livstidsfanger/trunk/livstidsfanger.c

// Programmet bruker ISO C 2011 (ISO/IEC 9899:2011) og Pthreads (IEEE Std 1003.1c-2001). -*- 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 _POSIX_THREADS < 200112L
#error her mangler det støtte for POSIX Threads anno 2001
#endif

#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	13	// Programmet bruker ISO C 2011 (ISO/IEC 9899:2011) og Pthreads (IEEE Std 1003.1c-2001). -- 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	trond	14	#if _POSIX_THREADS < 200112L
21			#error her mangler det støtte for POSIX Threads anno 2001
22			#endif
23
24	trond	3	#if __STDC_VERSION__ >= 201112L
25			#include <stdnoreturn.h>
26			#else
27	trond	4	#define noreturn
28	trond	3	#endif
29
30			#define ANTALL_LIVSTIDSFANGER 19U
31
32			static unsigned antallBesok[ANTALL_LIVSTIDSFANGER];
33
34			static size_t tellendeLivstidsfange;
35			static unsigned antallLivstidsfanger;
36
37			static pthread_mutex_t mutex = PTHREAD_MUTEX_INITIALIZER;
38			static pthread_cond_t cond = PTHREAD_COND_INITIALIZER;
39	trond	5	static bool brytere[2U];
40	trond	3
41			noreturn void livstidsfange(void arg);
42			void visResultater(void);
43			void signalhandler(int sig);
44
45	trond	4	noreturn int main(int argc, char **argv)
46	trond	3	{
47			size_t i;
48	trond	4	pthread_t tid = pthread_self();
49	trond	3
50	trond	12	if (argc >= 0) { // Bare for å få clang til å ti stille.
51			atexit(visResultater);
52			signal(SIGINT, signalhandler);
53			} // if
54	trond	3
55	trond	9	#ifdef __FreeBSD__
56	trond	3	srandomdev();
57	trond	9	#else
58			srandom((unsigned int)time(NULL));
59			#endif
60	trond	3
61			memset((void *)&antallBesok, 0, sizeof(antallBesok));
62			brytere[0] = random() & 1;
63			brytere[1] = random() & 1;
64
65			tellendeLivstidsfange = random() % ANTALL_LIVSTIDSFANGER;
66
67	trond	7	printf("bryter %u er i utgangspunktet vippet %s\n", 1U, brytere[0] == true ? "opp" : "ned");
68			printf("bryter %u er i utgangspunktet vippet %s\n", 2U, brytere[1] == true ? "opp" : "ned");
69			printf("livstidsfange %zu er utpekt som den tellende livstidsfange\n\n", tellendeLivstidsfange + 1);
70
71	trond	3	puts("maintråden venter på å få låst mutex");
72			pthread_mutex_lock(&mutex);
73			puts("mutex er låst av maintråden");
74
75			for (i = 0; i < ANTALL_LIVSTIDSFANGER; i++) {
76			printf("maintråden oppretter livstidsfange %2zu\n", i + 1);
77
78	trond	4	if ( (errno = pthread_create(&tid, NULL, livstidsfange, (void *)i)) != 0) {
79	trond	11	fflush(stdout);
80	trond	3	fprintf(stderr,
81			"%s: pthread_create(&tid, NULL, livstidsfange, (void *)%2zu) = %s (%d)\n",
82			argv[0], i, strerror(errno), errno);
83	trond	11	fflush(stderr);
84	trond	10	_exit(1);
85	trond	3	} // if
86			} // for
87
88			// maintråden påtar seg rolla som fengselsdirektøren.
89			while (1) {
90			puts("fengselsdirektøren låser opp mutex");
91			pthread_mutex_unlock(&mutex);
92			puts("mutex er låst opp av fengselsdirektøren");
93
94			puts("fengselsdirektøren signalerer livstidsfangene");
95			pthread_cond_signal(&cond);
96			puts("signal er sendt fra fengselsdirektøren");
97
98			puts("fengselsdirektøren venter på å få låst mutex");
99			pthread_mutex_lock(&mutex);
100			puts("mutex er låst av fengselsdirektøren");
101			} // while
102			} // main()
103
104			noreturn void livstidsfange(void arg)
105			{
106			size_t i = (size_t)arg;
107
108	trond	5	bool harVippetBryter1 = false;
109			bool bryter1HarVartOppe = false;
110	trond	3
111	trond	5	bool forrigeGangErGyldig = false;
112			bool forrigeGang = false;
113	trond	3
114			// Den tellende livstidsfangen kan allerede nå telle seg selv.
115			if (i == tellendeLivstidsfange) {
116			antallLivstidsfanger++;
117			} // if
118
119			while (1) {
120			// Vente på tur.
121			printf("livstidsfange %2zu venter på å få låst mutex\n", i + 1);
122			pthread_mutex_lock(&mutex);
123			printf("livstidsfange %2zu har låst mutex\n", i + 1);
124
125			printf("livstidsfange %2zu venter på signal fra fengselsdirektøren\n", i + 1);
126			pthread_cond_wait(&cond, &mutex);
127			printf("livstidsfange %2zu har fått signal fra fengselsdirektøren og har låst mutex\n", i + 1);
128
129			// Utføre selve simuleringen ved å sjekke brytere, m.m.
130			antallBesok[i]++;
131	trond	7	printf("livstidsfange %2zu har besøkt rommet %u gang%s\n", i + 1, antallBesok[i], antallBesok[i] == 1 ? "" : "er");
132	trond	3
133			if (i == tellendeLivstidsfange) {
134	trond	5	if (brytere[0] == false) {
135	trond	3	printf("livstidsfange %2zu ser at bryter 1 er nede og vipper opp bryter 1\n", i + 1);
136	trond	5	brytere[0] = true;
137	trond	3	} // if
138			else {
139			brytere[0] = !brytere[0];
140	trond	8	printf("livstidsfange %2zu vipper %s bryter 1\n", i + 1, brytere[0] == true ? "opp" : "ned");
141	trond	3
142	trond	5	if (forrigeGangErGyldig == true && forrigeGang == false) {
143	trond	3	antallLivstidsfanger++;
144			printf("livstidsfange %2zu har talt opp %u livstidsfanger\n", i + 1, antallLivstidsfanger);
145
146			if (antallLivstidsfanger == ANTALL_LIVSTIDSFANGER) {
147			printf("livstidsfange %2zu avslutter simuleringen\n", i + 1);
148			exit(0);
149			} // if
150	trond	4	} // if
151	trond	3
152	trond	5	forrigeGangErGyldig = true;
153	trond	3	forrigeGang = brytere[0];
154			} // else
155			} // if
156			else { // Vanlig livstidsfange.
157	trond	5	if (brytere[0] == true) {
158			printf("livstidsfange %2zu ser at bryter 1 er oppe, mens bryter 2 er %s\n", i + 1, brytere[1] == true ? "oppe" : "nede");
159			bryter1HarVartOppe = true;
160	trond	3
161			brytere[1] = !brytere[1];
162	trond	5	printf("livstidsfange %2zu vipper %s bryter 2\n", i + 1, brytere[1] == true ? "opp" : "ned");
163	trond	3	} // if
164			else {
165	trond	5	printf("livstidsfange %2zu ser at bryter 1 er nede, mens bryter 2 er %s\n", i + 1, brytere[1] == true ? "oppe" : "nede");
166	trond	3
167	trond	5	if (harVippetBryter1 == false && bryter1HarVartOppe == true) {
168	trond	3	brytere[0] = !brytere[0];
169	trond	5	printf("livstidsfange %2zu vipper %s bryter 1\n", i + 1, brytere[0] == true ? "opp" : "ned");
170	trond	3
171	trond	5	harVippetBryter1 = true;
172	trond	4	} // if
173	trond	3	else {
174			brytere[1] = !brytere[1];
175	trond	5	printf("livstidsfange %2zu vipper %s bryter 2\n", i + 1, brytere[1] == true ? "opp" : "ned");
176	trond	4	} // else
177	trond	3	} // else
178			} // else
179
180	trond	4	// Tusle ut av rommet.
181	trond	3	printf("livstidsfange %2zu låser opp mutex\n", i + 1);
182			pthread_mutex_unlock(&mutex);
183			printf("livstidsfange %2zu har låst opp mutex\n", i + 1);
184			} // while
185			} // livstidsfange()
186
187			void visResultater(void)
188			{
189			size_t i;
190
191			fflush(stderr);
192			fflush(stdout);
193	trond	11
194	trond	7	puts("\nResultater:\n");
195	trond	3
196	trond	7	printf("bryter %u er ved avslutning vippet %s\n", 1U, brytere[0] == true ? "opp" : "ned");
197			printf("bryter %u er ved avslutning vippet %s\n", 2U, brytere[1] == true ? "opp" : "ned");
198			printf("livstidsfange %2zu var den tellende livstidsfangen\n\n", tellendeLivstidsfange + 1);
199	trond	3
200			for (i = 0; i < ANTALL_LIVSTIDSFANGER; i++) {
201	trond	7	printf("livstidsfange %2zu: antall besøk: %u\n", i + 1, antallBesok[i]);
202	trond	3	} // for
203	trond	12	puts("");
204	trond	3
205	trond	12	printf("antall livstidsfanger talt av den tellende livstidsfangen er %u\n", antallLivstidsfanger);
206
207	trond	3	fflush(stdout);
208			fflush(stdout);
209			} // visResultater()
210
211			void signalhandler(int sig)
212			{
213			if (sig == SIGINT) {
214	trond	4	exit(1);
215	trond	3	} // if
216			} // signalhandler()
217
218			// livstidsfanger.c
Name	Value
svn:eol-style	native
svn:keywords	Ximalas=%H
svn:mime-type	text/plain