#define _POSIX_C_SOURCE 200809L

#include <assert.h>         /* assert */
#include <err.h>            /* err, warn, warnx */
#include <unistd.h>         /* alarm, close. fork, read, write */

/* Naprogramujte proceduru ‹clone_stream›, která dostane jako
 * parametry 3 popisovače připojených proudových socketů. Jejím
 * úkolem bude přeposílat data příchozí na první z nich ‹in_fd› do
 * dvou dalších (‹out1_fd›, ‹out2_fd›).
 *
 * Klonování bude probíhat synchronně – nestíhá-li protistrana na
 * některém výstupním popisovači (‹out1_fd›, ‹out2_fd›) data
 * dostatečně rychle zpracovávat, ‹clone_stream› nebude další data
 * (z ‹in_fd›) načítat, dokud se situace nezlepší (a tím případně
 * regulovat produkci dat na zdroji).
 *
 * Procedura ‹clone_stream› skončí, je-li ukončeno spojení na
 * ‹in_fd›, nebo na obou výstupech (jinak řečeno, přeposílání bude
 * pokračovat tak dlouho, dokud je připojen odesílatel a alespoň
 * jeden z příjemců). Návratová hodnota nechť je 0, došlo-li ke
 * korektnímu ukončení spojení, nebo -1 při fatální chybě. */

int clone_stream( int in_fd, int out1_fd, int out2_fd );

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

#include <signal.h>         /* signal, SIGPIPE, SIG_ERR, SIG_IGN */
#include <string.h>         /* strcmp, strlen */
#include <stdlib.h>         /* exit */
#include <sys/socket.h>     /* socketpair */
#include <sys/wait.h>       /* waitpid */

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

static int reap( pid_t pid )
{
    int status;

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

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

pid_t spawn_cloner( int *fd_in, int *fd_1, int *fd_2 )
{
    int sock_in[ 2 ];
    if ( socketpair( AF_UNIX, SOCK_STREAM, 0, sock_in ) == -1 )
        err( 1, "input socketpair" );

    int sock_1[ 2 ];
    if ( socketpair( AF_UNIX, SOCK_STREAM, 0, sock_1 ) == -1 )
        err( 1, "output socketpair 1" );

    int sock_2[ 2 ];
    if ( socketpair( AF_UNIX, SOCK_STREAM, 0, sock_2 ) == -1 )
        err( 1, "output socketpair 2" );

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

    if ( pid > 0 )
    {
        close_or_warn( sock_in[ 1 ], "child's input socket in parent" );
        close_or_warn( sock_1[  1 ], "child's output socket 1 in parent" );
        close_or_warn( sock_2[  1 ], "child's output socket 2 in parent" );

        *fd_in = sock_in[ 0 ];
        *fd_1 = sock_1[  0 ];
        *fd_2 = sock_2[  0 ];

        return pid;
    }

    /* Při pokusu o zápis do proudového soketu, jehož druhý konec už
     * je uzavřen pro čtení, program obdrží signál SIGPIPE. Ten ve
     * výchozím stavu celý program ukončí. To není vhodné, chceme-li
     * umět poznat, že druhá strana již zapisovaná data nečte, a
     * nějak na situaci zareagovat. Následujícím voláním proto
     * necháme signál ignorovat. Při pokusu o zápis do již nečteného
     * soketu pak ‹write› vrátí -1 a nastaví ‹errno› na ‹EPIPE›. */

    if ( signal( SIGPIPE, SIG_IGN ) == SIG_ERR )
        err( 1, "signal" );

    alarm( 1 );

    close_or_warn( sock_in[ 0 ], "parent's input socket in child" );
    close_or_warn( sock_1[  0 ], "parent's output socket 1 in child" );
    close_or_warn( sock_2[  0 ], "parent's output socket 2 in child" );

    int rv = clone_stream( sock_in[ 1 ], sock_1[ 1 ], sock_2[ 1 ] );

    close_or_warn( sock_in[ 1 ], "child's input socket" );
    close_or_warn( sock_1[  1 ], "child's output socket 1" );
    close_or_warn( sock_2[  1 ], "child's output socket 2" );

    exit( rv );
}

static int push( int fd, const char *msg )
{
    if ( write( fd, msg, strlen( msg ) ) == -1 )
        return warn( "push write" ), 0;
    return 1;
}

static int pull( int fd, const char *msg )
{
    char buf[ 256 ];
    int len = strlen( msg );
    int read_total = 0;
    int bytes_read;

    while ( read_total < len &&
            ( bytes_read = read( fd, buf + read_total,
                                 sizeof( buf ) - read_total - 1 ) ) > 0 )
    {
        read_total += bytes_read;
    }

    if ( bytes_read == -1 )
        return warn( "pull read" ), 0;

    buf[ read_total ] = '\0';
    if ( strcmp( msg, buf ) != 0 )
        return warnx( "pull unexpected message: %s", buf ), 0;

    return 1;
}

static int transfer( int fd_in, int fd_out1, int fd_out2,
                     const char *msg )
{
    return push( fd_in,   msg ) &&
           pull( fd_out2, msg ) &&
           pull( fd_out1, msg );
}

int main( void )
{
    int fd_in, fd_1, fd_2;

    pid_t pid = spawn_cloner( &fd_in, &fd_1, &fd_2 );
    assert( transfer( fd_in, fd_1, fd_2, "hello" ) );
    close_or_warn( fd_in, "parent's input socket" );
    close_or_warn( fd_1,  "parent's output socket 1" );
    close_or_warn( fd_2,  "parent's output socket 2" );
    assert( reap( pid ) == 0 );

    pid = spawn_cloner( &fd_in, &fd_1, &fd_2 );
    assert( transfer( fd_in, fd_1, fd_2, "first closes first" ) );
    close_or_warn( fd_1,  "parent's output socket 1" );
    assert( push(  fd_in, "only second gets this" ) );
    close_or_warn( fd_in, "parent's input socket" );
    assert( pull(  fd_2,  "only second gets this" ) );
    close_or_warn( fd_2,  "parent's output socket 2" );
    assert( reap( pid ) == 0 );

    pid = spawn_cloner( &fd_in, &fd_1, &fd_2 );
    assert( transfer( fd_in, fd_1, fd_2, "second closes first" ) );
    close_or_warn( fd_2,  "parent's output socket 2" );
    assert( push(  fd_in, "only first gets this" ) );
    assert( pull(  fd_1,  "only first gets this" ) );
    close_or_warn( fd_1,  "parent's output socket 1" );
    close_or_warn( fd_in, "parent's input socket" );
    assert( reap( pid ) == 0 );

    return 0;
}