システムプログラム練習問題 #3

練習問題(301)

以下のプログラムのそれぞれで，コピー元のファイルをサイズが大きなファイルに変更し，バッファサイズを様々に変えて実行時間がどう変化するかを調べよ．

(1) ライブラリ関数を用いてファイルコピーを行うプログラム
(2) fgets, fputs を用いるように(1)を変更したもの
(3) fread, fwrite を用いるように(1)を変更したもの
(4) システムコールを用いてファイルコピーを行うプログラム

バッファサイズとしては，最低1バイトという小さいものから最大128 MB 程度の大きなものまで，対数軸に載るような間隔で少なくとも8つ以上を使用すること．実行時間を計測する際には，同じパラメータで何度か実行して複数の実行時間の平均値をとること．

結果はどうなっただろうか？実行時間の違いについて考察せよ．

プログラムの実行時間は time コマンドを用いて計測することができる．以下の実行例では，実際の経過時間が9.601秒，ユーザ空間での実行に使用された CPU 時間が0.001秒，カーネル空間での実行に使用された CPU 時間が 0.218秒だったという結果が出力されている．

$ time ./a.out

real    0m9.601s
user    0m0.001s
sys     0m0.218s
$

実験の後には，もう使用しない大きなファイルは消去しておくこと！！

練習問題(302)

システムコールを用いてファイルをコピーするプログラムを1文字単位ではなく BUFSIZ 単位で読み書きするように変更しなさい．サイズが BUFSIZ であるデータの読み書きを要求しても，実際に読み書きされるデータのサイズが BUFSIZ 以下になる場合もあることに注意せよ．

練習問題(303)

コマンドライン引数で指定されたファイルの末尾を，コマンドライン引数で指定された行数だけ表示する tail コマンドに似たプログラムを mmap 関数（mmap システムコール）を用いて作りなさい．

行を表示する順序としては，元のファイルでの行の順序をそのまま用いること．
mmap 関数によって割り当てたメモリ領域は munmap 関数（munmap システムコール）によって解放すること．
ファイルの行数が指定された行数よりも小さい場合には全ての行を出力して正常に終了し，異常終了しないこと．
ファイルは ASCII 文字だけからなるテキストファイルであると仮定して良い．
1行内の文字数には（例えば最大80文字とか最大65536文字などの）上限は無いと仮定せよ．すなわち，1行内に何文字あっても常に正しく処理できるようにせよ．

練習問題(304)

utmp ファイルの各エントリの内容を保持するリストを作るプログラムは，utmp ファイルを用いない Mac OS X ではうまく動作しない．そこで，getutxent(3) を用いて10秒おきに utmpx ファイルを読み込み，内容に変更があった場合のみ，変更部分を現在時刻とともに出力するような，Mac OS X で動作するプログラムを作りなさい．このプログラムの出力の一例を以下に示す．出力のフォーマットは各自の好みに合わせて変えて良い．

$ ./a.out

Sat Mar 17 11:12:36 2017
Added:
        |                |        |Tue Mar 14 13:50:12 2017
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Sat Mar 17 11:12:56 2017
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Sat Mar 17 11:13:16 2017
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内容に変更があったかどうかは，ファイルの更新時間ではなく前回読み込んだ内容との比較によって判断するものとする． struct utmpx を含むリスト（linked list）を用いて記憶し，それらを比較対象とするものとする．表示するエントリは，struct utmpx のメンバ ut_type が DEAD_PROCESS ではないもののみとする．

utmpx ファイルを最初から読み込むには setutxent 関数を用いる．
10秒間実行を停止するには sleep 関数を用いる．
現在時刻としては time 関数により得た値を ctime 関数により文字列に変換して表示する．

実行結果は，端末を開いたり閉じたりといった utmpx ファイルの内容を変更する操作を繰り返し，正しく動作していることがわかるものにしなさい．

練習問題(305)