Problemi di mutua esclusione nel modello a memoria comune

Problemi di mutua esclusione nel modello a memoria comune

VI) Scrivere una applicazione concorrente che implementi il problema dei  Lettori/Scrittori nella variante che prevede che essi accedano ad un pool di buffer di memoria condivisa, con attesa indefinita sia dei processi scrittori che dei processi lettori.

Descrizione: Il programma seguente implementa il problema dei Lettori/Scrittori (più di uno) nel caso in cui si assuma che sia i processi lettori che i processi scrittori abbiano (quando attivi) la massima priorità sui processi dell'altra categoria, sicché ambedue le classi di processi possono subire starvation. I vincoli possono essere così riassunti:

Il processo scrittore attivo opera ogni volta una "sovrascrittura" del contenuto del buffer.

Finchè è attivo un processo scrittore i processi lettori e gli altri processi scrittori devono attendere (a garanzia della consistenza del contenuto del buffer).

Finchè sono attivi uno o più processi lettori i processi scrittori devono attendere, e finquando è attivo almeno un processo lettore tutti i processi lettori che sopraggiungono hanno diritto di prelazione rispetto ad eventuali processi scrittori già in attesa.

Finchè è attivo un processo scrittore i processi lettori devono attendere, e finquando è attivo almeno un processo scrittore tutti i processi scrittori che sopraggiungono hanno diritto di prelazione rispetto ad eventuali processi lettori già in attesa.

 Semafori.H (L'implementazione è quella indicata per il programma I)

#include <sys/types.h> 

#include <sys/ipc.h>

#include <sys/sem.h>

void Init_Sem(int, int);          //Inizializza Semaforo

void Wait_Sem(int, int);        //Wait su Semaforo

void Signal_Sem(int, int);     //Signal su Semaforo

int Awaiting_Sem(int, int);    //Restituisce il numero di processi in attesa su Semaforo

 Lett_Scrit_Starv.H

#include <stdio.h>

#include"semafori.h"

typedef struct Buffer;

void Init_Buffer(Buffer*);       //Inizializza il vettore

void Init_Semafori(int);           //Inizializza i semafori

void Inizio_Lettura(Buffer*, int);                              //Acquisizione del buffer in lettura

char Lettura(Buffer*); //Lettura del buffer

void Fine_Lettura(Buffer*, int);                                //Rilascio del buffer dopo una lettura

void Inizio_Scrittura(Buffer*, int);                           //Acquisizione del buffer per la scrittura

void Scrittura(char, Buffer*);  //Scrittura del buffer

void Fine_Scrittura(Buffer*, int);                             //Rilascio del buffer dopo una scrittura

 Lett_Scrit_Starv.C

#include "Lett_Scrit_Starv.h"    

#define MUTEX_LETT 0                    //Definizione di MACRO per l'accesso ai semafori

#define MUTEX_SCRIT 1

#define MUTEX 2

#define SYNCH 3

#define INITIALIZE(S,V) Init_Sem(ID_Sem,S,V)

#define WAIT(S) Wait_Sem(ID_Sem,S)

#define SIGNAL(S) Signal_Sem(ID_Sem,S)

void Init_Buffer(Buffer* B)

void Init_Semafori(int ID_Sem)

void Inizio_Lettura(Buffer* B, int ID_Sem)

SIGNAL(MUTEX_LETT);

char Lettura(Buffer* B)

void Fine_Lettura(Buffer* B, int ID_Sem)

SIGNAL(MUTEX_LETT);

void Inizio_Scrittura(Buffer* B, int ID_Sem)

SIGNAL(MUTEX_SCRIT);

WAIT(MUTEX);

void Scrittura(char value, Buffer* B)

void Fine_Scrittura(Buffer* B, int ID_Sem)

SIGNAL(MUTEX_SCRIT);

 Programma VI.C

#include <stdio.h>         

#include <sys/shm.h>     

#include <sys/wait.h>         

#include 'lett_scrit_starv.h'

#define DIM sizeof(Buffer) //Dimensione dell'area di memoria condivisa

#define NUM_LETT 5   //Numero di processi lettori

#define NUM_SCRIT 2                                  //Numero di processi scrittori

void main()

Ptr_Buf=(Buffer*)shmat(ID_Buf, 0, 0); //Il segmento allocato viene annesso al segmento dati

//del processo al primo indirizzo disponibile così come

//specificato dal sistema

if (Ptr_Buf==(Buffer*)-1)

Init_Buffer(Ptr_Buf); //Inizializzazione del Buffer

//----- CREAZIONE SEMAFORI -----

key_t Key_Sem=IPC_PRIVATE; //Chiave del semaforo/i

int ID_Sem; //Identificatore del semaforo/i

ID_Sem=semget(Key_Sem, 4, IPC_CREAT|0664); //Viene allocato un gruppo di semafori di cardinalità 4,

//viene associato al gruppo un ID e viene creata una

//struttura dati ausiliaria che consenta di gestirlo

//RW per User, RW per Gruppo, R only per Others

if (ID_Sem==-1)

Init_Semafori(ID_Sem); //Inizializzazione dei semafori

//----- GENERAZIONE FIGLI SCRITTORI -----

for(i=0; i<NUM_SCRIT; i++) else if (!pid)

Inizio_Scrittura(Ptr_Buf, ID_Sem);

Scrittura(value, Ptr_Buf);

Fine_Scrittura(Ptr_Buf, ID_Sem);

exit(0); //Il figlio Scrittore termina correttamente

}

} //End For NUM_SCRIT

//----- GENERAZIONE FIGLI LETTORI -----

for(i=0; i<NUM_LETT; i++) else if (!pid)

} //End For NUM_LETT

//----- SINCRONIZZAZIONE DEL PADRE CON I FIGLI -----

for(i=0; i<NUM_SCRIT+NUM_LETT; i++)

//----- RILASCIO MEMORIA CONDIVISA E SEMAFORO -----

shmctl(ID_Buf, IPC_RMID, 0);

semctl(ID_Sem, 0, IPC_RMID);