IMPLEMENTATION OF PRODUCER-CONSUMER ALGORITHM

PROGRAM CODING:-

#include <sys/shm.h> 
#include <sys/sem.h> 
#include <sys/types.h> 
#include <stdio.h> 
#include <stdlib.h> 
#include <sys/ipc.h> 
#include <time.h> 
#include <unistd.h> 
#include<sys/wait.h> 
#define MUTEX 0 
#define FULL 1 
#define EMPTY 2 
#define SHM_KEY 5688 
#define SEM_KEY 1256 
int N,SIZE; 
union semun { int val; struct semid_ds *buf; unsigned short *array; }; 

void set_sem_value( int semid, int i, int val ) 
{ 
      union semun initval; 
      initval.val=val; 
      semctl( semid,i, SETVAL,initval); 
} 

int generate_number( int, int ); 

void wait_and_lock( int semid, int semnum ) 
{   


struct sembuf op_lock[2]; 


        op_lock[0].sem_num=semnum; 
op_lock[0].sem_op=0; 
op_lock[0].sem_flg=0; 
        op_lock[1].sem_num=semnum; 
op_lock[1].sem_op=1; 
op_lock[1].sem_flg=SEM_UNDO; 
        semop( semid,op_lock,2);  
} 
void signal_and_unlock( int semid, int semnum ) 
{  
struct sembuf op_unlock[1]= 
{ {semnum,-1,SEM_UNDO} 
}; 
      semop( semid,op_unlock,1); } 


int get_sem_value( int semid, int i ) 
{ 
      union semun initval; 
      return semctl( semid,i, GETVAL,initval); 


} 
void simwait(int semid,int semnum) 
{ 
 
struct sembuf op_lock[1]; 
op_lock[0].sem_num=semnum; 
op_lock[0].sem_op=-1; 
op_lock[0].sem_flg=SEM_UNDO; 
semop(semid,op_lock,1); 
 
} 


void simsignal(int semid,int semnum) 
{ 
 
struct sembuf op_lock[1]; 
op_lock[0].sem_num=semnum; 
op_lock[0].sem_op=1; 
op_lock[0].sem_flg=SEM_UNDO; 
semop(semid,op_lock,1); 
} 
int *buffer,in=0,out=0; 


int main() 
{ 


      int produced, i; 
      int shmid,semid, pid; 
      time_t t; 
      printf("\nEnter the buffer size:"); 
      scanf("%d",&SIZE); 
      printf("\nEnter the number of operations to be performed:"); 
      scanf("%d",&N); 
      shmid= shmget( SHM_KEY, (sizeof(int))*SIZE, IPC_CREAT | 0666); 
      buffer=(int *)shmat( shmid, 0,0); 
      srand(time(&t)); 
      semid= semget( SEM_KEY,3,IPC_CREAT|0666 ); 
      set_sem_value(semid,MUTEX,1); 
      set_sem_value(semid,FULL,0); 
      set_sem_value(semid,EMPTY,SIZE); 
      signal_and_unlock(semid,MUTEX); 
      pid=fork(); 
      if(pid!=0) 
      {    
            for( i=0; i<N; i++) 
            { 
                 int f1=0; 
 while(get_sem_value(semid,FULL)==SIZE) 
{if(f1==0){printf("\nBuffer full!Producer waiting!");f1=1;}} 
 simwait(semid,EMPTY); 
 wait_and_lock( semid,MUTEX ); 
                  produced = generate_number(1,50); 
                  printf("\nProduced: %d",produced); 
                  buffer[in]=produced; 
 in=(in+1)%SIZE; 
                  signal_and_unlock( semid, MUTEX ); 
 simsignal(semid,FULL); 
 sleep(rand()%2+1); 
            } 
            printf("\nProducer Exited\n"); 
            wait(NULL); 
            shmdt( buffer ); 
            shmctl(shmid, IPC_RMID,0); 
            semctl(semid, IPC_RMID,0); 
      } 
      else 
      {    printf("\nBuffer empty!Consumer waiting "); 
            for( i=0; i<N; i++) 
            {     int f1=0; 
 while(get_sem_value(semid,EMPTY)==SIZE) 
{if(f1==0){printf("\nBuffer empty!Consumer waiting!");f1=1;} 
}; 
 simwait( semid, FULL); 
                  wait_and_lock( semid, MUTEX ); 
                  printf("\nConsumed: %d", buffer[out]); 
 out=(out+1)%SIZE; 
                  signal_and_unlock( semid, MUTEX ); 
 simsignal(semid,EMPTY); 
   sleep(rand()%5+1); 
 
            } 
            printf("\nConsumer Exited\n");     
      } 
      return 0;                      
} 


int generate_number( int lower, int upper) 
{ 
return (rand()% ( upper-lower)) + lower; 
}