kzs mobil-informcitechnolgiai cge, az Eurosmobil [Egyb/EM], msodik helyezst rt el 2004-ben a Motorola JavaJtk Versenyn, ugyancsak az Eurosmobil 2004-ben a Sun s a Nokia kzs Mobil Java Fejleszti Versenyn a Ha hvsz, tmadok! (H.A.H) hlzati (Java EE szerver, Java ME kliens) jtksorozattal els djat nyert.Trsszerzje a Fantasztikus programozs [Egyb/DR, JV] cm ismeretterjeszt kalandregny sorozatnak.

Jelenleg a Debreceni Egyetem Informatikai Karnak munkatrsa is, ahol most Opercis rendszerek gyakorlatokat tart. Oktatsi

tapasztalata az albbi trgyak gyakorlatain alapul: Java esettanulmnyok, J2SE hlzatok, Java appletek, CORBA, Programozs, Hlzatok, Formlis nyelvek s automatk, Algoritmuselmlet, Bevezets az informatikba, Opercis rendszerek, Alkalmazsok fejlesztse WWW-re, Objektumorientlt programozs a kzpiskolban.

Milyen GNU/Linux rendszert hasznlunk mi?2005. november 27., Fedora Core 4, http://fedora.redhat.com/

$ more /etc/redhat-releaseFedora Core release 4 (Stentz)

6

2. bra: A szerz s fia a LOKI plyn!(http://www.dvsc.hu Hajr, LOKI!)

Az anyagban az eddig (a pontos rszletek tekintetben lsd a kvetkez pontot) bemutatott pldk legtbbjhez szksges szoftverek rajta vannak a Fedora Core 4 telept lemezn, mint pldul a gcj, a GTK+ vagy akr a Java-GNOME, Tomcat, MySQL, PostgreSQL, stb.

2006. szeptember 18., Fedora Core 4, http://fedora.redhat.com/ $ more /etc/redhat-releaseFedora Core release 5 (Bordeaux)

Az anyag fejldseAz anyag verzitrtnett a dokumentum vgn (290. oldal) tallhatjuk meg, a jelenlegi

llapot: 2006-11-12, Az anyag elkszltsgi foka ~ 42%.A jegyzetet az OpenOffice.org 2.0 Writer szvegszerkesztvel ksztettk/ksztjk:

http://www.openoffice.org (de szintn megtallhat a Fedora Core 4 telept lemezn is).

Oktatspolitikai mellkletA milli programoz orszga: a tmegkpzst gy is fel lehet fogni, mint lehetsget a j programozk tmeges kpzsre.

Oktatsi trtnet 2004/2005 tanv, II. flv: Opercis rendszerek 1. labor, DE IK, IT, PM, PTM1.

Tematika a jegyzet 12.oldal Az Opercis rendszerek 1. labor tematikja c. pontja alapjn.

2005/2006 tanv, I. flv: Opercis rendszerek 2. labor, DE IK, IT, PM, PTI.Tematika a jegyzet 13.oldal Az Opercis rendszerek 2. labor tematikja c. pontja alapjn.

2005/2006 tanv, II. flv: Opercis rendszerek 1. labor, DE IK, MI, PTI.

Tematika a jegyzet 12.oldal Az Opercis rendszerek 1. labor tematikja c. pontja alapjn.

Alkalmazsok fejlesztse WWW-re, DE IK, levelez IT. Tematika a jegyzet 16.oldal Alkalmazsok fejlesztse WWW-re labor tematikja c. pontja alapjn.

2006/2007 tanv, I. flv: Opercis rendszerek 2. labor, DE IK PTM.

Tematika eseti, hibrid (s eleinte csoportbonts), mert a csoportok fele nem e jegyzet alapjn dolgozott az els flvben.

Mobil programozs labor, DE IK, MI, PTI, PTM.Tematika a jegyzet 15.oldal A Mobil programozs labor tematikja c. pontja alapjn.

Alkalmazsok fejlesztse WWW-re, DE IK, levelez IT. J2SE - hlzatok labor, DE IK, MI, PTI, PTM.

Tematika a jegyzet 14.oldal J2SE hlzatok labor tematikja c. pontja alapjn.

1 DE IK: Debreceni Egyetem Informatikai Kar, PM: programoz matematikus, PTM: programtervez matematikus, IT: informatika tanr, PTI: programtervez informatikus, MI: mrnk informatikus.

7

I. Az anyag szervezseAz rs sorn igyekeztnk/igyeksznk az anyagot bsgesen elltni

kereszthivatkozsokkal, ezrt javasoljuk az on-line bngszst. gy ahelyett, hogy a megfelel oldalakra prblnnk lapozni, rdemes figyelni a kurzort s egyszeren ugrani, pldul gyakorlskppen ide: 173. oldal, Kernel blog cm pont. Hasonlan a legtbb helyen kirjuk az oldalszmot s a hivatkozott fejezet cmt is, ezeket a rszeket megdntve s alhzva szedjk.

Az anyag feldolgozst szigoran gp mellett ajnljuk! Tbb okbl, de a legpraktikusabb, hogy a legnagyobb rszt kitev C programozssal foglalkoz rszekben folyamatosan hivatkozunk a manul lapokra. Ezrt pldul, a 43. oldalon, a Sigaction cm pontban a jegyzetbe nem vettk be a sigaction struktra lerst, mert feltesszk, hogy az olvas folyamatosan ltja a

$ man sigaction

lapot. Teht lersok helyett inkbb mkd kis pldkat ksztettnk, amit az olvas knnyen t tud vgni kedvenc szvegszerkesztjbe s mris mehet a fordts 265. oldal, Fordts cm pont kiprbls... Hajr!

I.1 Programok s platformokA tblzatban szerepl szmok azt az oldalt jellik, ahol a szban forg programok,

vagy azok els vltozatai tallhatak.Tblzat 1: Programok s platformok (QC=Kvantum szmtgp)

Programok, programcsaldok C C++ Java C# QCBevezets

Bevezets/szhossz 25Bevezets/32, 64 bites rendszerek 26Bevezets/vgtelen ciklus 27Bevezets/cat 30Bevezets/Hell Vilg! 30 31Bevezets/vletlen szmok 32 35

FolyamatokFolyamatok/forkols 36Folyamatok/zombik 38Folyamatok/riaszts 39Folyamatok/nem loklis ugrsok 42Folyamatok/szignlkezels 41Folyamatok/IPC/(SysV)szemaforok 46Folyamatok/IPC/socketek (loklis, anonim) 47Folyamatok/IPC/csvezetkek 52Folyamatok/IPC/(SysV)zenetsorok 55

8

Programok, programcsaldok C C++ Java C# QCFolyamatok/IPC/(SysV)zenetsorok plda: a Pi jegyei/BBP algoritmus tbb folyamattal (lsd Tudomnyos szmtsok is)

231

Folyamatok/IPC/(SysV)osztott memria 59Konkurencia

Konkurencia/szlak 64Konkurencia/mutex zrak 66Konkurencia/ebdel filoszok (pthread szemaforok s feltteles vltozk, illetve ltalban a szlak szinkronizlsa)

70 78 79

Konkurencia/CPU id 66Fjlrendszer, fjlkezels

Fjlrendszer/tulajdonsgok 81Fjlrendszer/knyvtrak 81Fjlkezels/binris/szveges kir/beolvas 82 84 86 87Fjlkezels/rendszer statisztika plda 89Fjlkezels/rendszer statisztika/pidcs plda 94

Hlzati programozsHlzati/TCP socket szerverek/soros 102 130 132Hlzati/TCP socket szerverek/soros, IPv6 104Hlzati/TCP socket szerverek/prhuzamos, folyamatokkal 106 130

Hlzati/TCP socket szerverek/prhuzamos, folyamatok sorval 109

Hlzati/TCP socket szerverek/prhuzamos, folyamatok sorval, szemaforral vdett accept 111

Hlzati/TCP socket szerverek/prhuzamos, folyamatok sorval, zrolssal vdett accept 113

Hlzati/TCP socket szerverek/prhuzamos, szlakkal 116

Hlzati/TCP socket szerverek/prhuzamos, szlak sorval 117

Hlzati/TCP socket szerverek/prhuzamos, mutex-el vdett accept 120

Hlzati/TCP socket szerverek/soros, nem blokkold IO multiplexelssel 121 131

Hlzati/TCP socket szerverek/prhuzamos, nem blokkold IO multiplexelssel 123

Hlzati/TCP socket kliensek 132 134 134

9

Programok, programcsaldok C C++ Java C# QCHlzati/TCP socket kliensek, IPv6 133Hlzati/nem szlbiztos 129Hlzati/SMTP levl 137 136Hlzati/TCP alap cseveg 138Hlzati/TCP alap cseveg, nem blokkold IO multiplexelssel 141

Hlzati/UDP szerver, kliens 148 156Hlzati/SOCK_RAW, ICMP_ECHO 158 159Hlzati/Java RMI 161Hlzati/CORBA/ORBit/nvszolgltat 164Hlzati/CORBA/Gnorba/nvszolgltat 166Hlzati/Java szervletek 169Hlzati/Bluetooth

Kernel programozsKernel/els kernelmodulok 174Kernel/printk 175Kernel/task_struct 176Kernel/seq_file egyszeren 177Kernel/seq_file kevsb egyszerenKernel/fs/proc/generic.c-ben ajnlottKernel/ue. lapmretnl kevesebb adattal Kernel/a norbi() rendszerhvs 180

GUI programozsGUI/GTK+, ProgPter TCP kliens 190GUI/GNOME, ProgPter TCP kliens felleteGUI/Java-GNOME, ProgPter TCP kliens fellete 201

GUI/AWT, ProgPter TCP kliens fellete 186GUI/Swing, ProgPter TCP kliens 183GUI/Teljes kperny 188

Mobil programozsMobil/Symbian C++ Hell, Erika! 216Mobil/Java ME/MIDlet letciklus 217Mobil/Java ME/Vszon/Plcikaember 1-3 218Mobil/Java ME/Vszon/Plcikaember sprite 225

10

Programok, programcsaldok C C++ Java C# QCAdatbzis programozs

Adatbzis/MySQL/JDBC 204Adatbzis/MySQL/PHPAdatbzis/PostgreSQL/libpqAdatbzis/PostgreSQL/JDBC

Web programozsJava szervletek 169PHP

Tudomnyos szmtsokPi jegyei/BBP algoritmus 228Pi jegyei/BBP algoritmus tbb folyamattal (prhuzamos plda) 231

Pi jegyei/BBP algoritmus tbb gppel (elosztott plda) 238

Kvantum algoritmusokKvantum konstans orkulum 254Kvantum srsgi kdols 257Kvantum teleportls 258

11

I.2 Feldolgozsi javaslatokAzaz lehetsges vlaszok arra a krdsre, hogy hogyan szervezhetjk a jegyzet

anyagnak elsajttst? Hogyan pthetjk fel r az Opercis rendszerek cm trgy laborgyakorlatait, illetve hogyan kapcsoldhat a jelen anyag ms laborgyakorlatokhoz?

I.2.1 Az Opercis rendszerek 1. labor tematikjaA GNU/Linux rendszert nem felhasznlknt, hanem jval mlyebben,

programozknt, programokon, programozson keresztl ismerjk meg, de mivel a C programozsi kurzus egyszerre indul a jelen kurzussal, gy az els nhny gyakorlaton szoktatjuk a hallgatsg szemt a krlbell a negyedik gyakorlattl beindul tartalmi anyaghoz, a C rendszerszinthez:

A labor rszletes bontsa a C nyelv pldk feldolgozsval a kvetkez lehet:

Gyakorlat Tma1-3. Bevezets: 21. oldaltl.4-6. C rendszerszint/folyamatok: 36. oldaltl.7. C rendszerszint/jelkezels: 41. oldaltl.8. C rendszerszint/IPC: 46. oldaltl.9-10. C rendszerszint/konkurencia: 64. oldaltl,

rszlegesen.11. C rendszerszint/fjlrendszer, fjlkezels:

81. oldaltl.12-14. C rendszerszint/hlzati: 102. oldaltl,

rszlegesen.

Tblzat 2 Opercis rendszerek 1. gyakorlat

I.2.1.1 Javasolt krnyezetGNU/Linux, gcc fordt, manul lapok.

12

bra 3: Opercis rendszerek 1. laborgyakorlat Gantt diagramm

C rend-szer-szint

Bevezets

1 2 3 4 5 6 7 8 9 10 11 12 13 14

Oprendszerek 1. Gantt diagramm

Gyakorlat

I.2.1.2 Javasolt feldolgozsA jegyzet alapjn a forrsok celebrlsa, kzben a megfelel manul lapok olvassa, a

programok (parancsok) kiprblsa, illetve tovbbi irnytott ksrletezgets a programokkal.

I.2.2 Az Opercis rendszerek 2. labor tematikjaA C, C++, Java, C#, QC nyelv pldk feldolgozsval:

Gyakorlat Tma1-3. Hlzati programozs folytatsa,

kimertse. 4. Konkurens programozs folytatsa,

kimertse.5-9. C kernelszint.10-11. GUI programozs.12. Web programozs.13. Adatbzis programozs.14. Kvantum szmtsok, tudalmodellek

figyelemfelhv trgyalsa.

Tblzat 3 Opercis rendszerek 2. gyakorlat

I.2.2.1 Javasolt krnyezetGNU/Linux, gcc fordt, manul lapok. Java SE-JDK, NetBeans. GTK+, GNOME,

Java-GNOME. ORBit. Tomcat. MySQL, PostgreSQL.

I.2.2.2 Javasolt feldolgozsA jegyzet alapjn a forrsok celebrlsa, kzben a megfelel manul lapok olvassa, a

programok (parancsok) kiprblsa, illetve tovbbi irnytott ksrletezgets a programokkal.

I.2.3 nll feldolgozsEz esetben javasoljuk, hogy teleptsk fel az otthoni gpnkre a 6. oldal, Milyen

GNU/Linux rendszert hasznlunk mi? cm pontjban ajnlott GNU/Linux rendszert vagy mg inkbb a feldolgozskor ppen aktulis s npszer rendszert, hogy a jegyzet pldit kiprblhassuk.

13

I.2.4 Kapcsolat a kiegszt s rpl trgyakkal

I.2.4.1 Programozsrintett tmk

Az anyagban C, C++, Java s C# pldkat tallunk, a forrsok mennyisge is mutatja, hogy a hangslyt a C s a Java forrsokra helyeztk. A pldaprogramok sszefoglalst a 8. oldal, Programok s platformok(QC=Kvantum szmtgp) tblzatban talljuk.

Tblzat 4 Programozs

I.2.4.2 Hlzati programozsrintett tmk

TCP socket programozsi bevezet pldk.UDP socket programozsi bevezet pldk.Raw socket programozsi bevezet pldk.Tvoli metdushvs: RPC, Java RMI, CORBA.Web programozs: Java szervletek, PHP.

Tblzat 5 Hlzati programozs

I.2.4.2.1 J2SE hlzatok labor tematikja

Gyakorlat Tma1-2. TCP/IP, hlzati programozsi pldk C-

ben s Javaban.3-4. Multiplexelt, nem blokkold IO.5-6. Java RMI7-11. CORBA12-14. Java Bluetooth

Tblzat 6 J2SE - hlzatok gyakorlat

I.2.4.3 Mobil programozsrintett tmk

Java ME a 217. oldaltlSymbian OSSymbian C++ figyelemfelkelts a 216. oldaltl

Tblzat 7 Mobil programozs

14

I.2.4.3.1 A Mobil programozs labor tematikja

Gyakorlat Tma1. Java ME fejlesztssel kapcsolatos

alapfogalmak. 2-3. NetBeans 5.5 s a NetBeans Mobility

teleptse s hasznlata, pldul obfuscls stb. Bevezet MIDlet pldk, a fejleszts menete, MIDlet letciklus.

4-5. Java ME GUI programozs.6. Java ME multimdia programozs.7. Java ME vsznak s szlak, a jtk

vszon (GameCanvas) hasznlata.8. Java ME adatbzis kezels (RMS).9-12. Java ME hlzatkezels.13-14. Java Bluetooth (JSR 82).

Tblzat 8 A Mobil programozs laborgyakorlat

I.2.4.4 Adatbzis programozsrintett tmk

MySQL a 204. oldaltl.PostgreSQL a 213. ldaltl.

Tblzat 9 Adatbzis programozs

I.2.4.5 Konkurens programozsrintett tmk

SVr4 szemaforok, POSIX szlak, Java szlak, klcsnos kizrs, szemaforok, monitorok, ltalban szlkezels s szlak szinkronizcija.

Tblzat 10 Konkurens programozs

I.2.4.6 Algoritmuselmletrintett tmk

Kvantum szmtsi modellek, kvantum bonyolultsgi osztlyok a 251. oldaltl.

Tblzat 11 Algoritmuselmlet

15

I.2.4.7 Alkalmazsok fejlesztse WWW-re labor tematikjaGyakorlat Tma1. alkalom TCP/IP, hlzati programozsi pldk C-

ben, HTTP protokoll. 2. alkalom Hlzati programozsi pldk Java-ban.3. alkalom Mobil (Java ME) programozs vagy Java

szervletek.

16

I.3 ttekints

I.3.1 Platformok s nyelvekA jegyzetben hasznlt platformok s nyelvek az albbiak:

I.3.2 Programozsi tmkA jegyzetben hasznlt programozsi tmk az albbiak szerint is csoportosthatak:

A pldk rszletesebb csoportostst lthattuk a 8. oldal, a Programok s platformok cm pont tblzatban.

17

bra 4: Platformok s nyelvek a jegyzetben

GNU/Linux Windows

C C++ Java C#

bra 5: Programozsi tmk a jegyzetben

C#

C++C Hlzatiprogramozs

Mobilprogramozs

Kernelprogramozs

Adatbzisprogramozs

GUIprogramozs

Java

I.4 Jellsek

I.4.1 PldaprogramokA jegyzetben szerepl forrskdok legtbbszr teljes, futsra ksz, kis

pldaprogramok. Nyelvek s tovbbi ms szempotok szerint az albbi bontst hasznljuk:

I.4.1.1 C

/* C forrsok, header fjlok halvnysrgban */

I.4.1.2 C++

/* C++ forrsok kkesszrkben */

I.4.1.3 Java

/* Java forrsok narancsban */

I.4.1.4 C#

/* C# forrsok vilgosszrkben */

I.4.1.5 XML

de ilyenben szedjk a HTML fjlokat is.

I.4.1.6 Parancssor$$ ./parancs

vagy kpernykp, pldul egy program kimenete:$ more /proc/versionLinux version 2.6.13.4 (norbi@niobe.eurosmobil.hu) (gcc version 4.0.0 20050519 (Red Hat 4.0.0-8)) #1 Fri Oct 28 18:40:26 CEST 2005

18

de ilyenbe illesztnk majd minden tovbbi fjlt, mint pldul a makefile-okat.

I.4.1.7 Parancsllomny#!/bin/bash# parancsllomny vilgoszldben

Nha kombinljuk is:$ more vissza#!/bin/bashexit 5$ ./vissza$ echo $?5

I.4.1.8 Tovbbi szempontokA klnleges jogosultsg birtokban kiprblhat kdokat, parancsokat vilgospirossal

keretezzk:

/* C forrs, a root tudja futtatni a belle fordtott programot */

Parancs, amit a rendszergazdnak kell futtatnia:

## ./parancs

I.4.1.9 Pldapublic class Ford { public static void main(String [] args) { char[] tomb = args[0].toCharArray(); for(int i=tomb.length-1; i>=0; --i) System.out.print(tomb[i]); }}

A krdsekre a vlaszt ezzel a programmal megfordtva, srga dobozban pirossal szerepeltetjk?

.lassorip ,nabzobod agrs ,avtdrofgem ,negI

Ha valamit nagyon meg akarunk magyarzni, akkor szmozott sorokat hasznlunk majd:

1. if ((kapcsolat = accept (kapu_figyelo,2. (struct sockaddr *) &kliens,3. (socklen_t *) &kliensm)) == -1)

19

3. Nzzk meg, mit r az accept() harmadik paramterrl a manul.Vastaggal szedve is kiemelnk rszeket, amikkel az adott trgyalsban fontos momentumokra hvjuk fel a figyelmet. Illetve a laborgyakorlatokon segtjk a hallgatsgot a pldaprogramok celebrlsnak1 kvetsben.

I.4.1.10 Kvantum algoritmusokA kvantum szmtgpes programoknak matematikai lerssal vagy kvantum logikai

hlzattal adjuk meg, pldul egy rme feldobsa:

I.4.1.11 Tanri megjegyzsekA letantott laborokon kialakult, hasznlt, elhangz gondolatokat, megjegyzseket

tbbnyire ilyen kkkel, dlten szedve fzzk be az anyagba.

I.4.2 ltalnos jellsekA kocks zrjelek kztt hivatkozsokat kzlnk, a [NB] pldul azt jelenti, hogy a

293. oldal Felhasznlt s ajnlott irodalom cm fejezetben meg kell keresnnk az NB bejegyzst, hogy fel tudjuk oldani a hivatkozst!

Sokszor ebben a keressben segtjk az olvast azzal, hogy [Hlzati/TB] alakban adjuk meg a hivatkozst, ami azonnal megadja, hogy az irodalomjegyzk melyik tematikus rszben tudjuk feloldani a hivatkozst, a pdf-ben a dlt s alhzott rszre (vagy jabban magra a [] hivatkozsra, pldul az itt kvetkez: [PI] hivatkozsra) kattintva azonnal ugorhatunk is erre a megfelel rszre.

I.4.3 A pldaprogramok kiprblsaA forrskdokat jelljk ki a pdf olvas programunkban majd illesszk be kedvenc

szvegszerkesztnkbe. Az Adobe Reader 7.0 pdf olvast s a vi szvegszerkesztt hasznlva ez a mdszer elegnsan mkdik. Viszont ms pdf olvaskat hasznlva elfordult pldul, hogy a tbb oldalas kijellsbe az oldalszmot is belevette, ami a fordtsnl nyilvn hibt okoz. Tovbb az is hiba lehet, ha mi a jegyzetbe illesztett forrsok trdelst tipikusan eszttikai okokbl j sor jelekkel bvtjk s pldul egy ilyen sortrssel kett vgjuk egy printf formtum sztringjt. De ezek az esetlegesen felbukkan szintaktikai hibk gyorsan felderthetek s kijavthatak.

E miatt az utbbi idkben a jegyzetbe illesztett forrsokat nem formzzuk. Javasoljuk, hogy a kedves olvas illessze be ket kedvenc (lehetleg szintaxis kiemelst tmogat) szvegszerkesztjbe, s ott tanulmnyozza ket!

1 A forrs celebrlsa, azaz a program szvegnek bemutatsa, megbeszlse :)

20

H|0>

II. Bevezets

II.1 TrtnelemAz ric Lvnez-fle [OS/T] idvonalak tanulmnyozsa.

II.1.1 Feladat opercis rendszer ajnlsa Az idvonalak alapjn mikor szlettek az ltalatok eddig ismert-hasznlt opercis

rendszerek? Egy opercis rendszert ajnlj nhny mondatban a kvetkez szereplk egyiknek:

mikrovllalkozs (tetszleges terleten) vezetje informatikus egyetemista ismers (bart) informatikus egyetemista ismers (kpzelt ellensg) kzpiskolai szakkrvezet gimnziumi dik a Paksi Atomerm

Ismteljk meg a feladat ajnls rszt programozsi nyelvekre is! A megfelel idvonalakat szintn a fent hivatkozott cmen talljuk.

A feladat ponja, hogy a flv vgn jra megoldjuk ezt a feladatot. A flv elejn s vgn bekldtt megoldsok sszehasonltsval a hallgatsg s n is tudom rzkelni, mrni a kurzus hasznossgt.

II.2 Felhasznli szint els tallkozs a GNU/Linux rendszerrelAzaz tallkozs az igazival: nyomjunk Alt+Ctrl+F2-t s felhasznli nevnk,

jelszavunk bersval jelentkezznk be! (Termszetesen kezdhetnnk a grafikus felleten trtn bejelentkezssel is, de hallgassunk rm kezdjnk karakteres konzolon, hogy szrevehessk, feltrulhassanak a rendszer bels rtkei, mr gyis lttuk a felletet, lttuk, hogy gynyr szp, de a tovbbiakban az elejn csak elkalandoztatn a figyelmnket a lnyegrl :) Most mg gyis rok mindent a tblra, a kvetkez gyakorlattl annyibl szerencss a grafikus fellet hasznlata, hogy folyamatosan tudjuk kvetni a labor menett a jelen pdf-bl, ez egyben azt is jelenti, hogy jegyzetelni felesleges!

II.2.1 BevezetsSzimblumok:

$ # . .. ~ / \ & * ? |Billentyk (konzolok):

Alt+Ctrl+F1-F6, Alt+, Alt+Ctrl+F7, Shift+PageUp

Ismerkeds a rendszerrel, kezdjk pldul a kvetkez parancsokkal:

$ uname -a$ last|more$ more /proc/cpuinfo$ more /proc/version$ uptime $ df -h

21

Az emltett parancsokhoz a gyakorlatvezet szubjektv lmnyeinek bemutatsa kzben a /proc/cpuinfo BogoMIPS-t kln is lefuttathatjuk: ez esetben ugorjunk a 277. oldal, BogoMIPS c. pontjra!

II.2.2 Alapvet parancsokParancsok:

man1, clear, uname, whoami, who, finger, chfn, passwd, w, last|more, pwd, ls -l, logout

Nhny alapvet s tovbbi parancs tipikus hasznlatt mutatjuk meg a 262. oldalon a Az alapvet parancsok tipikus hasznlata cm pontban.

llomnyok: /, /proc, /proc/meminfo, /home, /tmp

Billentyk: Ctrl+d

II.2.2.1 Fjlokkal kapcsolatos alapvet parancsokA Windows ma mr nagyon sikeresen testesti meg azt a ltomst, hogy brki lel a

grafikus felhasznli interfsz el s tudja hasznlni a szmtgpet! Viszont neknk, mint informatikusoknak termszetes mdon nem szabad csupn ezt a kirlyi utat tudni jrni... Ennek kapcsn lssuk, mit hoztunk a kzpiskolbl! Ez van akinek ijeszt s olyan is, akinek unalmas lesz: mrmint ltrehozni az alma knyvtrat s belemsolni a di.txt fjlt stb., ezrt prblunk kzben nhny izgalmas hrt is megpendteni. De ne aggdjunk nhny gyakorlat mlva eljutunk a 36. oldal C rendszerszint c. fejezetig, ahol is kezdjk az oprendszerek labor valdi tartalmi trgyalst!

Parancsok: ls, ls -l, ls -la, mkdir, cd, cp, mv, rmdir, chmod, ln -s, du, find, grep

$ more /etc/passwdroot:x:0:0:root:/root:/bin/bash...norbi:x:500:500:a:/home/norbi:/bin/bash...$ mkdir elso$ cp /etc/passwd elso/passwd_az_etc-bol$ ls -l elso/passwd_az_etc-bol-rw-r--r-- 1 norbi norbi 1971 dec 14 10:35 elso/passwd_az_etc-bol$ find . -name '*etc-bol'./elso/passwd_az_etc-bol$ grep root `find . -name '*etc-bol'`root:x:0:0:root:/root:/bin/bashoperator:x:11:0:operator:/root:/sbin/nologin$ rm -rf2 elso/

Nzzk meg a jelsz fjl mezit! Az x helyn rgebben a titkostott jelsz volt, mostanban ezeket mr az rnykjelsz fjlban talljuk. Rendszergazdaknt rdekes lehet

1 A q billenty a kilps.2 gy csak akkor hasznljuk az rm parancsot, ha ktszer is tgondoltuk, hogy mit fog trlni!

22

ellenrizni, hogy a felhasznlk nem hasznlnak-e tl egyszer jelszavakat. A gyengre vlasztott jelszavak feldertsre szolgl pldul a John the Ripper program [OS/JR]. Az emltett program doksijt kvetve, a jelszofajl fjlt ltrehozva s a John the Ripper programot erre rengedve:$ more jelszofajl...norbi:$1$jmJCcLQX$hzvMzl3tzV0Kj4RIn7c6m0:500:500:a:/home/norbi:/bin/bash...matyi:$1$wZ3bMDHK$Xogj2CHjy4.o3MEB2nhp00:502:502::/home/matyi:/bin/basherika:$1$X0FFXuk6$ikD/PljzJMBzQ05o2slyT.:503:503::/home/erika:/bin/bash$ ./john jelszofajlLoaded 5 password hashes with 5 different salts (FreeBSD MD5 [32/32])...akire5 (erika)matyi2006 (matyi)4depeche (norbi)

$ ./john -show jelszofajlnorbi:4depeche:500:500:a:/home/norbi:/bin/bash...matyi:matyi2006:502:502::/home/matyi:/bin/basherika:akire5:503:503::/home/erika:/bin/bash

5 password hashes cracked, 0 left

Hopp! Magunk is kiprblhatjuk, ha rengedjk a fent mutatott albbi fjlra:

norbi:$1$jmJCcLQX$hzvMzl3tzV0Kj4RIn7c6m0:500:500:a:/home/norbi:/bin/bashmatyi:$1$wZ3bMDHK$Xogj2CHjy4.o3MEB2nhp00:502:502::/home/matyi:/bin/basherika:$1$X0FFXuk6$ikD/PljzJMBzQ05o2slyT.:503:503::/home/erika:/bin/bash

llomnyok: ., .., /etc/passwd, ~/

Krds: hogyan trljk le a vletlenl ltrehozott *.txt nev fjlt?

$ ls*.txt a.txt b.txt$ rm \*.txt$ lsa.txt b.txt

23

II.2.3 A Linux/UNIX accountMi az utols mez a /etc/passwd jelszfjlban?

II.2.3.1 A bash parancsrtelmez Kurzor fl, parancsnv-kiegszts a tabultorral.

$ export PS1=[\u@\h]\w>

Prbljuk mg ki, mit eredmnyeznek a kvetkezk: \W, \a, \#, \t

(Ha van accountunk egy olyan tvoli unixos gpre1, ahol megy a levelezs, akkor jelentkeznk be s futassuk ezen a tvoli gpen a pine vagy az elm nev levelez programot s dobjunk is egy levelet valakinek, mondjuk a szomszdunknak! Ha a pine vagy az elm nem akar futni, akkor a TERM=vt100 parancs kiadsa, azaz a TERM vltoz ilyen belltsa segt?)

Parancsok: echo, env, ., source, chmod

llomnyok: /bin/bash, ~/.bash_history, ~/.bash_profile (vagy ~/.profile), ~/.bashrc

A .bash_profile fjl vgre rjuk be az echo "Udv a .bash_profile-bol" parancsot, a .bashrc fjl vgre rjuk be a echo "Udv a .bashrc-bol" parancsot, majd jelentkezznk be jra!

II.2.3.1.1 Az elrsi t belltsalltsuk be a .bash_profile fjlban a szmunkra szimpatikus PS1 vltozt, illetve

vizsgljuk meg a kvetkez pldt: tegyk fel, hogy felhasznlknt, azaz a sajt home knyvtrunkba feltettk a legfrissebb Java fejleszti csomagot (rszletesen lsd a 268. oldalon a A Java fejleszti csomag teleptse cm pontban), ekkor a .bash_profile fjlban rdemes belltani, hol tallhatak a csomag parancsai (pldul a java, a javac stb.) ...export PS1=[\u@\h]\w> export PATH=$HOME/Java/jdk1.5.0_05/bin:$PATH...

Krnyezeti vltozk: PS1, PATH, TERM, HOME, USER, MAIL, MAILCHECK

II.2.3.2 Feladat felhasznli webterletHozzuk ltre a $HOME knyvtrunkban a public_html knyvtrat s benne egy

egyszer index.html fjlt, majd egy bngszbl nzzk meg a kvetkez lapot: http://localhost/~loginnevunk

1 A DE hallgatinak tipikusan van ilyen.

24

$ mkdir public_html$ chmod o+x public_html/$ joe public_html/index.html

Hello, X. Y. vagyok. Ez a ~/index.html-em!

$ chmod 644 public_html/index.html

(Persze a sikerhez az is kell, hogy a gpen fusson a webszerver, ha nem futna, akkor a .oldalon, a cm pontban tallunk segtsget.)

II.2.4 A programoz knnyfegyverzeteAzaz egyszer szvegszerkeszt.

II.2.4.1 joeCtrl+kh s mindent tudsz.

II.2.4.2 viEscEsc (pitty utn parancsolgathatunk, klnben szerkesztnk)

Ment s kilp: EscEsc Shift zz!(azaz nem) ment s kilp: EscEsc :q!Bett trl: EscEsc xSort trl: EscEsc ddElz parancsot visszavon: EscEsc uElkezd szerkeszteni: EscEsc iEgy karakterrel jobbra elkezd szerkeszteni: EscEsc a

II.2.4.3 emacsMents: Ctrl x s

Keress: Ctrl sKilps: Ctrl x c

Dolgozzunk egy kicsit pldul a vi-al, nzzk meg a gp szhosszt! Vgjuk be az albbi szveget pldul a szohossz.c nev fjlba:

#include intmain(void){ int h = 0; int n = 0x01; do ++h; while(n

$ vi szohossz.c

Aztn i nyomsa utn beillesztjk a fjt, majd EscEsc Shift zz utn:

$ gcc -o szohossz szohossz.c$ ./szohosszA szohossz ezen a gepen: 32 bites

Sokszor elfordul, hogy nem tudunk menteni a szerkesztnkbl, ilyenkor tipikusan az a hiba, hogy valami olyan helyre tvedtnk a fjlrendszerben, ahov nincs rsi jogunk s innen indtottuk a szvegszerkesztnket, ekkor pldul a vi-t hasznlva:Ment: EscEsc w /home/hallgato/ezt_mar_kimenti.c

Parancsok: indent

Billentyk: Ctrl+g, Ctrl+s, Ctrl+q

II.3 ltalnos bevezets

II.3.1 Nhny rvidts s fogalomAmiket rdemes tudni, mert biztosan sszefutunk velk: SVr4, POSIX, BSD, RFC,

ANSI, ...

II.3.1.1 Feladat fussunk ssze velk!Lapozzunk bele nhny manul lapba: stdio, printf(3), socket, read(2)

stb.

$ man stdio$ man 3 printf...

Hol nzhetnk utna egy kvnt RFC-nek? A http://www.ietf.org/rfc lapon. Aki pldul a jegyzet IPv4 hlzati pldit akarja trni IPv6-ra, annak az RFC 2553 [Hlzati/RFC2553] dokumentumot ajnljuk, ezt egybknt mi is megtesszk, a 104. oldal, IPv6 szerver oldal cm s a 133. oldal IPv6 kliens oldal cm pontokban.

II.3.2 32, 64 bites rendszerek

#include int main(){ printf("%d\n", sizeof(char) * 8); printf("%d\n", sizeof(short) * 8); printf("%d\n", sizeof(int) * 8); printf("%d\n", sizeof(long) * 8);

26

printf("%d\n", sizeof(char*) * 8); return 0;}

A lelkes manul olvas a *8 helyett *CHAR_BIT-et r:

$ man limits.h

Ezt kapjuk egy 32 bites rendszeren: 816323232

s ezt egy 64 bitesen: 816326464

II.3.3 Pldaprogramok a kurzusban

II.3.3.1 Vgtelen ciklusEgyszer j bart, mskor ellensg! Ki rja a legszebbet, me egy javaslat az [OS/NX]-

bl:

intmain(void){ for(;;) ;}

Billentyk: Ctrl+c

II.3.3.1.1 Folyamatokkal kapcsolatos alapvet parancsokFuttassuk az imnt ltott vgtelen ciklust:

$ gcc -o vegtelen vegtelen.c$ ./vegtelen

27

Kzben egy msik konzolon: Alt+ (avagy grafikus felleten: msik ablakban) futtassuk a top1 parancsot! Figyeljk meg, hogy mennyi processzor idt visz el a vegtelen-nek keresztelt folyamatunk? A vgtelen ciklust futtat konzolon a Ctrl+c billentykombi lenyomsval tudjuk megszaktani a folyamat futst, ekkor visszakapjuk a $ promptot.

Futtassuk jra, majd a Ctrl+z billentykombi lenyomsa utn a msik ablakban figyeljk a fut top -u felhasznli_nv parancsot!

$ ./vegtelen[1]+ Stopped ./vegtelen$ ps PID TTY TIME CMD 4969 pts/2 00:00:00 bash 5064 pts/2 00:00:00 bash 6065 pts/2 00:00:01 vegtelen 6068 pts/2 00:00:00 ps$ more /proc/6065/statusName: vegtelenState: T (stopped)...$ bg[1]+ ./vegtelen &$ more /proc/6065/statusName: vegtelenState: R (running)...$ fg./vegtelen

Jl lthat, hogy vgl eltrbe tettk a folyamatot s a a Ctrl+c s a mr ismert billentykombival lttk le, de hasznlhatuk volna a

$ kill 6065

parancsot is. Programozi plyafutsunk sorn bizonyra fogunk olyan megtalkodott programokkal is tallkozni, akik erre nem lesznek hajlandak meghalni, ekkor az ellentmondst nem tr

$ kill -9 6065

parancsot hasznljuk majd! (Kapcsold rszletek, finomsgok majd a 41. oldal, Jelek smegszaktsok cm pontjban.)

1 Magunk is runk majd a top parancshoz hasonl programokat a ksbbiekben, ilyen pldul a 89. oldal, Rendszer statisztika cm pontja.

28

$ man nohup$ info coreutils nohup

Ha akkor is szeretnnk futtatni a programunkat, amikor kilpnk, akkor a nohup parancsot rdemes hasznlnunk. Ez hasznos lehet, ha egy olyan szimulcis szmtst futtatunk, ami pldul tbb htig is elszmolgat.

$ nohup ./vegtelen&[1] 6329nohup: appending output to `nohup.out'

Lpjnk ki, majd vissza s lssuk, hogy fut-e mg a programunk:$ ps axu|grep vegtelennorbi 6329 99.2 0.0 2484 260 pts/1 R 13:56 0:59 ./vegtelen

Szmtsainkat rdemes nice-olva futtatnunk:

$ gcc -o v1 vegtelen.c$ gcc -o v2 vegtelen.c$ gcc -o v3 vegtelen.c$ gcc -o v4 vegtelen.c$ nice -n 3 ./v1&[1] 6889$ nice -n 6 ./v2&[2] 6892$ nice -n 9 ./v3&[3] 6893$ nohup nice -n 9 ./v4&[4] 6896nohup: appending output to `nohup.out'$ top -u norbi PID USER PR NI VIRT RES SHR S %CPU %MEM TIME+ COMMAND 6889 norbi 28 3 2484 260 200 R 33.8 0.0 0:27.16 v1 6892 norbi 31 6 2488 264 200 R 23.8 0.0 0:18.51 v2 6893 norbi 34 9 2488 264 200 R 19.9 0.0 0:12.74 v3 6896 norbi 34 9 2488 264 200 R 19.9 0.0 0:10.13 v4 . . .$ killall v?

Rgebben nohup-al futtattuk pldul a Seti@HOME klienseket. Aki nem ismeri ezt a projektet, annak a [Egyb/SETI] lapot, illetve a [Egyb/K] film/knyv megnzst/elolvasst ajnljuk. Fontosnak tartom megjegyezni, hogy a knyv mondanivalja jval mlyebb, rdemes elolvasni!

Parancsok: top, ps, bg, fg, jobs, kill, nohup, nice, killall, sleep

llomnyok: /proc/processz_azonost, nohup.out

29

II.3.3.2 A pldaprogramok szintjeiMilyen szinten, szinteken tallkozunk majd programokkal a kurzusban?

cat

#include intmain(void){ int c; while((c=getchar())!=EOF) putchar(c); return 0;}

A cat hrom pillanata: a kezd [C, C++/KR, a jelen plda, hasonl a KR 28. oldaln lvhz], a halad [C, C++/KR, 159. oldaln] s a (valdi) a GNU text utilities [C,C++/TU]-bl a cat forrsa. Mi a kurzusban jobbra a halad szinten fogunk majd dolgozni.

Billentyk: Ctrl+d, Ctrl+z

II.3.4 Hell Vilg! stdin, stdout, stderr

$ man stdio

#include intmain(void){ printf("Hello, Vilag!\n"); return 0;}

Fordtsuk, majd futtassuk:

$ gcc -o hello hello.c$ ./helloHello, Vilag!

A main() fggvny kapcsn tanulmnyozzuk a 272. oldal char **environ cm pontjnak programjt!

Mirt nagyon rossz tlet a kvetkez parancs:

$gcc o hello.c hello.c

Prbljuk ki, hogy fut-e a sima

$ hello

parancs? Ha igen, ha nem, mirt? Tanulmnyozzuk a PATH-ot:

30

$ echo $PATH

Benne van az aktulis knyvtr?

Mit jelent a program vgn a return 0; utasts? (Lsd mg $ man exit!)

.tlov dnog imalav ygoh ,latu arra ktr zbnlk ltllun a ,tlov nebdner nednim ygoh ,lef rezsdner sicrepo za izlej lekktr 0 a margorp A

Mit r ki az

$ echo $?

Hol talljuk a Linuxunkon az stdio.h-t?

$ find /usr -name 'stdio.h'

Az stdin, stdout, stderr (ha megvan az stdio.h, akkor keressk is meg ezeket a difjnokat benne) s az tirnytsok:

$ man fprintf

Ennek a manul lapnak a kapcsn nzzk meg a 280. oldal const-al kapcsolatos krdst! Majd folytassuk az albbi program kiprblgatsval:

#include intmain(void){ printf("Hello, Vilag!\n"); fprintf(stdout, "STDOUT Hello\n"); fprintf(stderr, "STDERR Hello\n"); return 0;}

tirnytsok:

$ ./hello >stdout.txt 2>stderr.txt$ more stderr.txt$ ./hello &>stdout_es_stderr.txt$ ./hello 1>&2$ ./hello 2> /dev/null

Ugyanezeket prbljuk ki a Hello.java programmal is:

public class Hello { public static void main(String [] args) { System.out.println("Hello, STDOUT!"); System.err.println("Hello, STDERR!"); }}

31

Fordtsuk, majd futtassuk:

$ javac Hello.java$ java HelloHello, STDOUT!Hello, STDERR!$ java Hello >stdout.txt 2>stderr.txt. . .

Szimblumok: > < >> >&

llomnyok: /dev/null, /usr/include

II.3.5 Jtk a vletlennel kzben plda az tirnytsokraPrbljuk tbbszr is a kvetkez parancsot:

$ echo $RANDOM$ echo $RANDOM

Kiskoromban leltem a C+4-emmel random szmokat generltatni s kzben ersen arra koncentrltam, hogy befolysoljam akkor ez izgalmasnak tletnek tnt, mirt nem az?

$ man 3 rand

ez alapjn:

#include #include intmain(void){ int i, r; for(i=0; i

main(void){ int i, r; srand(time(NULL)+getpid()); for(i=0; i

alapjn:

$ gcc -lm -o e e.c$ ./e0.1741300.9304330.2444960.2250950.0925021.6217571.0929600.2636671.2809450.590645

Hogyan rjuk ki egy fjlba a szmokat?

$ ./e > szamok.txt$ more szamok.txt0.1741300.930433. . .

Szmoljuk ki a szmok tlagt (tekintve a hasznlt eloszlst, majd 1-et kell kapnunk)

#include #include intmain(void){ int i=0; double r, s=0.0; while(scanf("%lf", &r) > 0) { ++i; s += r; } printf("%lf\n", s/i); return 0;}

Lssuk mkds kzben:

$ gcc -o a a.c$ ./a < szamok.txt0.651663

Emeljk most az elz generl programban a minta #define MINTA 10 nagysgt pldul 10000-re!

$ gcc -lm -o e e.c$ ./e > 10000szam.txt$ ./a < 10000szam.txt1.007993

34

Jnak ltszik. tlagl kis programunkat gy is hasznlhatjuk:

$ ./e | ./a1.007993

Hogy mkdik ez? Bcszul nzzk meg, hogy a scanf fggvny mikor ad vissza nullt:

$ man scanf

II.3.5.1.2 JavaHasonl Java nyelven:

public class E { public static final int MINTA = 10; public static void main(String [] args) { for(int i=0; i

III. C rendszerszint

III.1 Folyamatok

$ man init$ man proc

Bevezets:init, getty, login, shell

$ man fork$ man getpid

Ltrehozunk egy gyermekfolyamatot:

#include #include #include #include #include intmain(void){ int gyermekem_pid; printf("fork() elott PID: %d\n", getpid()); if((gyermekem_pid = fork()) != -1) { if(gyermekem_pid) { printf("Szulo folyamat PID: %d, gyermekem: %d szulom %d\n", getpid(), gyermekem_pid, getppid()); } else { sleep(1); printf("Gyermek folyamat PID: %d, szulom: %d\n", getpid(), getppid()); } } else { printf("Sikertelen a gyermek folyamat letrehozasa\n"); exit(-1); } printf("fork() utan PID: %d\n", getpid()); return 0;}

Futtassuk:

$ ./gyermek1fork() elott PID: 19859Szulo folyamat PID: 19859, gyermekem: 19860 szulom 19087fork() utan PID: 19859

36

Gyermek folyamat PID: 19860, szulom: 1fork() utan PID: 19860

Vegyk szre, hogy a szl folyamat szlje maga a shell, nzzk meg:

$ ps

Hogy lehet, hogy a 19860 gyerek szlje nem a 19859?

.atdagof ebkr tamaylof tini 1 za totamaylof 06891 a ,ttdzejefeb bble rm tamaylof lzs 95891 a treM

Ez a szl megvrja, amg a gyermeke vgez:

#include #include #include #include #include intmain(void){ int gyermekem_pid; int statusz; printf("fork() elott PID: %d\n", getpid()); if((gyermekem_pid = fork()) != -1) { if(gyermekem_pid) { printf("Szulo folyamat PID: %d, gyermekem: %d szulom %d\n", getpid(), gyermekem_pid, getppid()); printf("PID: %d gyermekfolyamat vege\n", wait(&statusz)); } else { sleep(1); printf("Gyermek folyamat PID: %d, szulom: %d\n", getpid(), getppid()); } } else { printf("Sikertelen a gyermek folyamat letrehozasa\n"); exit(-1); } printf("fork() utan PID: %d\n", getpid()); return 0;}

Futtassuk:

$ ./gyermek2fork() elott PID: 20015Szulo folyamat PID: 20015, gyermekem: 20016 szulom 19087Gyermek folyamat PID: 20016, szulom: 20015

37

fork() utan PID: 20016PID: 20016 gyermekfolyamat vegefork() utan PID: 20015

Mr nem rva folyamat a 20016.

Mi trtnik, ha a gyermek gon elvgezzk az albbi mdostst:

else { sleep(1); printf("Gyermek folyamat PID: %d, szulom: %d\n", getpid(), getppid()); exit(0); }

Mi trtnik, ha a szl gon elvgezzk az albbi mdostst:

if(gyermekem_pid) { printf("Szulo folyamat PID: %d, gyermekem: %d szulom %d\n", getpid(), gyermekem_pid, getppid()); for(;;) sleep(1); }

(Ha ez utbbi mdostst a korbbi wait-es verziba tesszk, akkor a vgtelen ciklust a wait el tegyk. Akkor vagyunk rendben, ha futtatskor a top-ban egy zombit ltunk majd.)

III.1.1 Zombik!Ez trtnik:

$ top u nbatfaitop - 13:10:55 up 175 days, 2:15, 9 users, load average: ...Tasks: 116 total, 1 running, 114 sleeping, 0 stopped, 1 zombie

Mikor lesz egy folyamat zombi?

.inztguyn atdut men gm tze ejlzs a ed ,tteplik le-tixe rm aH

38

Az imnti brt a 41. oldal Jelek s megszaktsok cm rsznek megismerse utn vessk ssze a 44. oldal Jtk zombikkal cm pontjnak brjval! Illetve zombi tmban olvassuk el a Hlzati programozs cm fejezet prhuzamos szerverrel kapcsolatos forkos rszei kapcsn felmerl krdseket, lsd a 108. oldaltl, a Krdsek a prhuzamos szerverrl cm pontot!

Most pedig dolgozzuk fel a 281. oldal, Folyamatokkal kapcsolatos krdsek cm fejezetnek krdseit, mert ezek szorosan kapcsoldnak a forkolshoz.

III.1.2 Riaszts

Mit csinl a kvetkez plda? (Prbljuk ki! Ezzel egyben be is vezetjk a hamarosan kvetkez, Jelek s megszaktsok cm rszt.)

$ man 2 kill

#include #include #include #include #include #include int gyermekem_pid;void riasztas_kezelo(){ printf("Gyermekfolyamat kilovese\n"); kill(gyermekem_pid, SIGKILL);}intmain(void){ int statusz; printf("fork() elott PID: %d\n", getpid()); if((gyermekem_pid = fork()) != -1)

39

bra 6: A szl nem tud wait()-et vgrehajtani...

fork()

Szl g Gyermek g

for(;;)

exit()

ZOMBI

{ if(gyermekem_pid) { printf("Szulo folyamat PID: %d, gyermekem: %d szulom %d\n", getpid(), gyermekem_pid, getppid()); signal(SIGALRM, riasztas_kezelo); alarm(5); printf("PID: %d gyermekfolyamat vege\n", wait(&statusz)); } else { printf("Gyermek folyamat PID: %d, szulom: %d\n", getpid(), getppid()); for(;;) sleep(1); } } else { printf("Sikertelen a gyermek folyamat letrehozasa\n"); exit(-1); } printf("fork() utan PID: %d\n", getpid()); return 0;}

III.1.3 A fork() tipikus hasznlata#include #include #include #include #include intmain(void){ int gyermekem_pid; int statusz; if((gyermekem_pid = fork()) == 0) { char *args[] = {"/bin/ls", NULL}; execve("/bin/ls", args, NULL); exit(0); } else if(gyermekem_pid > 0) { wait(&statusz); } else { exit(-1); } return 0;}

40

III.1.4 Jelek s megszaktsokBevezets:

$ man 7 signal$ man signal

Prbljuk ki az albbi programot: a SIGINT (Ctrl+c) jelet figyelmen kvl hagyhatjuk (SIG_IGN), vagy kezelhetjk (SIG_DFL) alaprtelmezs szerint:

#include #include intmain(void){ signal(SIGINT, SIG_IGN); sleep(5); signal(SIGINT, SIG_DFL); for(;;) sleep(5); return 0;}

Definilhatunk sajt kezelt is: utolso_tennivalo()

#include #include void utolso_tennivalo(int sig){ printf("Utolso tennivalo kesz, immar kilephetek\a\n"); exit(0);}intmain(void){ if(signal(SIGINT, utolso_tennivalo) == SIG_IGN) signal(SIGINT, SIG_IGN); for(;;) putchar(getchar()); return 0;}

Mondjunk erre a pldra egy rtelmes hasznlati esetet!

Hogyan viszonyulna az albbi szerkezet a pldban szereplhz?

if(signal(SIGINT, SIG_IGN) != SIG_IGN) signal(SIGINT, utolso_tennivalo);

Kapjuk el a Ctrl+c megszaktst:

#include #include void ctrlc_kezelo(int sig){

41

signal(SIGINT, ctrlc_kezelo); printf("Megprobaltal megallitani?\a\n");}intmain(void){ if(signal(SIGINT, ctrlc_kezelo) == SIG_IGN) signal(SIGINT, SIG_IGN); for(;;) putchar(getchar()); return 0;}

Akkor mgis hogyan lltsuk meg elegnsan?

$ ./megszakit3Megprobaltal megallitani?Megprobaltal megallitani?Megprobaltal megallitani?Ctrl+z[1]+ Stopped ./megszakit3$ kill %1[1]+ Stopped ./megszakit3$[1]+ Terminated ./megszakit3

III.1.4.1 Nem loklis ugrsokBevezets:

$ man setjmp$ man longjmp

#include #include #include sigjmp_buf jmpbuf;void kezdjuk_ujra(int sig){ signal(SIGINT, kezdjuk_ujra); printf("Megzavartal, ujra kezdjuk\a\n"); siglongjmp(jmpbuf, 0);}intmain(void){ if(signal(SIGINT, kezdjuk_ujra) == SIG_IGN) signal(SIGINT, SIG_IGN); sigsetjmp(jmpbuf, 1); for(;;) putchar(getchar()); return 0;}

42

Remek alkalmazst lthatjuk a nem loklis ugrsnak az 45. oldalon a Crashme azopercis rendszer robosztussgnak vizsglata cm fejezetben.

III.1.4.2 SigactionBevezets:

$ man sigaction

Korbbi Ctrl+c elkap programunkat rjuk t a sigaction-t hasznlva:

#include #include void ctrlc_kezelo(int sig){ printf("Megprobaltal megallitani?\a\n");}intmain(void){ struct sigaction sa; sa.sa_handler = ctrlc_kezelo; sigemptyset(&sa.sa_mask); sa.sa_flags = SA_RESTART; sigaction(SIGINT, &sa, NULL); for(;;) putchar(getchar()); return 0;}

Jelen plda egy gyakorlati hasznlatt tallhatjuk az 123. oldalon, a Prhuzamos, IOmultiplexelssel cm fejezet msodik pldjban.

III.1.4.2.1 A riaszts alkalmazsaMit csinl a kvetkez plda?

#include #include #include voidnem_nyomtal (int sig){ printf ("\nNem nyomtal!!!\a\n");}intmain (void){ struct sigaction sa; sa.sa_handler = nem_nyomtal; sigemptyset (&sa.sa_mask); sigaction (SIGALRM, &sa, NULL); printf ("Nyomj egy Enter-t 3 masodpercen belul!\n"); alarm (3);

43

getchar (); alarm (0); return 0;}

Jelen plda egy gyakorlati hasznlatt tallhatjuk az 152. oldalon, a A nemmegbzhatsg szimullsa cm pontban.

Remek alkalmazst lthatjuk a riasztsnak a 45. oldalon a Crashme az opercisrendszer robosztussgnak vizsglata cm fejezetben.

III.1.5 Jtk zombikkalVessk ssze az albbi brt s programot!

#include #include #include #include #include #include voidstyx (int sig){ printf("%d\n", wait (NULL)); fflush(stdout);}intmain (void){ int gyermekem_pid; struct sigaction sa; sa.sa_handler = styx; sigemptyset (&sa.sa_mask); sa.sa_flags = SA_RESTART; sigaction (SIGINT, &sa, NULL); if ((gyermekem_pid = fork ()) != -1) { if (gyermekem_pid)

{ printf ("Szulo folyamat PID: %d, gyermekem: %d szulom %d\n",

getpid (), gyermekem_pid, getppid ()); for (;;) { printf ("Alszok...\n"); fflush (stdout); sleep (1); } }

else { printf ("Gyermek folyamat PID: %d, szulom: %d\n", getpid (),

getppid ()); exit (EXIT_SUCCESS); }

}

44

else { printf ("Sikertelen a gyermek folyamat letrehozasa\n"); exit (EXIT_FAILURE); } return 0;}

Futtassuk, mikzben egy msik ablakban (pl. top) folyamatosan figyeljnk a zombi megjelensre! Aztn Ctrl+C. Elemezzk a mkdst a kvetkez bra segtsgvel:

III.1.5.1 Feladat SIGCHLDMdostsuk gy az imnti programot, hogy s szl a SIGCHLD jelre wait()-eljen!

Vessk ssze ezt a megoldst a 108. oldal Krdsek a prhuzamos szerverrl cm pontjval!

III.1.6 rdekes pldk

III.1.6.1 Crashme az opercis rendszer robosztussgnak vizsglataA George J Carrette ltal rt Crashme program remek plda az elz kt fejezetben

megismertek gyakorlati alkalmazsra, mert tallunk benne megszakts-kezelst, riasztst, nem loklis ugrst. (A program tanulmnyozsa eltt rdemes megnzni a Vletlen cm fejezetet is.)

45

bra 7: A Jtk zombikkal programjnak magyarz rajza: a Ctrl+c megnyomsval a gyermeket a styx() kezel kiviszi a zombi llapotbl

fork()

Szl g Gyermek g

for(;;)

exit()

wait()

SIGINTZOMBI

Letlts:http://packages.debian.org/stable/source/crashme

A mkds vzlata:A badboy_loop() fggvnybeli fciklusbl hvott compute_badboy() fggvny vletlen bjtokkal tlti fel a parancssorban megadott mret memriaterletet, az ide mutat pointert typedef void (*BADBOY)(); fggvnymutatra knyszerti, amit majd egyszeren meghv a kvetkez lpsek elvgzse utn:

setjmp mentst vgez a nem loklis ugrshoz a megfelel jelekre belltja az again_handler megszaktskezelt (ahonnan adott

esetben vgrehajtja majd a nem loklis ugrst) 10 msodperc mlvra kr egy riasztst

(Ha nem fordul le a make-re, akkor a 263. sorban az act.sa_mask = 0; helyett rjuk be, hogy sigemptyset(&act.sa_mask);!)

III.1.7 Folyamatok kommunikcija, IPC

III.1.7.1 SzemaforokNzzk meg a 111. oldal A folyamatok sszehangolsa szemaforral cm pont

pldjt! Ezen az l pldn keresztl tanulmnyozzuk a szemaforok hasznlatt. Fordtsuk, futtassuk, majd a forrs alapjn elemezzk az albbi logolst: (ugyanezt a kimenetet a hivatkozott rszben is kiemeltk, de ott ms rszeit emeltk ki)

$ ./szerver127.0.0.1:2005szemafor: 327688zar elott: 2661zar utan accept elott: 2661zar elott: 2662zar elott: 2663zar elott: 2665zar elott: 2664 127.0.0.1:32884zar elott: 2661zar utan accept elott: 2662...

Kzben adjuk ki a kvetkez parancsot:

$ ipcs------ Shared Memory Segments --------...------ Semaphore Arrays --------key semid owner perms nsems...0xffffffff 327688 norbi 600 1 ------ Message Queues --------.

46

..

A /proc fundamentalistk kedvrt:$ more /proc/sysvipc/sem

A szerver lelvse utn trljk a szemafortmbt:ipcrm -s 327688

Parancsok: ipc, ipcrm

llomnyok: /proc/sysvipc/sem

III.1.7.2 SocketekLoklis IPC.

$ man 7 unix

Ebben a pontban a loklis, azaz az ugyanazon a gpen fut folyamatok kztti, socketekkel megvalstott kommunikcival foglalkozunk. Ha a folyamatok klnbz hosztokon vannak, akkor a 102. oldal, Socket programozs cm fejezett javasoljuk az rdekldknek. Egybknt ezt a hivatkozott fejezetet azrt is ajnljuk, mert a szban forg kt esetben a programozs gyakorlatilag ugyanaz. Olyannyira, hogy az itteni pldaprogramokat a hlzati rsz pldinak kis mdostsval ksztjk el. A szervert pldul a 102. oldal, Soros,azaz iteratv cm pont pldjbl:

#include #include #include #include #include #include #include #define SZERVER_SOR_MERET 10#define CTIME_BUFFER_MERET 128intkiszolgal(int kliens){ char buffer[CTIME_BUFFER_MERET] = ""; time_t t = time(NULL); char *ts = ctime_r(&t, buffer); return write(kliens, ts, strlen(ts));}intmain (void){ int kapu_figyelo, kapcsolat, kliensm; struct sockaddr_un szerver, kliens; memset ((void *) &szerver, 0, sizeof (szerver));

47

szerver.sun_family = AF_LOCAL; strncpy (szerver.sun_path, "szerver.socket", sizeof (szerver.sun_path)); if ((kapu_figyelo = socket (PF_LOCAL, SOCK_STREAM, 0)) == -1) { perror ("socket"); exit (EXIT_FAILURE); } if (bind (kapu_figyelo, (struct sockaddr *) &szerver,

sizeof (szerver)) == -1) { perror ("bind"); exit (EXIT_FAILURE); } if (listen (kapu_figyelo, SZERVER_SOR_MERET) == -1) { perror ("listen"); exit (EXIT_FAILURE); } for (;;) { memset ((void *) &kliens, 0, (kliensm = sizeof (kliens))); if ((kapcsolat = accept (kapu_figyelo,

(struct sockaddr *) &kliens, (socklen_t *) & kliensm)) == -1)

{ perror ("accept"); exit (EXIT_FAILURE);}

if (kiszolgal (kapcsolat) == -1){ perror ("kiszolgal");}

close (kapcsolat); }}

A klienst pedig a 132. oldal, C socket kliens cm pont pldjbl:

#include #include #include #include #include #include #define BUFFER_MERET 256intmain (void){ int kapu, olvasva; struct sockaddr_un szerver; char buffer[BUFFER_MERET]; memset ((void *) &szerver, 0, sizeof (szerver)); szerver.sun_family = AF_LOCAL; strncpy (szerver.sun_path, "szerver.socket", sizeof (szerver.sun_path)); if ((kapu = socket (PF_LOCAL, SOCK_STREAM, 0)) == -1)

48

{ perror ("socket"); exit (EXIT_FAILURE); } if (connect (kapu, (struct sockaddr *) &szerver, sizeof (szerver)) == -1) { perror ("connect"); exit (EXIT_FAILURE); } while ((olvasva = read (kapu, buffer, BUFFER_MERET)) > 0) write (1, buffer, olvasva); exit (EXIT_SUCCESS);}

Mit mond a szerver a kvetkez futtatskor, ha nem trljk a ktskor ltrehozott, albbi socket tpus fjlt?

$ ls -l szerver.socketsrwxrwxr-x 1 norbi norbi 0 Oct 31 20:45 szerver.socket

Kifinomultabb szerkezet szerveroldalrl a mr hivatkozott a 102. oldal, Socketprogramozs cm pontjban olvashatunk.

A

$ man 7 unix

tanulmnyozsa mellett nzzk meg, mi trtnik, ha a szerverben s a kliensben elvgezzk az albbi mdostst:

strncpy (szerver.sun_path, "\0szerver.socket", sizeof (szerver.sun_path));

III.1.7.2.1 Feladat ugyanez UDP-velKsztsk el az elz pont kliens-szerver IPC pldjt, de most UDP-t hasznlva,

segtsgl pldul a 148. oldal UDP szerver, kliens cm pontjt megnzve!

#include #include #include #include #include #include #include #include #include #define SZERVER_PORT 2005#define BUFFER_MERET 64intmain (void){

49

int kapu_figyelo, kliensm; char buffer[BUFFER_MERET]; time_t t; struct sockaddr_un szerver, kliens; memset ((void *) &szerver, 0, sizeof (szerver)); szerver.sun_family = AF_LOCAL; strncpy (szerver.sun_path, "szerver.socket", sizeof (szerver.sun_path)); if ((kapu_figyelo = socket (PF_LOCAL, SOCK_DGRAM, 0)) == -1) { perror ("socket"); exit (EXIT_FAILURE); } if (bind (kapu_figyelo, (struct sockaddr *) &szerver,

sizeof (szerver)) == -1) { perror ("bind"); exit (EXIT_FAILURE); } for (;;) { memset ((void *) &kliens, 0, (kliensm = sizeof (kliens)));

if (recvfrom (kapu_figyelo, buffer, BUFFER_MERET, 0, (struct sockaddr *) &kliens, (socklen_t *) & kliensm)

< 0) { perror ("recvfrom"); exit (EXIT_FAILURE); }

t = time (NULL); ctime_r (&t, buffer); if (sendto (kapu_figyelo, buffer, strlen (buffer), 0,

(struct sockaddr *) &kliens, (socklen_t) kliensm) < 0) { perror ("sendto"); exit (EXIT_FAILURE); }

}}

A kliens:

#include #include #include #include #include #include #include #include #include #define SZERVER_PORT 2005#define BUFFER_MERET 64intmain (void){

50

int kapu, olvasva, szerverm; struct sockaddr_un szerver, kliens; char buffer[BUFFER_MERET] = "Mennyi az ido?"; memset ((void *) &szerver, 0, (szerverm = sizeof (szerver))); szerver.sun_family = AF_LOCAL; strncpy (szerver.sun_path, "szerver.socket", sizeof (szerver.sun_path)); if ((kapu = socket (PF_LOCAL, SOCK_DGRAM, 0)) == -1) { perror ("socket"); exit (EXIT_FAILURE); } memset ((void *) &kliens, 0, sizeof (kliens)); kliens.sun_family = AF_LOCAL; strncpy (kliens.sun_path, "kliens.socket", sizeof (kliens.sun_path)); if (bind (kapu, (struct sockaddr *) &kliens, sizeof (kliens)) == -1) { perror ("bind"); exit (EXIT_FAILURE); } if (sendto (kapu, buffer, strlen (buffer), 0,

(struct sockaddr *) &szerver, (socklen_t) szerverm) < 0) { perror ("sendto"); exit (EXIT_FAILURE); } if ((olvasva = recvfrom (kapu, buffer, BUFFER_MERET, 0,

(struct sockaddr *) &szerver, (socklen_t *) & szerverm)) < 0)

{ perror ("recvfrom"); exit (EXIT_FAILURE); } printf("%s", buffer); exit (EXIT_SUCCESS);}

Hasonltsu ssze ezt klienst a 148. oldal UDP szerver, kliens cm pontjnak kliensvel! Mi a klnbsg?

III.1.7.2.2 Anonim socketek

$ man socketpair

Az elz ponthoz hasonlan most is egy daytime jelleg pldt ksztnk. A hlzati rszben hasznlt funkcionaltst a 40. oldal, a A fork() tipikus hasznlata cm pontjnak pldjba ntjk:

#include #include #include

51

#include #include #include #include #define BUFFER_MERET 256#define CTIME_BUFFER_MERET 128intkiszolgal(int kliens){ char buffer[CTIME_BUFFER_MERET] = ""; time_t t = time(NULL); char *ts = ctime_r(&t, buffer); return write(kliens, ts, strlen(ts));}intmain (){ int gyermekem_pid; int sv[2]; if (socketpair (AF_LOCAL, SOCK_STREAM, 0, sv) == -1) { perror ("socketpair"); exit (EXIT_FAILURE); } if ((gyermekem_pid = fork ()) == 0) { char buffer[BUFFER_MERET]; int olvasva; close (sv[1]); olvasva = read (sv[0], buffer, BUFFER_MERET); write (1, buffer, olvasva); close (sv[0]); } else if (gyermekem_pid > 0) { close (sv[0]); kiszolgal (sv[1]); close (sv[1]); } else { exit (EXIT_FAILURE); } return 0;}

Tovbbi pldt tallunk az anonim socketekre a kvetkez pont sszehasonltsnl.

III.1.7.2.3 Csvezetkek

$ man pipe

A plda megvlasztsnl megint csak az elz ponthoz hasonlan jrunk el.

52

#include #include #include #include #include #include #define BUFFER_MERET 256#define CTIME_BUFFER_MERET 128intkiszolgal(int kliens){ char buffer[CTIME_BUFFER_MERET] = ""; time_t t = time(NULL); char *ts = ctime_r(&t, buffer); return write(kliens, ts, strlen(ts));}intmain (){ int gyermekem_pid; int sv[2]; if (pipe (sv) == -1) { perror ("pipe"); exit (EXIT_FAILURE); } if ((gyermekem_pid = fork ()) == 0) { char buffer[BUFFER_MERET]; int olvasva; close (sv[1]); olvasva = read (sv[0], buffer, BUFFER_MERET); write (1, buffer, olvasva); close (sv[0]); } else if (gyermekem_pid > 0) { close (sv[0]); kiszolgal (sv[1]); close (sv[1]); } else { exit (EXIT_FAILURE); } return 0;}

Szinte csak a rendszerhvst rtuk t az elz pldhoz kpest, akkor miben tbb a socketpair() plda, mint a pipe() plda? Ebben:

#include #include #include #include #include #include

53

#include #define BUFFER_MERET 256#define CTIME_BUFFER_MERET 128intkiszolgal(int kliens){ char buffer[CTIME_BUFFER_MERET] = ""; time_t t = time(NULL); char *ts = ctime_r(&t, buffer); return write(kliens, ts, strlen(ts));}intmain (){ int gyermekem_pid; int sv[2]; char buffer[BUFFER_MERET]; int olvasva; if (socketpair (AF_LOCAL, SOCK_STREAM, 0, sv) == -1) { perror ("socketpair"); exit (EXIT_FAILURE); } if ((gyermekem_pid = fork ()) == 0) { close (sv[1]); olvasva = read (sv[0], buffer, BUFFER_MERET); write (1, buffer, olvasva); kiszolgal (sv[0]); close (sv[0]); } else if (gyermekem_pid > 0) { close (sv[0]); kiszolgal (sv[1]); olvasva = read (sv[1], buffer, BUFFER_MERET); write (1, buffer, olvasva); close (sv[1]); } else { exit (EXIT_FAILURE); } return 0;}

III.1.7.2.3.a Jtk az tirnytssal

$ man dup

Induljunk ki a 40. oldal, a A fork() tipikus hasznlata cm pontjnak pldjbl: a gyermek ltal indtott program kimenett juttassuk el a szlnek:

54

#include #include #include #include #define BUFFER_MERET 256intmain (void){ int gyermekem_pid; int sv[2]; if (pipe (sv) == -1) { perror ("pipe"); exit (EXIT_FAILURE); } if ((gyermekem_pid = fork ()) == 0) { close (1); dup (sv[1]); char *args[] = { "/bin/ls", "-l", NULL }; execve ("/bin/ls", args, NULL); exit (0); } else if (gyermekem_pid > 0) { char buffer[BUFFER_MERET]; int olvasva; close (sv[1]); while ((olvasva = read (sv[0], buffer, BUFFER_MERET - 1)) > 0)

write (1, buffer, olvasva); close (sv[0]); } else { exit (EXIT_FAILURE); } return 0;}

III.1.7.3 zenetsorokNzzk meg a linux/msg.h-ban [OS/KO] az msgbuf s az msg_msg struktrk

deklarcijt! Ugyanitt nzzk meg, hogy mekkora a max zenetmret? (MSGMAX)

Megintcsak a 40. oldal, a A fork() tipikus hasznlata cm pontjnak pldjnak programjbl indulunk ki: a gyermek megrja a szlnek, hny az ra.

55

$ man 2 msgget$ man 2 msgop

#include #include #include #include #include #include #include #include #include #define IDO_MERET 48struct ido{ long mtype; char ido[IDO_MERET];};intmain (){ int gyermekem_pid; int uzenetsor; if ((uzenetsor = msgget (ftok (".", 43), IPC_CREAT | S_IRUSR | S_IWUSR)) == -1) { perror ("msgget"); exit (EXIT_FAILURE); } if ((gyermekem_pid = fork ()) == 0) { struct ido ido;

56

bra 8: Az zenetsor megosztsa a pldban.

fork()

Szl g Gyermek g

msgsnd()

msgget()

msgrcv()

time_t t = time (NULL); ctime_r (&t, ido.ido); ido.mtype = 42; if (msgsnd (uzenetsor, &ido, sizeof (struct ido) - sizeof (long), 0))

{ perror ("msgsnd"); exit (EXIT_FAILURE); }

exit (EXIT_SUCCESS); } else if (gyermekem_pid > 0) { struct ido ido; if (msgrcv (uzenetsor, &ido, sizeof (struct ido) - sizeof (long), 42, 0) < 0)

{ perror ("msgrcv"); exit (EXIT_FAILURE); }

printf ("%s", ido.ido); } else { exit (EXIT_FAILURE); } if (msgctl (uzenetsor, IPC_RMID, NULL)) { perror ("msgctl"); exit (EXIT_FAILURE); } return 0;}

llomnyok: /proc/sysvipc/msg, /proc/sys/kernel/msgmax

III.1.7.3.1 Feladatrjunk kt programot, az egyik rja be egy zenetsorba az idt, a msik olvassa ki!

Ami kzs, az az zenet, helyezzk pldul az uzenet.h fjlba:#define IDO_MERET 48struct ido{ long mtype; char ido[IDO_MERET];};

A berakst vgz program:

#include #include #include #include #include

57

#include #include #include #include #include "uzenet.h"intmain (){ int uzenetsor; struct ido ido; time_t t = time (NULL); ctime_r (&t, ido.ido); ido.mtype = 42; if ((uzenetsor = msgget (ftok (".", 43), IPC_CREAT | S_IRUSR | S_IWUSR)) == -1) { perror ("msgget"); exit (EXIT_FAILURE); } if (msgsnd (uzenetsor, &ido, sizeof (struct ido) - sizeof (long), 0)) { perror ("msgsnd"); exit (EXIT_FAILURE); } exit (EXIT_SUCCESS);}

A kivtelt vgz program:

#include #include #include #include #include #include #include #include #include #include "uzenet.h"intmain (){ int uzenetsor; struct ido ido; if ((uzenetsor = msgget (ftok (".", 43), IPC_CREAT | S_IRUSR | S_IWUSR)) == -1) { perror ("msgget"); exit (EXIT_FAILURE); } if (msgrcv (uzenetsor, &ido, sizeof (struct ido) - sizeof (long), 42,

0) < 0) {

58

perror ("msgrcv"); exit (EXIT_FAILURE); } printf ("%s", ido.ido); exit (EXIT_SUCCESS);}

Mi trtnik, ha pldul hromszor futtatjuk a berakst, ngyszer a kivtelt, majd jra a berakst?

Ha vgeztnk a ksrletezssel, ne felejtsk el trlni az zenetsort:

$ ipcs

------ Shared Memory Segments --------key shmid owner perms bytes nattch status

------ Semaphore Arrays --------key semid owner perms nsems

------ Message Queues --------key msqid owner perms used-bytes messages0x2b05582b 32768 norbi 600 0 0$ ipcrm msg 32768resource(s) deleted

Mi trtnik, ha a kt program kzl az egyiket elmsoljuk egy msik knyvtrba s az egyiket innen, a msikat pedig onnan futtatva prbljuk hasznlni az zenetsort?

III.1.7.4 Osztott memriaNzzk meg az asm/shmbuf.h-ban [OS/KO] az shmid64_ds struktra

deklarcijt!

Most is mint az elz pont pldjnl a gyermek megrja a szlnek, hny az ra. Megoldsknt is az emltett, elz pldbl indulunk ki.

59

$ man 2 shmget$ man 2 shmop

#include #include #include #include #include #include #include #include #include #include #define IDO_MERET 48voidebreszto (){ printf ("Ebreszto, Neo!\n");}intmain (){

60

bra 9: Az osztott memria megosztsa a pldban.

fork()

Szl g Gyermek g

strncpy()

shmat()

pause() SIGALRM

printf()

shmget()

int gyermekem_pid; int osztott_memoria; char *osztott_memoria_terulet; if ((osztott_memoria = shmget (ftok (".", 44), 64, IPC_CREAT | S_IRUSR | S_IWUSR)) == -1) { perror ("shmget"); exit (EXIT_FAILURE); } if ((osztott_memoria_terulet = shmat (osztott_memoria, NULL, 0)) < 0) { perror ("shmat"); exit (EXIT_FAILURE); } if ((gyermekem_pid = fork ()) == 0) { char buffer[IDO_MERET]; time_t t = time (NULL); char *p = ctime_r (&t, buffer); strncpy (osztott_memoria_terulet, p, IDO_MERET); sleep (2); kill (getppid (), SIGALRM); if (shmdt (osztott_memoria_terulet) == -1)

{ perror ("shmdt"); exit (EXIT_FAILURE); }

exit (EXIT_SUCCESS); } else if (gyermekem_pid > 0) { signal (SIGALRM, ebreszto); pause (); printf ("%s", osztott_memoria_terulet); if (shmdt (osztott_memoria_terulet) == -1)

{ perror ("shmdt"); exit (EXIT_FAILURE); }

} else { exit (-1); } if (shmctl (osztott_memoria, IPC_RMID, NULL)) { perror ("shmctl"); exit (EXIT_FAILURE); } return 0;}

lltsuk nagyobbra a gyermekben az alvsi idt s kzben:

$ ipcs

61

------ Shared Memory Segments --------key shmid owner perms bytes nattch status0x2c05582b 524290 norbi 600 64 2------ Semaphore Arrays --------key semid owner perms nsems

------ Message Queues --------key msqid owner perms used-bytes messages

llomnyok: /proc/sysvipc/shm

Vlaszoljuk meg a 284. oldal, IPC-vel kapcsolatos krdsek cm fejezetnek krdseit!

III.1.7.4.1 Feladatrjunk kt programot, az egyik rja be az osztott memriatartomnyba az idt, a msik

olvassa azt ki onnan!

Az rst vgz program:

#include #include #include #include #include #include #include #include #include #define IDO_MERET 48intmain (){ int osztott_memoria; char *osztott_memoria_terulet; char buffer[IDO_MERET]; time_t t = time (NULL); char *p = ctime_r (&t, buffer);

if ((osztott_memoria = shmget (ftok (".", 44), 64, IPC_CREAT | S_IRUSR | S_IWUSR)) == -1) { perror ("shmget"); exit (EXIT_FAILURE); } if ((osztott_memoria_terulet = shmat (osztott_memoria, NULL, 0)) < 0) {

62

perror ("shmat"); exit (EXIT_FAILURE); } strncpy (osztott_memoria_terulet, p, IDO_MERET); if (shmdt (osztott_memoria_terulet) == -1) { perror ("shmdt"); exit (EXIT_FAILURE); } exit (EXIT_SUCCESS);}

Az olvasst vgz program:

#include #include #include #include #include #include #include #include #define IDO_MERET 48intmain (){ int osztott_memoria; char buffer[IDO_MERET]; char *osztott_memoria_terulet; if ((osztott_memoria = shmget (ftok (".", 44), 64, IPC_CREAT | S_IRUSR | S_IWUSR)) == -1) { perror ("shmget"); exit (EXIT_FAILURE); } if ((osztott_memoria_terulet = shmat (osztott_memoria, NULL, 0)) < 0) { perror ("shmat"); exit (EXIT_FAILURE); } strncpy (buffer, osztott_memoria_terulet, IDO_MERET); buffer[IDO_MERET] = '\0'; printf ("%s", buffer); if (shmdt (osztott_memoria_terulet) == -1) { perror ("shmdt"); exit (EXIT_FAILURE); } return 0;}

63

III.1.8 Konkurencia

III.1.8.1 POSIX szlak

#include #include void *szal(void *id){ printf("Szal: %d, %d\n", *(int *)id, pthread_self()); *(int *)id *= 2; return id;}intmain(void){ pthread_t sz1, sz2; int s1 = 1, s2 = 2, *r; if(pthread_create(&sz1, NULL, szal, (void *)&s1)) exit(-1); if(pthread_create(&sz2, NULL, szal, (void *)&s2)) exit(-1); pthread_join(sz1, (void *) &r); printf("%d\n", *r); pthread_join(sz2, (void *) &r); printf("%d\n", *r); return 0;}

Hogyan fordtjuk:

$ gcc -lpthread -o pszal1 pszal1.c

III.1.8.1.1 A fork() s pthread sszehasonltsHasonltsuk ssze az albbi kt programot:

III.1.8.1.1.a fork()A fork()-osat:

#include #include #include #include #define FORKOK_SZAMA 1000intmain(void){ int i; int gyermekem_pid; int statusz; clock_t delta = clock(); for(i=0; i

exit(0); } else if(gyermekem_pid > 0) { wait(&statusz); } else { printf("Hiba\n"); exit(-1); } delta = clock() - delta; printf("delta: %f sec\n", (double)delta/CLOCKS_PER_SEC); return 0;}

III.1.8.1.1.b pthread

s a pthread-eset:

#include #include #include #define SZALAK_SZAMA 1000void *szal(void *id){ return id;}intmain(void){ pthread_t sz[SZALAK_SZAMA]; int s[SZALAK_SZAMA], *r, i; unsigned long delta = clock(); for(i=0; i

III.1.8.1.1.c CPU id

man clockman times

A clock() s CLOCKS_PER_SEC-et lsd az elz kt pldban!

Hasznljuk most ezt:

#include #include #include #include #define FORKOK_SZAMA 1000intmain(void){ int i; int gyermekem_pid; int statusz; struct tms tmsbuf1, tmsbuf2; times(&tmsbuf1); for(i=0; i 0) { wait(&statusz); } else { printf("Hiba\n"); exit(-1); } times(&tmsbuf2); printf("%d\n", tmsbuf2.tms_utime-tmsbuf1.tms_utime +tmsbuf2.tms_stime-tmsbuf1.tms_stime); return 0;}

III.1.8.1.2 Pthread-es mutex zrakHogy ltvnyosabb eredmnyeket produkljunk, ennek a fejezetnek a pldit egy tbb

processzoros, az albbi rendszerben futtatjuk. Rszlet a $ top -u nbatfai bl:

Cpu0 : 0.0% user, 0.4% system, 0.0% nice, 99.6% idle Cpu1 : 3.2% user, 0.4% system, 0.0% nice, 96.4% idle Cpu2 : 1.3% user, 0.7% system, 0.0% nice, 98.1% idle Cpu3 : 3.6% user, 0.4% system, 0.0% nice, 96.0% idle Cpu4 : 0.0% user, 1.0% system, 0.0% nice, 98.9% idle

66

Cpu5 : 0.7% user, 0.7% system, 0.0% nice, 98.5% idle

Futtassuk s hasonltsuk ssze az albbi kt programot:

III.1.8.1.2.a Zr nlkl

#include #include #include #define SZALAK_SZAMA 100int szamlalo = 0;voidvar(void){ int i, r = 1+(int) (10000.0*rand()/(RAND_MAX+1.0)); for(i=0; i

} for(i=0; i

fflush(stdout); var(); pthread_mutex_lock(&szamlalo_zar); szamlalo = szamlalo - 1; pthread_mutex_unlock(&szamlalo_zar); } return id;}intmain(void){ pthread_t sz[SZALAK_SZAMA]; int s[SZALAK_SZAMA], *r, i; for(i=0; i

IV. Konkurens programozs

IV.1 Szemaforok

IV.1.1 Programozzunk az ebdel filozfusokkalA feladat [OS/OS 93. oldal, vagy a FG elads] elrendezst a kvetkez bra mutatja:

IV.1.1.1 C-ben szlakkalA kvetkezkben megismerkednk a pthread szemaforokkal s a feltteles vltozkkal

kapcsolatos fggvnyekkel.Kezdjnk el foglalkozni a feladattal, egy filozfust egy szllal jelkpezve:

#include #include #define FILOSZOK_SZAMA 5void *egy_filosz(void *id){ printf("%d. filosz jelen.\n", *(int *)id); fflush(stdout); return id;}intmain(void){ pthread_t filosz_szal[FILOSZOK_SZAMA]; int filosz_szal_arg[FILOSZOK_SZAMA]; int i, *r; for(i=0; i

} return 0;}

Hasznljunk POSIX szemaforokat!

man sem_init

A villkhoz rendelt szemaforokkal jelezzk, hogy szabadok-e:

#include #include #include #define FILOSZOK_SZAMA 5sem_t villa[FILOSZOK_SZAMA];void *egy_filosz(void *id){ int sorszam = *(int *)id; printf("%d. filosz jelen.\n", sorszam); fflush(stdout); for(;;) { sem_wait(villa+sorszam); sem_wait(villa+((sorszam+1) % FILOSZOK_SZAMA)); printf("%d. filosz ebedel.\n", sorszam); fflush(stdout); sem_post(villa+sorszam); sem_post(villa+((sorszam+1) % FILOSZOK_SZAMA)); } return id;}intmain(void){ pthread_t filosz_szal[FILOSZOK_SZAMA]; int filosz_szal_arg[FILOSZOK_SZAMA]; int i, *r; for(i=0; i

$ gcc -lpthread -o filo filo2f.c...3. filosz ebedel.2. filosz ebedel.1. filosz ebedel.0. filosz ebedel.0. filosz ebedel.4. filosz ebedel.

egy darabig elfutkrozik, de aztn lemerevedik s tbb nem ezzel a programmal mr nem esznek a filoszok! Mi okozza a problmt?Mi trtnik, ha mind az t filosz megszerzi az els villja szemaforjt? Tapasztaljuk is meg ezt a szitucit:

sem_wait(villa+sorszam); printf("%d. filosz a 2. sem elott.\n", sorszam); fflush(stdout); sem_wait(villa+((sorszam+1) % FILOSZOK_SZAMA));

Lssuk:

.

.

.2. filosz 2 sem elott.4. filosz 2 sem elott.1. filosz 2 sem elott.3. filosz 2 sem elott.0. filosz 2 sem elott.

Sikerlt elkapnunk egy pomps kimenetet (persze az is elfordulhat, hogy az t X. filosz 2 sem elott. nem ilyen szpen a vgn sorakozik, akkor a hinyzkat fljebb talljuk). Rajzoljuk most le, amit ez a kimenet mutat:

IV.1.1.1.1.a Holtpont

72

bra 11 Ebdel filoszok holtpont

0.

1.

2.

3.

4.1.

2.

0.

3.

4.Ebdlasztal

wait(2.)

wait(3.)

wait(4.)

wait(0.)

wait(1.)

(Egy msik krds, hogy mirt nem dolgozzuk be a sem_init-et tartalmaz ciklust a mr meglvbe?)

Prblkozzunk a problma megoldsval:

#include #include #include #define FILOSZOK_SZAMA 5sem_t villa[FILOSZOK_SZAMA];pthread_mutex_t villak_zar;void *egy_filosz(void *id){ int sorszam = *(int *)id; printf("%d. filosz jelen.\n", sorszam); fflush(stdout); for(;;){ pthread_mutex_lock(&villak_zar); sem_wait(villa+sorszam); sem_wait(villa+((sorszam+1) % FILOSZOK_SZAMA)); pthread_mutex_unlock(&villak_zar); printf("%d. filosz ebedel.\n", sorszam); fflush(stdout); sem_post(villa+sorszam); sem_post(villa+((sorszam+1) % FILOSZOK_SZAMA)); } return id;}intmain(void){ pthread_t filosz_szal[FILOSZOK_SZAMA]; int filosz_szal_arg[FILOSZOK_SZAMA]; int i, *r; for(i=0; i

0. filosz ebedel.4. filosz ebedel.2. filosz ebedel.3. filosz ebedel.1. filosz ebedel.0. filosz ebedel.4. filosz ebedel.2. filosz ebedel.0. filosz ebedel.3. filosz ebedel....

Elemezzk ezt az imnti megoldst! Mi a hibja? Nzzk meg a bevezet brt s folytassik az albbi gondolatmenetet! Tegyk fel, hogy a 0. filosz ebdel s kzben az 1. filosz belp a mutex-el vdett kritikus szakaszba, de a 0. filosz sokig ebdel, gy a 1. villra sokat kell vrni... pedig kzben pldul a 2. filosz ebdelhetne, (persze ha az 1. s 3. ppen nem ebdel.). Tapasztaljuk is meg ezt a szitucit, tartson az ebd 10 msodpercig s rjuk ki, ha egy filosz be/kilpett a kritikus szakaszba/bl:

void *egy_filosz(void *id){ int sorszam = *(int *)id; for(;;){ pthread_mutex_lock(&villak_zar); printf("%d. filosz belepett a kritikus szakaszba.\n", sorszam); fflush(stdout); sem_wait(villa+sorszam); sem_wait(villa+((sorszam+1) % FILOSZOK_SZAMA)); pthread_mutex_unlock(&villak_zar); printf("%d. filosz kilepett a kritikus szakaszbol.\n", sorszam); fflush(stdout); printf("%d. filosz ebedel...\n", sorszam); fflush(stdout); sleep(10); printf("%d. filosz megebedelt.\n", sorszam); fflush(stdout); sem_post(villa+sorszam); sem_post(villa+((sorszam+1) % FILOSZOK_SZAMA)); } return id;}

s valban tapasztaljuk is a fent elgondolt szitucit:

0. filosz belepett a kritikus szakaszba.0. filosz kilepett a kritikus szakaszbol.0. filosz ebedel...1. filosz belepett a kritikus szakaszba.

Itt telik a 10 msodperc...

0. filosz megebedelt.1. filosz kilepett a kritikus szakaszbol.

74

1. filosz ebedel...2. filosz belepett a kritikus szakaszba.

1. filosz megebedelt.2. filosz kilepett a kritikus szakaszbol.2. filosz ebedel...3. filosz belepett a kritikus szakaszba....

Prbljuk ezt a problmt megoldani a sem_trywait() hasznlatval:

man sem_trywait

void *egy_filosz(void *id){ int sorszam = *(int *)id; int nincsmeg_ket_villa = 0; for(;;){ do { pthread_mutex_lock(&villak_zar); nincsmeg_ket_villa = sem_trywait(villa+sorszam); if(nincsmeg_ket_villa == 0) { nincsmeg_ket_villa = sem_trywait(villa+((sorszam+1) % FILOSZOK_SZAMA)); if(nincsmeg_ket_villa != 0) sem_post(villa+sorszam); } pthread_mutex_unlock(&villak_zar); } while (nincsmeg_ket_villa); printf("%d. filosz ebedel...\n", sorszam); fflush(stdout); sleep(10); printf("%d. filosz megebedelt.\n", sorszam); fflush(stdout); sem_post(villa+sorszam); sem_post(villa+((sorszam+1) % FILOSZOK_SZAMA)); } return id;}

Immr egyik filosz sem birtokolja flslegesen a kritikus szakasz zrjt, de a mellett, hogy kt szlunk folyamatosan eszik, a msik hrom prblkozsai felemsztik az sszes prociidt.

.

.

.2. filosz megebedelt.2. filosz ebedel...4. filosz megebedelt.4. filosz ebedel...

2. filosz megebedelt.1. filosz ebedel...4. filosz megebedelt.4. filosz ebedel...

75

1. filosz megebedelt.1. filosz ebedel...4. filosz megebedelt.4. filosz ebedel......

Gondolkodjunk egy proci kml megoldson! Feltteles vltozkkal:

man pthread_cond_wait

#include #include #include #include #define FILOSZOK_SZAMA 5sem_t villa[FILOSZOK_SZAMA];pthread_mutex_t villak_zar = PTHREAD_MUTEX_INITIALIZER;pthread_cond_t villak_letetele = PTHREAD_COND_INITIALIZER;void *egy_filosz(void *id){ int sorszam = *(int *)id, r; int nincsmeg_ket_villa = 0; for(;;){ do { pthread_mutex_lock(&villak_zar); nincsmeg_ket_villa = sem_trywait(villa+sorszam); if(nincsmeg_ket_villa == 0) { nincsmeg_ket_villa = sem_trywait(villa+((sorszam+1) % FILOSZOK_SZAMA)); if(nincsmeg_ket_villa != 0) sem_post(villa+sorszam); } if(nincsmeg_ket_villa) { printf("%d. filosz villara var...\n", sorszam); fflush(stdout); pthread_cond_wait(&villak_letetele, &villak_zar); } pthread_mutex_unlock(&villak_zar); } while (nincsmeg_ket_villa); r = 1+(int) (5.0*rand()/(RAND_MAX+1.0)); printf("%d. filosz ebedel... %d secig\n", sorszam, r); fflush(stdout); sleep(r); printf("%d. filosz megebedelt.\n", sorszam); fflush(stdout); sem_post(villa+sorszam); sem_post(villa+((sorszam+1) % FILOSZOK_SZAMA)); pthread_mutex_lock(&villak_zar); pthread_cond_broadcast(&villak_letetele); pthread_mutex_unlock(&villak_zar); r = 1+(int) (5.0*rand()/(RAND_MAX+1.0)); printf("%d. filosz gondolkodik... %d secig\n", sorszam, r); fflush(stdout); sleep(r);

76

printf("%d. filosz megehezett.\n", sorszam); fflush(stdout); } return id;}intmain(void){ pthread_t filosz_szal[FILOSZOK_SZAMA]; int filosz_szal_arg[FILOSZOK_SZAMA]; int i, *r; for(i=0; i

IV.1.1.3 Java-banrjuk t az elz fejezet pldjt Java nyelvre:

import java.util.concurrent.Semaphore;class Asztal { int hanySzemelyes; Semaphore villak[]; public Asztal(int hanySzemelyes) { this.hanySzemelyes = hanySzemelyes; villak = new Semaphore[hanySzemelyes]; for(int i=0; i

catch(InterruptedException e){}; } }}public class EbedeloFiloszok { public static void main(String args[]) { Asztal asztal = new Asztal(5); Filosz [] filoszok = { new Filosz(0, asztal), new Filosz(1, asztal), new Filosz(2, asztal), new Filosz(3, asztal), new Filosz(4, asztal), }; for(int i=0; i

Monitor.Exit(this); } public void villakLe(int ki) { Monitor.Enter(this); villak[ki].Release(); villak[(ki+1)%hanySzemelyes].Release(); Monitor.PulseAll(this); Monitor.Exit(this); }}class Filosz{ int sorszam; Asztal asztal; public Filosz(int sorszam, Asztal asztal) { this.asztal = asztal; this.sorszam = sorszam; } public void run() { for(;;) { asztal.villakFel(sorszam); Console.WriteLine(sorszam+". ebedel..."); Thread.Sleep(5000); asztal.villakLe(sorszam); Console.WriteLine(sorszam+". gondolkodik..."); Thread.Sleep(5000); } }}class EbedeloFiloszok{ static void Main() { Asztal asztal = new Asztal(5); Filosz [] filosz = { new Filosz(0, asztal), new Filosz(1, asztal), new Filosz(2, asztal), new Filosz(3, asztal), new Filosz(4, asztal), }; ThreadStart [] threadStart = new ThreadStart[filosz.Length]; Thread [] filoszok = new Thread[filosz.Length]; for(int i=0; i

V. Fjlrendszer

V.1 Fjlok s knyvtrak

V.1.1 Infk a fjlokrl

man 2 stat

Figyeljk meg a stat struktra st_size tagjt!

#include #include long int meret(char *nev){ struct stat s; if(stat(nev, &s) == -1) return -1; return s.st_size; // man stat: off_t st_size}int main(int argc, char *argv[]){ while(argc--) printf("%s : %d\n", argv[argc], meret(argv[argc])); return 0;}

Fordtsuk, futtassuk!

$ gcc -o meret meret.c$ ls -ltotal 24-rwxrwxr-x 1 norbi norbi 7209 Oct 30 09:21 meret-rw-rw-r-- 1 norbi norbi 306 Oct 30 09:16 meret.clrwxrwxrwx 1 norbi norbi 7 Oct 30 09:19 meret.c.forrasa -> meret.c$ ./meret meret.c meret.c.forrasa nincs /etc/passwd /boot/vmlinuz-2.6.13.4/boot/vmlinuz-2.6.13.4 : 1943304/etc/passwd : 1816nincs : -1meret.c.forrasa : 306meret.c : 306./meret : 7209

V.1.2 Knyvtrak

man readdir

Figyeljk meg a dirent struktra d_name tagjt!

#include #include #include #include

81

intmain(int argc, char *argv[]){ DIR *dirp; struct dirent *direntp; if(dirp = opendir(".")) { while(direntp = readdir(dirp)) printf("%s\n", direntp->d_name); } else { perror("opendir"); exit(EXIT_FAILURE); } closedir(dirp); exit(EXI