livstidsfanger/trunk/livstidsfanger.c

// Programmet bruker ISO C 2011 (ISO/IEC 9899:2011) og Pthreads (IEEE Std 1003.1c-1995). -*- coding: utf-8 -*-
// Løsning programmert 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 <time.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);

#ifdef __FreeBSD__
  srandomdev();
#else
  srandom((unsigned int)time(NULL));
#endif

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

  tellendeLivstidsfange = random() % ANTALL_LIVSTIDSFANGER;

  printf("bryter %u er i utgangspunktet vippet %s\n", 1U, brytere[0] == true ? "opp" : "ned");
  printf("bryter %u er i utgangspunktet vippet %s\n", 2U, brytere[1] == true ? "opp" : "ned");
  printf("livstidsfange %zu er utpekt som den tellende livstidsfange\n\n", tellendeLivstidsfange + 1);

  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 gang%s\n", i + 1, antallBesok[i], antallBesok[i] == 1 ? "" : "er");

    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] == true ? "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("\nResultater:\n");

  printf("bryter %u er ved avslutning vippet %s\n", 1U, brytere[0] == true ? "opp" : "ned");
  printf("bryter %u er ved avslutning vippet %s\n", 2U, brytere[1] == true ? "opp" : "ned");
  printf("livstidsfange %2zu var 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	trond	3	// Programmet bruker ISO C 2011 (ISO/IEC 9899:2011) og Pthreads (IEEE Std 1003.1c-1995). -- coding: utf-8 --
2	trond	6	// Løsning programmert av Trond Endrestøl <Trond.Endrestol@ximalas.info>, 2014-11-06.
3	trond	3
4			// $Ximalas$
5
6			#include <errno.h>
7			#include <pthread.h>
8			#include <signal.h>
9	trond	5	#include <stdbool.h>
10	trond	3	#include <stdio.h>
11			#include <stdlib.h>
12			#include <string.h>
13	trond	9	#include <time.h>
14	trond	3	#include <unistd.h>
15
16			#if __STDC_VERSION__ >= 201112L
17			#include <stdnoreturn.h>
18			#else
19	trond	4	#define noreturn
20	trond	3	#endif
21
22			#define ANTALL_LIVSTIDSFANGER 19U
23
24			static unsigned antallBesok[ANTALL_LIVSTIDSFANGER];
25
26			static size_t tellendeLivstidsfange;
27			static unsigned antallLivstidsfanger;
28
29			static pthread_mutex_t mutex = PTHREAD_MUTEX_INITIALIZER;
30			static pthread_cond_t cond = PTHREAD_COND_INITIALIZER;
31	trond	5	static bool brytere[2U];
32	trond	3
33			noreturn void livstidsfange(void arg);
34			void visResultater(void);
35			void signalhandler(int sig);
36
37	trond	4	noreturn int main(int argc, char **argv)
38	trond	3	{
39			size_t i;
40	trond	4	pthread_t tid = pthread_self();
41	trond	3
42			atexit(visResultater);
43			signal(SIGINT, signalhandler);
44
45	trond	9	#ifdef __FreeBSD__
46	trond	3	srandomdev();
47	trond	9	#else
48			srandom((unsigned int)time(NULL));
49			#endif
50	trond	3
51			memset((void *)&antallBesok, 0, sizeof(antallBesok));
52			brytere[0] = random() & 1;
53			brytere[1] = random() & 1;
54
55			tellendeLivstidsfange = random() % ANTALL_LIVSTIDSFANGER;
56
57	trond	7	printf("bryter %u er i utgangspunktet vippet %s\n", 1U, brytere[0] == true ? "opp" : "ned");
58			printf("bryter %u er i utgangspunktet vippet %s\n", 2U, brytere[1] == true ? "opp" : "ned");
59			printf("livstidsfange %zu er utpekt som den tellende livstidsfange\n\n", tellendeLivstidsfange + 1);
60
61	trond	3	puts("maintråden venter på å få låst mutex");
62			pthread_mutex_lock(&mutex);
63			puts("mutex er låst av maintråden");
64
65			for (i = 0; i < ANTALL_LIVSTIDSFANGER; i++) {
66			printf("maintråden oppretter livstidsfange %2zu\n", i + 1);
67
68	trond	4	if ( (errno = pthread_create(&tid, NULL, livstidsfange, (void *)i)) != 0) {
69	trond	3	fprintf(stderr,
70			"%s: pthread_create(&tid, NULL, livstidsfange, (void *)%2zu) = %s (%d)\n",
71			argv[0], i, strerror(errno), errno);
72	trond	10	_exit(1);
73	trond	3	} // if
74			} // for
75
76			// maintråden påtar seg rolla som fengselsdirektøren.
77			while (1) {
78			puts("fengselsdirektøren låser opp mutex");
79			pthread_mutex_unlock(&mutex);
80			puts("mutex er låst opp av fengselsdirektøren");
81
82			puts("fengselsdirektøren signalerer livstidsfangene");
83			pthread_cond_signal(&cond);
84			puts("signal er sendt fra fengselsdirektøren");
85
86			puts("fengselsdirektøren venter på å få låst mutex");
87			pthread_mutex_lock(&mutex);
88			puts("mutex er låst av fengselsdirektøren");
89			} // while
90			} // main()
91
92			noreturn void livstidsfange(void arg)
93			{
94			size_t i = (size_t)arg;
95
96	trond	5	bool harVippetBryter1 = false;
97			bool bryter1HarVartOppe = false;
98	trond	3
99	trond	5	bool forrigeGangErGyldig = false;
100			bool forrigeGang = false;
101	trond	3
102			// Den tellende livstidsfangen kan allerede nå telle seg selv.
103			if (i == tellendeLivstidsfange) {
104			antallLivstidsfanger++;
105			} // if
106
107			while (1) {
108			// Vente på tur.
109			printf("livstidsfange %2zu venter på å få låst mutex\n", i + 1);
110			pthread_mutex_lock(&mutex);
111			printf("livstidsfange %2zu har låst mutex\n", i + 1);
112
113			printf("livstidsfange %2zu venter på signal fra fengselsdirektøren\n", i + 1);
114			pthread_cond_wait(&cond, &mutex);
115			printf("livstidsfange %2zu har fått signal fra fengselsdirektøren og har låst mutex\n", i + 1);
116
117			// Utføre selve simuleringen ved å sjekke brytere, m.m.
118			antallBesok[i]++;
119	trond	7	printf("livstidsfange %2zu har besøkt rommet %u gang%s\n", i + 1, antallBesok[i], antallBesok[i] == 1 ? "" : "er");
120	trond	3
121			if (i == tellendeLivstidsfange) {
122	trond	5	if (brytere[0] == false) {
123	trond	3	printf("livstidsfange %2zu ser at bryter 1 er nede og vipper opp bryter 1\n", i + 1);
124	trond	5	brytere[0] = true;
125	trond	3	} // if
126			else {
127			brytere[0] = !brytere[0];
128	trond	8	printf("livstidsfange %2zu vipper %s bryter 1\n", i + 1, brytere[0] == true ? "opp" : "ned");
129	trond	3
130	trond	5	if (forrigeGangErGyldig == true && forrigeGang == false) {
131	trond	3	antallLivstidsfanger++;
132			printf("livstidsfange %2zu har talt opp %u livstidsfanger\n", i + 1, antallLivstidsfanger);
133
134			if (antallLivstidsfanger == ANTALL_LIVSTIDSFANGER) {
135			printf("livstidsfange %2zu avslutter simuleringen\n", i + 1);
136			exit(0);
137			} // if
138	trond	4	} // if
139	trond	3
140	trond	5	forrigeGangErGyldig = true;
141	trond	3	forrigeGang = brytere[0];
142			} // else
143			} // if
144			else { // Vanlig livstidsfange.
145	trond	5	if (brytere[0] == true) {
146			printf("livstidsfange %2zu ser at bryter 1 er oppe, mens bryter 2 er %s\n", i + 1, brytere[1] == true ? "oppe" : "nede");
147			bryter1HarVartOppe = true;
148	trond	3
149			brytere[1] = !brytere[1];
150	trond	5	printf("livstidsfange %2zu vipper %s bryter 2\n", i + 1, brytere[1] == true ? "opp" : "ned");
151	trond	3	} // if
152			else {
153	trond	5	printf("livstidsfange %2zu ser at bryter 1 er nede, mens bryter 2 er %s\n", i + 1, brytere[1] == true ? "oppe" : "nede");
154	trond	3
155	trond	5	if (harVippetBryter1 == false && bryter1HarVartOppe == true) {
156	trond	3	brytere[0] = !brytere[0];
157	trond	5	printf("livstidsfange %2zu vipper %s bryter 1\n", i + 1, brytere[0] == true ? "opp" : "ned");
158	trond	3
159	trond	5	harVippetBryter1 = true;
160	trond	4	} // if
161	trond	3	else {
162			brytere[1] = !brytere[1];
163	trond	5	printf("livstidsfange %2zu vipper %s bryter 2\n", i + 1, brytere[1] == true ? "opp" : "ned");
164	trond	4	} // else
165	trond	3	} // else
166			} // else
167
168	trond	4	// Tusle ut av rommet.
169	trond	3	printf("livstidsfange %2zu låser opp mutex\n", i + 1);
170			pthread_mutex_unlock(&mutex);
171			printf("livstidsfange %2zu har låst opp mutex\n", i + 1);
172			} // while
173			} // livstidsfange()
174
175			void visResultater(void)
176			{
177			size_t i;
178
179			fflush(stderr);
180			fflush(stdout);
181			fflush(stderr);
182			fflush(stdout);
183	trond	7	puts("\nResultater:\n");
184	trond	3
185	trond	7	printf("bryter %u er ved avslutning vippet %s\n", 1U, brytere[0] == true ? "opp" : "ned");
186			printf("bryter %u er ved avslutning vippet %s\n", 2U, brytere[1] == true ? "opp" : "ned");
187			printf("livstidsfange %2zu var den tellende livstidsfangen\n\n", tellendeLivstidsfange + 1);
188	trond	3
189			for (i = 0; i < ANTALL_LIVSTIDSFANGER; i++) {
190	trond	7	printf("livstidsfange %2zu: antall besøk: %u\n", i + 1, antallBesok[i]);
191	trond	3	} // for
192
193			fflush(stdout);
194			fflush(stdout);
195			} // visResultater()
196
197			void signalhandler(int sig)
198			{
199			if (sig == SIGINT) {
200	trond	4	exit(1);
201	trond	3	} // if
202			} // signalhandler()
203
204			// livstidsfanger.c
Name	Value
svn:eol-style	native
svn:keywords	Ximalas=%H
svn:mime-type	text/plain