feat[OS/win4]: сделал эту еб**ую лабу

Reviewed-on: #2

.gitignore

@@ -0,0 +1,55 @@
+# Prerequisites
+*.d
+
+# Object files
+*.o
+*.ko
+*.obj
+*.elf
+
+# Linker output
+*.ilk
+*.map
+*.exp
+
+# Precompiled Headers
+*.gch
+*.pch
+
+# Libraries
+*.lib
+*.a
+*.la
+*.lo
+
+# Shared objects (inc. Windows DLLs)
+*.dll
+*.so
+*.so.*
+*.dylib
+
+# Executables
+*.exe
+*.out
+*.app
+*.i*86
+*.x86_64
+*.hex
+
+# Debug files
+*.dSYM/
+*.su
+*.idb
+*.pdb
+
+# Kernel Module Compile Results
+*.mod*
+*.cmd
+.tmp_versions/
+modules.order
+Module.symvers
+Mkfile.old
+dkms.conf
+
+# debug information files
+*.dwo

OSs/lab-virt-win/CMakeLists.txt

@@ -0,0 +1,11 @@
+cmake_minimum_required(VERSION 3.30)
+
+# Set the project name
+project(
+  lab4_win
+  LANGUAGES C
+  VERSION 0.0.1
+  DESCRIPTION "Лаба на тему виртуальной памяти"
+)
+
+add_executable(out main.c)

OSs/lab-virt-win/README.md

@@ -0,0 +1,35 @@
+# Виртуальная память
+
+Прошу обратить внимание на файлики report.txt и vm.bin. report.txt - место, куда будут сгружаться отчеты потока-монитора, vm.bin - файл, где находится программа для потока-симулятора. Подробнее про его команды можно почитать в методичке. Также прикладывается скрипт на питоне для генерации программ, его описание приложу, когда напишу
+
+# Как запускать
+
+Лаба требует файлов report.txt и vm.bin, и как вы их создадите в общем-то не важно. vm.bin я создавал через SIMASM. report создастся сам. Компилируете лабу любым нормальным для вас способом, она в терминальчик выдаст порядок своих действий. Там 2 потока, один делает вид, что работает с памятью и исполняет команды из vm.bin. Он будет писать какую команду исполнил и успешно ли. Второй поток - монитор, он раз в какое-то время (можно отрегулировать в сорцах) пишет отчетики в report.txt. Там он пишет статистику по занятой памяти, страничному файлу и подобному. Для его более удобного чтения есть скрипт util.py. Он тоже написан за 5 минут, поэтому для него важно, чтобы файл назывался именно report.txt, она помимо свободных страниц выведет еще и процентовку и немного другой инфы, в общем читать это поудобнее будет.
+
+На выходе сейчас у вас должно получиться что запрашивается сколько-то памяти, потом пишется отчет, потом с памятью заигрывается, пишется новый отчет, потом память освобождается и пишется 3 отчет. на самом деле их будет 5 (все будут в одном файле), но это потому что с таймингами особо не угадаешь
+
+В общем-то о том, что происходит в рамках отчета и надо будет рассказать на лабе
+
+Касаемо кода сложно что-то хорошее сказать, только скажу, что не прям все я протестировал, так что если будете заигрывать с чем-то кроме аллокаций и освобождений, то там бог знает что выйдет
+
+# SIMASM
+
+Простой скрипт, фактически просто пачка регулярок, которые из человекочитаемого текста собирают бинарь, который надо по условию задачи
+
+Каждая команда состоит из 5 частей и заканчивается точкой с запятой. Не все команды используют все части, но так как писать нормальный парсер мне лень, а simasm был написан за 10 минут, чтобы я во время тестов по 10 раз байты руками не перекладывал, он требует все поля. Теперь по каждому полю отдельно:
+
+1. Поле, задающее минимальное время от начала процесса, которое должно пройти, прежде чем команда исполнится. Должно указываться в десятичных цифрах и может заканчиваться на 2 суффикса (ms - миллисекунды, s - секунды)
+2. Поле, указывающее адрес региона, над которым будет производиться махинация. регион не должен быть слишком маленьким, потому что первые 64 КБ виртуальной памяти зарезервированы операционкой
+3. Команда. Почти полностью соответствуют командам из методички:
+    - `exit` - выходит из программы, но фактически не используется
+    - `reserve_region` - резервирует какое-то количество памяти (указывается в 4 параметре), отдает страницы, но фактически еще память из системы не забирает. Чтобы ее забрать надо что-то со страницами поделать. Для этого есть `mess_region`
+    - `pass_block` - резервирует регион с `MEM_COMMIT`, не знаю, зачем это надо, но это единственное сходное в методичке что есть
+    - `non_save_block` - аллоцирует страницы, изменения на которых не пойдут на старничный файл
+    - `free_region` - освобождает занятые страницы
+    - `lock_block` - блокирует страницы и препятствует их попаданию в swap
+    - `unlock_block` - разблокирует страницы и разрешает им уходить в swap
+    - `mess_region` - выполняет тупые операции чтения или записи с блоком, чтобы ось его на самом деле выдала, а не просто сказала, что сделала это
+4. Размер области или региона в памяти. Доступны суффиксы Gb - гигабайты, Mb - мегабайты, kb - килобайты
+5. Параметр записи - что разрешается делать со страницами r - только читать, `rw` - читать и писать, `rwe` - читать, писать и исполнять, `re` - читать и исполнять, `e` - только исполнять
+
+если подать флаг `-f FILE` - будет читать из указанного файла команды, иначе будет читать из стандартного потока ввода, если подать `-o OUTPUT` - запишет бинарный вывод в файл, в противном случае выдаст хексы в стандартный вывод

OSs/lab-virt-win/main.c

@@ -0,0 +1,222 @@
+#include <stdio.h>
+#include <windows.h>
+#include <stdint.h>
+
+enum {
+  THREAD_SIM,
+  THREAD_MONITOR,
+  THREAD_NUM
+};
+
+HANDLE threads[THREAD_NUM];
+int threads_params[THREAD_NUM];
+SYSTEM_INFO sys_info;
+
+DWORD WINAPI thread_sim(LPVOID param);
+DWORD WINAPI thread_monitor(LPVOID param);
+
+#define SIMOP_EXIT          0x00
+#define SIMOP_RESERVE       0x01
+#define SIMOP_PASS_BLOCK    0x02
+#define SIMOP_NON_SAVE      0x03
+#define SIMOP_FREE_REG      0x04
+#define SIMOP_RETURN_BLOCK  0x05
+#define SIMOP_LOCK_BLOCK    0x06
+#define SIMOP_UNLOCK_BLOCK  0x07
+#define SIMOP_MESS_REGION   0x08
+
+#define SLEEP_MILLIS 2000
+
+// Некоторые поля увелчены для выравнивания
+struct sim_cmd{
+  uint64_t  millis_offset;
+  uint64_t  op;
+  uint64_t  region;
+  uint64_t  reg_sz;
+  uint64_t  access;
+};
+
+
+int main()
+{
+  int ret = 0;
+  GetSystemInfo(&sys_info);
+  threads[THREAD_SIM] = CreateThread(NULL, 0, thread_sim,
+                                   &threads_params[THREAD_SIM], 0, NULL);
+  if (!threads[THREAD_SIM]) {
+    printf("Couldn't create simulator\n");
+    return EXIT_FAILURE;
+  }
+  threads[THREAD_MONITOR] = CreateThread(NULL, 0, thread_monitor,
+                            &threads_params[THREAD_MONITOR], 0, NULL);
+  if (!threads[THREAD_MONITOR]) {
+    printf("Couldn't create monitor\n");
+    ret = EXIT_FAILURE;
+    goto close_sim_thread;
+  }
+
+  printf("waiting...\n");
+  DWORD status = WaitForMultipleObjects(THREAD_NUM, threads, TRUE, INFINITE);
+  printf("done waiting (%lu).\n", GetLastError());
+
+close_monitor_thread:
+  CloseHandle(&threads[THREAD_MONITOR]);
+close_sim_thread:
+  CloseHandle(&threads[THREAD_SIM]);
+  return ret;
+}
+
+int read_sim_cmd(FILE *src, struct sim_cmd *dest)
+{
+  const size_t cmd_sz = sizeof(struct sim_cmd);
+  size_t bytes_read = fread(dest, sizeof(char), cmd_sz, src);
+  if (bytes_read != cmd_sz) return -ENODATA;
+  return 0;
+}
+
+int write_sim_cmd(FILE *src, struct sim_cmd *dest)
+{
+  const size_t cmd_sz = sizeof(struct sim_cmd);
+  size_t bytes_written = fwrite(dest, sizeof(char), cmd_sz, src);
+  if (bytes_written != cmd_sz) return -ENODATA;
+  return 0;
+}
+
+#define QUIT_NUMBER 'q'
+
+static uint64_t last_clock = 0;
+static int do_cmd(struct sim_cmd *cmd)
+{
+  if (cmd->millis_offset > last_clock) Sleep(cmd->millis_offset - last_clock);
+  switch (cmd->op) {
+    case SIMOP_RESERVE:
+      if (!VirtualAlloc((LPVOID)cmd->region, cmd->reg_sz,
+          MEM_RESERVE | MEM_COMMIT, cmd->access)) {
+        return -ENOMEM;
+      }
+      break;
+    case SIMOP_FREE_REG:
+      if (VirtualFree((LPVOID)cmd->region, cmd->reg_sz, MEM_DECOMMIT) == 0) {
+        return -EFAULT;
+      }
+      break;
+    case SIMOP_LOCK_BLOCK:
+      if (VirtualLock((LPVOID)cmd->region, cmd->reg_sz) == 0) {
+        return -ENOLCK;
+      }
+      break;
+    case SIMOP_UNLOCK_BLOCK:
+      if(VirtualUnlock((LPVOID)cmd->region, cmd->reg_sz) == 0) {
+        return -ENOLCK;
+      }
+      break;
+    case SIMOP_PASS_BLOCK:
+      if (!VirtualAlloc((LPVOID)cmd->region, cmd->reg_sz, MEM_COMMIT, cmd->access)) {
+        return -ENOMEM;
+      }
+      break;
+    case SIMOP_NON_SAVE:
+      if (!VirtualAlloc((LPVOID)cmd->region, cmd->reg_sz,
+                        MEM_RESERVE | MEM_RESET, cmd->access)) {
+        return -ENOMEM;
+      }
+    case SIMOP_RETURN_BLOCK:
+      if (!VirtualFree((LPVOID)cmd->region, 0, MEM_RELEASE)) {
+        printf("error was %lu\n", GetLastError());
+        return -EFAULT;
+      }
+      break;
+    case SIMOP_MESS_REGION:
+      printf("messing with pages...\n");
+      if (cmd->access == PAGE_READWRITE || cmd->access == PAGE_EXECUTE_READWRITE) {
+        printf("memsetting\n");
+        memset((LPVOID)cmd->region, 0x77, cmd->reg_sz);
+      } else if (cmd->access == PAGE_READONLY) {
+#define BUFF_SIZE 256
+        printf("reading to buffer...\n");
+        char buff[BUFF_SIZE] = {0};
+        for (size_t i = 0; i < cmd->reg_sz; i += BUFF_SIZE) {
+          memcpy(buff, &((char*)(cmd->region))[i], BUFF_SIZE);
+        }
+      }
+      break;
+    case SIMOP_EXIT:
+      return QUIT_NUMBER;
+    default:
+      break;
+  }
+  return 0;
+}
+
+
+DWORD WINAPI thread_sim(LPVOID param)
+{
+  DWORD status = 0;
+  FILE *program = fopen("vm.bin", "r");
+  if (!program) {
+    printf("can't open file vm.bin\n");
+    status = EFAULT;
+    goto exit;
+  }
+
+  static struct sim_cmd cmd;
+  while(read_sim_cmd(program, &cmd) == 0) {
+    int ret = do_cmd(&cmd);
+    printf("command (%02llx) done with code (%d)\n", cmd.op, ret);
+    status = abs(ret);
+    if (ret < 0) {
+      break;
+    } else if (ret == QUIT_NUMBER) {
+      status = 0;
+      break;
+    } 
+  }
+
+close_program:
+  fclose(program);
+exit:
+  printf("return from vm\n");
+  return status;
+}
+
+int write_report(FILE *f)
+{
+  MEMORYSTATUS ms;
+  GlobalMemoryStatus(&ms);
+  size_t bytes_written = fprintf(
+      f,
+      "Memory status (Total/Avail):\n"
+      "Physical: %zu/%zu\n"
+      "Virtual: %zu/%zu\n"
+      "Page file: %zu/%zu\n"
+      "Page size (bytes): %lu\n"
+      "Granularity: %lu\n\n",
+      ms.dwTotalPhys, ms.dwAvailPhys,
+      ms.dwTotalVirtual, ms.dwAvailVirtual,
+      ms.dwTotalPageFile, ms.dwAvailPageFile,
+      sys_info.dwPageSize,
+      sys_info.dwAllocationGranularity
+      );
+  if (bytes_written < 1) {
+    return -EFAULT;
+  }
+  return 0;
+}
+
+DWORD WINAPI thread_monitor(LPVOID param)
+{
+  DWORD status = 0;
+  FILE *report = fopen("report.txt", "w");
+  if (!report) {
+    printf("fault\n");
+    status = EFAULT;
+    goto close_report;
+  }
+  for (size_t i = 0; i < 5; i++) {
+    Sleep(SLEEP_MILLIS);
+    printf("report written with status: %d\n", write_report(report));
+  }
+close_report:
+  fclose(report);
+  return status;
+}

OSs/lab-virt-win/simasm.py

@@ -0,0 +1,101 @@
+#/usr/bin/python3
+
+"""
+Маленький скрипт для сборки бинарных файликов для потока-симулятора из +- человекочитаемого текста
+"""
+
+import argparse
+import sys
+import struct
+import re
+
+time_suffixes = {
+        "": 1,
+        "ms": 1,
+        "s":  1000,
+        }
+size_suffiexes = {
+        "": 1,
+        "kb": 2 ** 10,
+        "Mb": 2 ** 20,
+        "Gb": 2 ** 30
+        }
+
+operations = {
+        "exit":             0x00,
+        "reserve_region":   0x01,
+        "pass_block":       0x02,
+        "non_save_block":   0x03,
+        "free_region":      0x04,
+        "return_block":     0x05,
+        "lock_block":       0x06,
+        "unlock_block":     0x07,
+        "mess_region":      0x08
+        }
+
+access = {
+        "page_noaccess":          0x01,
+        "page_readonly":          0x02,
+        "r":                      0x02,
+        "page_readwrite":         0x04,
+        "rw":                     0x04,
+        "page_execute":           0x10,
+        "e":                      0x10,
+        "page_execute_read":      0x20,
+        "re":                     0x20,
+        "page_execute_readwrite": 0x40,
+        "rwe":                    0x40
+        }
+
+def main():
+    parser = argparse.ArgumentParser(prog="simasm")
+    parser.add_argument("--file", "-f", type=str, help="file with program")
+    parser.add_argument("--output", "-o", type=str, help="file to store program")
+    args = parser.parse_args()
+
+    program = ""
+    if args.file:
+        with open(args.file, "r", encoding="utf-8") as f:
+            program = f.read()
+    else:
+        program = sys.stdin.read()
+
+    program = re.sub("#.*$", "", program, flags=re.M)
+    program = " ".join(program.split())
+    lines = list(filter(lambda s: s!="", program.split(";")))
+    binary = bytearray()
+    for line in lines:
+        words = line.split()
+        if len(words) != 5:
+            print("wrong line")
+            sys.exit(1)
+        # timestamp
+        m = re.match(r"(\d+)(\w*)", words[0])
+        assert m
+        time_offset = int(m.group(1)) * time_suffixes[m.group(2)]
+
+        region_in = words[1]
+        region = 0
+        if region_in.startswith("0x"):
+            region = int(region_in, 16)
+        else:
+            region = int(region_in)
+
+        operation = operations[words[2]]
+        
+        m = re.match(r"(\d+)(\w*)", words[3])
+        assert m
+        size = int(m.group(1)) * size_suffiexes[m.group(2)]
+
+        pg_access = access[words[4]]
+
+        binary += struct.pack("QQQQQ", time_offset, operation, region, size, pg_access)
+        
+    if args.output:
+        with open(args.output, "wb") as f:
+            f.write(binary)
+    else:
+        print(binary.hex())
+
+if __name__ == "__main__":
+    main()

OSs/lab-virt-win/test_prograsm.sasm

@@ -0,0 +1,4 @@
+# time | region | operation | size | access
+1000ms 0x010000 reserve_region 1Gb rw;
+3000ms 0x010000 mess_region 1Gb rw;
+3000ms 0x010000 return_block 1Gb rw;

OSs/lab-virt-win/util.py

@@ -0,0 +1,20 @@
+#/usr/bin/python3
+# чтобы удобнее было посмотреть разницу
+
+import re
+
+with open("report.txt", 'r') as f:
+    lines = f.readlines()
+
+while len(lines) > 0:
+    for line in lines[1:4]:
+        line = line.strip()
+        m = re.match(r"([\w ]+): (\d+)/(\d+)", line)
+        assert m
+        name = m.group(1)
+        total = int(m.group(2))
+        avail = int(m.group(3))
+        print(f"{name}: {total}/{avail} ({avail/total*100:.2f}%, "
+              f"delta: {total - avail})")
+    print()
+    lines = lines[7:]

OSs/lab3/README.txt

@@ -0,0 +1 @@
+Здесь я не буду оформлять первый уровень, потому что он фактически выглядит как копипаста. Возможно я потом докину его

OSs/lab3/level-2/Makefile

@@ -0,0 +1,12 @@
+targets = main
+all: $(targets)
+
+main: main.o buff.o
+	$(CC) -o $@ $^ $(CFLAGS)
+
+%.o: %.c
+	$(CC) -c $^ -o $@ $(CFLAGS)
+
+clean:
+	rm -f $(targets)
+	rm -f *.o

OSs/lab3/level-2/README.txt

@@ -0,0 +1,5 @@
+Во продвинутом уровне задания необходимо было реализовать паттерн producer-consumer. Заводится буффер определенного размера, а также потоки, которые в него что-то кладут и потоки, которые из него что-то берут.
+
+Внутри buff.c сокрыта вся магия по синхронизации буффера, постановке на него предметов и прочего. В main же только создаются потоки. Я решил, что producer будет создавать "ключи", а consumer будет их печатать
+
+Чтобы не решать проблемы с зачисткой буффера в конце, семафоры поставлены на таймаут, по истечении которого поток вылетит

OSs/lab3/level-2/buff.c

@@ -0,0 +1,142 @@
+#include <stdio.h>
+#include <semaphore.h>
+#include <string.h>
+#include <pthread.h>
+#include <errno.h>
+
+#include "buff.h"
+
+#define NBUFF 32
+#define TIMEOUT_SECS    5
+#define TIMEOUT_NSECS   0
+
+#define ARR_SIZE(arr) (sizeof(arr)/sizeof(arr[0]))
+
+static void __zero_msg(struct message *msg)
+{
+    memset(msg->msg, 0, sizeof(msg->msg));
+}
+
+static void __copy_msg(struct message *dest, const struct message *src)
+{
+    memcpy(dest->msg, src->msg, sizeof(src->msg));
+}
+
+static struct {
+    pthread_mutex_t msgs_lock;
+    sem_t nstored;
+    sem_t nempty;
+    struct message msgs[NBUFF];
+    size_t cidx; //< consumer offset
+    size_t pidx; //< producer offset
+} buf = {0};
+
+int buf_init(void)
+{
+    int ret = 0;
+    ret = sem_init(&buf.nstored, 0, 0);
+    if (ret) {
+        ret = -EFAULT;
+        goto error;
+    }
+    ret = sem_init(&buf.nempty, 0, ARR_SIZE(buf.msgs));
+    if (ret) {
+        ret = -EFAULT;
+        goto destroy_nstored;
+    }
+    ret = pthread_mutex_init(&buf.msgs_lock, NULL);
+    if (ret) {
+        goto destroy_nempty;
+    }
+    return 0;
+
+destroy_nempty:
+    sem_destroy(&buf.nempty);
+destroy_nstored:
+    sem_destroy(&buf.nstored);
+error:
+    return ret;
+};
+
+int buf_deinit(void)
+{
+    int ret = 0, tmp_ret;
+    if ((tmp_ret = pthread_mutex_destroy(&buf.msgs_lock))) ret = tmp_ret;
+    if ((tmp_ret = sem_destroy(&buf.nempty))) ret = tmp_ret;
+    if ((tmp_ret = sem_destroy(&buf.nstored))) ret = tmp_ret;
+    return ret;
+}
+
+#define __buf_wrap_idx(idx) (idx % ARR_SIZE(buf.msgs))
+#define __buf_consume_ptr (&buf.msgs[__buf_wrap_idx(buf.cidx)])
+#define __buf_produce_ptr (&buf.msgs[__buf_wrap_idx(buf.pidx)])
+
+static int __timeout_to_abs(struct timespec *ts, time_t secs, ssize_t nsec)
+{
+    int ret = timespec_get(ts, TIME_UTC);
+    if (ret != TIME_UTC) return -EFAULT;
+    ts->tv_sec += secs;
+    ts->tv_nsec += nsec;
+    return 0;
+}
+
+static int __sem_timedwait_rel(sem_t *sem, time_t secs, ssize_t nsecs)
+{
+    int ret;
+    struct timespec sem_timeout;
+    ret = __timeout_to_abs(&sem_timeout, secs, nsecs);
+    if (ret) return ret;
+    return sem_timedwait(sem, &sem_timeout);
+}
+
+static int __buf_consume(struct message *dest)
+{
+    int ret = pthread_mutex_lock(&buf.msgs_lock);
+    if (ret) {
+        return -EFAULT;
+    }
+    __copy_msg(dest, __buf_consume_ptr);
+    __zero_msg(__buf_consume_ptr);
+    buf.cidx++;
+    // Осозннано игнорируем ошибки
+    ret = pthread_mutex_unlock(&buf.msgs_lock);
+    return ret;
+}
+
+int buf_consume(struct message *dest)
+{
+    int ret = 0;
+    int semval = 0;
+    ret = __sem_timedwait_rel(&buf.nstored, TIMEOUT_SECS, TIMEOUT_NSECS);
+    if (ret) return ret;
+
+    ret = __buf_consume(dest);
+    if (ret) return ret;
+
+    ret = sem_post(&buf.nempty);
+    return ret;
+}
+
+static int __buf_push(const struct message *src)
+{
+    int ret = pthread_mutex_lock(&buf.msgs_lock);
+    if (ret) {
+        return -EFAULT;
+    }
+    __copy_msg(__buf_produce_ptr, src);
+    buf.pidx++;
+    ret = pthread_mutex_unlock(&buf.msgs_lock);
+    return ret;
+}
+
+int buf_push(const struct message *src)
+{
+    int ret = 0;
+    ret = __sem_timedwait_rel(&buf.nempty, TIMEOUT_SECS, TIMEOUT_NSECS);
+    if (ret) return ret;
+
+    ret = __buf_push(src);
+    if (ret) return ret;
+
+    return sem_post(&buf.nstored);
+}

OSs/lab3/level-2/buff.h

@@ -0,0 +1,16 @@
+#ifndef BUFF_H_
+#define BUFF_H_
+
+#define MSG_MAX_LEN 256
+
+struct message {
+    char msg[MSG_MAX_LEN];
+};
+
+int buf_init(void);
+int buf_deinit(void);
+
+int buf_consume(struct message *dest);
+int buf_push(const struct message *src);
+
+#endif

OSs/lab3/level-2/main.c

@@ -0,0 +1,105 @@
+#include <stdio.h>
+#include <stdlib.h>
+#include <pthread.h>
+#include <stdbool.h>
+#include <unistd.h>
+
+#include "buff.h"
+
+#define ERR_PTR ((void *)1)
+#define VOID_CAST(num) ((void *) num)
+
+#define N_PRODUCERS 16
+#define N_CONSUMERS 1
+#define KEY_LEN     32 // len in chars
+
+const char key_syms[] = "abcdefghigklmnopqrstuvwxyzABCDEFGHIGKLMNOPQRSTUVWXYZ"
+                        "1234567890";
+
+#define ALPHABET_SIZE (sizeof(key_syms) - 1)
+
+pthread_t consumers[N_CONSUMERS] = {0};
+pthread_t producers[N_PRODUCERS] = {0};
+
+/**
+ * Создает "ключи" - наборы "случайных" символов из
+ * списка допустимых
+ */
+void get_key(char key_dest[KEY_LEN])
+{
+    for (size_t i = 0; i < KEY_LEN; i++) {
+        size_t sym_idx = rand() % ALPHABET_SIZE;
+        key_dest[i] = key_syms[sym_idx];
+    }
+}
+
+volatile bool run = true;
+
+void *producer_routine(void *arg)
+{
+    size_t pidx = (size_t) arg;
+    struct message msg = {0};
+    while (run) {
+        get_key(msg.msg);
+        if (buf_push(&msg)) pthread_exit(ERR_PTR);
+        printf("[p%lu] pushed new key\n", pidx);
+        sleep(1);
+    }
+    pthread_exit(NULL);
+}
+
+void *consumer_routine(void *arg)
+{
+    size_t cidx = (size_t) arg;
+    struct message msg = {0};
+    while (run) {
+        if (buf_consume(&msg)) pthread_exit(ERR_PTR);
+        printf("[c%lu] obtained key %s\n", cidx, msg.msg);
+        sleep(1);
+    }
+    pthread_exit(NULL);
+}
+
+int main()
+{
+    if (buf_init()) {
+        printf("failed to init work buffer\n");
+        return EXIT_FAILURE;
+    }
+
+    for (size_t i = 0; i < N_PRODUCERS; i++) {
+        if (pthread_create(&producers[i], NULL,
+                           producer_routine, VOID_CAST(i))) {
+            printf("Failed to create enough consumer threads\n");
+            return EXIT_FAILURE;
+        }
+    }
+    for (size_t i = 0; i < N_CONSUMERS; i++) {
+        if (pthread_create(&consumers[i], NULL,
+                           consumer_routine, VOID_CAST(i))) {
+            printf("Failed to create enough consumer threads\n");
+            return EXIT_FAILURE;
+        }
+    }
+
+    sleep(10);
+    run = false;
+
+    void *ret = NULL;
+    for (size_t i = 0; i < N_PRODUCERS; i++) {
+        if (pthread_join(producers[i], &ret)) {
+            printf("failed to join producer");
+            return EXIT_FAILURE;
+        }
+    }
+    for (size_t i = 0; i < N_CONSUMERS; i++) {
+        if (pthread_join(consumers[i], &ret)) {
+            printf("failed to join consumer");
+            return EXIT_FAILURE;
+        }
+    }
+    // не используем разделяемые ресурсы, так что код возврата
+    // можно игнорировать, linux справится
+    buf_deinit();
+    return EXIT_SUCCESS;
+}

OSs/lab4/part-1/Makefile

@@ -0,0 +1,12 @@
+targets = main
+all: $(targets)
+
+main: main.o
+	$(CC) -o $@ $^ $(CFLAGS)
+
+%.o: %.c
+	$(CC) -c $^ -o $@ $(CFLAGS)
+
+clean:
+	rm -f $(targets)
+	rm -f *.o

OSs/lab4/part-1/main.c

@@ -0,0 +1,99 @@
+#include <stdio.h>
+#include <stdbool.h>
+#include <stdlib.h>
+#include <string.h>
+#include <pthread.h>
+#include <time.h>
+#include <signal.h>
+#include <semaphore.h>
+#include <errno.h>
+
+enum events{
+    EVENT_VICTIM_THREAD_READY,
+    EVENT_PRINT_BUFFER_UPDATED,
+    EVENTS_NR
+};
+
+enum threads_roles {
+    ROLE_VICTIM,
+    ROLE_KILLER,
+    ROLE_PRINTER,
+    ROLES_NR
+};
+
+#define ERR_PTR(ret) ((void*)(long)ret)
+#define PRINTER_TIMEOUT_SECS 2
+
+#define PRINT_BUFF_SIZE 256
+static sem_t sems[EVENTS_NR];
+static pthread_t threads[ROLES_NR];
+static char print_buffer[PRINT_BUFF_SIZE];
+static volatile bool run = true;
+
+void sig_handler(int signal)
+{
+    snprintf(print_buffer, PRINT_BUFF_SIZE, "signal %d recieved", signal);
+    pthread_exit(ERR_PTR(sem_post(&sems[EVENT_PRINT_BUFFER_UPDATED])));
+}
+
+void *killer_thread(void* _)
+{
+    sigset_t ss;
+    sigemptyset(&ss);
+    sigaddset(&ss, SIGUSR1);
+    if (pthread_sigmask(SIG_BLOCK, &ss, NULL))
+        pthread_exit(ERR_PTR(-EFAULT));
+    int ret = sem_wait(&sems[EVENT_VICTIM_THREAD_READY]);
+    if (ret) pthread_exit(ERR_PTR(ret));
+    pthread_exit(ERR_PTR(pthread_kill(threads[ROLE_VICTIM], SIGUSR1)));
+}
+
+void *victim_thread(void* _)
+{
+    int ret = sem_post(&sems[EVENT_VICTIM_THREAD_READY]);
+    if (ret) pthread_exit(ERR_PTR(ret));
+    volatile int x = 0; // for compiler not to optimize infinite loop
+    while (run) {
+        x++;
+    }
+    pthread_exit(NULL);
+}
+
+void *printer_thread(void* _)
+{
+    sigset_t ss;
+    sigemptyset(&ss);
+    sigaddset(&ss, SIGUSR1);
+    if (pthread_sigmask(SIG_BLOCK, &ss, NULL)) pthread_exit(ERR_PTR(-EFAULT));
+    while (run) {
+        struct timespec ts = {0};
+        int ret = timespec_get(&ts, TIME_UTC);
+        if (ret != TIME_UTC) pthread_exit(ERR_PTR(-EFAULT));
+        ts.tv_sec += PRINTER_TIMEOUT_SECS;
+        if (sem_timedwait(&sems[EVENT_PRINT_BUFFER_UPDATED], &ts))
+            pthread_exit(ERR_PTR(-EFAULT));
+        puts(print_buffer);
+        memset(print_buffer, 0, PRINT_BUFF_SIZE);
+    }
+    pthread_exit(NULL);
+}
+
+#define DO_OR_FAIL(cond) if (cond) return EXIT_FAILURE
+
+int main()
+{
+    struct sigaction sa = {
+        .sa_handler = sig_handler,
+    };
+    DO_OR_FAIL(sigaction(SIGUSR1, &sa, NULL));
+    DO_OR_FAIL(sem_init(&sems[EVENT_VICTIM_THREAD_READY], 0, 0));
+    DO_OR_FAIL(sem_init(&sems[EVENT_PRINT_BUFFER_UPDATED], 0, 0));
+    DO_OR_FAIL(pthread_create(&threads[ROLE_KILLER], NULL, killer_thread, NULL));
+    DO_OR_FAIL(pthread_create(&threads[ROLE_PRINTER], NULL, printer_thread, NULL));
+    DO_OR_FAIL(pthread_create(&threads[ROLE_VICTIM], NULL, victim_thread, NULL));
+
+    for (size_t i = 0; i < ROLES_NR; i++) {
+        DO_OR_FAIL(pthread_join(threads[i], NULL));
+    }
+    return EXIT_SUCCESS;
+}

OSs/lab4/part-2/Makefile

@@ -0,0 +1,12 @@
+targets = main
+all: $(targets)
+
+main: main.o
+	$(CC) -o $@ $^ $(CFLAGS)
+
+%.o: %.c
+	$(CC) -c $^ -o $@ $(CFLAGS)
+
+clean:
+	rm -f $(targets)
+	rm -f *.o

OSs/lab4/part-2/main.c

@@ -0,0 +1,43 @@
+#include <signal.h>
+#include <stdio.h>
+#include <stdlib.h>
+#include <unistd.h>
+#include <stdbool.h>
+
+#define SLEEP_TIME 1
+
+volatile int x;
+
+void sigint_handler(int signal)
+{
+    puts("sigint handler");
+    sleep(SLEEP_TIME);
+}
+
+void sigusr1_handler(int signal)
+{
+    puts("sigusr1 handler");
+    kill(getpid(), SIGINT);
+}
+
+#define DO_OR_FAIL(cond) if (cond) return EXIT_FAILURE
+int main()
+{
+    struct sigaction sa_int = {
+        .sa_handler = sigint_handler
+    };
+    struct sigaction sa_usr1 = {
+        .sa_handler = sigusr1_handler
+    };
+    struct sigaction old_sa = {0};
+    DO_OR_FAIL(sigemptyset(&sa_int.sa_mask));
+    DO_OR_FAIL(sigemptyset(&sa_usr1.sa_mask));
+    DO_OR_FAIL(sigaddset(&sa_int.sa_mask, SIGINT));
+    DO_OR_FAIL(sigaddset(&sa_usr1.sa_mask, SIGUSR1));
+    DO_OR_FAIL(sigaction(SIGINT, &sa_int, &old_sa));
+    DO_OR_FAIL(sigaction(SIGUSR1, &sa_usr1, NULL));
+    while (true) {
+        x++; // чтобы не соптимизировался
+    }
+    return EXIT_SUCCESS;
+}

OSs/lab5/part-A/Makefile

@@ -0,0 +1,12 @@
+targets = main
+all: $(targets)
+
+main: main.o
+	$(CC) -o $@ $^ $(CFLAGS)
+
+%.o: %.c
+	$(CC) -c $^ -o $@ $(CFLAGS)
+
+clean:
+	rm -f $(targets)
+	rm -f *.o

OSs/lab5/part-A/main.c

@@ -0,0 +1,132 @@
+#include <unistd.h>
+#include <stdlib.h>
+#include <stdio.h>
+#include <errno.h>
+#include <stdbool.h>
+#include <string.h>
+#include <ctype.h>
+
+#define PIPE_READ_IDX   0
+#define PIPE_WRITE_IDX  1
+
+int client(int fd_read, int fd_write);
+int server(int fd_read, int fd_write);
+
+#define DO_OR_FAIL(cond) if (cond) return EXIT_FAILURE
+int main()
+{
+    int pipe_to_server[2], pipe_to_client[2];
+    DO_OR_FAIL(pipe(pipe_to_server) < 0);
+    DO_OR_FAIL(pipe(pipe_to_client) < 0);
+
+    pid_t client_pid;
+    if ((client_pid = fork()) == 0) { // server
+        DO_OR_FAIL(close(pipe_to_server[PIPE_WRITE_IDX]));
+        DO_OR_FAIL(close(pipe_to_client[PIPE_READ_IDX]));
+
+        DO_OR_FAIL(
+                server(
+                    pipe_to_server[PIPE_READ_IDX],
+                    pipe_to_client[PIPE_WRITE_IDX]
+                    )
+                );
+    }
+    // client
+    DO_OR_FAIL(close(pipe_to_server[PIPE_READ_IDX]));
+    DO_OR_FAIL(close(pipe_to_client[PIPE_WRITE_IDX]));
+
+    DO_OR_FAIL(
+            client(
+                pipe_to_client[PIPE_READ_IDX],
+                pipe_to_server[PIPE_WRITE_IDX]
+                )
+            );
+
+    return 0;
+}
+
+char *ltrim(char *s)
+{
+    while(isspace(*s)) s++;
+    return s;
+}
+
+char *rtrim(char *s)
+{
+    char* back = s + strlen(s);
+    while(isspace(*--back));
+    *(back+1) = '\0';
+    return s;
+}
+
+char *trim(char *s)
+{
+    return rtrim(ltrim(s)); 
+}
+
+#define BUF_SIZE 256
+
+#define DO_OR_PROPAGATE(call, expected, tmp_var) \
+    if ((tmp_var = (call)) != expected)) return tmp_var
+
+/**
+ * Performs client actions
+ *
+ * @fd_read - pipe to read from
+ * @fd_write - pipe to write t\no
+ * 
+ * returns 0 on success or -errno on fail
+ */
+int client(int fd_read, int fd_write)
+{
+    char buf[BUF_SIZE] = {0};
+    if (!fgets(buf, BUF_SIZE, stdin)) return -EFAULT;
+    const char *s = trim(buf);
+    size_t len = strlen(s);
+    ssize_t n_written = write(fd_write, s, len);
+    if (n_written < 0 || n_written < len) {
+        return -EFAULT;
+    }
+    memset(buf, 0, BUF_SIZE);
+    size_t n;
+    while ((n = read(fd_read, buf, BUF_SIZE)) > 0) {
+        len = strlen(buf);
+        n_written = fwrite(buf, sizeof(buf[0]), strlen(buf), stdout);
+        if (n_written < 0 || n_written < len) {
+            return -EFAULT;
+        }
+        memset(buf, 0, sizeof(buf));
+    }
+    return 0;
+}
+
+/**
+ * Performs server actions
+ *
+ * @fd_read - pipe to read from
+ * @fd_write - pipe to write to
+ *
+ * returns 0 on success or -errno on fail
+ */
+int server(int fd_read, int fd_write)
+{
+    char buf[BUF_SIZE] = {0};
+    size_t n = read(fd_read, buf, BUF_SIZE);
+    if (n == 0) return -EFAULT;
+    FILE *f = fopen(buf, "r");
+    // не 100% правильно, но наиболее вероятно
+    if (f == NULL) {
+        const char error_msg[] = "Can't open requested file\n";
+        write(fd_write, error_msg, sizeof(error_msg));
+        goto epilog;
+    }
+
+    while ((n = fread(buf, sizeof(buf[0]), BUF_SIZE, f)) > 0) {
+        write(fd_write, buf, n);
+        memset(buf, 0, sizeof(buf));
+    }
+
+epilog:
+    fclose(f);
+    return 0;
+}

OSs/lab5/part-B/Makefile

@@ -0,0 +1,15 @@
+targets = server client
+all: $(targets)
+
+server: server.o
+	$(CC) -o $@ $^ $(CFLAGS)
+
+client: client.o
+	$(CC) -o $@ $^ $(CFLAGS)
+
+%.o: %.c
+	$(CC) -c $^ -o $@ $(CFLAGS)
+
+clean:
+	rm -f $(targets)
+	rm -f *.o

OSs/lab5/part-B/client.c

@@ -0,0 +1,80 @@
+#include <unistd.h>
+#include <stdio.h>
+#include <string.h>
+#include <sys/stat.h>
+#include <errno.h>
+#include <ctype.h>
+#include <fcntl.h>
+
+#include "common.h"
+
+int client(int fd_read, int fd_write);
+
+int main()
+{
+    int read_fd, write_fd;
+    FAIL_ON((write_fd=open(FIFO_SERVER_PATH, O_WRONLY)) < 0);
+    FAIL_ON((read_fd=open(FIFO_CLIENT_PATH, O_RDONLY)) < 0);
+
+    FAIL_ON(client(read_fd, write_fd));
+
+    FAIL_ON(unlink(FIFO_SERVER_PATH) < 0);
+    printf("unlinked %s\n", FIFO_SERVER_PATH);
+    FAIL_ON(unlink(FIFO_CLIENT_PATH) < 0);
+    printf("unlinked %s\n", FIFO_CLIENT_PATH);
+
+    return EXIT_SUCCESS;
+}
+
+#define BUF_SIZE 256
+
+char *ltrim(char *s)
+{
+    while(isspace(*s)) s++;
+    return s;
+}
+
+char *rtrim(char *s)
+{
+    char* back = s + strlen(s);
+    while(isspace(*--back));
+    *(back+1) = '\0';
+    return s;
+}
+
+char *trim(char *s)
+{
+    return rtrim(ltrim(s)); 
+}
+
+/**
+ * Performs client actions
+ *
+ * @fd_read - pipe to read from
+ * @fd_write - pipe to write t\no
+ * 
+ * returns 0 on success or -errno on fail
+ */
+int client(int fd_read, int fd_write)
+{
+    char buf[BUF_SIZE] = {0};
+    if (!fgets(buf, BUF_SIZE, stdin)) return -EFAULT;
+    const char *s = trim(buf);
+    size_t len = strlen(s);
+    ssize_t n_written = write(fd_write, s, len);
+    if (n_written < 0 || n_written < len) {
+        return -EFAULT;
+    }
+    memset(buf, 0, BUF_SIZE);
+    size_t n;
+    struct custom_ds ds;
+    while ((n = recv_msg(fd_read, &ds)) > 0) {
+        len = ds.hdr.len;
+        n_written = fwrite(ds.msg, sizeof(ds.msg[0]), len, stdout);
+        if (n_written < 0 || n_written < len) {
+            return -EFAULT;
+        }
+        memset(buf, 0, sizeof(buf));
+    }
+    return 0;
+}

OSs/lab5/part-B/common.h

@@ -0,0 +1,45 @@
+#ifndef COMMON_H_
+#define COMMON_H_
+
+#include <stdlib.h>
+#include <unistd.h>
+#include <errno.h>
+
+#define FIFO_SERVER_PATH "/tmp/fifo.to_server" // server reads this file
+#define FIFO_CLIENT_PATH "/tmp/fifo.to_client" // client reads this file
+
+#define __DATA_STRUCT_MSG_LEN 4096
+
+enum ds_types {
+    DS_MESSAGE,
+    DS_FAIL
+};
+
+struct custom_ds {
+    struct {
+        long len;
+        long type;
+    } hdr;
+    char msg[__DATA_STRUCT_MSG_LEN];
+};
+
+static inline ssize_t send_msg(int fd, const struct custom_ds *ds)
+{
+    return write(fd, ds, sizeof(ds->hdr) + ds->hdr.len);
+}
+
+static inline ssize_t recv_msg(int fd, struct custom_ds *reciever)
+{
+    size_t n_hdr = read(fd, reciever, sizeof(reciever->hdr));
+    if (n_hdr == 0) return 0; // eof reached
+    if (n_hdr != sizeof(reciever->hdr)) return -ENOMSG;
+    if (reciever->hdr.len == 0) return 0;
+
+    size_t n_payload = read(fd, &reciever->msg, reciever->hdr.len);
+    if (n_payload != reciever->hdr.len) return -EFAULT;
+    return n_hdr + n_payload;
+}
+
+#define FAIL_ON(cond) if (cond) return EXIT_FAILURE
+
+#endif

OSs/lab5/part-B/server.c

@@ -0,0 +1,66 @@
+#include <stdio.h>
+#include <string.h>
+#include <sys/stat.h>
+#include <fcntl.h>
+#include <errno.h>
+
+#include "common.h"
+
+int server(int fd_read, int fd_write);
+
+int main()
+{
+    FAIL_ON(mknod(FIFO_SERVER_PATH, S_IFIFO | 0666, 0) < 0);
+    printf("created %s\n", FIFO_SERVER_PATH);
+    FAIL_ON(mknod(FIFO_CLIENT_PATH, S_IFIFO | 0666, 0) < 0);
+    printf("created %s\n", FIFO_CLIENT_PATH);
+
+    int read_fd, write_fd;
+    FAIL_ON((read_fd=open(FIFO_SERVER_PATH, O_RDONLY)) < 0);
+    FAIL_ON((write_fd=open(FIFO_CLIENT_PATH, O_WRONLY)) < 0);
+
+    return server(read_fd, write_fd);
+}
+
+#define BUF_SIZE 256
+
+/**
+ * Performs server actions
+ *
+ * @fd_read - pipe to read from
+ * @fd_write - pipe to write to
+ *
+ * returns 0 on success or -errno on fail
+ */
+int server(int fd_read, int fd_write)
+{
+    char buf[BUF_SIZE] = {0};
+    size_t n = read(fd_read, buf, BUF_SIZE);
+    if (n == 0) return -EFAULT;
+    FILE *f = fopen(buf, "r");
+    // не 100% правильно, но наиболее вероятно
+    if (f == NULL) {
+        const char error_msg[] = "Can't open requested file\n";
+        struct custom_ds payload = {
+            .hdr.len = sizeof(error_msg),
+            .hdr.type = DS_FAIL,
+        };
+        strncpy(payload.msg, error_msg, sizeof(error_msg));
+        send_msg(fd_write, &payload);
+        goto epilog;
+    }
+
+    while ((n = fread(buf, sizeof(buf[0]), BUF_SIZE, f)) > 0) {
+        struct custom_ds payload = {
+            .hdr.len = n,
+            .hdr.type = DS_MESSAGE,
+        };
+        strncpy(payload.msg, buf, n);
+        send_msg(fd_write, &payload);
+        memset(buf, 0, sizeof(buf));
+    }
+
+epilog:
+    fclose(f);
+    return 0;
+}