import 'dart:async';
import 'dart:io';
import 'dart:typed_data';

/// 시험용 DNS 서버 (127.0.0.1, UDP · TCP 같은 포트). [records] 의 이름이면 A 로 답하고, 없으면 NXDOMAIN.
/// [truncateUdp] 면 UDP 는 TC 표시만 하고 TCP 로 답한다.
class FakeDns {
  final Map<String, String> records;
  final bool truncateUdp;
  final int ttl;
  late RawDatagramSocket _udp;
  ServerSocket? _tcp;
  final queries = <String>[];
  int tcpQueries = 0;

  /// 시작 · 응답 중에 생긴 일 (시험이 실패하면 남겨 원인을 본다)
  final events = <String>[];

  FakeDns(this.records, {this.truncateUdp = false, this.ttl = 300});

  int get port => _udp.port;

  /// 그 번호로 UDP 를 연다 (못 열면 null). 전체 시험 (10/20) 에서 막힌 포트 (10013) 의 오류가 try 밖으로 (잡히지 않은 비동기 오류로)
  /// 나와 시험이 실패한 적이 있어, 열기 하나를 따로 영역 (zone) 에서 돌려 어느 쪽으로 오든 "못 열었음" 으로 받는다
  Future<RawDatagramSocket?> _tryUdp(int port) {
    final done = Completer<RawDatagramSocket?>();
    runZonedGuarded(() async {
      final s = await RawDatagramSocket.bind(InternetAddress.loopbackIPv4, port);
      if (done.isCompleted) {
        s.close();
      } else {
        done.complete(s);
      }
    }, (e, _) {
      events.add('udp bind $port failed: ${e is SocketException ? '${e.osError?.errorCode} ${e.message}' : e}');
      if (!done.isCompleted) done.complete(null);
    });
    return done.future;
  }

  Future<void> start() async {
    if (!truncateUdp) {
      _udp = await RawDatagramSocket.bind(InternetAddress.loopbackIPv4, 0);
    } else {
      // TCP 로 다시 묻는 시험: UDP 와 TCP 가 같은 포트. Windows 는 TCP · UDP 마다 막아 둔 포트 범위 (Hyper-V · WSL,
      // netsh int ipv4 show excludedportrange) 가 달라, TCP 를 먼저 OS 가 고른 번호로 열고 그 번호로 UDP 를 연다.
      // 그 번호의 UDP 가 막혀 있거나 (10013) 쓰는 중이면 다른 번호로 다시
      for (var i = 0;; i++) {
        // 10/21 전체 실행: OS 가 TCP 번호를 차례로 주는데 (62345, 62346 …) 그 둘레가 통째로 UDP 막힌 범위라 50번 모두 실패했다 -
        // 홀수 번째는 거꾸로 UDP 를 OS 가 고른 (열 수 있는) 번호로 먼저 열고 그 번호로 TCP 를 연다
        if (i.isOdd) {
          final udp = await RawDatagramSocket.bind(InternetAddress.loopbackIPv4, 0);
          try {
            _tcp = await ServerSocket.bind(InternetAddress.loopbackIPv4, udp.port);
            _udp = udp;
            events.add('bound udp+tcp ${udp.port} (try $i)');
            break;
          } on SocketException catch (e) {
            events.add('tcp bind ${udp.port} failed: ${e.osError?.errorCode} ${e.message}');
            udp.close();
          }
        } else {
          final tcp = await ServerSocket.bind(InternetAddress.loopbackIPv4, 0);
          final udp = await _tryUdp(tcp.port);
          if (udp != null) {
            _udp = udp;
            _tcp = tcp;
            events.add('bound tcp+udp ${tcp.port} (try $i)');
            break;
          }
          await tcp.close();
        }
        if (i > 50) throw StateError('UDP · TCP 같은 포트를 열지 못함: $events');
      }
    }
    _udp.listen((e) {
      if (e != RawSocketEvent.read) return;
      final d = _udp.receive();
      if (d == null) return;
      _udp.send(_answer(d.data, tc: truncateUdp), d.address, d.port);
    });
    _tcp?.listen((s) async {
      events.add('tcp accepted ${s.remotePort}');
      final buf = BytesBuilder();
      await for (final c in s) {
        buf.add(c);
        final b = buf.toBytes();
        if (b.length >= 2 && b.length >= 2 + ((b[0] << 8) | b[1])) {
          tcpQueries++;
          final a = _answer(Uint8List.sublistView(b, 2), tc: false);
          s.add([a.length >> 8, a.length & 0xff, ...a]);
          await s.flush();
          await s.close();
          break;
        }
      }
    });
  }

  Future<void> close() async {
    _udp.close();
    await _tcp?.close();
  }

  Uint8List _answer(Uint8List q, {required bool tc}) {
    // 질문 이름 · 형식
    var i = 12;
    final labels = <String>[];
    while (q[i] != 0) {
      labels.add(String.fromCharCodes(q.sublist(i + 1, i + 1 + q[i])));
      i += q[i] + 1;
    }
    final type = (q[i + 1] << 8) | q[i + 2];
    final qEnd = i + 5;
    final name = labels.join('.');
    queries.add('$name/$type');
    final ip = records[name];
    final b = BytesBuilder()
      ..add([q[0], q[1], 0x81 | (tc ? 0x02 : 0), ip == null ? 0x83 : 0x80, 0, 1, 0, (!tc && ip != null && type == 1) ? 1 : 0, 0, 0, 0, 0])
      ..add(q.sublist(12, qEnd));
    if (!tc && ip != null && type == 1) {
      b
        ..add([0xc0, 12, 0, 1, 0, 1, (ttl >> 24) & 0xff, (ttl >> 16) & 0xff, (ttl >> 8) & 0xff, ttl & 0xff, 0, 4])
        ..add(InternetAddress(ip).rawAddress);
    }
    return b.toBytes();
  }
}