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/*
    Homework n.8

    Modificare l'homework precedente (n.7) sostituendo il canale di comuniciazione
    offerto dalla coda di messaggi tra padre e figlio con un segmento di memoria
    condiviso e una coppia di semafori (esattamente due) opportunamente utilizzati
    per il coordinamento.

*/

#include <stdio.h>
#include <stdlib.h>
#include <string.h>
#include <sys/ipc.h>
#include <sys/shm.h>
#include <sys/sem.h>
#include <unistd.h>
#include <sys/wait.h>

#define DIM_MSG 4096
#define S_COMMAND 0
#define S_OUTPUT  1
#define STD_IN  0
#define STD_OUT 1
#define STD_ERR 2

int WAIT(int sem_des, int num_semaforo) {
    struct sembuf operazioni[1] = {{num_semaforo, -1, 0}};
    return semop(sem_des, operazioni, 1);
}

int SIGNAL(int sem_des, int num_semaforo) {
    struct sembuf operazioni[1] = {{num_semaforo, +1, 0}};
    return semop(sem_des, operazioni, 1);
}

/* si occupa di leggere i comandi dal prompt, di inviarli sul buffer condiviso
   e di riceverne l'output sullo stesso                                          */
void gestore_terminale(int id_shm, int id_sems) {
    int len;
    char *messaggio;
    
    if ((messaggio = (char *) shmat(id_shm, NULL, 0)) == (char *) -1) {
        perror("shmat");
        exit(1);
    }

    while (1) {
        /* legge il comando da tastiera e lo inserisce direttamente nel buffer condiviso */
        printf("> ");
        fgets(messaggio, DIM_MSG, stdin);
        len = strlen(messaggio);
        if ( messaggio[len-1] == '\n' )
            messaggio[len-1] = '\0';

        /* segnala la disponibilita' del comando sul buffer, controllando anche se e' il comando di uscita */
        if ( strcmp(messaggio, "exit") != 0 ) {
            SIGNAL(id_sems, S_COMMAND);
        } else {
            SIGNAL(id_sems, S_COMMAND);
            break;
        }
        /* NB: non posso fare il SIGNAL prima del confronto: rischierei che il comando sia sovrascritto dall'output */
        
        /* aspetta che sia disponibile l'output sul buffer */
        WAIT(id_sems, S_OUTPUT);
        printf("%s", messaggio);
    }

    exit(0);
}

/* si occupa di ricevere i comandi dalla coda, di eseguirli tramite dei processi figli,
   di catturarne l'output/error tramite redirezione su pipe e inviarne il risultato
   indietro con un messaggio                                                            */
void esecutore(int id_shm, int id_sems) {
    char *messaggio;
    int pipefd[2];
    int len;

    if ((messaggio = (char *) shmat(id_shm, NULL, 0)) == (char *) -1) {
        perror("shmat");
        exit(1);
    }

    while (1) {
        /* aspetta che il comando dia disponibile sul buffer condiviso */
        WAIT(id_sems, S_COMMAND);
        
        if ( strcmp(messaggio, "exit") == 0 )
            break;

        /* crea una nuova pipe per il nuovo figlio */
        if (pipe(pipefd) == -1 ) {
            perror("pipe");
            exit(1);
        }

        if ( fork() == 0 ) {
            /* redireziona lo standard output sulla pipe */
            close(STD_OUT);
            dup(pipefd[1]);
            /* redireziona lo standard error sulla pipe */
            close(STD_ERR);
            dup(pipefd[1]);
            /* chiude il canale di lettura sulla pipe */
            close(pipefd[0]);
            
            execlp(messaggio, messaggio, NULL);
            fprintf(stderr, "Errore nell'esecuzione di '%s'\n", messaggio);
            exit(2);
        } else {
            /* chiude il canale di scrittura sulla pipe */
            close(pipefd[1]);
            
            /* legge l'output del comando dalla pipe e lo scrive direttamente sul buffer */
            len = read(pipefd[0], messaggio, DIM_MSG-1);
            messaggio[len] = '\0';
            
            /* segnala la disponibilita' dell'output sul buffer condiviso */
            SIGNAL(id_sems, S_OUTPUT);
            
            /* chiude il restante canale sulla pipe */
            close(pipefd[0]);
        }
    }
    
    shmctl(id_shm, IPC_RMID, NULL);
    semctl(id_sems, 0, IPC_RMID, 0);
    
    exit(0);
}

int main() {
    int id_shm, id_sems;
    key_t chiave = IPC_PRIVATE;
    
    /* crea un segmento di memoria condiviso per scambiarsi messaggi */
    if ((id_shm = shmget(chiave, DIM_MSG, IPC_CREAT|IPC_EXCL|0600)) == -1) {
        perror("shmget");
        exit(1);
    }

    /* crea 2 semafori (S_COMMAND, S_OUTPUT) */
    if ((id_sems = semget(chiave, 2, IPC_CREAT|IPC_EXCL|0600)) == -1) {
        perror("semget");
        exit(1);
    }

    // imposta i valori iniziali dei semafori
    semctl(id_sems, S_COMMAND, SETVAL, 0);
    semctl(id_sems, S_OUTPUT, SETVAL, 0);

    if ( fork() != 0 )
        gestore_terminale(id_shm, id_sems);
    else
        esecutore(id_shm, id_sems);
}