Sistemi operativi - Problema dei produttori e dei consumatori

Una seconda soluzione

• Due vettori:

• buffer [N], che contiene i valori
• stato [N], nel quale ogni cella può contenere tre possibili valori:
• PIENO, se la cella corrispondente nel buffer contiene un valore prodotto;
• VUOTO, se la cella corrispondente non contiene un valore consumabile;
• IN_USO, se la cella corrispondente è oggetto di un processo produttore o consumatore attualmente attivo.

Una seconda soluzione

• Scomposizione del problema in 6 funzioni:
• Richiesta, Produzione e Rilascio per i produttori;
• Richiesta, Consumo e Rilascio per i consumatori.
• Ipotesi semplificativa:
• ogni consumatore è disposto a leggere un qualsiasi messaggio, tra quelli presenti nel buffer.

Strutture dati

# define VUOTO 0
# define PIENO 1
# define IN_USO 2
semaforo messaggio_disponibile=0;
semaforo spazio_disponibile=N;
semaforo mutex_prod=1;
semaforo mutex_cons=1;
messaggio buffer[N];
int stato[N];
/* buffer e stato sono in memoria condivisa */
typedef

char messaggio 9Produttoreint Richiesta_Produttore() {int indice;wait(spazio_disponibile);wait(mutex_prod);indice=0;while (stato[indice]!=VUOTO)indice++;stato[indice]=IN_USO;signal(mutex_prod);return indice; }void Produzione (int indice,messaggio valore){ buffer[indice]=valore;}void Rilascio_Produttore (intindice) {stato[indice]=PIENO;signal (messaggio_disponibile);} 10Consumatoreint Richiesta_Consumatore() {int indice;wait(messaggio_disponibile);wait(mutex_cons);indice=0;while (stato[indice]!=PIENO)indice++;stato[indice]=IN_USO;signal(mutex_cons);return indice; }messaggio Consumo (int indice){ return buffer[indice];}void Rilascio (int indice) {stato[indice]=VUOTO;signal (spazio_disponibile); } 11Commenti• Con questa soluzione puòesistere un parzialeparallelismo tra i produttori:possono coesistere unproduttore che richiede unarisorsa e altri che produconoo rilasciano risorse• Lo stesso vale in manieraanaloga per i consumatori 12Implementazione:Costanti e

PROD, SETVAL, 1);
semctl(mutex, CONS, SETVAL, 1);
…
14Primitivesemaforiche
void wait_sem(int id_sem, int num_sem){
    struct sembuf v_op;
    v_op.sem_num = num_sem;
    v_op.sem_op = -1;
    v_op.sem_flg = SEM_UNDO;
    semop(id_sem, &v_op, 1);
}
void signal_sem(int id_sem, int num_sem){
    struct sembuf v_op;
    v_op.sem_num = num_sem;
    v_op.sem_op = 1;
    v_op.sem_flg = SEM_UNDO;
    semop(id_sem, &v_op, 1);
}
15Funzioni per ilProduttore
int Richiesta_produttore(void){
    int indice;
    wait_sem(sem, PROD);
    wait_sem(mutex, PROD);
    indice = 0;
    while (stato[indice] != VUOTO)
        indice++;
    stato[indice] = IN_USO;
    signal_sem(mutex, PROD);
    return indice;
}
void Produzione(int indice, messaggiovalore){
    buffer[indice] = valore;
}
void Rilascio_produttore(int indice){
    stato[indice] = PIENO;
    signal_sem(sem, CONS);
}
16Funzioni per ilconsumatore
int Richiesta_consumatore(void){
    int indice;
    wait_sem(sem, CONS);
    wait_sem(mutex, CONS);
    indice = 0;
    while (stato[indice] != PIENO)
        indice++;
    stato[indice] = IN_USO;
    signal_sem(mutex, CONS);
    return

indice;

messaggio Consumo(int indice){
    return buffer[indice];
}

void Rilascio_consumatore(int indice){
    stato[indice] = VUOTO;
    signal_sem(sem, PROD);
}

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