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/*
Sistemas Operacionais
Objetivo
Exercitar o conteúdo visto em sala de aula sobre o uso das threads e monitores.
Integrantes
Bruno Tomé - 0011254 - ibrunotome@gmail.com
Ronan Nunes - 0011219 - ronannc12@gmail.com
*/
#include <stdio.h>
#include <stdlib.h>
#include <unistd.h> /* Biblioteca para usar o sleep (segundo o -Wall) */
#include <pthread.h>
/* estrutura de dados que os personagens usam */
typedef struct {
int id;
int numero_iteracoes;
} ArgumentoT;
/* declaração de variaveis globais */
int forno = 0; /* 0 = ninguém usando, 1 = alguém usando */
pthread_mutex_t monitor = PTHREAD_MUTEX_INITIALIZER;
pthread_mutex_t ativas = PTHREAD_MUTEX_INITIALIZER; /*monitor usado para contar quantas threads estao ativas*/
pthread_cond_t cond[6];
int vetor_fila[6] = {0, 0, 0, 0, 0, 0}; /* contem os personagens que estao aguardando o forno */
int usou_forno[6] = {0, 0, 0, 0, 0, 0}; /* conta quantas vezes a pessoa usou o forno */
int fila = 0; /* contador de pessoas presentes na fila */
int acabou = 0; /* contador que indica quando acaba as interaçoes das threads */
int flag = 0; /* usada para indicar com nao a como devolver um personagem(Deadlock) */
int per = 3; /* veriavel usada pra comparar prioridades */
/* A função nome retorna o nome do personagem, os nomes foram posicionados de forma que
a namorada do personagem sempre fique 3 posições a frente dele, para que com um simples mod
seja possível definir a prioridade dos casais de forma circular. Como não implementamos a
prioridade utilizando mod, o posicionamento não fez diferença alguma. */
char *nome (int id) {
char *nome;
switch (id) {
case 0 :
nome = "Sheldon";
break;
case 1 :
nome = "Howard";
break;
case 2 :
nome = "Leonard";
break;
case 3 :
nome = "Amy";
break;
case 4 :
nome = "Bernadette";
break;
case 5 :
nome = "Penny";
break;
default :
break;
}
return nome;
}
/* procedimento prioridade, recebe o argumento do tipo personagem, retorna qual personagem na fila deve usar o forno*/
void prioridade(ArgumentoT *personagem){
if (( vetor_fila[0] == 1 || vetor_fila[3] == 1 ) && ( vetor_fila[1] == 1 || vetor_fila[4] == 1 ) && ( vetor_fila[2] == 1 || vetor_fila[5] == 1 ) ){
flag = 1;
}
else {
flag = 0;
if ((*personagem).id == 0 ){
if (vetor_fila[1] == 1){
per = 1;
}
else if (vetor_fila[4] == 1){
per = 4;
}
else if (vetor_fila[2] == 1){
per = 2;
}
else if (vetor_fila[5] == 1){
per = 5;
}
else if (vetor_fila[3] == 1){
per = 3;
}
}
else if ((*personagem).id == 1 ){
if (vetor_fila[2] == 1){
per = 2;
}
else if (vetor_fila[5] == 1){
per = 5;
}
else if (vetor_fila[0] == 1){
per = 0;
}
else if (vetor_fila[3] == 1){
per = 3;
}
else if (vetor_fila[4] == 1){
per = 4;
}
}
else if ((*personagem).id == 2){
if (vetor_fila[0] == 1){
per = 0;
}
else if (vetor_fila[3] == 1){
per = 3;
}
else if (vetor_fila[1] == 1){
per = 1;
}
else if (vetor_fila[4] == 1){
per = 4;
}
else if (vetor_fila[5] == 1){
per = 5;
}
}
else if ((*personagem).id == 3){
if (vetor_fila[1] == 1){
per = 1;
}
else if (vetor_fila[4] == 1){
per = 4;
}
else if (vetor_fila[2] == 1){
per = 2;
}
else if (vetor_fila[5] == 1){
per = 5;
}
else if (vetor_fila[0] == 1){
per = 0;
}
}
else if ((*personagem).id == 4){
if (vetor_fila[2] == 1){
per = 2;
}
else if (vetor_fila[5] == 1){
per = 5;
}
else if (vetor_fila[0] == 1){
per = 0;
}
else if (vetor_fila[3] == 1){
per = 3;
}
else if (vetor_fila[1] == 1){
per = 1;
}
}
else if ((*personagem).id == 5){
if (vetor_fila[0] == 1){
per = 0;
}
else if (vetor_fila[3] == 1){
per = 3;
}
else if (vetor_fila[1] == 1){
per = 1;
}
else if (vetor_fila[4] == 1){
per = 4;
}
else if (vetor_fila[2] == 1){
per = 2;
}
}
}
}
/* Função que apenas printa na tela que tem personagem esta usando o forno e o mesmo fica a utiliza-lo por 3 segundos */
void usando_forno(int id) {
usou_forno[id]++; /*incrementa no numero de vezes que tal personagem usou o forno*/
printf("%s está usando o forno\n", nome(id));
sleep(1);
}
/* Função que escolhe aleatoriamente um tempo para o personagens ficar comendo */
void tempo_comendo() {
sleep(3 + rand() % 4); /* Cumprindo o requisito de os personagens passarem de 3 a 6 segundos fazendo outras coisas ( ͡° ͜ʖ ͡°) */
}
/* Função onde o personagem vai requisitar o forno */
void quer_usar_forno(ArgumentoT *personagem) {
pthread_mutex_lock(&monitor);
printf("%s quer usar o forno\n", nome((*personagem).id));
if ((forno == 1) || (fila > 0)){ /* se o forno está fechado ou tem alguem na fila */
vetor_fila[(*personagem).id] = 1;
fila++; /* contador de pessoas na fila */
pthread_cond_wait(&cond[(*personagem).id], &monitor); /* da um wait no id do personagem */
}
forno = 1; /* forno em uso */
pthread_mutex_unlock(&monitor);
}
/* função onde o personagem que estava utilizando o forno o libera e escolhe um personagem da fila se for possível, olhando sua prioridade */
void foi_comer(ArgumentoT *personagem){
pthread_mutex_lock(&monitor);
printf("%s foi comer\n", nome((*personagem).id));
forno = 0; /* abre o forno */
prioridade(personagem);
if (flag == 0){
pthread_cond_signal(&(cond[per]));
vetor_fila[per] = 0;
fila--; /* decrementa o contador de pessoas na fila */
}
pthread_mutex_unlock(&monitor);
}
/* personagens */
void *personagens(void *argumento) {
ArgumentoT *personagem = (ArgumentoT *) argumento; /* (ArgumentoT *) é um cast para a variável genérica argumento */
pthread_mutex_lock(&ativas);
acabou++; /*incrementa o numero de threads ativas*/
pthread_mutex_unlock(&ativas);
while ((*personagem).numero_iteracoes > 0) {
quer_usar_forno(personagem); /* mutex para pegar o forno */
usando_forno((*personagem).id);
foi_comer(personagem); /* mutex para liberar o forno */
tempo_comendo(); /* função para os personagens passarem de 3 a 6 segundos fazendo outras coisas */
(*personagem).numero_iteracoes--; /* decrementa o número de iterações que foi passado via parâmetro */
}
pthread_mutex_lock(&ativas);
acabou--;/*decrementa o numero de threads ativas*/
pthread_mutex_unlock(&ativas);
pthread_exit(NULL);
}
void *raj(){
int achei = 0;
int r = 0;
int pos = 0;
while (acabou > 0){ /* enquanto as threads não terminaram (acabou == 0 indica que terminaram) */
sleep (5); /* faz o raj passar de 5 em 5 segundos checando */
achei = usou_forno[1];
if ((forno == 0) && (fila > 0)) { /* se o forno estiver aberto e se estiver pessoas esperando na fila */
puts ("Raj detectou um DeadLock");
for (r = 0; r < 6;r++){ /*raj quando há deadlock libera o personagem que menos usou o forno, trata a inanição*/
if (usou_forno[r] <= achei){
achei = usou_forno[r];
pos = r;
}
}
printf ("Liberando %s \n", nome(pos));
pthread_cond_signal(&(cond[pos]));
vetor_fila[pos] = 0;
fila--; /* decrementa o contador de pessoas da fila */
}
}
pthread_exit(NULL);
}
/* Irá disparar as threads dos personagens */
void dispara_threads_personagens(pthread_t threads[], ArgumentoT argumentos_threads[]) {
int j = 0;
while (j < 6) {
/* personagens é o ponteiro para execução de uma função, e argumentos_threads[j] é o argumento passado referente a thread */
pthread_create(&(threads[j]), NULL, personagens, &argumentos_threads[j]);
j++;
}
}
void dispara_thread_raj(pthread_t thread){
pthread_create(&(thread), NULL, raj, NULL);
}
int main(int argc, char **argv){
int num_iteracoes, j = 0;
/* Criando as threads para os 6 personagens + uma separada para o Raj */
pthread_t threads_personagens[6];
pthread_t thread_raj = 0;
ArgumentoT argumentos_threads[6];
/* Pegando o argumento passado via linha de comando */
if (argc == 2) {
num_iteracoes = atoi(argv[1]);
}
else {
printf("\n\nVocê não passou o número de iterações via parâmetro, ou passou mais parâmetros do que o esperado.\n\n");
exit(1);
}
for (j = 0; j < 6; j++) {
argumentos_threads[j].id = j; /* Atribuindo um id as pessoas */
argumentos_threads[j].numero_iteracoes = num_iteracoes; /* Atribuindo o número de iterações as pessoas */
}
/* Disparar as threads dos personagens */
dispara_threads_personagens(threads_personagens, argumentos_threads);
/* dispara_thread_raj */
dispara_thread_raj(thread_raj);
/* Esperando as threads terminarem */
for (j = 0; j < 6; j++) {
pthread_join(threads_personagens[j], NULL);
}
pthread_join(thread_raj,NULL);
return 0;
}