Description

20190084 권민재

1. Exercise 10.6
What is the output of the following program?

Solution
File Descriptor (이 문서에서 이하 ‘FD’) 0, 1, 2는 이미 할당된 상태이기 때문에, foo.txt와 bar.txt를 Open 했을 때, fd1 , fd2 에는 우선 각각 FD 3, 4가 지정된다. 이후, close(fd2) 를 수행하고 baz.txt를 여는 시점에서 FD 4는 이미 정리되었기 때문에, baz.txt를 Open 한 FD는 4가 지정된다. 즉, fd2를 출력할 때 fd2는 4이다.
Answer

2. Exercise 10.9
Consider the following invocation of the fstatcheck program from Problem 10.8:
You might expect that this invocation of fstatcheck would fetch and display metadata for file foo.txt . However, when we run it on our system, it fails with a “bad file descriptor.” Given this
behavior, fill in the pseudocode that the shell must be executing between the fork and execve calls:

Solution
위와 같은 동작을 수행하기 위해서는, 우선 코드 내에서 foo.txt를 열고, 해당 FD를 dup2 를 이용하여 STDIN으로 redirect 시킨 이후에 execve를 수행하여 fstatcheck의 input으로 들어갈 수 있도록 해야한 다. 아래는 이 과정을 나타낸 답안이다.
Answer

3.
Enumerate the difference between process and thread concisely.
Answer
Process Thread
컴퓨터에서 실행 중인 프로그램이다. 프로세스 안의 컨텍스트에서 실행되는 logical flow 이다.
각 프로세스는 필요한 자원을 시스템으로 부터 모두 할당받기 때문에, 각 프로세스는 private한 주소 공간을 가진다. 각 스레드는 스택 영역만을 할당받고, 코드, 데이터, 힙, 공유 라이브러리, 오픈한 파일 등의 영역은 각 스 레드가 같은 프로세스의 virtual 주소를 공유한다.
다른 프로세스의 자원에 접근하기 위해서 는 IPC 등의 방법을 이용해야 한다. 다른 스레드의 자원에 접근하기 위해서는 공유하는 영역을 이용하면 된다.
어떤 프로세스가 오류로 강제 종료 되어도, 공유하고 있는 자원을 손상시키지 않는 이 상 다른 프로세스에 영향을 미치기 힘들다. 어떤 스레드가 오류로 강제 종료 되면, 이 스레드를 포함하는 프로세스의 다른 모든 스레드가 종료된다.

4.
Explain the role of the following functions.
Function Prototypes are from Linux Man Page.
A. Getaddrinfo
getaddrinfo 함수는 hostnames, host addresses, service names, port numbers를 socket address structure (addrinfo)로 변환하는 역할을 수행한다. 이 함수가 결과값으로서 채워주는 res 가 가리키는 addrinfo 구조체는 소켓 연결에 필요한 정보들을 포함하여 함수 bind나 connection 등을 편리하게 사용할 수 있도록 도와주는 역할을 수행한다. 이 함수는 에러가 나지 않았을 때 0을 반환하고, 아닐 경우 에 에러 코드를 반환한다.

B. Socket
socket 함수는 socket descriptor를 만들기 위한 함수로, 에러가 났을 경우에는 -1을 반환하고 아닐 경
우에는 양수인 descriptor를 반환하는 역할을 수행한다. 이 반환된 descriptor의 소켓은 기본적으로 완 전히 열린 상태는 아니기 때문에, 다른 함수들을 이용해서 소켓을 여는 작업을 마무리해야한다. 인자 domain은 communication domain을 나타내며, 통신에 이용할 protocol family을 지정한다. 인자 type 은 communication semantic을 지정하고, 인자 protocol 은 소켓에 사용될 프로토콜을 지정한 다.

C. Bind

D. Connect
connect 함수는 인자 addr 에 적혀있는 주소로 sockfd 가 나타내는 소켓을 연결하는, 즉 클라이언트
에서 서버와의 연결을 수행하는 역할을 가진다. 이 함수가 실행되는 동안에는 기본적으로 블럭되며, 에 러가 났을 경우에는 -1을 반환하고 아닐 경우에는 0을 반환한다. 에러가 발생하지 않았을 경우, 이제 sockfd가 나타내는 소켓은 읽고 쓸 준비가 완료되며, 이 소켓에는 서버와 클라이언트 각각의 주소와 포
트 정보가 기록된다.

E. Listen
listen 함수는 sockfd 가 나타내는 소켓을 listening socket (passive socket)으로 지정해서 해당 소켓 을 클라이언트로부터 요청을 들을 수 있는 상태로 만드는, 즉 서버와 같은 역할을 수행할 수 있도록 소켓 을 지정하는 역할을 수행한다. 인자 backlog 는 대기하는 연결이 저장될 큐에 최대한 들어갈 수 있는 커 넥션의 개수를 지정한다.

F. Accept
accept 함수는 서버에서 클라이언트로부터의 요청을 기다리가다 요청이 들어오면 conneted
descriptor를 반환하는 역할을 수행한다. sockfd 가 나타내는 listening socket에 대해 클라이언트로부 터의 요청을 기다리다가, 요청이 들어오면 이 함수는 인자 addr이 가리키는 구조체에 정보를 채우고 connected descriptor를 반환하는데, 이를 이용하여 특정 클라이언트와의 연결을 수립할 수 있다.

5. Exercise 12.17

A.
The program in Figure 12.46 has a bug. The thread is supposed to sleep for 1 second and then print a string. However, when we run it on our system, nothing prints. Why?
Answer
exit 를 이용해서 프로그램을 종료하게 되면, 프로세스의 모든 스레드가 종료되게 된다. 그런데, 메인 스레드에서 Pthread_create로 스레드를 만들자마자, exit(0) 을 이용하여 프로그램을 종료하기 때문 에, 다른 스레드에서 Sleep(1) 을 마치기도 전에 모든 스레드가 종료되어 아무것도 출력되지 않는다.

B.
You can fix this bug by replacing the exit function in line 10 with one of two different Pthreads function calls. Which ones?
Answer
exit 대신에 pthread_exit 를 이용하여 종료를 하게 되면, 프로세스를 종료하기 전에 실행 중인 다른
스레드를 대기하기 때문에 exit 를 pthread_exit 로 대체해서 위 버그를 고칠 수 있다. 아니면,
pthread_join(tid) 를 이용해도 된다.

6. Exercise 12.18
Using the progress graph in Figure 12.21, classify the following trajectories as either safe or unsafe.
Figure 12.21. Safe and unsafe trajectories.

A.
Solution. 에서 으로 가는 과정에서 Unsafe region에 들어가기 때문에, safe하지 않다.
Answer. Unsafe

B.

Solution. 전 구간에서 Unsafe region에 들어가지 않기 때문에, 이 trajectory는 safe하다. Answer. Safe

C.
로 가는 과정에서 Unsafe region에 들어가기 때문에, safe하지 않다. Answer. Unsafe