#include <sys/types.h>
#include <sys/ipc.h>
#include <sys/sem.h>
#include <sys/shm.h>
#include <stdio.h>
#include <errno.h>
#include <stdlib.h>
#include <dirent.h>
#include <unistd.h>
#include <stdio.h>
#include <stdlib.h>
#include <limits.h>
#include <fcntl.h>
#include <sys/mman.h>
#include <stdbool.h>

int P(int semid, struct sembuf *buf) {
    buf->sem_op = -1;
    buf->sem_flg = 0;
    buf->sem_num = 0;

    return semop(semid, buf, 1);
}

int V(int semid, struct sembuf *buf) {
    buf->sem_op = 1;
    buf->sem_flg = 0;
    buf->sem_num = 0;

    return semop(semid, buf, 1);
}

void pause_sem()
{
    for(int i=0; i<500000000L; i++);
}

int main() {
    int fd; /* Файловый дескриптор для файла, в котором будет храниться наша информация*/
    size_t length; /* Длина отображаемой части файла */
    int i;

    /* Ниже следует описание типа структуры, которыми мы забъем файл, и
     двух указателей на подобный тип. Указатель ptr будет использоваться в качестве
     начального адреса выделенной области памяти, а указатель tmpptr для перемещения
     внутри этой области. */
    struct A {
        int f;
    } *ptr, *tmpptr;

    /* Открываем файл с одновремееным его созданием (если такого файла не было).
    Права доступа к файлу при создании определяем как read-write для всех категорий
    пользователей (0666). Из-за ошибки в Linux, мы будем вынуждены ниже в системном вызове
    mmap() разрешить в отображении файла и чтение, и запись, хотя реально нам нужна только
    запись. Поэтому и при открытии файла мы вынуждены задавать O_RDWR. */
    fd = open("mapped.dat", O_RDWR | O_CREAT, 0666);

    if( fd == -1){
        /* Если файл открыть не удалось, выдаем сообщение об ошибке и завершаем работу */
        printf("File open failed!\n");
        exit(1);
    }

    /* Вычисляем будущую длину файла (мы собираемся записать в него 1000 структур) */
    length = 3*sizeof(struct A);

    /* Отображаем файл в память. Разрешенные операции над отображением
    указываем как PROT_WRITE | PROT_READ по уже сказанным причинам. Значение
    флагов ставим в MAP_SHARED, так как мы хотим сохранить информацию, которую
    занесем в отображение, на диске. Файл отображаем с его начала (offset = 0) и до
    конца (length = длине файла). */
    ptr = (struct A *)mmap(NULL, length, PROT_WRITE | PROT_READ, MAP_SHARED, fd, 0);

    /* Файловый дескриптор нам более не нужен, и мы его закрываем */
    close(fd);

    if( ptr == MAP_FAILED ){
        /* Если отобразить файл не удалось, сообщаем об ошибке и завершаем работу */
        printf("Mapping failed!\n");
        exit(2);
    }

    // для семафоров
    int semid;
    struct sembuf mybuf;

    int* array; /* указатель на массив из 3 интов.
                    Буду туда передавать последовательно цифры и их получать */
    char pathname[] = "5mapped.dat";

    key_t key;

    if ((key = ftok(pathname, 0)) < 0) {
        printf("Can\'t generate key\n");
        exit(-1);
    }

    // получаю дескриптор для семафора
    if ((semid = semget(key, 1, 0666)) < 0) {
        printf("Semaphore not found. Trying to create...\n");
        if ((semid = semget(key, 1, 0666 | IPC_CREAT)) < 0) {
            printf("Can\'t get semid\n");
            exit(-1);
        }
        printf("Create successful!\n");

        tmpptr = ptr;
        // writing nums
        for (int i = 0; i < 3; ++i){
            printf("wrote %d number to mapped file\n", array[i]);
            tmpptr->f = 0;
            tmpptr++;
        }

        // Первый запуск
        V(semid, &mybuf);
    }

    // main prog loop
    for (int a = 0; a < 5; a++)
    {
        P(semid, &mybuf);

        tmpptr = ptr;
        // reading nums
        for (int i = 0; i < 3; ++i){
            array[i] = tmpptr->f;
            printf("read %d number from mapped file.\n", tmpptr->f);
            tmpptr++;
        }

        array[0] += 1;

        tmpptr = ptr;
        // writing nums
        for (int i = 0; i < 3; ++i){
            printf("wrote %d number to mapped file\n", array[i]);
            tmpptr->f = array[i];
            tmpptr++;
        }

        pause_sem();
        array[2] += 1;

        tmpptr = ptr;
        // writing nums
        for (int i = 0; i < 3; ++i){
            printf("wrote %d number to mapped file\n", array[i]);
            tmpptr->f = array[i];
            tmpptr++;
        }

        V(semid, &mybuf);

        printf("\nProgram 1 was spawn %d times, program 2 - %d times, total - %d times\n",
               array[0], array[1], array[2]);
    }


    /* Прекращаем отображать файл в память, записываем содержимое отображения
    на диск и освобождаем память. */
    if (munmap((void *)ptr, length) < 0)
    {
        printf("finished working here.");
    }

    return 0;
}