#define _POSIX_C_SOURCE 200809L

#include <assert.h>         /* assert */
#include <err.h>            /* err */
#include <errno.h>          /* errno */
#include <stdint.h>         /* uint32_t, int64_t */
#include <stdlib.h>         /* exit */
#include <string.h>         /* strlen, memcmp */
#include <stdio.h>          /* snprintf */
#include <unistd.h>         /* read, write, close, unlink, … */
#include <sys/socket.h>     /* socket, AF_* */
#include <sys/un.h>         /* struct sockaddr_un */
#include <stdatomic.h>      /* atomic_uint */
#include <pthread.h>        /* pthread_* */

/* V tomto cvičení bude Vaším úkolem naprogramovat „kostru“ pro
 * vícevláknový server v podprogramu ‹thread_server›. Vstupem budou:
 *
 *  1. ‹sock_fd› je popisovač proudového socketu, který je svázán
 *     s adresou a je nastaven do režimu poslouchání,
 *  2. ‹count› je maximální počet připojení (po jeho dosažení se
 *     podprogram vrátí),
 *  3. ‹per_client› je funkční ukazatel, který realizuje komunikaci
 *     s jedním klientem,
 *  4. ‹shared› je ukazatel, který je předán podprogramu
 *     ‹per_client› při každé aktivaci.
 *
 * Podprogram ‹per_client› má dva parametry: popisovač socketu a
 * ukazatel ‹shared›. Návratová hodnota podprogramu ‹per_client› je
 * 0 v případě, že komunikace proběhla úspěšně, jinak -1.
 * Vlastnictví popisovače ‹fd› se na podprogram ‹per_client›
 * nepřenáší.
 *
 * Podobně u ‹thread_server› návratová hodnota 0 znamená, že bylo
 * úspěšně obslouženo ‹count› klientů, -1 znamená chybu.  */

int thread_server( int sock_fd, int count,
                   int ( *per_client )( int fd, void * shared ),
                   void *shared );

/* ┄┄┄┄┄┄┄ %< ┄┄┄┄┄┄┄┄┄┄ následují testy ┄┄┄┄┄┄┄┄┄┄ %< ┄┄┄┄┄┄┄ */

#include <sys/wait.h>       /* waitpid */
#include <signal.h>         /* signal, SIG_IGN, SIGPIPE */

static void close_or_warn( int fd, const char *name )
{
    if ( close( fd ) == -1 )
        warn( "closing %s", name );
}

static void unlink_if_exists( const char *file )
{
    if ( unlink( file ) == -1 && errno != ENOENT )
        err( 2, "unlink" );
}

static int reap( pid_t pid )
{
    int status;

    if ( waitpid( pid, &status, 0 ) == -1 )
        err( 2, "wait" );

    if ( WIFEXITED( status ) )
        return WEXITSTATUS( status );
    else
        return -1;
}

int per_client( int fd, void *shared )
{
    atomic_uint *state = shared;
    int read;
    char buffer[ 4 ];
    char reply[ 4 ] = "ok\n";

    while ( ( read = recv( fd, buffer, 4, MSG_WAITALL ) ) > 0 )
    {
        if ( memcmp( buffer, "inc\n", 4 ) == 0 )
            *state += 1;
        else if ( memcmp( buffer, "dec\n", 4 ) == 0 )
            *state -= 1;
        else if ( memcmp( buffer, "get\n", 4 ) == 0 )
            snprintf( reply, 4, "%02d\n", *state % 64 );
        else
            return -1;

        if ( send( fd, reply, 3, 0 ) == -1 )
            return -1;
    }

    return read == 0 ? 0 : -1;
}

static pid_t fork_server( int sock_fd, int clients, int init )
{
    pid_t pid = fork();

    if ( pid == -1 )
        err( 2, "fork" );

    if ( pid == 0 )
    {
        atomic_uint state = init;
        alarm( 3 );
        exit( thread_server( sock_fd, clients,
                             per_client, &state ) ? 1 : 0 );
    }

    close_or_warn( sock_fd, "server socket in client" );
    return pid;
}

static const struct sockaddr_un test_addr =
{
    .sun_family = AF_UNIX,
    .sun_path = "zt.a_socket"
};

static int client_connect()
{
    int fd = socket( AF_UNIX, SOCK_STREAM, 0 );

    if ( fd == -1 )
        err( 2, "socket" );

    if ( connect( fd, ( const struct sockaddr * ) &test_addr,
                  sizeof test_addr ) == -1 )
        return -1;

    return fd;
}

static int client_cmd( int fd, const char *cmd, const char *expect )
{
    int r_len = strlen( expect );
    char reply[ r_len ];

    if ( send( fd, cmd, strlen( cmd ), 0 ) == -1 )
        return -1;

    if ( recv( fd, reply, r_len, MSG_WAITALL ) != r_len )
        return -1;

    return 0;
}

int main( void )
{
    if ( signal( SIGPIPE, SIG_IGN ) == SIG_ERR )
        err( 2, "signal" );

    char buffer[ 4 ];
    unlink_if_exists( test_addr.sun_path );

    int sock_fd = socket( AF_UNIX, SOCK_STREAM, 0 );

    if ( sock_fd == -1 )
        err( 2, "socket" );

    if ( bind( sock_fd, ( const struct sockaddr * ) &test_addr,
               sizeof test_addr ) == -1 )
        err( 2, "bind" );

    if ( listen( sock_fd, 3 ) == -1 )
        err( 2, "listen" );

    pid_t pid = fork_server( sock_fd, 3, 15 );

    int c1 = client_connect();
    int c2 = client_connect();

    assert( client_cmd( c1, "get\n", "15\n" ) == 0 );
    assert( client_cmd( c1, "inc\n", "ok\n" ) == 0 );
    assert( client_cmd( c2, "get\n", "16\n" ) == 0 );

    int c3 = client_connect();

    assert( send( c3, "g", 1, 0 ) == 1 );
    assert( client_cmd( c2, "dec\n", "ok\n" ) == 0 );
    assert( client_cmd( c1, "inc\n", "ok\n" ) == 0 );

    assert( send( c3, "e", 1, 0 ) == 1 );
    assert( client_cmd( c2, "inc\n", "ok\n" ) == 0 );

    assert( send( c3, "t", 1, 0 ) == 1 );
    assert( client_cmd( c2, "inc\n", "ok\n" ) == 0 );
    assert( client_cmd( c1, "dec\n", "ok\n" ) == 0 );

    close_or_warn( c1, "c1" );

    assert( send( c3, "\n", 1, 0 ) == 1 );
    assert( recv( c3, buffer, 3, MSG_WAITALL ) == 3 );
    assert( memcmp( buffer, "17", 2 ) == 0 );

    close_or_warn( c2, "c2" );
    close_or_warn( c3, "c3" );

    assert( reap( pid ) == 0 );

    unlink_if_exists( test_addr.sun_path );
    return 0;
}