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 <sched.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);

#ifdef _POSIX_PRIORITY_SCHEDULING
    sched_yield();
#endif
  } // 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	trond	15	#include <sched.h>
13	trond	3	#include <signal.h>
14	trond	5	#include <stdbool.h>
15	trond	3	#include <stdio.h>
16			#include <stdlib.h>
17			#include <string.h>
18	trond	9	#include <time.h>
19	trond	3	#include <unistd.h>
20
21	trond	14	#if _POSIX_THREADS < 200112L
22			#error her mangler det støtte for POSIX Threads anno 2001
23			#endif
24
25	trond	3	#if __STDC_VERSION__ >= 201112L
26			#include <stdnoreturn.h>
27			#else
28	trond	4	#define noreturn
29	trond	3	#endif
30
31			#define ANTALL_LIVSTIDSFANGER 19U
32
33			static unsigned antallBesok[ANTALL_LIVSTIDSFANGER];
34
35			static size_t tellendeLivstidsfange;
36			static unsigned antallLivstidsfanger;
37
38			static pthread_mutex_t mutex = PTHREAD_MUTEX_INITIALIZER;
39			static pthread_cond_t cond = PTHREAD_COND_INITIALIZER;
40	trond	5	static bool brytere[2U];
41	trond	3
42			noreturn void livstidsfange(void arg);
43			void visResultater(void);
44			void signalhandler(int sig);
45
46	trond	4	noreturn int main(int argc, char **argv)
47	trond	3	{
48			size_t i;
49	trond	4	pthread_t tid = pthread_self();
50	trond	3
51	trond	12	if (argc >= 0) { // Bare for å få clang til å ti stille.
52			atexit(visResultater);
53			signal(SIGINT, signalhandler);
54			} // if
55	trond	3
56	trond	9	#ifdef __FreeBSD__
57	trond	3	srandomdev();
58	trond	9	#else
59			srandom((unsigned int)time(NULL));
60			#endif
61	trond	3
62			memset((void *)&antallBesok, 0, sizeof(antallBesok));
63			brytere[0] = random() & 1;
64			brytere[1] = random() & 1;
65
66			tellendeLivstidsfange = random() % ANTALL_LIVSTIDSFANGER;
67
68	trond	7	printf("bryter %u er i utgangspunktet vippet %s\n", 1U, brytere[0] == true ? "opp" : "ned");
69			printf("bryter %u er i utgangspunktet vippet %s\n", 2U, brytere[1] == true ? "opp" : "ned");
70			printf("livstidsfange %zu er utpekt som den tellende livstidsfange\n\n", tellendeLivstidsfange + 1);
71
72	trond	3	puts("maintråden venter på å få låst mutex");
73			pthread_mutex_lock(&mutex);
74			puts("mutex er låst av maintråden");
75
76			for (i = 0; i < ANTALL_LIVSTIDSFANGER; i++) {
77			printf("maintråden oppretter livstidsfange %2zu\n", i + 1);
78
79	trond	4	if ( (errno = pthread_create(&tid, NULL, livstidsfange, (void *)i)) != 0) {
80	trond	11	fflush(stdout);
81	trond	3	fprintf(stderr,
82			"%s: pthread_create(&tid, NULL, livstidsfange, (void *)%2zu) = %s (%d)\n",
83			argv[0], i, strerror(errno), errno);
84	trond	11	fflush(stderr);
85	trond	10	_exit(1);
86	trond	3	} // if
87			} // for
88
89			// maintråden påtar seg rolla som fengselsdirektøren.
90			while (1) {
91			puts("fengselsdirektøren låser opp mutex");
92			pthread_mutex_unlock(&mutex);
93			puts("mutex er låst opp av fengselsdirektøren");
94
95			puts("fengselsdirektøren signalerer livstidsfangene");
96			pthread_cond_signal(&cond);
97			puts("signal er sendt fra fengselsdirektøren");
98
99			puts("fengselsdirektøren venter på å få låst mutex");
100			pthread_mutex_lock(&mutex);
101			puts("mutex er låst av fengselsdirektøren");
102			} // while
103			} // main()
104
105			noreturn void livstidsfange(void arg)
106			{
107			size_t i = (size_t)arg;
108
109	trond	5	bool harVippetBryter1 = false;
110			bool bryter1HarVartOppe = false;
111	trond	3
112	trond	5	bool forrigeGangErGyldig = false;
113			bool forrigeGang = false;
114	trond	3
115			// Den tellende livstidsfangen kan allerede nå telle seg selv.
116			if (i == tellendeLivstidsfange) {
117			antallLivstidsfanger++;
118			} // if
119
120			while (1) {
121			// Vente på tur.
122			printf("livstidsfange %2zu venter på å få låst mutex\n", i + 1);
123			pthread_mutex_lock(&mutex);
124			printf("livstidsfange %2zu har låst mutex\n", i + 1);
125
126			printf("livstidsfange %2zu venter på signal fra fengselsdirektøren\n", i + 1);
127			pthread_cond_wait(&cond, &mutex);
128			printf("livstidsfange %2zu har fått signal fra fengselsdirektøren og har låst mutex\n", i + 1);
129
130			// Utføre selve simuleringen ved å sjekke brytere, m.m.
131			antallBesok[i]++;
132	trond	7	printf("livstidsfange %2zu har besøkt rommet %u gang%s\n", i + 1, antallBesok[i], antallBesok[i] == 1 ? "" : "er");
133	trond	3
134			if (i == tellendeLivstidsfange) {
135	trond	5	if (brytere[0] == false) {
136	trond	3	printf("livstidsfange %2zu ser at bryter 1 er nede og vipper opp bryter 1\n", i + 1);
137	trond	5	brytere[0] = true;
138	trond	3	} // if
139			else {
140			brytere[0] = !brytere[0];
141	trond	8	printf("livstidsfange %2zu vipper %s bryter 1\n", i + 1, brytere[0] == true ? "opp" : "ned");
142	trond	3
143	trond	5	if (forrigeGangErGyldig == true && forrigeGang == false) {
144	trond	3	antallLivstidsfanger++;
145			printf("livstidsfange %2zu har talt opp %u livstidsfanger\n", i + 1, antallLivstidsfanger);
146
147			if (antallLivstidsfanger == ANTALL_LIVSTIDSFANGER) {
148			printf("livstidsfange %2zu avslutter simuleringen\n", i + 1);
149			exit(0);
150			} // if
151	trond	4	} // if
152	trond	3
153	trond	5	forrigeGangErGyldig = true;
154	trond	3	forrigeGang = brytere[0];
155			} // else
156			} // if
157			else { // Vanlig livstidsfange.
158	trond	5	if (brytere[0] == true) {
159			printf("livstidsfange %2zu ser at bryter 1 er oppe, mens bryter 2 er %s\n", i + 1, brytere[1] == true ? "oppe" : "nede");
160			bryter1HarVartOppe = true;
161	trond	3
162			brytere[1] = !brytere[1];
163	trond	5	printf("livstidsfange %2zu vipper %s bryter 2\n", i + 1, brytere[1] == true ? "opp" : "ned");
164	trond	3	} // if
165			else {
166	trond	5	printf("livstidsfange %2zu ser at bryter 1 er nede, mens bryter 2 er %s\n", i + 1, brytere[1] == true ? "oppe" : "nede");
167	trond	3
168	trond	5	if (harVippetBryter1 == false && bryter1HarVartOppe == true) {
169	trond	3	brytere[0] = !brytere[0];
170	trond	5	printf("livstidsfange %2zu vipper %s bryter 1\n", i + 1, brytere[0] == true ? "opp" : "ned");
171	trond	3
172	trond	5	harVippetBryter1 = true;
173	trond	4	} // if
174	trond	3	else {
175			brytere[1] = !brytere[1];
176	trond	5	printf("livstidsfange %2zu vipper %s bryter 2\n", i + 1, brytere[1] == true ? "opp" : "ned");
177	trond	4	} // else
178	trond	3	} // else
179			} // else
180
181	trond	4	// Tusle ut av rommet.
182	trond	3	printf("livstidsfange %2zu låser opp mutex\n", i + 1);
183			pthread_mutex_unlock(&mutex);
184			printf("livstidsfange %2zu har låst opp mutex\n", i + 1);
185	trond	15
186			#ifdef _POSIX_PRIORITY_SCHEDULING
187			sched_yield();
188			#endif
189	trond	3	} // while
190			} // livstidsfange()
191
192			void visResultater(void)
193			{
194			size_t i;
195
196			fflush(stderr);
197			fflush(stdout);
198	trond	11
199	trond	7	puts("\nResultater:\n");
200	trond	3
201	trond	7	printf("bryter %u er ved avslutning vippet %s\n", 1U, brytere[0] == true ? "opp" : "ned");
202			printf("bryter %u er ved avslutning vippet %s\n", 2U, brytere[1] == true ? "opp" : "ned");
203			printf("livstidsfange %2zu var den tellende livstidsfangen\n\n", tellendeLivstidsfange + 1);
204	trond	3
205			for (i = 0; i < ANTALL_LIVSTIDSFANGER; i++) {
206	trond	7	printf("livstidsfange %2zu: antall besøk: %u\n", i + 1, antallBesok[i]);
207	trond	3	} // for
208	trond	12	puts("");
209	trond	3
210	trond	12	printf("antall livstidsfanger talt av den tellende livstidsfangen er %u\n", antallLivstidsfanger);
211
212	trond	3	fflush(stdout);
213			fflush(stdout);
214			} // visResultater()
215
216			void signalhandler(int sig)
217			{
218			if (sig == SIGINT) {
219	trond	4	exit(1);
220	trond	3	} // if
221			} // signalhandler()
222
223			// livstidsfanger.c
Name	Value
svn:eol-style	native
svn:keywords	Ximalas=%H
svn:mime-type	text/plain