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.

// $Ximalas$

#if __STDC_VERSION__ < 199901L
#error det er tvilsomt om du får kompilert denne kildekoden med så gammel C-kompilator
#endif

#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();

  if (argc >= 0) { // Bare for å få clang til å ti stille.
    atexit(visResultater);
    signal(SIGINT, signalhandler);
  } // if

#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) {
      fflush(stdout);
      fprintf(stderr,
              "%s: pthread_create(&tid, NULL, livstidsfange, (void *)%2zu) = %s (%d)\n",
              argv[0], i, strerror(errno), errno);
      fflush(stderr);
      _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);

  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
  puts("");

  printf("antall livstidsfanger talt av den tellende livstidsfangen er %u\n", antallLivstidsfanger);

  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	trond	12	#if __STDC_VERSION__ < 199901L
7			#error det er tvilsomt om du får kompilert denne kildekoden med så gammel C-kompilator
8			#endif
9
10	trond	3	#include <errno.h>
11			#include <pthread.h>
12			#include <signal.h>
13	trond	5	#include <stdbool.h>
14	trond	3	#include <stdio.h>
15			#include <stdlib.h>
16			#include <string.h>
17	trond	9	#include <time.h>
18	trond	3	#include <unistd.h>
19
20			#if __STDC_VERSION__ >= 201112L
21			#include <stdnoreturn.h>
22			#else
23	trond	4	#define noreturn
24	trond	3	#endif
25
26			#define ANTALL_LIVSTIDSFANGER 19U
27
28			static unsigned antallBesok[ANTALL_LIVSTIDSFANGER];
29
30			static size_t tellendeLivstidsfange;
31			static unsigned antallLivstidsfanger;
32
33			static pthread_mutex_t mutex = PTHREAD_MUTEX_INITIALIZER;
34			static pthread_cond_t cond = PTHREAD_COND_INITIALIZER;
35	trond	5	static bool brytere[2U];
36	trond	3
37			noreturn void livstidsfange(void arg);
38			void visResultater(void);
39			void signalhandler(int sig);
40
41	trond	4	noreturn int main(int argc, char **argv)
42	trond	3	{
43			size_t i;
44	trond	4	pthread_t tid = pthread_self();
45	trond	3
46	trond	12	if (argc >= 0) { // Bare for å få clang til å ti stille.
47			atexit(visResultater);
48			signal(SIGINT, signalhandler);
49			} // if
50	trond	3
51	trond	9	#ifdef __FreeBSD__
52	trond	3	srandomdev();
53	trond	9	#else
54			srandom((unsigned int)time(NULL));
55			#endif
56	trond	3
57			memset((void *)&antallBesok, 0, sizeof(antallBesok));
58			brytere[0] = random() & 1;
59			brytere[1] = random() & 1;
60
61			tellendeLivstidsfange = random() % ANTALL_LIVSTIDSFANGER;
62
63	trond	7	printf("bryter %u er i utgangspunktet vippet %s\n", 1U, brytere[0] == true ? "opp" : "ned");
64			printf("bryter %u er i utgangspunktet vippet %s\n", 2U, brytere[1] == true ? "opp" : "ned");
65			printf("livstidsfange %zu er utpekt som den tellende livstidsfange\n\n", tellendeLivstidsfange + 1);
66
67	trond	3	puts("maintråden venter på å få låst mutex");
68			pthread_mutex_lock(&mutex);
69			puts("mutex er låst av maintråden");
70
71			for (i = 0; i < ANTALL_LIVSTIDSFANGER; i++) {
72			printf("maintråden oppretter livstidsfange %2zu\n", i + 1);
73
74	trond	4	if ( (errno = pthread_create(&tid, NULL, livstidsfange, (void *)i)) != 0) {
75	trond	11	fflush(stdout);
76	trond	3	fprintf(stderr,
77			"%s: pthread_create(&tid, NULL, livstidsfange, (void *)%2zu) = %s (%d)\n",
78			argv[0], i, strerror(errno), errno);
79	trond	11	fflush(stderr);
80	trond	10	_exit(1);
81	trond	3	} // if
82			} // for
83
84			// maintråden påtar seg rolla som fengselsdirektøren.
85			while (1) {
86			puts("fengselsdirektøren låser opp mutex");
87			pthread_mutex_unlock(&mutex);
88			puts("mutex er låst opp av fengselsdirektøren");
89
90			puts("fengselsdirektøren signalerer livstidsfangene");
91			pthread_cond_signal(&cond);
92			puts("signal er sendt fra fengselsdirektøren");
93
94			puts("fengselsdirektøren venter på å få låst mutex");
95			pthread_mutex_lock(&mutex);
96			puts("mutex er låst av fengselsdirektøren");
97			} // while
98			} // main()
99
100			noreturn void livstidsfange(void arg)
101			{
102			size_t i = (size_t)arg;
103
104	trond	5	bool harVippetBryter1 = false;
105			bool bryter1HarVartOppe = false;
106	trond	3
107	trond	5	bool forrigeGangErGyldig = false;
108			bool forrigeGang = false;
109	trond	3
110			// Den tellende livstidsfangen kan allerede nå telle seg selv.
111			if (i == tellendeLivstidsfange) {
112			antallLivstidsfanger++;
113			} // if
114
115			while (1) {
116			// Vente på tur.
117			printf("livstidsfange %2zu venter på å få låst mutex\n", i + 1);
118			pthread_mutex_lock(&mutex);
119			printf("livstidsfange %2zu har låst mutex\n", i + 1);
120
121			printf("livstidsfange %2zu venter på signal fra fengselsdirektøren\n", i + 1);
122			pthread_cond_wait(&cond, &mutex);
123			printf("livstidsfange %2zu har fått signal fra fengselsdirektøren og har låst mutex\n", i + 1);
124
125			// Utføre selve simuleringen ved å sjekke brytere, m.m.
126			antallBesok[i]++;
127	trond	7	printf("livstidsfange %2zu har besøkt rommet %u gang%s\n", i + 1, antallBesok[i], antallBesok[i] == 1 ? "" : "er");
128	trond	3
129			if (i == tellendeLivstidsfange) {
130	trond	5	if (brytere[0] == false) {
131	trond	3	printf("livstidsfange %2zu ser at bryter 1 er nede og vipper opp bryter 1\n", i + 1);
132	trond	5	brytere[0] = true;
133	trond	3	} // if
134			else {
135			brytere[0] = !brytere[0];
136	trond	8	printf("livstidsfange %2zu vipper %s bryter 1\n", i + 1, brytere[0] == true ? "opp" : "ned");
137	trond	3
138	trond	5	if (forrigeGangErGyldig == true && forrigeGang == false) {
139	trond	3	antallLivstidsfanger++;
140			printf("livstidsfange %2zu har talt opp %u livstidsfanger\n", i + 1, antallLivstidsfanger);
141
142			if (antallLivstidsfanger == ANTALL_LIVSTIDSFANGER) {
143			printf("livstidsfange %2zu avslutter simuleringen\n", i + 1);
144			exit(0);
145			} // if
146	trond	4	} // if
147	trond	3
148	trond	5	forrigeGangErGyldig = true;
149	trond	3	forrigeGang = brytere[0];
150			} // else
151			} // if
152			else { // Vanlig livstidsfange.
153	trond	5	if (brytere[0] == true) {
154			printf("livstidsfange %2zu ser at bryter 1 er oppe, mens bryter 2 er %s\n", i + 1, brytere[1] == true ? "oppe" : "nede");
155			bryter1HarVartOppe = true;
156	trond	3
157			brytere[1] = !brytere[1];
158	trond	5	printf("livstidsfange %2zu vipper %s bryter 2\n", i + 1, brytere[1] == true ? "opp" : "ned");
159	trond	3	} // if
160			else {
161	trond	5	printf("livstidsfange %2zu ser at bryter 1 er nede, mens bryter 2 er %s\n", i + 1, brytere[1] == true ? "oppe" : "nede");
162	trond	3
163	trond	5	if (harVippetBryter1 == false && bryter1HarVartOppe == true) {
164	trond	3	brytere[0] = !brytere[0];
165	trond	5	printf("livstidsfange %2zu vipper %s bryter 1\n", i + 1, brytere[0] == true ? "opp" : "ned");
166	trond	3
167	trond	5	harVippetBryter1 = true;
168	trond	4	} // if
169	trond	3	else {
170			brytere[1] = !brytere[1];
171	trond	5	printf("livstidsfange %2zu vipper %s bryter 2\n", i + 1, brytere[1] == true ? "opp" : "ned");
172	trond	4	} // else
173	trond	3	} // else
174			} // else
175
176	trond	4	// Tusle ut av rommet.
177	trond	3	printf("livstidsfange %2zu låser opp mutex\n", i + 1);
178			pthread_mutex_unlock(&mutex);
179			printf("livstidsfange %2zu har låst opp mutex\n", i + 1);
180			} // while
181			} // livstidsfange()
182
183			void visResultater(void)
184			{
185			size_t i;
186
187			fflush(stderr);
188			fflush(stdout);
189	trond	11
190	trond	7	puts("\nResultater:\n");
191	trond	3
192	trond	7	printf("bryter %u er ved avslutning vippet %s\n", 1U, brytere[0] == true ? "opp" : "ned");
193			printf("bryter %u er ved avslutning vippet %s\n", 2U, brytere[1] == true ? "opp" : "ned");
194			printf("livstidsfange %2zu var den tellende livstidsfangen\n\n", tellendeLivstidsfange + 1);
195	trond	3
196			for (i = 0; i < ANTALL_LIVSTIDSFANGER; i++) {
197	trond	7	printf("livstidsfange %2zu: antall besøk: %u\n", i + 1, antallBesok[i]);
198	trond	3	} // for
199	trond	12	puts("");
200	trond	3
201	trond	12	printf("antall livstidsfanger talt av den tellende livstidsfangen er %u\n", antallLivstidsfanger);
202
203	trond	3	fflush(stdout);
204			fflush(stdout);
205			} // visResultater()
206
207			void signalhandler(int sig)
208			{
209			if (sig == SIGINT) {
210	trond	4	exit(1);
211	trond	3	} // if
212			} // signalhandler()
213
214			// livstidsfanger.c
Name	Value
svn:eol-style	native
svn:keywords	Ximalas=%H
svn:mime-type	text/plain