Operacje na procesach: tworzenie, sygnały, priorytety, ograniczenia zasobów

Zad.1. (1 punkt - na zajęciach)
Zapoznaj się z programem ps (man ps). Wypróbuj dwa formaty wyświetlania rozszerzonych informacji: -f i -l. Przeczytaj podręcznik polecenia ps aby zrozumieć wyświetlane parametry. Naucz się wybierać zestaw procesów do wyświetlania argumentami opcjonalnymi -u, -t, i -p.

Odpowiedz:

(a) Ile Twoich procesów istniało w systemie w chwili przykładowego wywołania ps? Podaj wywołanie ps wyświetlające te procesy.
(b) Ile procesów sshd istniało w systemie (serwerze) w chwili wykonywania ćwiczenia (sprawdź polecenie pgrep)? Podaj wywołanie ps/pgrep wyświetlające rozszerzoną informację o procesach, z nazwą użytkownika i datą uruchomienia.

Zad.2. (1 punkt - na zajęciach)
W jednym okienku terminala uruchom hierarchię co najmniej trzech procesów, tzn. proces "A", który uruchomi proces potomny "B", który uruchomi proces potomny "C". Mogą to być kolejno uruchamiane interpretery poleceń, albo uruchamiające się kolejno skrypty lub programy. W innym oknie terminala sprawdź programem ps zależności potomków i rodziców w utworzonej hierarchii.

Poleceniem kill zabij proces w środku tej hierarchii ("B"). Sprawdź poleceniem ps co pozostało z pierwotnych procesów, i czy osierocony proces zostanie poprawnie adoptowany przez proces init.

Zad.3. (6 punktów - na zajęciach, lub 2 punkty - w domu)
Zasymuluj działanie projektora i pilota. Pilot wyposażony jest w kilka przycisków wysyłających sygnały sterujące projektorem. Utwórz:

(a) skrypt pilot, który przyjmuje jako argument numer procesu projektora i pozwala użytkownikowi wysłać do projektora następujące sygnały: SIGFPE, SIGWINCH, SIGUSR1 (polecenie kill)
(b) skrypt projektor, który będzie reagował na odbierane sygnały (polecenie trap):
- SIGFPE - sygnał zostanie zignorowany przez projektor,
- SIGWINCH - projektor wypisze na ekranie "WINDOWS CHANGE - redraw" i będzie kontynuował działanie,
- SIGUSR1 - po pierwszym odebraniu sygnału, projektor wyświetli komunikat "Czy na pewno chcesz wyłączyć?" i będzie oczekiwać przez określony czas na drugi sygnał, który spowoduje wyłączenie projektora. Po upływie czasu oczekiwania projektor będzie kontynuował swoje działanie (można więc ponownie próbować wyłączyć projektor, wysyłając sygnał SIGUSR1 dwukrotnie).

Następnie:

(c) sprawdź, że sygnałem SIGKILL możesz zabić proces, a następnie spróbuj go przechwycić w projektorze,
(d) sprawdź, że sygnałem SIGSTOP możesz zatrzymać proces, a sygnałem SIGCONT go wznowić,
(e) sprawdź, że sygnał SIGSTOP daje taki sam efekt jak naciśnięcie klawisza Ctrl+Z na terminalu,
(f) sprawdź, że sygnał SIGCONT daje taki sam efekt jak wykonanie polecenia fg lub bg (którego bardziej?).

Uwaga: trap jest wbudowanym poleceniem shella, i jego wywołanie trochę się różni pod różnymi shellami. Najłatwiej jest wykonać to ćwiczenie przy użyciu Bourne shella (/bin/sh), ponieważ bash wykonuje różne potajemne zabiegi z obsługą sygnałów. Jednak polecenie trap w Bourne shellu jest prymitywne - czytaj man sh.

Zad.4. (2 punkty - na zajęciach, lub 1 punkt - w domu)
Uruchom potok co najmniej trzech poleceń działających przez jakiś zauważalny czas. Mogą to być odpowiednio dobrane polecenia systemowe, lub samodzielnie napisane skrypty. Sprawdź poleceniem ps i odpowiedz jakie zachodzi pokrewieństwo między tymi procesami (jeśli w ogóle zachodzi).

Wskazówka: ponieważ potok służy do przesyłania danych od procesu do procesu, i synchronizuje pracę wszystkich procesów odpowiednio do pojawiających się danych, dobrą metodą generowania demonstracyjnego potoku jest umieszczenie na jego początku procesu, wysyłającego na swoje wyjście stały strumień danych, np. piszącego w pętli co sekundę jakiś krótki komunikat. Kolejne elementy potoku mogą być realizowane przez program cat.

W raporcie odpowiedz na postawione w zadaniu pytanie.

Zad.5. (2 punkty - w domu)
Sprawdź wartości priorytetów procesów i ich liczby nice, a następnie przećwicz obniżanie priorytetu pracującego w tle procesu (nice/renice). Czy potrafisz zademonstrować działanie obniżonego liczbą nice priorytetu?

Wskazówka: skutki obniżenia priorytetu łatwiej jest zaobserwować na starszej maszynie, z mniejszą liczbą procesorów/rdzeni. Spróbuj wykonać taki eksperyment na diablo, który ma tylko 8 fizycznych procesorów. Uruchom na nim silnie obliczeniowy proces np. w 10 (lub więcej) instancjach, i jednej z nich obniż priorytet. Obserwuj zużycie czasu cpu przez procesy. W tym celu przydaje się program top (naucz się ograniczyć go tylko do własnych procesów). Znajdź czas na wykonanie takiego eksperymentu kiedy podobnych działań nie wykonują inni. Ogranicz do minimum czas nadmiernego obciążania tej maszyny, i koniecznie posprzątaj po sobie - zakończ wszystkie testowo uruchomione procesy obliczeniowe.

W raporcie zwięźle opisz wykonane działania i otrzymane wyniki. Podaj polecenie obniżania priorytetu procesu.

Zad.6. (2 punkty - w domu)
Zapoznaj się z poleceniem ulimit. Na początek ustaw ograniczenie liczby procesów na 2 (ulimit -u 2) i uruchom dowolny trywialny program, np. ls. Jaki jest wynik? Jak rozwiązać powstały problem?

Następnie ustaw limit procesów na nieco większą liczbę i napisz skrypt, który w nieskończonej pętli uruchamia kolejne kopie samego siebie w tle. Uruchom skrypt koniecznie w tej powłoce, w której ograniczyłeś/ograniczyłaś maksymalną liczbę procesów! Następnie spróbuj opanować sytuację, czyli pozabijać wszystkie utworzone procesy i powrócić do normalnej pracy.

W raporcie krótko opisz wykonane operacje (podaj polecenia) i uzyskane wyniki, w szczególności rozwiązanie powstałych problemów. Koniecznie posprzątaj po sobie - upewnij się, że zakończone zostały wszystkie testowo uruchamiane procesy!