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 <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;

// Ingen må forandre på bryterne uten å ha låst mutex først.
static unsigned 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 = 0;

  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;

  unsigned harVippetBryter1 = 0U;
  unsigned bryter1HarVartOppe = 0U;

  unsigned forrigeGangErGyldig = 0U;
  unsigned forrigeGang = 0U;

  // 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] == 0U) {
        printf("livstidsfange %2zu ser at bryter 1 er nede og vipper opp bryter 1\n", i + 1);
        brytere[0] = 1U;
      } // if
      else {
        brytere[0] = !brytere[0];
        printf("livstidsfange %2zu vipper %s bryter 1\n", i + 1, brytere[0] == 1U ? "opp" : "ned");

        if (forrigeGangErGyldig == 1U && forrigeGang == 0U) {
          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 = 1U;
        forrigeGang = brytere[0];
      } // else
    } // if
    else { // Vanlig livstidsfange.
      if (brytere[0] == 1U) {
        printf("livstidsfange %2zu ser at bryter 1 er oppe, mens bryter 2 er %s\n", i + 1, brytere[1] == 1U ? "oppe" : "nede");
        bryter1HarVartOppe = 1U;

        brytere[1] = !brytere[1];
        printf("livstidsfange %2zu vipper %s bryter 2\n", i + 1, brytere[1] == 1U ? "opp" : "ned");
      } // if
      else {
        printf("livstidsfange %2zu ser at bryter 1 er nede, mens bryter 2 er %s\n", i + 1, brytere[1] == 1U ? "oppe" : "nede");

        if (harVippetBryter1 == 0U && bryter1HarVartOppe == 1U) {
          brytere[0] = !brytere[0];
          printf("livstidsfange %2zu vipper %s bryter 1\n", i + 1, brytere[0] == 1U ? "opp" : "ned");

          harVippetBryter1 = 1U;
        } // if
        else {
          brytere[1] = !brytere[1];
          printf("livstidsfange %2zu vipper %s bryter 2\n", i + 1, brytere[1] == 1U ? "opp" : "ned");
        } // else
      } // else
    } // else

    // Signalere fengselsdirektøren (eller en vilkårlig livstidsfange).
    printf("livstidsfange %2zu låser opp mutex\n", i + 1);
    pthread_mutex_unlock(&mutex);
    printf("livstidsfange %2zu har låst opp mutex\n", i + 1);

    printf("livstidsfange %2zu signalerer de andre trådene\n", i + 1);
    pthread_cond_signal(&cond);
    printf("livstidsfange %2zu har gitt signal til de andre trådene\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) {
    visResultater();
    _exit(1);
  } // if
} // signalhandler()

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