Lösungsvorschlag zum 1. Übungsblatt Betriebssysteme

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1 UNIVERSITÄT ULM Fakultät für Informatik Verteilte Systeme 'U0LFKDHO6FK WWQHU zum 1. Übungsblatt Betriebssysteme $XIJDEH6SHLFKHUYHUZDOWXQJ/LQX[ :LQGRZV173XQNWH In dieser Aufgabe sollen Sie sich mit den C Compilern unter Linux und Windows NT vertraut machen. a) Schreiben Sie unter Linux mit Hilfe von GCC ein C Programm, welches einen Speicherblock von 4 Byte mit malloc alloziert. Prüfen Sie mit einer Zeigeroperation und einer Schleife wieviel Speicher Ihnen tatsächlich zugeordnet wurde. b) Schreiben Sie das gleiche Programm nun unter Windows NT/2000 mit Hilfe von Visual C++. Verwenden Sie jedoch zum allozieren die Funktion VirtualAlloc. Sie müssen zuerst den Speicher mit MEM_RESERVE reservieren und danach mit MEM_COMMIT den Speicher anfordern. Prüfen Sie wie in a), wieviel Speicher Sie tatsächlich erhalten haben. zu 1.a) #include <stdio.h> #include <stdlib.h> main() { char *p; int i=0; p=malloc(4); while(1) { *(p+i)= 1 ; printf( i=%d\n,i); i++; Übersetzen: gcc mem.c Ausführen:./a.out Bem.: malloc liefert u.u. mehr, da hinter dem allozierten Block zufällig ein weiterer liegt

2 zu 1.b) #include <stdio.h> #include <windows.h> main() { char *b,dummy; int x=0; b=virtualalloc( NULL, // address of region to reserve or commit 4, // size of region MEM_RESERVE, // type of allocation PAGE_READONLY // type of access protection ); b=virtualalloc( b, // address of region to reserve or commit 4, // size of region MEM_COMMIT, // type of allocation PAGE_READONLY // type of access protection ); printf("memory block: %x\n", (int)b); try{ while(1){ dummy=*b++; x++; except(printf("memory block size: %d\n",x), 1){ return 0; Æ Tatsächlich werden 4096 Bytes (eine Kachel) alloziert

3 $XIJDEH6WUDWHJLHQ]XU6SHLFKHUYHUJDEH3XQNWH D (UOlXWHUQ6LHGHQ8QWHUVFKLHG]ZLVFKHQLQWHUQHPXQGH[WHUQHP9HUVFKQLWW E,QHLQHP5HFKQHUVLQGIROJHQGHIUHLH%HUHLFKHLP6SHLFKHUQDFKHLQDQGHUDQJHRUGQHWN%N% N%N%N%N%N%XQGN%:HOFKHU%HUHLFKZLUGEHLHLQHUVXN]HVVLYHQ 6SHLFKHUSODW]DQIRUGHUXQJYRQN%N%N%XQGN%PLWGHQ6WUDWHJLHQ)LUVW)LW%HVW)LWXQG :RUVW)LWDXVJHZlKOWMHZHLOVPLW=HUVFKQHLGXQJ"6NL]]LHUHQ6LH,KUH/ VXQJ F,QGLHVHU7HLODXIJDEHVROOHQ6LHGDVEHUHLWVLQGHU9RUOHVXQJEHKDQGHOWH%XGG\9HUIDKUHQYHUWLHIHQ L %HLHLQHP0%JUR HQ+DXSWVSHLFKHUGHULQLWLDOY OOLJIUHLLVWZHUGHQQDFKIROJHQGH6SHLFKHU RSHUDWLRQHQDXVJHI KUW a1=allocate(1mb); a2=allocate(1.5mb); a3=allocate(400kb); a4=allocate(600kb); a5=allocate(100kb); free(a2); a6=allocate(800kb); free(a3); a7=allocate(1.1mb); free(a4); free(a5); free(a6); free(a1); 9HUGHXWOLFKHQ6LHGHQ$EODXIGHV%XGG\9HUIDKUHQVJUDSKLVFK LL,QHLQHPQDFKGHP%XGG\9HUIDKUHQYHUZDOWHWHQ6SHLFKHUKDEHHLQ%ORFNEGHU/lQJH GLH $GUHVVH[*HEHQ6LHHLQH0HWKRGHRGHU)RUPHO]XU%HVWLPPXQJGHU$GUHVVHGHV]XE JHK ULJHQ%XGG\DQ zu 2.a) interner Verschnitt: - zugeteilter Speicherblock größer als notwendig Æ z.b. ganze Seite Æ Speicherplatz verschwendet - Problem: Tradeoff o Kleine Seitengrösse kleine int. Frag., aber hoher Verwaltungsaufwand o Große Seitengrösse weniger Verwaltungsaufwand und effizienteres Ein/Auslagern der Seiten. externer Verschnitt: - Logischer Speicher fragmentiert - Eine Speicheranforderung kann nicht erfüllt werden, obwohl insgesamt genügend Speicher frei ist - Aber eben nur in mehreren kleinen Stücken - Lösung: Heap-Kompaktifizierung zu 2.b) 19 1 Bem.: Die letzte Anforderung 19kb geht nur bei Best-Fit!

4 zu 2.c) i) 8MB a1=a(1mb) a2=a(1.5mb)=a(2mb) a3=a(400kb)=a(512kb) a4=a(600kb)=a(1mb) a5=a(100kb)=a(128kb) free(a2) a6=a(800kb)=a(1mb) free(a3) a7=a(1.1mb)=a(2mb) free(a4) free(a5) 1MB 2MB 4 MB 1MB 2MB 4 MB 1MB 0,5 2MB 4 MB zu 2.c) ii) Buddy-Address = x XOR (2^k)

5 $XIJDEH/DXI]HLWNHOOHU3XQNWH Übersetzen Sie das nachfolgende Turbo-Pascal Programm und starten es. Das Programm erzeugt einen Dump des Laufzeitkellers, versuchen Sie nun jeden einzelnen Wert im Keller zu verstehen und zu erklären. Beachten Sie bitte, daß der Compiler nur 16-Bit Werte für Rücksprungadressen und BP-Register verwendet TOS mystackptr Offset TOS mystackptr Segment TOS altes BP gesichert TOS TOS BP von PROCEDURE B TOS Parameter 4714 TOS altes BP gesichert TOS TOS BP von PROCEDURE B TOS Parameter 4713 TOS altes BP gesichert TOS TOS Parameter 4712 TOS altes BP gesichert TOS TOS