#include <stdio.h>
#include <errno.h>
#include <libgen.h>
#include <string.h>
#include <limits.h>
#include <unistd.h>
#include <stdbool.h>
#include <dirent.h>
#include <sys/types.h>
#include <sys/stat.h>
#include <sys/msg.h>
#include <sys/mman.h>
#include <stdlib.h>
#include <fcntl.h>
#include <wait.h>
#include <signal.h>

#define POSPRZATAJ() do{wait(&pids[2]);remove(SCIEZKA_KOLEJKI_1);}while(0)
#define DEBUGPIRNTF

#define DLUGOSC_KOMUNIKATU 1024
#define SCIEZKA_KOLEJKI_1 "/tmp/projekt_so2"

/* Sygnał, który kończy działanie programu. */
#define S1 SIGUSR1
/* Sygnał, który zatrzymuje komunikację procesów. */
#define S2 SIGUSR2
/* Sygnał, który wznawia komunikację procesów. */
#define S3 SIGCONT

#define ILE_PROCESOW 3

// Typy wiadomosci (mtype)
#define WIADOMOSC_OD_MASTERA 1

// Struktura dla wiadomości typu WIADOMOSC_ARGC
struct msgcargbuf {
    long    mtype;          /* typ komunikatu */
    long komunikat;
} msgCargs;


// Struktura dla wiadomości typu WIADOMOSC_OD_*
struct mymsgbuf {
    long    mtype;          /* typ komunikatu */
    short czyOstatni;       /* czy ostatni komunikat (0=nie cokolwiek innego tak) */
    char    komunikat[DLUGOSC_KOMUNIKATU];      /* Właściwa przesyłana informacja */
} msg;

/* Tablica przechowuje PIDy procesów */
int *pids;
/* Czy pierwszy sygnał ma zostać wysłany do wszystkich procesów czy odebraliśmy ten sygnał od innego
 * procesu */
short *czyPierwszySygnal;
/* Jak wyżej tylko dla procesu 2. */
short *czyDrugiSygnal;
/* Jak wyżej tylko dla procesu 3. */
short *czyTrzeciSygnal;

int open_queue( key_t keyval ) {
    int     qid;

    if((qid = msgget( keyval, IPC_CREAT | 0660 )) == -1)
        return(-1);

    return(qid);
}

int send_message( int qid, struct mymsgbuf *qbuf ){
    int result;
    size_t length;

    /* lenght jest rozmiarem struktury minus sizeof(mtype) */
    length = sizeof(struct mymsgbuf) - sizeof(long);

    if((result = msgsnd( qid, qbuf, length, 0)) == -1)
        return(-1);

    return(result);
}

// Z plików z poprzedniego zadania.
int remove_queue( int qid ){
    if( msgctl( qid, IPC_RMID, 0) == -1)
        return(-1);

    return(0);
}

int read_message( int qid, long type, struct mymsgbuf *qbuf ){
    int     result, length;

    /* lenght jest rozmiarem struktury minus sizeof(mtype) */
    length = sizeof(struct mymsgbuf) - sizeof(long);

    if((result = msgrcv( qid, qbuf, length, type,  0)) == -1)
        return(-1);

    return(result);
}

/* Odczytuje komunikat i obsługuje błędy. */
void odczytajKomunikat( int qid, long type, struct mymsgbuf *qbuf )
{

    /* Wywołanie syscall może być przerwane przez sygnał ale nie chcę blokować sygnałów w tym miejscu,
     * ponieważ w trybie interkatywnym program zatrzymuje się w tej tej funkcji w oczekiwaniu na dane co powodowałoby
     * długie okresy kiedy sygnał nie może być obsłużony.
     * To samo dotyczy sie każdego zapisu i odczytu z mechanizmów komunikacji międzyprocesowej i plików pomimo,
     * że linux raczej nie przerywa na sygnale wywołań read/write. */
    again:
    errno = 0;
    if( read_message(qid, type, qbuf ) == -1)
    {
        if(errno == EINTR)
        {
            goto again;
        }
        else {
            perror("Odbieranie");
            exit(2);
        }
    }
}

/* Wysyła komunikat i obsługuje błędy. */
void wyslijKomunikat(int qid, struct mymsgbuf *qbuf, long typ, char *wiadomosc, short czyOstatni)
{
    qbuf -> mtype= typ;        /* typ wiadomości musi być dodatni */
    qbuf -> czyOstatni = czyOstatni;
    strcpy(qbuf -> komunikat, wiadomosc);
    /* Wysylamy */
    again:
    errno = 0;
    if((send_message( qid, qbuf )) == -1) {
        if(errno == EINTR)
        {
            goto again;
        }
        else
        {
            perror("Wysylanie");
            exit(1);
        }
    }
}

/* W tej funkcji zaimplemntowano działania procesu 1 */
int proc1(key_t qid, int argc, char** argv);
/* W tej funkcji zaimplemntowano działania procesu 2 */
int proc2(key_t qid, char* sciezkaKolejki);
/* W tej funkcji zaimplemntowano działania procesu 3 */
int proc3(char* sciezkaKolejki);

void sigS1Handler(int signal)
{
    if(*czyPierwszySygnal)
    {
        *czyPierwszySygnal = 0;
        for (int i = 0; i < ILE_PROCESOW; ++i)
        {
            if (pids[i] != getpid()) {
                kill(pids[i], S1);
            }
        }
    }
    exit(0);
}

void sigS2Handler(int signal)
{
    if(*czyDrugiSygnal)
    {
        *czyDrugiSygnal = 0;
        for (int i = 0; i < ILE_PROCESOW; ++i) {
            if (pids[i] != getpid()) {
                kill(pids[i], S2);
            }
        }
        *czyTrzeciSygnal = 1;
    }
    sigset_t mask;
    sigfillset (&mask);
    sigdelset(&mask, S1);
    sigdelset(&mask, S2);
    sigdelset(&mask, S3);

    /* Oczekiwanie na sygnał do wznowienia komunikacji międzyprocesowej. */
#ifdef DEBUGPIRNTF
    printf("Przed blokiem\n");
#endif
    sigsuspend (&mask);
#ifdef DEBUGPIRNTF
    printf("Po bloku.\n");
#endif

}

void sigS3Handler(int signal)
{
    if(*czyTrzeciSygnal)
    {
        *czyTrzeciSygnal = 0;
        for (int i = (ILE_PROCESOW - 1); i >= 0 ; --i)
        {
            if (pids[i] != getpid()) {
                kill(pids[i], S3);
            }
        }
    }
    *czyDrugiSygnal = 1;
#ifdef DEBUGPIRNTF
    printf("S3 HANDLER pid: %d\n", getpid());
#endif
}

int main(int argc, char** argv) {

    /* Tworzymy zmienne w pamięci współdzielonej (mmap służy do mapowania plików w pamięci lub jak w tym przypadku(
     * z argumnetem MAP_ANONYMOUS) do towrzenia zmiennych, do których dostęp mogą mieć procesy potomne. */
    pids = mmap(NULL, 3*sizeof(int),
                             PROT_READ | PROT_WRITE, MAP_ANONYMOUS | MAP_SHARED,
                             -1, 0);

    czyPierwszySygnal = mmap(NULL, sizeof(short),
                             PROT_READ | PROT_WRITE, MAP_ANONYMOUS | MAP_SHARED,
                             -1, 0);

    czyDrugiSygnal = mmap(NULL, sizeof(short),
                          PROT_READ | PROT_WRITE, MAP_ANONYMOUS | MAP_SHARED,
                          -1, 0);

    czyTrzeciSygnal = mmap(NULL, sizeof(short),
                           PROT_READ | PROT_WRITE, MAP_ANONYMOUS | MAP_SHARED,
                           -1, 0);

    if ( !(pids && czyPierwszySygnal && czyDrugiSygnal && czyTrzeciSygnal) )
    {
        printf("Nie udalo sie utworzyc pamieci wspoldzielonej.\n");
        exit(1);
    }

    *czyPierwszySygnal = 1;
    *czyDrugiSygnal = 1;
    *czyTrzeciSygnal = 1;


    pids[0] = 0;
    pids[1] = 0;
    pids[2] = 0;

    int    qid;
    key_t  msgkey;

    /* tworzymy wartość klucza IPC */
    msgkey = ftok(".", 'l');

    /* otwieramy/tworzymy kolejkę */
    if(( qid = open_queue( msgkey)) == -1) {
        perror("Otwieranie_kolejki");
        POSPRZATAJ();
        exit(1);
    }
    /* ustawiamy umask na 0 aby zapewnić, że prawa do utworzonego pliku FIFO będą takie, jak w wywołaniu funkcji*/
    mode_t stareUmask = umask(0);
    /*Tworzymy fifo */
    mkfifo(SCIEZKA_KOLEJKI_1, 0666);
    /* Przywaracamy umask do poprzednieko stanu*/
    umask(stareUmask);

    int forkRet = fork();

    if(forkRet == -1)
    {
        perror("Tworzenie procesu:");
        POSPRZATAJ();
        exit(1);
    }

    if(forkRet == 0)
    {
        proc1(qid, argc, argv);
        return 0;
    }
    pids[0] = forkRet;

    forkRet = fork();

    if(forkRet == -1)
    {
        perror("Tworzenie procesu:");
        POSPRZATAJ();
        exit(1);
    }

    if(forkRet == 0)
    {
        proc2(qid, SCIEZKA_KOLEJKI_1);
        return 0;
    }
    pids[1] = forkRet;

    forkRet = fork();

    if(forkRet == -1)
    {
        perror("Tworzenie procesu:");
        POSPRZATAJ();
        exit(1);
    }

    if(forkRet == 0)
    {
        proc3(SCIEZKA_KOLEJKI_1);
        return 0;
    }
    pids[2] = forkRet;

    printf("Pid procesu 1:%d\nPid procesu 2:%d\nPid procesu 3:%d\n", pids[0], pids[1], pids[2]);
    /* Oczekiwanie aż pracę zakończą procesy kożystające z kolejki komunikatów. */
    wait(&pids[0]);
    wait(&pids[1]);
    /*Usuwamy kolejke*/
    remove_queue(qid);
    /* Czekamy aż ostatni proces, który kożysta z fifo przed zamknięciem go. */
    wait(&pids[2]);
    /*Usuwamy fifo*/
    remove(SCIEZKA_KOLEJKI_1);
#ifdef DEBUGPIRNTF
    printf("Wszystko zakonczylo.\n");
#endif
}

int proc1(key_t qid, int argc, char** argv)
{
    /* Ustawia handlery(procedury obsługi) dla poszczególnych syganłów */
    signal(S1, sigS1Handler);
    signal(S2, sigS2Handler);
    signal(S3, sigS3Handler);
    /* Jeśli nie ma argumentów wywołania: tryb interaktywny. */
    if(argc == 1)
    {
        char buf[DLUGOSC_KOMUNIKATU];
        char* fgetsRet = NULL;
        while (1) {
            /* odczytuje kolejne linie z wejscia ( zachowanie gwarantowane dla linni nie dłużych niż długość komunikatu
             * i wysyła je przy użyciu kolejki komuniktaów do procesu 2*/
            again:
            errno = 0;
            fgetsRet = fgets(buf, DLUGOSC_KOMUNIKATU, stdin);
            if (fgetsRet == NULL && errno == EINTR)
                goto again;
            short czyOstatni = (buf[0] == '\n');
            wyslijKomunikat(qid, &msg, WIADOMOSC_OD_MASTERA, buf, czyOstatni);
            if (czyOstatni)
                break;
        }
    }
    /* Argument wywołnia -r: czytanie z pliku /dev/urandom */
    else if(argc == 2 && !strcmp(argv[1],"-r"))
    {
        short czyOstatni = 0;
        ssize_t ileOdczytano = 0;

        int fp = open("/dev/urandom", O_RDONLY);
        if(fp == -1)
        {
            /* Nie można uzyskać dostępu do pliku (nie istnieje lub brak uprawnień lub dowolny inny powód
             * Wysyłamy drugiemu procesowi informacje aby zakończył działanie */
            printf("Nie moge uzyskac dostepu do pliku.\n");
            wyslijKomunikat(qid, &msg, WIADOMOSC_OD_MASTERA, "", 1);
            exit(1);
        }
        /*Czyszczenie bufora*/
        char buf[DLUGOSC_KOMUNIKATU];
        for (int i = 0; i < DLUGOSC_KOMUNIKATU; ++i) {
            buf[i] = '\0';
        }

        /* Przesyłanie przy użuyciu kolejki komunikatów dane odczytane z /dev/urandom do drugiego procesu */
        while(1){
            againR:
            errno = 0;
            ileOdczytano = read(fp, buf, DLUGOSC_KOMUNIKATU);
            if(ileOdczytano == -1 && errno == EINTR)
                goto againR;
            if(ileOdczytano ==0)
            {
                czyOstatni = 1;
            } else
            {
                czyOstatni = 0;
            }
            wyslijKomunikat(qid, &msg, WIADOMOSC_OD_MASTERA, buf, czyOstatni);
            for (int i = 0; i < DLUGOSC_KOMUNIKATU; ++i) {
                buf[i] = '\0';
            }
            if(ileOdczytano == 0)
                break;
        }

        close(fp);
    }
    /* Argument wywołnia -f: czytanie z pliku podanego jako kolejny argument */
    /* Jak dla arguemtnu wywołania -r tylko ścieżka przyjęta przez użytkownika. */
    else if(argc == 3 && !strcmp(argv[1],"-f"))
    {
        short czyOstatni = 0;
        ssize_t ileOdczytano = 0;

        int fp = open(argv[2], O_RDONLY);

        if(fp == -1)
        {
            printf("Nie moge uzyskac dostepu do pliku.\n");
            wyslijKomunikat(qid, &msg, WIADOMOSC_OD_MASTERA, "", 1);
            exit(1);
        }

        char buf[DLUGOSC_KOMUNIKATU];

        for (int i = 0; i < DLUGOSC_KOMUNIKATU; ++i) {
            buf[i] = '\0';
        }

        while(1)
        {
            againF:
            ileOdczytano = read(fp, buf, DLUGOSC_KOMUNIKATU);
            if(ileOdczytano == -1 && errno == EINTR)
                goto againF;
            if(ileOdczytano ==0)
            {
                czyOstatni = 1;
            } else
            {
                czyOstatni = 0;
            }
            wyslijKomunikat(qid, &msg, WIADOMOSC_OD_MASTERA, buf, czyOstatni);
            for (int i = 0; i < DLUGOSC_KOMUNIKATU; ++i) {
                buf[i] = '\0';
            }
            if(ileOdczytano == 0)
                break;
        }
        //wyslijKomunikat(qid, &msg, "", buf, 1);
        close(fp);
    }
    else
    {
    fprintf(stderr,"Nie rozpoznano argumentow wywolania.");
    wyslijKomunikat(qid, &msg, WIADOMOSC_OD_MASTERA, "", 1);
    }
    return 0;
}

int proc2(key_t qid, char* sciezkaKolejki)
{
    signal(S1, sigS1Handler);
    signal(S2, sigS2Handler);
    signal(S3, sigS3Handler);
    char buf[DLUGOSC_KOMUNIKATU];
    int fifo = open(sciezkaKolejki, O_WRONLY);
    do{
        /*Odbieram kolejne komunikaty z kolejki komunikatów i wartości kolejnych bajtów(charów) komunikatu
         * i wypisanie tych bajtów w wyniku konwersji przy użciu funkcji snprintf() do fifo */
        odczytajKomunikat(qid, WIADOMOSC_OD_MASTERA, &msg);
        strncpy(buf, msg.komunikat, DLUGOSC_KOMUNIKATU);
        size_t iloscZnakow = strlen(msg.komunikat);
        char bufKonwersji[3];
        for(int i = 0; i < iloscZnakow; i++)
        {
            snprintf(bufKonwersji, 3, "%02x", msg.komunikat[i]);
            // puts(bufKonwersji);
            again:
            errno = 0;
            if (write(fifo, bufKonwersji, 3) == -1 && errno == EINTR)
                goto again;

        }
    }while(!msg.czyOstatni);
//    remove_queue(qid);
    return 0;
}

int proc3(char* sciezkaKolejki)
{
    signal(S1, sigS1Handler);
    signal(S2, sigS2Handler);
    signal(S3, sigS3Handler);
    int fifo = open(sciezkaKolejki, O_RDONLY);
    char buf[3];
    int ileWBuforze = 0;
    char odczytane[15][3];
    ssize_t readRet = 0;

    while(1)
    {
        /*Odczytywanie kolejnych skowertowanych bajtów przy użyciu fifo i ponawianie w przypadku
         * przerwania przez sygnał.*/
        again:
        errno = 0;
        readRet = read(fifo, buf, 3);

        if (readRet == 0)
            break;

        if (readRet == -1 && errno == EINTR)
            goto again;

        /* Zapisywanie kolejnego odczytanego z fifo skownwertownaego znaku w buforze */
        strcpy(odczytane[ileWBuforze++], buf);
        /* Jeśli bufor zapełniony wypisujemy dane */
        if(ileWBuforze >= 15)
        {
            int i = 0;
            for(; (ileWBuforze - 1) > i; i++)
            {
                printf("%s ", odczytane[i]);
            }
            printf("%s\n", odczytane[i]);
            ileWBuforze = 0;
        }
    }

    /* Wypisywanie pozostalych elemntów z bufora(jeśli zostaną po wypisaniu ostatniej 15sto znakowej linii */
    if(ileWBuforze > 0)
    {
        int i = 0;
        for(; i < (ileWBuforze - 1); i++)
        {
            printf("%s ", odczytane[i]);
        }
        printf("%s\n", odczytane[i]);
    }
    return 0;
}