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 <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;

  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			#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	trond	7	printf("bryter %u er i utgangspunktet vippet %s\n", 1U, brytere[0] == true ? "opp" : "ned");
53			printf("bryter %u er i utgangspunktet vippet %s\n", 2U, brytere[1] == true ? "opp" : "ned");
54			printf("livstidsfange %zu er utpekt som den tellende livstidsfange\n\n", tellendeLivstidsfange + 1);
55
56	trond	3	puts("maintråden venter på å få låst mutex");
57			pthread_mutex_lock(&mutex);
58			puts("mutex er låst av maintråden");
59
60			for (i = 0; i < ANTALL_LIVSTIDSFANGER; i++) {
61			printf("maintråden oppretter livstidsfange %2zu\n", i + 1);
62
63	trond	4	if ( (errno = pthread_create(&tid, NULL, livstidsfange, (void *)i)) != 0) {
64	trond	3	fprintf(stderr,
65			"%s: pthread_create(&tid, NULL, livstidsfange, (void *)%2zu) = %s (%d)\n",
66			argv[0], i, strerror(errno), errno);
67			exit(1);
68			} // if
69			} // for
70
71			// maintråden påtar seg rolla som fengselsdirektøren.
72			while (1) {
73			puts("fengselsdirektøren låser opp mutex");
74			pthread_mutex_unlock(&mutex);
75			puts("mutex er låst opp av fengselsdirektøren");
76
77			puts("fengselsdirektøren signalerer livstidsfangene");
78			pthread_cond_signal(&cond);
79			puts("signal er sendt fra fengselsdirektøren");
80
81			puts("fengselsdirektøren venter på å få låst mutex");
82			pthread_mutex_lock(&mutex);
83			puts("mutex er låst av fengselsdirektøren");
84			} // while
85			} // main()
86
87			noreturn void livstidsfange(void arg)
88			{
89			size_t i = (size_t)arg;
90
91	trond	5	bool harVippetBryter1 = false;
92			bool bryter1HarVartOppe = false;
93	trond	3
94	trond	5	bool forrigeGangErGyldig = false;
95			bool forrigeGang = false;
96	trond	3
97			// Den tellende livstidsfangen kan allerede nå telle seg selv.
98			if (i == tellendeLivstidsfange) {
99			antallLivstidsfanger++;
100			} // if
101
102			while (1) {
103			// Vente på tur.
104			printf("livstidsfange %2zu venter på å få låst mutex\n", i + 1);
105			pthread_mutex_lock(&mutex);
106			printf("livstidsfange %2zu har låst mutex\n", i + 1);
107
108			printf("livstidsfange %2zu venter på signal fra fengselsdirektøren\n", i + 1);
109			pthread_cond_wait(&cond, &mutex);
110			printf("livstidsfange %2zu har fått signal fra fengselsdirektøren og har låst mutex\n", i + 1);
111
112			// Utføre selve simuleringen ved å sjekke brytere, m.m.
113			antallBesok[i]++;
114	trond	7	printf("livstidsfange %2zu har besøkt rommet %u gang%s\n", i + 1, antallBesok[i], antallBesok[i] == 1 ? "" : "er");
115	trond	3
116			if (i == tellendeLivstidsfange) {
117	trond	5	if (brytere[0] == false) {
118	trond	3	printf("livstidsfange %2zu ser at bryter 1 er nede og vipper opp bryter 1\n", i + 1);
119	trond	5	brytere[0] = true;
120	trond	3	} // if
121			else {
122			brytere[0] = !brytere[0];
123	trond	8	printf("livstidsfange %2zu vipper %s bryter 1\n", i + 1, brytere[0] == true ? "opp" : "ned");
124	trond	3
125	trond	5	if (forrigeGangErGyldig == true && forrigeGang == false) {
126	trond	3	antallLivstidsfanger++;
127			printf("livstidsfange %2zu har talt opp %u livstidsfanger\n", i + 1, antallLivstidsfanger);
128
129			if (antallLivstidsfanger == ANTALL_LIVSTIDSFANGER) {
130			printf("livstidsfange %2zu avslutter simuleringen\n", i + 1);
131			exit(0);
132			} // if
133	trond	4	} // if
134	trond	3
135	trond	5	forrigeGangErGyldig = true;
136	trond	3	forrigeGang = brytere[0];
137			} // else
138			} // if
139			else { // Vanlig livstidsfange.
140	trond	5	if (brytere[0] == true) {
141			printf("livstidsfange %2zu ser at bryter 1 er oppe, mens bryter 2 er %s\n", i + 1, brytere[1] == true ? "oppe" : "nede");
142			bryter1HarVartOppe = true;
143	trond	3
144			brytere[1] = !brytere[1];
145	trond	5	printf("livstidsfange %2zu vipper %s bryter 2\n", i + 1, brytere[1] == true ? "opp" : "ned");
146	trond	3	} // if
147			else {
148	trond	5	printf("livstidsfange %2zu ser at bryter 1 er nede, mens bryter 2 er %s\n", i + 1, brytere[1] == true ? "oppe" : "nede");
149	trond	3
150	trond	5	if (harVippetBryter1 == false && bryter1HarVartOppe == true) {
151	trond	3	brytere[0] = !brytere[0];
152	trond	5	printf("livstidsfange %2zu vipper %s bryter 1\n", i + 1, brytere[0] == true ? "opp" : "ned");
153	trond	3
154	trond	5	harVippetBryter1 = true;
155	trond	4	} // if
156	trond	3	else {
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	4	} // else
160	trond	3	} // else
161			} // else
162
163	trond	4	// Tusle ut av rommet.
164	trond	3	printf("livstidsfange %2zu låser opp mutex\n", i + 1);
165			pthread_mutex_unlock(&mutex);
166			printf("livstidsfange %2zu har låst opp mutex\n", i + 1);
167			} // while
168			} // livstidsfange()
169
170			void visResultater(void)
171			{
172			size_t i;
173
174			fflush(stderr);
175			fflush(stdout);
176			fflush(stderr);
177			fflush(stdout);
178	trond	7	puts("\nResultater:\n");
179	trond	3
180	trond	7	printf("bryter %u er ved avslutning vippet %s\n", 1U, brytere[0] == true ? "opp" : "ned");
181			printf("bryter %u er ved avslutning vippet %s\n", 2U, brytere[1] == true ? "opp" : "ned");
182			printf("livstidsfange %2zu var den tellende livstidsfangen\n\n", tellendeLivstidsfange + 1);
183	trond	3
184			for (i = 0; i < ANTALL_LIVSTIDSFANGER; i++) {
185	trond	7	printf("livstidsfange %2zu: antall besøk: %u\n", i + 1, antallBesok[i]);
186	trond	3	} // for
187
188			fflush(stdout);
189			fflush(stdout);
190			} // visResultater()
191
192			void signalhandler(int sig)
193			{
194			if (sig == SIGINT) {
195	trond	4	exit(1);
196	trond	3	} // if
197			} // signalhandler()
198
199			// livstidsfanger.c
Name	Value
svn:eol-style	native
svn:keywords	Ximalas=%H
svn:mime-type	text/plain