/**
 *  В.Д.Валединский
 *  Простейший пример TCP клиента и сервера.
 *
 *  Файлы    
 *  cli_tcp.cpp  - пример TCP клиента
 *  ser_tcp_select.cpp - пример TCP сервера c использованием select()
 *  ser_tcp_poll.cpp   - пример TCP сервера c использованием poll()
 *  ser_tcp_fork.cpp   - пример TCP сервера c использованием fork()
 *  ser_tcp_prefork.cpp   - пример TCP сервера c использованием fork()
 *
 *  Клиент в цикле получает с клавиатуры текстовую строку и отсылает
 *  ее на сервер, читает и выводит на экран ответ сервера.
 *  Сервер ждет соединений от клиентов. При установленом
 *  соединении получает строку от клиента, переводит ее в верхний
 *  регистр и отсылает обратно клиенту. Если клиент постылает строку
 *  содержащую слово stop, то сервер закрывает соединение с этим клиентом,
 *  а клиент заканчивает свою работу.
 *  Клиент и сервер печатают на экран протокол своей работы т.е. 
 *  разные данные, которые они получают или отсылают.
 *
 *  Для ясности примеры составлены максимально просто и не анализируют
 *  некорректные ответы и запросы клиента и сервера, возможность переполнения
 *  буферов ввода вывода, неожиданное 'падение' сервера и т.п.
 *
 */


#include <stdio.h>
#include <errno.h>
#include <stdlib.h>
#include <string.h>
#include <ctype.h>
#include <unistd.h>
#include <sys/types.h>
#include <sys/wait.h>
#include <sys/socket.h>
#include <netinet/in.h>
#include <arpa/inet.h>
#include <netdb.h>

// Определимся с номером порта и другими константами.
#define PORT    5555
#define BUFLEN  512
#define NUM_PROC  4

// функции для чтения/записи (см. ниже)
bool  readFromClient(int fd, char *buf);
bool  writeToClient (int fd, char *buf);
bool  ProcessClientRequest (int cli_socket);
void  WorkWithClients (int sock);


int  main (void)
{
    int     err, opt=1;
    int     sock;
    struct  sockaddr_in  addr;
 
    // Создаем TCP сокет для приема запросов на соединение
    sock = socket (PF_INET, SOCK_STREAM, 0);
    if ( sock<0 ) {
        perror ("Server: cannot create socket");
        exit (EXIT_FAILURE);
    }
    setsockopt(sock,SOL_SOCKET,SO_REUSEADDR,(char*)&opt,sizeof(opt));

    // Заполняем адресную структуру и
    // связываем сокет с любым адресом
    addr.sin_family = AF_INET;
    addr.sin_port = htons(PORT);
    addr.sin_addr.s_addr = htonl(INADDR_ANY);
    err = bind(sock,(struct sockaddr*)&addr,sizeof(addr));
    if ( err<0 ) {
        perror ("Server: cannot bind socket");
        exit (EXIT_FAILURE);
    }

    // Создаем очередь на 3 входящих запроса соединения
    err = listen(sock,3);
    if ( err<0 ) {
        perror ("Server: listen queue failure");
        exit(EXIT_FAILURE);
    }

    // запускаем несколько независимых процессов обслуживания клиентов
    pid_t  pid;
    for (int ip = 0; ip < NUM_PROC && (pid = fork()) > 0; ip++);
    if (pid == 0) {
        // порожденный процесс - обслуживание клиентов 
        WorkWithClients(sock);
        return 0; 
    } else {
        // родительский процесс - ожидание завершения порожденных процессов 
        while(wait(0)>0); 
    }
    return 0;
}


void  WorkWithClients (int sock)
{
    sockaddr_in cli_addr;
    unsigned int size;
    int new_sock; 
    while (true) {
       size = sizeof(sockaddr_in);
       new_sock = accept(sock,(struct sockaddr*)&cli_addr, &size);
       if ( new_sock<0 ) {
          perror("accept");
          exit (EXIT_FAILURE);
       }  
       while ( ProcessClientRequest(new_sock) );
    }
}

bool  ProcessClientRequest (int cli_socket)
{
    char buf[BUFLEN];
    if ( !readFromClient (cli_socket, buf) ) {
        printf("read error: connection is closed\n");
        close(cli_socket); 
        return false;
    } 
    if (strstr(buf, "stop")) {
        printf("client asks to close connection\n");
        close(cli_socket); 
        return false;
    }
    if ( !writeToClient (cli_socket, buf) ) {
        printf("write error: connection is closed\n");
        close(cli_socket); 
        return false;
    }
    return true;
}


bool  readFromClient (int fd, char *buf)
{
    int  nbytes;
    nbytes = read(fd,buf,BUFLEN);
    if ( nbytes<0 ) {
        perror ("Server: read failure");
        return false;
    } else if ( nbytes==0 ) {
        return false;
    } else {
        fprintf(stdout,"Server gets message: %s\n",buf);
        return true;
    }
}

bool  writeToClient (int fd, char *buf)
{
    int  nbytes;
    unsigned char *s;
    // ответ переводим в верхний регистр
    for (s=(unsigned char*)buf; *s; s++) *s = toupper(*s);
    // отправляем клиенту 
    nbytes = write(fd,buf,strlen(buf)+1);
    fprintf(stdout,"Write back: %s\nnbytes=%d\n",buf,nbytes);
    if ( nbytes<0 ) {
        perror ("Server: write failure");
        return false;
    }
    return true; 
}