#include <stdio.h>
#include <stdlib.h>
#include <mpi.h>
#include <fcntl.h>
#include <unistd.h>
#include <sys/stat.h>
#include "computing_func.h"
#include "../malleability/CommDist.h"
#include "../malleability/malleabilityManager.h"
#include "../malleability/malleabilityStates.h"

#define ROOT 0

int work();
void iterate(double *matrix, int n, int async_comm, int iter);

void init_group_struct(char *argv[], int argc, int myId, int numP);
void init_application();
void obtain_op_times();
void free_application_data();

void print_general_info(int myId, int grp, int numP);
int print_local_results();
int print_final_results();
int create_out_file(char *nombre, int *ptr, int newstdout);

typedef struct {
  int myId;
  int numP;
  int grp;
  int iter_start;
  int argc;

  int numS; // Cantidad de procesos hijos
  MPI_Comm children, parents;

  char *compute_comm_array;
  char **argv;
  char *sync_array, *async_array;
} group_data;

configuration *config_file;
group_data *group;
results_data *results;
MPI_Comm comm;
int run_id = 0; // Utilizado para diferenciar más fácilmente ejecuciones en el análisis

int main(int argc, char *argv[]) {
    int numP, myId, res;
    int req;
    int im_child;

    //FIXME El codigo no es capaz de hacer mas de una redistribucion - Arreglar malleabilityTypes.c
    int num_cpus, num_nodes; //nodelist_len; //FIXME Eliminar cuando se utilice Slurm
    char *nodelist = NULL;
    num_cpus = 20; //FIXME NUMERO MAGICO
    if (argc >= 5) {
      nodelist = argv[3];
      //nodelist_len = strlen(nodelist);
      num_nodes = atoi(argv[4]);
      num_cpus = num_nodes * num_cpus;
    }

    MPI_Init_thread(&argc, &argv, MPI_THREAD_MULTIPLE, &req);
    MPI_Comm_size(MPI_COMM_WORLD, &numP);
    MPI_Comm_rank(MPI_COMM_WORLD, &myId);
    comm = MPI_COMM_WORLD;

    if(req != MPI_THREAD_MULTIPLE) {
      printf("No se ha obtenido la configuración de hilos necesaria\nSolicitada %d -- Devuelta %d\n", req, MPI_THREAD_MULTIPLE);
    }

    init_group_struct(argv, argc, myId, numP);
    im_child = init_malleability(myId, numP, ROOT, comm, argv[0], nodelist, num_cpus, num_nodes);

    if(!im_child) { //TODO REFACTOR Simplificar inicio
      init_application();

      set_benchmark_grp(group->grp);
      set_benchmark_configuration(config_file);
      set_benchmark_results(results);

      MPI_Barrier(comm);
      results->exec_start = MPI_Wtime();
    } else { //Init hijos

      get_malleability_user_comm(&comm);
      get_benchmark_configuration(&config_file);
      get_benchmark_results(&results);
      set_results_post_reconfig(results, group->grp, config_file->sdr, config_file->adr); //TODO Cambio al añadir nueva redistribucion

      if(config_file->comm_tam) {
        group->compute_comm_array = malloc(config_file->comm_tam * sizeof(char));
      }

      // TODO Refactor - Que sea una unica funcion
      // Obtiene las variables que van a utilizar los hijos
      void *value = NULL;
      malleability_get_data(&value, 0, 1, 1);
      group->grp = *((int *)value);
      free(value);
      malleability_get_data(&value, 1, 1, 1);
      run_id = *((int *)value);
      free(value);
      
      malleability_get_data(&value, 2, 1, 1);
      group->iter_start = *((int *)value);
      free(value);

      //FIXME Eliminar cuando se utilice SLURM
      /*
      malleability_get_data(&value, 4, 1, 1);
      num_nodes = *((int *)value);
      free(value);

      malleability_get_data(&value, 5, 1, 1);
      nodelist = (char *)value;
      //free(value);
      nodelist_len = strlen(nodelist);
      */

      group->grp = group->grp + 1;
    }

    group->grp = group->grp - 1; // TODO REFACTOR???
    do {

      group->grp = group->grp + 1;
      set_benchmark_grp(group->grp);
      get_malleability_user_comm(&comm);
      MPI_Comm_size(comm, &(group->numP));
      MPI_Comm_rank(comm, &(group->myId));

      if(config_file->resizes != group->grp + 1) { 
        set_malleability_configuration(config_file->cst, config_file->css, config_file->phy_dist[group->grp+1], -1, config_file->aib, -1);
        set_children_number(config_file->procs[group->grp+1]); // TODO TO BE DEPRECATED

        if(group->grp == 0) {
          malleability_add_data(&(group->grp), 1, MAL_INT, 1, 1);
          malleability_add_data(&run_id, 1, MAL_INT, 1, 1);
          malleability_add_data(&(group->iter_start), 1, MAL_INT, 1, 1);

	  //FIXME Eliminar cuando se utilice SLURM
          //malleability_add_data(&num_nodes, 1, MAL_INT, 1, 1);
          //malleability_add_data(&nodelist, nodelist_len, MAL_CHAR, 1, 1);
        }
      }

      res = work();
      if(res == MAL_ZOMBIE) break;

      print_local_results();
      reset_results_index(results);
    } while((config_file->resizes > group->grp + 1) && (config_file->cst == COMM_SPAWN_MERGE || config_file->cst == COMM_SPAWN_MERGE_PTHREAD));


    if(res==1) { // Se he llegado al final de la aplicacion
      MPI_Barrier(comm); // TODO Posible error al utilizar SHRINK
      results->exec_time = MPI_Wtime() - results->exec_start;
    }
    print_final_results(); // Pasado este punto ya no pueden escribir los procesos

    if(comm != MPI_COMM_WORLD && comm != MPI_COMM_NULL) {
      MPI_Comm_free(&comm);
    }

    if(group->myId == ROOT && (config_file->cst == COMM_SPAWN_MERGE || config_file->cst == COMM_SPAWN_MERGE_PTHREAD)) {
      MPI_Abort(MPI_COMM_WORLD, -100);
    }
    free_application_data();
    MPI_Finalize();

    return 0;
}

/*
 * Función de trabajo principal.
 *
 * Incializa los datos para realizar el computo y a continuacion
 * pasa a realizar "maxiter" iteraciones de computo.
 *
 * Terminadas las iteraciones realiza el redimensionado de procesos.
 * Si el redimensionado se realiza de forma asincrona se 
 * siguen realizando iteraciones de computo hasta que termine la 
 * comunicacion asincrona y realizar entonces la sincrona.
 *
 * Si el grupo de procesos es el ultimo que va a ejecutar, se devuelve
 * el valor 1 para indicar que no se va a seguir trabajando con nuevos grupos
 * de procesos. En caso contrario se devuelve 0.
 */
int work() {
  int iter, maxiter, state, res;
  double *matrix = NULL;

  maxiter = config_file->iters[group->grp];
  //initMatrix(&matrix, config_file->matrix_tam);
  state = MAL_NOT_STARTED;
  
  res = 0;
  for(iter=group->iter_start; iter < maxiter; iter++) {
    iterate(matrix, config_file->matrix_tam, state, iter);
  }

  if(config_file->resizes != group->grp + 1)
    state = malleability_checkpoint();

  iter = 0;
  while(state == MAL_DIST_PENDING || state == MAL_SPAWN_PENDING || state == MAL_SPAWN_SINGLE_PENDING) {
    if(iter < config_file->iters[group->grp+1]) {
      iterate(matrix, config_file->matrix_tam, state, iter);
      iter++;
      group->iter_start = iter;
    }
    state = malleability_checkpoint();
  }
  
  if(config_file->resizes - 1 == group->grp) res=1;
  if(state == MAL_ZOMBIE) res=state;
  return res;
}


/////////////////////////////////////////
/////////////////////////////////////////
//COMPUTE FUNCTIONS
/////////////////////////////////////////
/////////////////////////////////////////


/*
 * Simula la ejecucción de una iteración de computo en la aplicación
 * que dura al menos un tiempo de "time" segundos.
 */
void iterate(double *matrix, int n, int async_comm, int iter) {
  double start_time, actual_time;
  double time = config_file->general_time * config_file->factors[group->grp];
  double Top = config_file->Top;
  int i, operations = 0;
  double aux = 0;

  start_time = MPI_Wtime();

  operations = time / Top; //FIXME Calcular una sola vez
  
  for(i=0; i < operations; i++) {
    aux += computePiSerial(n);
  }

  if(config_file->comm_tam) {
    MPI_Bcast(group->compute_comm_array, config_file->comm_tam, MPI_CHAR, ROOT, comm);
  }

  actual_time = MPI_Wtime(); // Guardar tiempos
  // TODO Que diferencie entre ambas en el IO
  if(async_comm == MAL_DIST_PENDING || async_comm == MAL_SPAWN_PENDING || async_comm == MAL_SPAWN_SINGLE_PENDING) { // Se esta realizando una redistribucion de datos asincrona
    operations=0;
  }

  if(results->iter_index == results->iters_size) { // Aumentar tamaño de ambos vectores de resultados
    realloc_results_iters(results, results->iters_size + 100);
  }
  results->iters_time[results->iter_index] = actual_time - start_time;
  results->iters_type[results->iter_index] = operations;
  results->iter_index = results->iter_index + 1;
}

//======================================================||
//======================================================||
//=============INIT/FREE/PRINT FUNCTIONS================||
//======================================================||
//======================================================||

/*
 * Muestra datos generales sobre los procesos, su grupo,
 * en que nodo residen y la version de MPI utilizada.
 */
void print_general_info(int myId, int grp, int numP) {
  int len;
  char *name = malloc(MPI_MAX_PROCESSOR_NAME * sizeof(char));
  char *version = malloc(MPI_MAX_LIBRARY_VERSION_STRING * sizeof(char));
  MPI_Get_processor_name(name, &len);
  MPI_Get_library_version(version, &len);
  printf("P%d Nuevo GRUPO %d de %d procs en nodo %s con %s\n", myId, grp, numP, name, version);

  free(name);
  free(version);
}


/*
 * Pide al proceso raiz imprimir los datos sobre las iteraciones realizadas por el grupo de procesos.
 */
int print_local_results() {
  int ptr_local, ptr_out, err;
  char *file_name;

  compute_results_iter(results, group->myId, ROOT, comm);
  if(group->myId == ROOT) {
    ptr_out = dup(1);

    file_name = NULL;
    file_name = malloc(40 * sizeof(char));
    if(file_name == NULL) return -1; // No ha sido posible alojar la memoria
    err = snprintf(file_name, 40, "R%d_G%dNP%dID%d.out", run_id, group->grp, group->numP, group->myId);
    if(err < 0) return -2; // No ha sido posible obtener el nombre de fichero
    create_out_file(file_name, &ptr_local, 1);
  
    print_config_group(config_file, group->grp);
    print_iter_results(*results, config_file->iters[group->grp] - 1);
    free(file_name);

    fflush(stdout);
    close(1);
    dup(ptr_out);
  }
  return 0;
}

/*
 * Si es el ultimo grupo de procesos, pide al proceso raiz mostrar los datos obtenidos de tiempo de ejecucion, creacion de procesos
 * y las comunicaciones.
 */
int print_final_results() {
  int ptr_global, err;
  char *file_name;

  if(group->myId == ROOT) {

    if(group->grp == config_file->resizes -1) {
      file_name = NULL;
      file_name = malloc(20 * sizeof(char));
      if(file_name == NULL) return -1; // No ha sido posible alojar la memoria
      err = snprintf(file_name, 20, "R%d_Global.out", run_id);
      if(err < 0) return -2; // No ha sido posible obtener el nombre de fichero

      create_out_file(file_name, &ptr_global, 1);
      print_config(config_file, group->grp);
      print_global_results(*results, config_file->resizes);
      fflush(stdout);
      free(file_name);
      
    }
  }
  return 0;
}

/*
 * Inicializa la estructura group
 */
void init_group_struct(char *argv[], int argc, int myId, int numP) {
  group = malloc(1 * sizeof(group_data));
  group->myId        = myId;
  group->numP        = numP;
  group->grp         = 0;
  group->iter_start  = 0;
  group->argc        = argc;
  group->argv        = argv;
}

/*
 * Inicializa los datos para este grupo de procesos.
 *
 * En caso de ser el primer grupo de procesos, lee el fichero de configuracion
 * e inicializa los vectores de comunicacion.
 *
 * En caso de ser otro grupo de procesos entra a la funcion "Sons_init()" donde
 * se comunican con los padres para inicializar sus datos.
 */
void init_application() {
  if(group->argc < 2) {
    printf("Falta el fichero de configuracion. Uso:\n./programa config.ini id\nEl argumento numerico id es opcional\n");
    MPI_Abort(MPI_COMM_WORLD, -1);
  }
  if(group->argc > 2) {
    run_id = atoi(group->argv[2]);
  }

  config_file = read_ini_file(group->argv[1]);
  results = malloc(sizeof(results_data));
  init_results_data(results, config_file->resizes, config_file->iters[group->grp]);
  if(config_file->comm_tam) {
    group->compute_comm_array = malloc(config_file->comm_tam * sizeof(char));
  }
  if(config_file->sdr) {
    malloc_comm_array(&(group->sync_array), config_file->sdr , group->myId, group->numP);
  }
  if(config_file->adr) {
    malloc_comm_array(&(group->async_array), config_file->adr , group->myId, group->numP);
  }
   
  obtain_op_times();
}

/*
 * Obtiene cuanto tiempo es necesario para realizar una operacion de PI
 */
void obtain_op_times() {
  double result, start_time = MPI_Wtime();
  int i, qty = 20000;
  result = 0;
  for(i=0; i<qty; i++) {
    result += computePiSerial(config_file->matrix_tam);
  }
  //printf("Creado Top con valor %lf\n", result);
  //fflush(stdout);

  config_file->Top = (MPI_Wtime() - start_time) / qty; //Tiempo de una operacion
  MPI_Bcast(&(config_file->Top), 1, MPI_DOUBLE, ROOT, comm);
}

/*
 * Libera toda la memoria asociada con la aplicacion
 */
void free_application_data() {
  if(config_file->comm_tam) {
    free(group->compute_comm_array);
  }
  if(config_file->sdr) {
    free(group->sync_array);
  }
  if(config_file->adr) {
    free(group->async_array);
  }
  
  free_malleability();
  free_config(config_file);

  if(group->grp == 0) { //FIXME Revisar porque cuando es diferente a 0 no funciona
    free_results_data(results);
    free(results);
  }
  free(group);
}


/* 
 * Función para crear un fichero con el nombre pasado como argumento.
 * Si el nombre ya existe, se escribe la informacion a continuacion.
 *
 * El proceso que llama a la función pasa a tener como salida estandar
 * dicho fichero si el valor "newstdout" es verdadero.
 *
 */
int create_out_file(char *nombre, int *ptr, int newstdout) {
  int err;

  *ptr = open(nombre, O_WRONLY | O_CREAT | O_APPEND, 0644);
  if(*ptr < 0) return -1; // No ha sido posible crear el fichero

  if(newstdout) {
    err = close(1);
    if(err < 0) return -2; // No es posible modificar la salida estandar
    err = dup(*ptr);
    if(err < 0) return -3; // No es posible modificar la salida estandar
  }

  return 0;
}