livstidsfanger/trunk/livstidsfanger.c

// Programmet bruker ISO C 2011 (ISO/IEC 9899:2011) og Pthreads (IEEE Std 1003.1c-1995). -*- coding: utf-8 -*-
// Løsning laget av Trond Endrestøl <Trond.Endrestol@ximalas.info>, 2014-11-06.

// $Ximalas$

#include <errno.h>
#include <pthread.h>
#include <signal.h>
#include <stdbool.h>
#include <stdio.h>
#include <stdlib.h>
#include <string.h>
#include <unistd.h>

#if __STDC_VERSION__ >= 201112L
#include <stdnoreturn.h>
#else
#define noreturn
#endif

#define ANTALL_LIVSTIDSFANGER 19U

static unsigned antallBesok[ANTALL_LIVSTIDSFANGER];

static size_t tellendeLivstidsfange;
static unsigned antallLivstidsfanger;

static pthread_mutex_t mutex = PTHREAD_MUTEX_INITIALIZER;
static pthread_cond_t cond = PTHREAD_COND_INITIALIZER;
static bool brytere[2U];

noreturn void *livstidsfange(void *arg);
void visResultater(void);
void signalhandler(int sig);

noreturn int main(int argc, char **argv)
{
  size_t i;
  pthread_t tid = pthread_self();

  atexit(visResultater);
  signal(SIGINT, signalhandler);

  srandomdev();

  memset((void *)&antallBesok, 0, sizeof(antallBesok));
  brytere[0] = random() & 1;
  brytere[1] = random() & 1;

  tellendeLivstidsfange = random() % ANTALL_LIVSTIDSFANGER;

  puts("maintråden venter på å få låst mutex");
  pthread_mutex_lock(&mutex);
  puts("mutex er låst av maintråden");

  for (i = 0; i < ANTALL_LIVSTIDSFANGER; i++) {
    printf("maintråden oppretter livstidsfange %2zu\n", i + 1);

    if ( (errno = pthread_create(&tid, NULL, livstidsfange, (void *)i)) != 0) {
      fprintf(stderr,
              "%s: pthread_create(&tid, NULL, livstidsfange, (void *)%2zu) = %s (%d)\n",
              argv[0], i, strerror(errno), errno);
      exit(1);
    } // if
  } // for

  // maintråden påtar seg rolla som fengselsdirektøren.
  while (1) {
    puts("fengselsdirektøren låser opp mutex");
    pthread_mutex_unlock(&mutex);
    puts("mutex er låst opp av fengselsdirektøren");

    puts("fengselsdirektøren signalerer livstidsfangene");
    pthread_cond_signal(&cond);
    puts("signal er sendt fra fengselsdirektøren");

    puts("fengselsdirektøren venter på å få låst mutex");
    pthread_mutex_lock(&mutex);
    puts("mutex er låst av fengselsdirektøren");
  } // while
} // main()

noreturn void *livstidsfange(void *arg)
{
  size_t i = (size_t)arg;

  bool harVippetBryter1 = false;
  bool bryter1HarVartOppe = false;

  bool forrigeGangErGyldig = false;
  bool forrigeGang = false;

  // Den tellende livstidsfangen kan allerede nå telle seg selv.
  if (i == tellendeLivstidsfange) {
    antallLivstidsfanger++;
  } // if

  while (1) {
    // Vente på tur.
    printf("livstidsfange %2zu venter på å få låst mutex\n", i + 1);
    pthread_mutex_lock(&mutex);
    printf("livstidsfange %2zu har låst mutex\n", i + 1);

    printf("livstidsfange %2zu venter på signal fra fengselsdirektøren\n", i + 1);
    pthread_cond_wait(&cond, &mutex);
    printf("livstidsfange %2zu har fått signal fra fengselsdirektøren og har låst mutex\n", i + 1);

    // Utføre selve simuleringen ved å sjekke brytere, m.m.
    antallBesok[i]++;
    printf("livstidsfange %2zu har besøkt rommet %u ganger\n", i + 1, antallBesok[i]);

    if (i == tellendeLivstidsfange) {
      if (brytere[0] == false) {
        printf("livstidsfange %2zu ser at bryter 1 er nede og vipper opp bryter 1\n", i + 1);
        brytere[0] = true;
      } // if
      else {
        brytere[0] = !brytere[0];
        printf("livstidsfange %2zu vipper %s bryter 1\n", i + 1, brytere[0] == 1U ? "opp" : "ned");

        if (forrigeGangErGyldig == true && forrigeGang == false) {
          antallLivstidsfanger++;
          printf("livstidsfange %2zu har talt opp %u livstidsfanger\n", i + 1, antallLivstidsfanger);

          if (antallLivstidsfanger == ANTALL_LIVSTIDSFANGER) {
            printf("livstidsfange %2zu avslutter simuleringen\n", i + 1);
            exit(0);
          } // if
        } // if

        forrigeGangErGyldig = true;
        forrigeGang = brytere[0];
      } // else
    } // if
    else { // Vanlig livstidsfange.
      if (brytere[0] == true) {
        printf("livstidsfange %2zu ser at bryter 1 er oppe, mens bryter 2 er %s\n", i + 1, brytere[1] == true ? "oppe" : "nede");
        bryter1HarVartOppe = true;

        brytere[1] = !brytere[1];
        printf("livstidsfange %2zu vipper %s bryter 2\n", i + 1, brytere[1] == true ? "opp" : "ned");
      } // if
      else {
        printf("livstidsfange %2zu ser at bryter 1 er nede, mens bryter 2 er %s\n", i + 1, brytere[1] == true ? "oppe" : "nede");

        if (harVippetBryter1 == false && bryter1HarVartOppe == true) {
          brytere[0] = !brytere[0];
          printf("livstidsfange %2zu vipper %s bryter 1\n", i + 1, brytere[0] == true ? "opp" : "ned");

          harVippetBryter1 = true;
        } // if
        else {
          brytere[1] = !brytere[1];
          printf("livstidsfange %2zu vipper %s bryter 2\n", i + 1, brytere[1] == true ? "opp" : "ned");
        } // else
      } // else
    } // else

    // Tusle ut av rommet.
    printf("livstidsfange %2zu låser opp mutex\n", i + 1);
    pthread_mutex_unlock(&mutex);
    printf("livstidsfange %2zu har låst opp mutex\n", i + 1);
  } // while
} // livstidsfange()

void visResultater(void)
{
  size_t i;

  fflush(stderr);
  fflush(stdout);
  fflush(stderr);
  fflush(stdout);
  puts("");

  printf("livstidsfange %2zu er den tellende livstidsfangen\n\n", tellendeLivstidsfange + 1);

  for (i = 0; i < ANTALL_LIVSTIDSFANGER; i++) {
    printf("livstidsfange %2zu: antall besøk = %u\n", i + 1, antallBesok[i]);
  } // for

  fflush(stdout);
  fflush(stdout);
} // visResultater()

void signalhandler(int sig)
{
  if (sig == SIGINT) {
    exit(1);
  } // if
} // signalhandler()

// livstidsfanger.c
1	// Programmet bruker ISO C 2011 (ISO/IEC 9899:2011) og Pthreads (IEEE Std 1003.1c-1995). -- coding: utf-8 --
2	// Løsning laget av Trond Endrestøl <Trond.Endrestol@ximalas.info>, 2014-11-06.
3
4	// $Ximalas$
5
6	#include <errno.h>
7	#include <pthread.h>
8	#include <signal.h>
9	#include <stdbool.h>
10	#include <stdio.h>
11	#include <stdlib.h>
12	#include <string.h>
13	#include <unistd.h>
14
15	#if __STDC_VERSION__ >= 201112L
16	#include <stdnoreturn.h>
17	#else
18	#define noreturn
19	#endif
20
21	#define ANTALL_LIVSTIDSFANGER 19U
22
23	static unsigned antallBesok[ANTALL_LIVSTIDSFANGER];
24
25	static size_t tellendeLivstidsfange;
26	static unsigned antallLivstidsfanger;
27
28	static pthread_mutex_t mutex = PTHREAD_MUTEX_INITIALIZER;
29	static pthread_cond_t cond = PTHREAD_COND_INITIALIZER;
30	static bool brytere[2U];
31
32	noreturn void livstidsfange(void arg);
33	void visResultater(void);
34	void signalhandler(int sig);
35
36	noreturn int main(int argc, char **argv)
37	{
38	size_t i;
39	pthread_t tid = pthread_self();
40
41	atexit(visResultater);
42	signal(SIGINT, signalhandler);
43
44	srandomdev();
45
46	memset((void *)&antallBesok, 0, sizeof(antallBesok));
47	brytere[0] = random() & 1;
48	brytere[1] = random() & 1;
49
50	tellendeLivstidsfange = random() % ANTALL_LIVSTIDSFANGER;
51
52	puts("maintråden venter på å få låst mutex");
53	pthread_mutex_lock(&mutex);
54	puts("mutex er låst av maintråden");
55
56	for (i = 0; i < ANTALL_LIVSTIDSFANGER; i++) {
57	printf("maintråden oppretter livstidsfange %2zu\n", i + 1);
58
59	if ( (errno = pthread_create(&tid, NULL, livstidsfange, (void *)i)) != 0) {
60	fprintf(stderr,
61	"%s: pthread_create(&tid, NULL, livstidsfange, (void *)%2zu) = %s (%d)\n",
62	argv[0], i, strerror(errno), errno);
63	exit(1);
64	} // if
65	} // for
66
67	// maintråden påtar seg rolla som fengselsdirektøren.
68	while (1) {
69	puts("fengselsdirektøren låser opp mutex");
70	pthread_mutex_unlock(&mutex);
71	puts("mutex er låst opp av fengselsdirektøren");
72
73	puts("fengselsdirektøren signalerer livstidsfangene");
74	pthread_cond_signal(&cond);
75	puts("signal er sendt fra fengselsdirektøren");
76
77	puts("fengselsdirektøren venter på å få låst mutex");
78	pthread_mutex_lock(&mutex);
79	puts("mutex er låst av fengselsdirektøren");
80	} // while
81	} // main()
82
83	noreturn void livstidsfange(void arg)
84	{
85	size_t i = (size_t)arg;
86
87	bool harVippetBryter1 = false;
88	bool bryter1HarVartOppe = false;
89
90	bool forrigeGangErGyldig = false;
91	bool forrigeGang = false;
92
93	// Den tellende livstidsfangen kan allerede nå telle seg selv.
94	if (i == tellendeLivstidsfange) {
95	antallLivstidsfanger++;
96	} // if
97
98	while (1) {
99	// Vente på tur.
100	printf("livstidsfange %2zu venter på å få låst mutex\n", i + 1);
101	pthread_mutex_lock(&mutex);
102	printf("livstidsfange %2zu har låst mutex\n", i + 1);
103
104	printf("livstidsfange %2zu venter på signal fra fengselsdirektøren\n", i + 1);
105	pthread_cond_wait(&cond, &mutex);
106	printf("livstidsfange %2zu har fått signal fra fengselsdirektøren og har låst mutex\n", i + 1);
107
108	// Utføre selve simuleringen ved å sjekke brytere, m.m.
109	antallBesok[i]++;
110	printf("livstidsfange %2zu har besøkt rommet %u ganger\n", i + 1, antallBesok[i]);
111
112	if (i == tellendeLivstidsfange) {
113	if (brytere[0] == false) {
114	printf("livstidsfange %2zu ser at bryter 1 er nede og vipper opp bryter 1\n", i + 1);
115	brytere[0] = true;
116	} // if
117	else {
118	brytere[0] = !brytere[0];
119	printf("livstidsfange %2zu vipper %s bryter 1\n", i + 1, brytere[0] == 1U ? "opp" : "ned");
120
121	if (forrigeGangErGyldig == true && forrigeGang == false) {
122	antallLivstidsfanger++;
123	printf("livstidsfange %2zu har talt opp %u livstidsfanger\n", i + 1, antallLivstidsfanger);
124
125	if (antallLivstidsfanger == ANTALL_LIVSTIDSFANGER) {
126	printf("livstidsfange %2zu avslutter simuleringen\n", i + 1);
127	exit(0);
128	} // if
129	} // if
130
131	forrigeGangErGyldig = true;
132	forrigeGang = brytere[0];
133	} // else
134	} // if
135	else { // Vanlig livstidsfange.
136	if (brytere[0] == true) {
137	printf("livstidsfange %2zu ser at bryter 1 er oppe, mens bryter 2 er %s\n", i + 1, brytere[1] == true ? "oppe" : "nede");
138	bryter1HarVartOppe = true;
139
140	brytere[1] = !brytere[1];
141	printf("livstidsfange %2zu vipper %s bryter 2\n", i + 1, brytere[1] == true ? "opp" : "ned");
142	} // if
143	else {
144	printf("livstidsfange %2zu ser at bryter 1 er nede, mens bryter 2 er %s\n", i + 1, brytere[1] == true ? "oppe" : "nede");
145
146	if (harVippetBryter1 == false && bryter1HarVartOppe == true) {
147	brytere[0] = !brytere[0];
148	printf("livstidsfange %2zu vipper %s bryter 1\n", i + 1, brytere[0] == true ? "opp" : "ned");
149
150	harVippetBryter1 = true;
151	} // if
152	else {
153	brytere[1] = !brytere[1];
154	printf("livstidsfange %2zu vipper %s bryter 2\n", i + 1, brytere[1] == true ? "opp" : "ned");
155	} // else
156	} // else
157	} // else
158
159	// Tusle ut av rommet.
160	printf("livstidsfange %2zu låser opp mutex\n", i + 1);
161	pthread_mutex_unlock(&mutex);
162	printf("livstidsfange %2zu har låst opp mutex\n", i + 1);
163	} // while
164	} // livstidsfange()
165
166	void visResultater(void)
167	{
168	size_t i;
169
170	fflush(stderr);
171	fflush(stdout);
172	fflush(stderr);
173	fflush(stdout);
174	puts("");
175
176	printf("livstidsfange %2zu er den tellende livstidsfangen\n\n", tellendeLivstidsfange + 1);
177
178	for (i = 0; i < ANTALL_LIVSTIDSFANGER; i++) {
179	printf("livstidsfange %2zu: antall besøk = %u\n", i + 1, antallBesok[i]);
180	} // for
181
182	fflush(stdout);
183	fflush(stdout);
184	} // visResultater()
185
186	void signalhandler(int sig)
187	{
188	if (sig == SIGINT) {
189	exit(1);
190	} // if
191	} // signalhandler()
192
193	// livstidsfanger.c
Name	Value
svn:eol-style	native
svn:keywords	Ximalas=%H
svn:mime-type	text/plain