Lab. di Sistemi Operativi
Esercitazioni proposte per la lezione del 15 aprile 2011
Utilizzando il compilatore gcc in Linux e disponendosi in gruppi di due persone per ogni PC del labora- torio.
1. Utilizzare l’editor vim per realizzare il sorgente in linguaggio ”c” di un programma il cui obiettivo sia quello di emettere su stdout il messaggio ”Ciao, mondo!”. Assegnare a tale file sorgente il nome
”es71.c”.
2. Utilizzare il gcc per produrre il file eseguibile corrispondente al comportamento descritto dal sorgente es71.c
3. Quale effetto ha il comando gcc invocato con argomento es71.c? Cosa viene prodotto?
4. Che cosa rappresenta il file a.out?
5. Mettete in esecuzione il file a.out prodotto dal compilatore. Visualizzate l’exit value del processo che ha eseguito a.out e, nel caso in cui non abbiate terminato la funzione main con il return di un valore specifico, modificate il sorgente di conseguenza
6. Perfezioniamo l’invocazione del compilatore: il gcc accetta un numero enorme di opzioni che modificano il proprio comportamento. Possiamo, ad esempio, utilizzare l’opzione -o seguita da un argomento per indurre il compilatore ad assegnare al file prodotto il nome espresso dall’argomento. Ivocare il gcc sul sorgente es71.c in modo che venga generato un file eseguibile di nome es71
7. Mettiamo in esecuzione il nuovo file prodotto dal compilatore. Verifichiamo che i caratteri emessi dalla funzione printf sono realmente diretti su stdout provando a ridirigere alternativamente stdout e stderr su /dev/null.
8. Introduciamo qualche imperfezione nel file sorgente, ad esempio rimuovendo la direttiva include nec- essaria per il prototipo della printf. Come reagisce il compilatore? Cambia qualcosa se aggiungiamo l’opzione -Wall?
9. Come utilizzare le funzioni di output formattato: stampare il valore di una variabile intera con printf (es72.c).
10. Stampare un singolo carattere (es73.c).
11. Stampare un array di caratteri (es74.c).
12. Array e puntatori: Modificare es74.c in modo da stampare anche il valore dell’array come puntatore.
13. Di che tipo `e la variabile array?
14. Possiamo assegnare un valore alla variabile array? Proviamo a farlo modificando opportunamente es74.c.
15. Possiamo avere lvalue dello stesso tipo di array? Creiamo la variabile a2 di tipo char *.
16. a2 e’ una copia di array? Se modifico il contenuto di array cosa avviene a a2?
17. Accesso alla linea di comando: Creare un programma che visualizzi il numero di argomenti presenti nella propria command line (es75.c)
18. Modificare es75.c in modo che venga visualizzato il valore di argv.
19. (30 minuti) es76.c Possibile implementazione del comando head di Unix. Il comando head riporta su stdout le prime linee di un file. In assenza di opzioni sulla command line, le linee stampate sono 10 e il file di input `e stdin. Il comando accetta due opzioni, -n per impostare il numero di linee diverso da 10 e -f per forzare l’apertura di un file diverso da stdin.
20. (45 minuti) es77.c Il filtro deve accettare N parametri che rappresentano nomi di file F1, . . . , FN e riportare su stdout un carattere di ogni file indicato, il primo carattere del primo file F1, l’ultimo carat- tere dell’ultimo file FN, il secondo carattere del secondo file F2, il penultimo carattere del penultimo file FN-1 e cos`ı di seguito. Nel caso in cui un file non abbia numero di caratteri sufficienti a consentire l’estrazione, il filtro deve terminare immediatamente con exit value pari a 1, mentre deve restituire 0 in caso contrario.
21. (45 minuti) es78.c Prova di Fondamenti di informatica del 6 settembre 2000: Si progetti il filtro filtro utilizzando il linguaggio C e le funzioni primitive che consentono di operare sui file. Il programma deve prevedere un singolo parametro (R). Il filtro filtro deve riportare sullo standard output una selezione dei caratteri dello standard input: in particolare, si deve riportare in uscita un carattere se e solo se non compare nella stringa R oppure compare un numero di volte maggiore di 1.
22. (25 minuti) es79.c Modificare es76. in modo da usare getopt. Usare man getopt.
Soluzione
Esercitazioni proposte per la lezione del 15 aprile 2011
Utilizzando il compilatore gcc in Linux e disponendosi in gruppi di due persone per ogni PC del labora- torio.
1. Utilizzare l’editor vim per realizzare il sorgente in linguaggio ”c” di un programma il cui obiettivo sia quello di emettere su stdout il messaggio ”Ciao, mondo!”. Assegnare a tale file sorgente il nome
”es71.c”.
Soluzione:
#include <s t d i o . h>
i n t main ( i n t a r g c , char ∗∗ a r g v ) { p r i n t f ( ” Ciao , mondo ! \ n” ) ; return ( 0 ) ;
}
2. Utilizzare il gcc per produrre il file eseguibile corrispondente al comportamento descritto dal sorgente es71.c
Soluzione:
$ gcc es71.c
3. Quale effetto ha il comando gcc invocato con argomento es71.c? Cosa viene prodotto?
Soluzione:
$ ls -l ...
-rw-r--r-- 1 valealex valealex 94 2006-02-12 21:54 es71.c -rwxr-xr-x 1 valealex valealex 7053 2006-02-12 21:54 a.out ...
4. Che cosa rappresenta il file a.out?
Soluzione:
# Il file a.out contiene la sequenza di istruzioni binarie che il
# microprocessore deve eseguire per produrre il comportamento descritto
# dal file sorgente secondo le regole sintattiche del linguaggio c
5. Mettete in esecuzione il file a.out prodotto dal compilatore. Visualizzate l’exit value del processo che ha eseguito a.out e, nel caso in cui non abbiate terminato la funzione main con il return di un valore specifico, modificate il sorgente di conseguenza
Soluzione:
$ ./a.out
$ echo $?
0
6. Perfezioniamo l’invocazione del compilatore: il gcc accetta un numero enorme di opzioni che modificano il proprio comportamento. Possiamo, ad esempio, utilizzare l’opzione -o seguita da un argomento per indurre il compilatore ad assegnare al file prodotto il nome espresso dall’argomento. Ivocare il gcc sul sorgente es71.c in modo che venga generato un file eseguibile di nome es71
Soluzione:
$ gcc es71.c -o es71
$ ls -l
7. Mettiamo in esecuzione il nuovo file prodotto dal compilatore. Verifichiamo che i caratteri emessi dalla funzione printf sono realmente diretti su stdout provando a ridirigere alternativamente stdout e stderr su /dev/null.
Soluzione:
$ ./es71 > /dev/null
$ ./es71 2> /dev/null Ciao, mondo!
8. Introduciamo qualche imperfezione nel file sorgente, ad esempio rimuovendo la direttiva include nec- essaria per il prototipo della printf. Come reagisce il compilatore? Cambia qualcosa se aggiungiamo l’opzione -Wall?
Soluzione:
$ gcc es71.c -o es71
$ gcc es71.c -o es71 -Wall
# Nella seconda invocazione, si richiede al gcc l’emissione dei
# messaggi di warning (avvertimento) legati al controllo sintattico
# del sorgente. Omettendo l’include, il gcc segnala l’assenza del
# prototipo della funzione printf, effettivamente incluso nel file
# stdio.h
9. Come utilizzare le funzioni di output formattato: stampare il valore di una variabile intera con printf (es72.c).
Soluzione:
/∗ f i l e : e s 7 2 . c ∗/
/∗ j o b : stampa i l v a l o r e d i i , i n t e r o ∗/
/∗ c o m p i l a r e con : g c c −Wall e s 7 2 . c −o e s 7 2 ∗/
#include <s t d i o . h>
i n t i ; /∗ v a r i a b i l e g l o b a l e , d i c h i a r a z i o n e ∗/
i n t main ( i n t a r g c , char ∗∗ a r g v ) { i =0; /∗ a s s e g n a m e n t o ∗/
p r i n t f ( ” i v a l e : %d\n” , i ) ; return ( 0 ) ;
}
10. Stampare un singolo carattere (es73.c).
Soluzione:
/∗ f i l e : e s 7 3 . c ∗/
/∗ j o b : stampa i l v a l o r e d i c , c a r a t t e r e ∗/
/∗ c o m p i l a r e con : g c c −Wall e s 7 3 . c −o e s 7 3 ∗/
#include <s t d i o . h>
char c ; /∗ v a r . g l o b a l e , d i c h i a r a z i o n e ∗/
i n t main ( i n t a r g c , char ∗∗ a r g v ) { c= ’A ’ ; /∗ a s s e g n a m e n t o ∗/
p r i n t f ( ” c v a l e : %c \n” , c ) ; return ( 0 ) ;
}
11. Stampare un array di caratteri (es74.c).
Soluzione:
/∗ f i l e : e s 7 4 . c ∗/
/∗ j o b : stampa un a r r a y d i c h a r ∗/
#include <s t d i o . h>
char a r r a y [ 5 0 ] ; /∗ d i c h i a r a z i o n e , r i s e r v a l o s p a z i o n e c e s s a r i o i n memoria ∗/
i n t main ( i n t a r g c , char ∗∗ a r g v ) {
a r r a y [ 0 ] = ’A ’ ; /∗ a s s e g n a m e n t o a l primo e l e m e n t o ∗/
a r r a y [ 1 ] = ’ \0 ’ ; /∗ s e c o n d o e l e m e n t o , c a r a t t e r e n u l l o c h e r a p p r e s e n t a i l f i n e s t r i n g a ∗/
p r i n t f ( ” a r r a y v a l e %s \n” , a r r a y ) ; return ( 0 ) ;
}
12. Array e puntatori: Modificare es74.c in modo da stampare anche il valore dell’array come puntatore.
Soluzione:
/∗ f i l e : e s 7 4 . c ∗/
/∗ j o b : stampa un a r r a y d i c h a r ∗/
#include <s t d i o . h>
char a r r a y [ 5 0 ] ; /∗ d i c h i a r a z i o n e , r i s e r v a l o s p a z i o n e c e s s a r i o i n memoria ∗/
i n t main ( i n t a r g c , char ∗∗ a r g v ) {
a r r a y [ 0 ] = ’A ’ ; /∗ a s s e g n a m e n t o a l primo e l e m e n t o ∗/
a r r a y [ 1 ] = ’ \0 ’ ; /∗ s e c o n d o e l e m e n t o , c a r a t t e r e n u l l o c h e r a p p r e s e n t a i l f i n e s t r i n g a ∗/
p r i n t f ( ” a r r a y v a l e %s \n” , a r r a y ) ; p r i n t f ( ” a r r a y v a l e %p\n” , a r r a y ) ; return ( 0 ) ;
}
13. Di che tipo `e la variabile array?
Soluzione:
# Come ogni vettore di elementi, la variabile
# array e’ di tipo "puntatore" quindi rappresenta
# un indirizzo in memoria. Con maggiore attenzione,
# possiamo affermare che array e’ un puntatore a
# char (il tipo degli elementi contenuti nel
# vettore) che punta alla locazione occuapata dal
# primo elemento.
14. Possiamo assegnare un valore alla variabile array? Proviamo a farlo modificando opportunamente es74.c.
Soluzione:
/∗ f i l e : e s 7 4 . c ∗/
/∗ j o b : stampa un a r r a y d i c h a r ∗/
#include <s t d i o . h>
char a r r a y [ 5 0 ] ; /∗ d i c h i a r a z i o n e , r i s e r v a l o s p a z i o n e c e s s a r i o i n memoria ∗/
i n t main ( i n t a r g c , char ∗∗ a r g v ) {
a r r a y [ 0 ] = ’A ’ ; /∗ a s s e g n a m e n t o a l primo e l e m e n t o ∗/
a r r a y [ 1 ] = ’ \0 ’ ; /∗ s e c o n d o e l e m e n t o , c a r a t t e r e n u l l o c h e r a p p r e s e n t a i l f i n e s t r i n g a ∗/
p r i n t f ( ” a r r a y v a l e %s \n” , a r r a y ) ; p r i n t f ( ” a r r a y v a l e %p\n” , a r r a y ) ;
a r r a y =(char ∗ ) 0 ; /∗ e r r o r e : a r r a y non l v a l u e ∗/
/∗ un l v a l u e e ’ q u a l c o s a c h e puo ’ t r o v a r s i a l l a s i n i s t r a d i un a s s e g n a m e n t o ( l v a l u e= l e f t v a l u e ) . a r r a y e ’ un
p u n t a t o r e ma d i v a l o r e c o s t a n t e i n q u a n t o p u n t a e p u n t e r a ’ sempre a l l a prima l o c a z i o n e d e l l ’ a r e a d i memoria r i s e r v a t a a l l ’ a t t o d e l l a sua d i c h i a r a z i o n e . Per i l c o m p i l a t o r e a r r a y e ’ a s s i m i l a b i l e ad un s i m b o l o , q u i n d i ad una c o s t a n t e . ∗/
p r i n t f ( ” a r r a y v a l e %p\n” , a r r a y ) ; return ( 0 ) ;
}
15. Possiamo avere lvalue dello stesso tipo di array? Creiamo la variabile a2 di tipo char *.
Soluzione:
/∗ f i l e : e s 7 4 . c ∗/
/∗ j o b : stampa un a r r a y d i c h a r ∗/
#include <s t d i o . h>
char a r r a y [ 5 0 ] ; /∗ d i c h i a r a z i o n e , r i s e r v a
l o s p a z i o n e c e s s a r i o i n memoria ∗/
char ∗ a2 ; /∗ d i c h i a r a z i o n e , r i s e r v a l o s p a z i o p e r un p u n t a t o r e ∗/
i n t main ( i n t a r g c , char ∗∗ a r g v ) { a r r a y [ 0 ] = ’A ’ ;
a r r a y [ 1 ] = ’ \0 ’ ;
a2=a r r a y ; /∗ c o r r e t t o : a2 , v a r i a b i l e d e l l o s t e s s o
t i p o d i a r r a y , v i e n e r e s a u g u a l e ad a r r a y ∗/
p r i n t f ( ” a2 v a l e %s \n” , a2 ) ; p r i n t f ( ” a2 v a l e %p\n” , a2 ) ;
a2=(char ∗ ) 0 ; /∗ c o r r e t t o : a2 e ’ l v a l u e ∗/
p r i n t f ( ” a2 v a l e %p\n” , a2 ) ; return ( 0 ) ;
}
16. a2 e’ una copia di array? Se modifico il contenuto di array cosa avviene a a2?
Soluzione:
# a2 e’ un secondo riferimento alla memoria puntata da array, quindi
# sia a2 che array fanno riferimento alla stessa porzione di memoria.
# a2, quindi, non e’ una copia dell’intero vettore ma solo un nuovo
# riferimento. Se modifico array[2], anche a2[2] sara’ modificato.
17. Accesso alla linea di comando: Creare un programma che visualizzi il numero di argomenti presenti nella propria command line (es75.c)
Soluzione:
/∗ f i l e : e s 7 5 . c ∗/
/∗ j o b : a c c e s s o a l l a command l i n e ∗/
#include <s t d i o . h>
i n t main ( i n t a r g c , char ∗∗ a r g v ) {
p r i n t f ( ” I l v a l o r e d i a r g c e ’ : %d\n” , a r g c ) ; return ( 0 ) ;
}
/∗ L ’ i n t e r f a c c i a d e l l a f u n z i o n e main ( ) r i s p e c c h i a
∗ q u e l l a d e i p r o c e s s i u n i x : i n i n g r e s s o t r o v i a m o
∗ l e i n f o r m a z i o n i ( argc , a r g v ) n e c e s s a r i e p e r a c c e d e r e
∗ a l l a command l i n e ed i n u s c i t a possiamo r i t o r n a r e
∗ un numero i n t e r o ( e x i t v a l u e ) ∗/
18. Modificare es75.c in modo che venga visualizzato il valore di argv.
Soluzione:
/∗ f i l e : e s 7 5 . c ∗/
/∗ j o b : a c c e s s o a l l a command l i n e ∗/
#include <s t d i o . h>
i n t main ( i n t a r g c , char ∗∗ a r g v ) {
p r i n t f ( ” I l v a l o r e d i a r g c e ’ : %d\n” , a r g c ) ; p r i n t f ( ” I l v a l o r e d i a r g v e ’ : %p\n” , a r g v ) ; /∗ a r g v e ’ una v a r i a b i l e d i t i p o p u n t a t o r e ,
∗ i l t i p o d e g l i e l e m e n t i c u i p u n t a e ’ ” c h a r ∗ ” ,
∗ q u i n d i a r g v e ’ un p u n t a t o r e a un p u n t a t o r e
∗ a c a r a t t e r e . a r g v [ 0 ] e ’ i l primo e l e m e n t o
∗ ( p u n t a t o r e a c a r a t t e r e ) d e l v e t t o r e a r g v ∗/
p r i n t f ( ” I l v a l o r e d i a r g v [ 0 ] e ’ : %p\n” , a r g v [ 0 ] ) ; /∗ a r g v [ 0 ] e ’ un p u n t a t o r e a c a r a t t e r e , q u i n d i
∗ p o t r e b b e e s s e r e una s t r i n g a c ∗/
p r i n t f ( ” I l v a l o r e d i a r g v [ 0 ] , come s t r i n g a , e ’ : %s \n” , a r g v [ 0 ] ) ; /∗ a r g v [ 0 ] e ’ l a prima s t r i n g a d e l l a command l i n e ;
∗ i n g e n e r a l e a r g v [ i ] e ’ l a i −esima s t r i n g a d e l l a
∗ command l i n e a p a t t o che i s i a minore d i a r g c ∗/
return ( 0 ) ; }
19. (30 minuti) es76.c Possibile implementazione del comando head di Unix. Il comando head riporta su stdout le prime linee di un file. In assenza di opzioni sulla command line, le linee stampate sono 10 e il file di input `e stdin. Il comando accetta due opzioni, -n per impostare il numero di linee diverso da 10 e -f per forzare l’apertura di un file diverso da stdin.
Soluzione:
/∗ f i l e : e s 7 6 . c ∗/
/∗ comando head ∗/
#include <s t d i o . h>
#include < f c n t l . h>
#include <u n i s t d . h>
#include < s t r i n g . h>
#include < s t d l i b . h>
i n t main ( i n t a r g c , char ∗∗ a r g v ) { char c , ∗ f i l e n a m e ;
i n t l i n e s = 0 , f d i n = 0 , f d o u t = 1 , i = 0 , n = 1 0 ; f o r ( i = 1 ; i < a r g c − 1 ; i ++) {
/∗ c o n t r o l l o −n X ∗/
i f ( strcmp ( a r g v [ i ] , ”−n” ) == 0 ) { n = a t o i ( a r g v [ i + 1 ] ) ;
i ++; /∗ mangia l ’ argomento ∗/
continue ; /∗ p r o s s i m o ∗/
}
i f ( strcmp ( a r g v [ i ] , ”−f ” ) == 0 ) { f i l e n a m e = ( a r g v [ i + 1 ] ) ;
f d i n = open ( f i l e n a m e , O RDONLY ) ; i ++; /∗ mangia l ’ argomento ∗/
i f ( f d i n < 0 ) {
p r i n t f ( ” e r r o r : %s non found . \ n” , f i l e n a m e ) ; return ( 1 ) ;
}
continue ; /∗ p r o s s i m o ∗/
}
p r i n t f ( ” e r r o r i n v a l i d o p t i o n : %s \n” , a r g v [ i ] ) ; return ( 2 ) ;
}
while ( r e a d ( f d i n , &c , 1 ) > 0 ) { i f ( l i n e s < n ) {
w r i t e ( f d o u t , &c , 1 ) ; }
i f ( c == ’ \n ’ ) { l i n e s ++;
} }
return ( 0 ) ; }
20. (45 minuti) es77.c Il filtro deve accettare N parametri che rappresentano nomi di file F1, . . . , FN e riportare su stdout un carattere di ogni file indicato, il primo carattere del primo file F1, l’ultimo carat- tere dell’ultimo file FN, il secondo carattere del secondo file F2, il penultimo carattere del penultimo file FN-1 e cos`ı di seguito. Nel caso in cui un file non abbia numero di caratteri sufficienti a consentire l’estrazione, il filtro deve terminare immediatamente con exit value pari a 1, mentre deve restituire 0 in caso contrario.
Soluzione:
#include <s t d i o . h>
#include < f c n t l . h>
#include <s y s / t y p e s . h>
#include <u n i s t d . h>
i n t main ( i n t a r g c , char ∗∗ a r g v ) { i n t i ;
i n t f d ; char c ;
char nr ;
i f ( a r g c <= 1 ) {
p r i n t f ( ” E r r o r e n e l numero d i p a r a m e t r i \n” ) ; return ( − 1 ) ;
}
i f ( ( ( a r g c − 1 ) % 2 ) != 0 ) {
p r i n t f ( ” E r r o r e numero non p a r i d i p a r a m e t r i \n” ) ; return ( − 2 ) ;
}
f o r ( i = 0 ; i < ( a r g c − 1 ) / 2 ; i ++) {
i f ( ( f d = open ( a r g v [ i + 1 ] , O RDONLY) ) < 0 ) { p u t s ( ” E r r o r e a p e r t u r a f i l e ” ) ;
return ( − 3 ) ; }
l s e e k ( fd , ( long ) i , SEEK SET ) ;
/∗ l s e e k sempre ok , anche s e s u p e r a l a f i n e ∗/
nr = r e a d ( fd , &c , 1 ) ; /∗ c o n t r o l l o r e a d ∗/
i f ( nr ! = 1 ) return ( 1 ) ; w r i t e ( 1 , &c , nr ) ;
i f ( ( f d = open ( a r g v [ a r g c − i − 1 ] , O RDONLY) ) < 0 ) { p u t s ( ” E r r o r e a p e r t u r a f i l e ” ) ;
return ( − 3 ) ; }
/∗ c o n t r o l l o EINVAL ∗/
i f ( l s e e k ( fd , −(long ) ( i + 1 ) , SEEK END) <0) { return ( 1 ) ;
}
nr = r e a d ( fd , &c , 1 ) ;
/∗ ho sempre un c a r a t t e r e s e sono q u i ∗/
w r i t e ( 1 , &c , nr ) ; }
return ( 0 ) ; }
21. (45 minuti) es78.c Prova di Fondamenti di informatica del 6 settembre 2000: Si progetti il filtro filtro utilizzando il linguaggio C e le funzioni primitive che consentono di operare sui file. Il programma deve prevedere un singolo parametro (R). Il filtro filtro deve riportare sullo standard output una selezione dei caratteri dello standard input: in particolare, si deve riportare in uscita un carattere se e solo se non compare nella stringa R oppure compare un numero di volte maggiore di 1.
Soluzione:
/∗ e s 7 8 . c ∗/
#include <u n i s t d . h>
char ∗R ;
i n t c o n t e g g i o [ 2 5 6 ] ;
i n t main ( i n t a r g c , char ∗∗ a r g v ) { i n t i ;
char ch ;
i f ( a r g c ! = 2 ) return ( 1 ) ; R=a r g v [ 1 ] ;
f o r ( i =0; R [ i ] ; i ++) { c o n t e g g i o [ R [ i ] ] + + ;
}
f o r ( ; ; ) {
i f ( r e a d (0 ,& ch , 1 ) ! = 1 ) break ;
i f ( c o n t e g g i o [ ch ] ! = 1 ) w r i t e (1 ,& ch , 1 ) ; }
return ( 0 ) ; }
22. (25 minuti) es79.c Modificare es76. in modo da usare getopt. Usare man getopt.
Soluzione:
/∗ f i l e : e s 7 9 . c ∗/
/∗ comando head con g e t o p t ∗/
#include <s t d i o . h>
#include < f c n t l . h>
#include <u n i s t d . h>
#include < s t r i n g . h>
#include < s t d l i b . h>
i n t main ( i n t a r g c , char ∗∗ a r g v ) { char c ;
i n t l i n e s = 0 , f d i n = 0 , f d o u t = 1 , n = 1 0 ; i n t o pt ;
f o r ( ; ; ) {
o pt=g e t o p t ( a r g c , argv , ”n : f : ” ) ; i f ( o p t==−1) break ;
switch ( o p t ) { case ’ n ’ :
n = a t o i ( o p t a r g ) ; break ;
case ’ f ’ :
f d i n = open ( o p t a r g , O RDONLY ) ; break ;
} }
while ( r e a d ( f d i n , &c , 1 ) > 0 ) { i f ( l i n e s < n ) {
w r i t e ( f d o u t , &c , 1 ) ; }
i f ( c == ’ \n ’ ) { l i n e s ++;
} }
return ( 0 ) ; }
