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	trond	3	// 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	trond	5	#include <stdbool.h>
10	trond	3	#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	trond	4	#define noreturn
19	trond	3	#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	trond	5	static bool brytere[2U];
31	trond	3
32			noreturn void livstidsfange(void arg);
33			void visResultater(void);
34			void signalhandler(int sig);
35
36	trond	4	noreturn int main(int argc, char **argv)
37	trond	3	{
38			size_t i;
39	trond	4	pthread_t tid = pthread_self();
40	trond	3
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	trond	4	if ( (errno = pthread_create(&tid, NULL, livstidsfange, (void *)i)) != 0) {
60	trond	3	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	trond	5	bool harVippetBryter1 = false;
88			bool bryter1HarVartOppe = false;
89	trond	3
90	trond	5	bool forrigeGangErGyldig = false;
91			bool forrigeGang = false;
92	trond	3
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	trond	5	if (brytere[0] == false) {
114	trond	3	printf("livstidsfange %2zu ser at bryter 1 er nede og vipper opp bryter 1\n", i + 1);
115	trond	5	brytere[0] = true;
116	trond	3	} // 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	trond	5	if (forrigeGangErGyldig == true && forrigeGang == false) {
122	trond	3	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	trond	4	} // if
130	trond	3
131	trond	5	forrigeGangErGyldig = true;
132	trond	3	forrigeGang = brytere[0];
133			} // else
134			} // if
135			else { // Vanlig livstidsfange.
136	trond	5	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	trond	3
140			brytere[1] = !brytere[1];
141	trond	5	printf("livstidsfange %2zu vipper %s bryter 2\n", i + 1, brytere[1] == true ? "opp" : "ned");
142	trond	3	} // if
143			else {
144	trond	5	printf("livstidsfange %2zu ser at bryter 1 er nede, mens bryter 2 er %s\n", i + 1, brytere[1] == true ? "oppe" : "nede");
145	trond	3
146	trond	5	if (harVippetBryter1 == false && bryter1HarVartOppe == true) {
147	trond	3	brytere[0] = !brytere[0];
148	trond	5	printf("livstidsfange %2zu vipper %s bryter 1\n", i + 1, brytere[0] == true ? "opp" : "ned");
149	trond	3
150	trond	5	harVippetBryter1 = true;
151	trond	4	} // if
152	trond	3	else {
153			brytere[1] = !brytere[1];
154	trond	5	printf("livstidsfange %2zu vipper %s bryter 2\n", i + 1, brytere[1] == true ? "opp" : "ned");
155	trond	4	} // else
156	trond	3	} // else
157			} // else
158
159	trond	4	// Tusle ut av rommet.
160	trond	3	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	trond	4	exit(1);
190	trond	3	} // if
191			} // signalhandler()
192
193			// livstidsfanger.c
Name	Value
svn:eol-style	native
svn:keywords	Ximalas=%H
svn:mime-type	text/plain