Département
INFormatique
TÉLÉCOM SudParis
2ème
année
TP Noté CSC4508/M2 du 22/06/11
(2ème session)
Modalités
Durée : 1 heure 30Tous documents autorisés.
Les questions 1, 2 et 3 sont indépendantes. Aussi, n'hésitez pas à lire tout le sujet avant de commencer pour déterminer l'ordre dans lequel vous souhaitez traiter les questions.
Le barème est donné à titre indicatif des poids entre les différentes questions.
La « livraison » de votre travail en fin de TP noté se fera par remontée sous Moodle (rubrique « TP noté de 1 heure 30 ») du fichier d'extension
tgz
constitué de
la manière suivante :cd votreRepertoireDeTravailPourCSC4508M2
tar cvfz $USER.tgz TPNote2011Session2
Préparation
cd votreRepertoireDeTravailPourCSC4509M2
cp ~simatic/Cours/CSC4508/tPNote2011Session2.tgz .
tar xvfz tPNote2011Session2.tgz
cd TPNote2011Session2
Question 1 : De l'alignement des structures (6 points)
On considère le programme C suivant :#include <stdlib.h>
typedef struct {
int main() {
typedef struct {
short aShort;
int anInt;
short aShort2;
}
__attribute__((packed,aligned(8))) MaStruct;int anInt;
short aShort2;
int main() {
MaStruct maStruct = {0,0,0};
maStruct.anInt = 1;
return EXIT_SUCCESS;
}maStruct.anInt = 1;
return EXIT_SUCCESS;
Pour chacune des questions ci-dessous, répondez dans le fichier
Q1/reponse1.txt
ou bien sur votre
copie (dans ce
dernier
cas, indiquez dans le fichier Q1/reponse1.txt
« Réponse sur copie- Expliquez le rôle de l'attribut packed dans __attribute__((packed,aligned(8))).
- Expliquez le rôle de l'attribut aligned(8) dans __attribute__((packed,aligned(8))).
- Sur un processeur Intel, ce programme s'exécute
parfaitement. En revanche, sur un processeur ARM d'ancienne génération, ce programme plante
au niveau de l'instruction maStruct.anInt
= 1; en faisant une « Erreur
d'accès mémoire ». Expliquez pourquoi.
- Quels changements proposez-vous dans ce programme pour que l'instruction maStruct.anInt = 1; s'exécute correctement sur processeur ARM ancienne génération ?
Question 2 : Le retour de La Trace du Hourra (4 points)
Dans l'une des questions du TP noté de 2011 (session 1), nous avons étudié l'algorithme de synchronisation des trains fonctionnant sur la montagne russe La Trace du Hourra du Parc Astérix.Rappels (que vous pouvez ne pas lire si vous vous souvenez du TP noté de 2011 [session 1])
La figure 1 modélise cette montagne russe. Elle est constituée de 4 zones:- zoneE est la zone d'Embarquement où les passagers montent et descendent d'un train. zoneE peut contenir au maximum 2 trains.
- zoneA est la zone d'Attente juste avant de pouvoir entrer dans zoneE. Elle ne peut contenir qu'un train.
- zoneH est la zone où un train monte avant de se lancer dans sa descente infernale (c'est donc la zone des Hurlements où les gens crient « Help, je veux descendre ! Non, pas comme çaaaaaaaa... »). Elle ne peut contenir qu'un train.
- zoneG est la zone de Garage du train. Les trains y sont parqués avant d'être injectés dans le circuit zoneE-zoneH-zoneA. NB : dans cet exercice, on suppose qu'une fois qu'un train est sorti de zoneG, il n'y retourne plus jamais.
Figure 1 : Modélisation de la montagne russe « La Trace du Hourra »
- Un train ne peut quitter zoneG que s'il y a de la place dans zoneE.
- Un train ne peut quitter zoneE que si zoneH est vide.
- Un train ne peut quitter zoneH que si zoneA est vide.
- Un train ne peut quitter zoneA que s'il y a de la place dans zoneE.
La question 2 proprement dite
Une personne, que nous dénommerons Candide par la suite, a proposé l'algorithme ci-dessous pour chaque train de cette attraction. Noter que l'algorithme du corrigé du TP noté de 2011 (session 1) et l'algorithme de Candide ne diffèrent que par la valeur d'initalisation du sémaphore zoneE.Semaphore zoneE
initialisé à 1; // Dans le corrigé du TP
noté
// de 2011 (session 1), le
// le sémaphore zoneE était
// initialisé à 2 et non à 1.
Semaphore zoneA initialisé à 1;
Semaphore zoneH initialisé à 1;
Procédure codeTrain()
// de 2011 (session 1), le
// le sémaphore zoneE était
// initialisé à 2 et non à 1.
Semaphore zoneA initialisé à 1;
Semaphore zoneH initialisé à 1;
Procédure codeTrain()
afficher("Je suis dans
zoneG");dormirUnPeu();
P(zoneE);
Tant que VRAI faire
P(zoneE);
Tant que VRAI faire
afficher("Je suis dans la zone
zoneE");dormirUnPeu();
P(zoneH)
V(zoneE);
afficher("Je suis dans la zone zoneH");dormirUnPeu();
P(zoneA);
V(zoneH);
afficher("Je suis dans la zone zoneA");dormirUnPeu();
P(zoneE);
V(zoneA);
Fin Tant queP(zoneH)
V(zoneE);
afficher("Je suis dans la zone zoneH");dormirUnPeu();
P(zoneA);
V(zoneH);
afficher("Je suis dans la zone zoneA");dormirUnPeu();
P(zoneE);
V(zoneA);
Fin Procédure
- Expliquez pourquoi, quand le sémaphore zoneE est initialisé à 1 (au lieu de 2), la zone zoneE ne peut contenir qu'un seul train à la fois.
- Quand le sémaphore zoneE est initialisé à 1 (au lieu de 2), si 3 trains sont injectés dans la montagne russe, ces trois trains n'arrivent pas à circuler. Expliquer pourquoi.
Question 3 : Simulation de La Trace du Hourra (10 points)
Candide, la personne évoquée à la question 2, a développé un programme correspondant à son algorithme (cf. question 2). Dans ce programme, Candide crée NB_TRAINS threads qui exécutent le code de codeTrain() ; le Tant que VRAI faire de l'algorithme est remplacé par un for (nbTours=0 ; nbTours<NB_TOURS ; nbTours++) pour que chaque thread s'arrête après avoir fait NB_TOURS tours de montagne russe.Avant de rentrer dans le vif du sujet, exécutez ce programme : cd Q3-1 ; make ; ./simulationTraceDuHourra
L'affichage permet d'observer la synchronisation des différents trains.
Les trois sous-questions suivantes peuvent être traitées les unes indépendamment des autres.
Question 3-1 : Plusieurs trains dans la zone zoneE (4,5 points)
Comme tous ses sémaphores étaient initialisés à 1, Candide les a implémentés avec des pthread_mutex.Dans cette question, on souhaite pouvoir avoir deux trains en même temps dans la zone zoneE et donc, comme on l'a vu à la question Q2, 3 trains qui circulent en parallèle sur la montagne russe.
Dans simulationTraceDuHourra.c, mettez la valeur de NB_TRAINS à 3 et remplacez le pthread_mutex zoneE par un sémaphore de type sem_t initialisé à (NB_TRAINS - 1).
Question 3-2 : Synchronisation du main avec les threads (3 points)
Dans le code actuel, le main dort après avoir créé les threads. Ainsi, Candide est sûr que tous les threads sont terminés quand le main se réveille et termine son exécution.Dans simulationTraceDuHourra.c, remplacez sleep(20) par une attente explicite de la fin de l'exécution des différents threads.