#pragma comment(lib, "Ws2_32.lib")  // 加載Ws2_32.lib

#include "packetheader.h"  // 自定義的頭文件
#include <iostream>
#include <iomanip>
#include <cstring>
#include <Winsock2.h>
#include <ws2tcpip.h>

using namespace std;

// *************************** begin 常量定義 ************************************
const unsigned char ICMP_ECHO_REQUEST = 8;  // Ping請求報文的類型字段為8
const unsigned char ICMP_ECHO_REPLY = 0;    // Ping響應報文的類型字段為0
const int DEFAULT_ICMP_DATA_SIZE = 32;      // Ping請求報文數據段的默認大小
const int MAX_ICMP_PACKET_SIZE = 1024;      // Ping請求報文的最大值
// *************************** end 常量定義 **************************************


// *************************** begin 變量定義 ************************************
// 命令提供的選項，以及選項的值
bool hasParam_t = false;           // 選項"-t"，表示一直ping，直到輸入Ctrl-C強行終止
bool hasParam_a = false;           // 選項"-a"，表示將目標主機的IP地址解析成主機名
bool hasParam_n_count = false;     // 選項"-n count"，表示Ping的次數
long totalPingRequests = 4;        // 對每臺主機ping的次數，默認為4
bool hasParam_l_size = false;      // 選項"-l size"，設定發送緩沖區的大小
long sendBufferSize = 32;          // 發送緩沖區的大小
bool hasParam_i_ttl = false;       // 選項"-i TTL"，設定TTL的值
unsigned char ttl = 255;                     // 生存時間
bool hasParam_v_tos = false;       // 選項"-v TOS"，設定TOS的值
unsigned char tos = 0;                       // 服務類型
bool hasParam_w_timeout = false;   // 選項"-w timeout"，設定接收的超時時間（單位：ms）
long timeout = 5000;               // 接收Ping響應報文的超時時間，默認為5秒
bool hasParam_1 = false;           // 選項"-1"，表示僅有一臺目標主機
bool hasParam_2 = false;           // 選項"-2"，表示有多臺目標主機
bool hasDestHost = false;          // 如果獲得了目標主機的有效IP，則為true；否則為false
bool onlyOneDestHost = true;       // 如果為true，則表示僅有一臺目標主機，否則有多臺
unsigned long destIP;              // 目標主機的IP地址
char destHostName[256] = {0};      // 目的主機名

// 原始套接字
SOCKET rawSocket;

// 控制及狀態變量
int numberOfHostsToPing = 0;       // 等待被Ping的主機的數目
long pingRequestsToSend = 0;       // 對于指定的目標主機，需要發送的Ping請求報文的數目
unsigned short sequenceNumber = 0; // Ping請求報文的序號
// *************************** end 變量定義 **************************************


// *************************** begin 函數聲明 ************************************
bool parseCmdlineParams(int argc, char* argv[]);  // 解析命令行參數
void showUsage();  // 顯示程序的用法以及選項等信息
bool checkParams();  // 檢測命令行參數是否存在沖突
void setSocketOptions();  // 設置socket選項，如TTL、TOS、timeout等
void ping();  // 對目標主機進行Ping操作
void fillIcmpPacket(char* pIcmpPacket, int size);  // 填充Ping請求報文
unsigned short getIcmpChecksum(unsigned short* pData, int size);  // 計算ICMP報文的校驗和字段
void showDestHostInfo();  // 顯示目標主機的相關信息，如IP地址、主機名等
void ipToString(unsigned long ip, char* ipstr);  // 將unsigned long型的IP地址轉換成點分十進制形式的字符串
void showStatisticsInfo(const StatisticsRecord& statisticsRecord);  // 顯示Ping的統計信息
bool parseReceivedPacket(const char* pRecvBuffer, PingRecord& pingRecord);  // 對收到的數據包進行解析
void showReply(const PingRecord& pingRecord);  // 顯示接收到的Ping響應信息
void setStatisticsRecord(StatisticsRecord& statisticsRecord, const PingRecord& pingRecord);  // 更新統計信息
BOOL WINAPI ctrlHandler(DWORD dwCtrlType);  // 自定義函數，用來處理快捷鍵 Ctrl-C 和 Ctrl-Break
// *************************** end 函數聲明 **************************************



// *******************************************************************************
// 主函數
//		功	能：程序的入口函數
//		參	數：1. argc : 命令行參數的個數
//				2. argv : 命令行參數
//		返回值：當程序正常結束時，返回0；否則返回其他值
// *******************************************************************************

int main(int argc, char* argv[])
{
	// 更改控制臺的標題
	char* consoleTitle = "PingSimulator - 使用ICMP協議實現簡單的Ping程序 - （學號：2120080354  姓名：劉洪濤）";
	SetConsoleTitle(consoleTitle);

	// 更改控制臺的背景色為黑色，前景色為淡綠色
	system("color 0A");

	// 初始化Windows Socket dll
	WSADATA wsaData;
	if (WSAStartup(MAKEWORD(2, 2), &wsaData) != 0)
	{
		cout << "\n初始化Windows Socket dll失敗.\n";
		system("color");  // 恢復控制臺的默認背景色和前景色
		return -1;
	}

	// 首先對命令行參數進行解析
	if (!parseCmdlineParams(argc, argv))
	{
		// 如果解析命令行參數出錯，則退出
		system("color");  // 恢復控制臺的默認背景色和前景色
		return -1;
	}

	// 檢測參數是否有沖突的情況
	if (!checkParams())
	{
		// 如果參數存在沖突，則報錯并退出
		system("color");  // 恢復控制臺的默認背景色和前景色
		return -1;
	}

	// 創建原始套接字
	rawSocket = WSASocket(AF_INET, SOCK_RAW, IPPROTO_ICMP, NULL, 0, WSA_FLAG_OVERLAPPED);
	if (INVALID_SOCKET == rawSocket)
	{
		cout << "\n創建原始套接字失敗.\n";
		system("color");  // 恢復控制臺的默認背景色和前景色
		return -1;
	}

	// 根據命令行參數對socket選項進行設置
	setSocketOptions();

	// 添加一個函數ctrlHandler，用來響應Ctrl-C和Ctrl-Break消息
	SetConsoleCtrlHandler(ctrlHandler, true);

	// 進行Ping操作
	ping();

	// 將ctrlHandler函數從處理列表中移除
	SetConsoleCtrlHandler(ctrlHandler, false);

	// 恢復控制臺的默認背景色和前景色
	system("color");

	// 注銷Windows Socket dll
	return WSACleanup();
}



// ********************************************************************************
// 解析命令行參數
//		功	能：對命令行參數進行解析，從中提取出目標主機的IP地址以及其他選項等信息
//		參	數：1. argc : 命令行參數的個數
//				2. argv : 命令行參數
//		返回值：如果解析過程中發生錯誤，則返回false；否則返回true
// ********************************************************************************

bool parseCmdlineParams(int argc, char* argv[])
{
	if (1 == argc)  // 如果沒有附加參數，則輸出命令的使用方法
	{
		showUsage();
		return false;
	}
	else  // 如果有附加參數，則對其進行解析
	{
		for (int i = 1; i < argc; i++)
		{
			if (0 == strcmp(argv[i], "-t"))  // 處理"-t"選項
			{
				hasParam_t = true;
				continue;
			}
			else if (0 == strcmp(argv[i], "-a"))  // 處理"-a"選項
			{
				hasParam_a = true;
				continue;
			}
			else if (0 == strcmp(argv[i], "-n"))  // 處理"-n count"選項
			{
				hasParam_n_count = true;
				if (i + 1 < argc)  // 如果選項字段沒有結束
				{
					// 獲取count字段
					totalPingRequests = atol(argv[++i]);
					if (totalPingRequests > 0)
					{
						// 已經成功獲取count字段，轉去處理下一個參數
						continue;
					}
					else  // count字段無效
					{
						cout << "\n錯誤：\n";
						cout << "    選項\"-n count\"中的count字段無效，請輸入PingSimulator.exe查看詳細用法.\n";
						return false;
					}
				}
				else
				{
					cout << "\n錯誤：\n";
					cout << "    未在選項\"-n count\"中找到count字段，請輸入PingSimulator.exe查看詳細用法.\n";
					return false;
				}
			}
			else if (0 == strcmp(argv[i], "-l"))  // 處理選項"-l size"
			{
				hasParam_l_size = true;
				if (i + 1 < argc)
				{
					// 獲取size字段
					sendBufferSize = atoi(argv[++i]);
					if (sendBufferSize >= 32 && sendBufferSize <= 65500)
					{
						// 已正確獲取size字段，轉去處理下一個選項
						continue;
					}
					else
					{
						cout << "\n錯誤：\n";
						cout << "    選項\"-l size\"中的size字段無效，請輸入PingSimulator.exe查看詳細用法.\n";
						return false;
					}
				}
				else
				{
					cout << "\n錯誤：\n";
					cout << "    未在選項\"-l size\"中找到size字段，請輸入PingSimulator.exe查看詳細用法.\n";
					return false;
				}
			}
			else if (0 == strcmp(argv[i], "-i"))  // 處理選項"-i TTL"
			{
				hasParam_i_ttl = true;
				if (i + 1 < argc)
				{
					// 獲取TTL字段
					ttl = atoi(argv[++i]);
					if (ttl >= 1 && ttl <= 255)
					{
						// 已正確獲取TTL字段，轉去處理下一個選項
						continue;
					}
					else
					{
						cout << "\n錯誤：\n";
						cout << "    選項\"-i TTL\"中的TTL字段無效，請輸入PingSimulator.exe查看詳細用法.\n";
						return false;
					}
				}
				else
				{
					cout << "\n錯誤：\n";
					cout << "    未在選項\"-i TTL\"中找到TTL字段，請輸入PingSimulator.exe查看詳細用法.\n";
					return false;
				}
			}
			else if (0 == strcmp(argv[i], "-v"))  // 處理選項"-v TOS"
			{
				hasParam_v_tos = true;
				if (i + 1 < argc)
				{
					// 獲取TOS字段
					tos = atoi(argv[++i]);
					continue;
				}
				else
				{
					cout << "\n錯誤：\n";
					cout << "    未在選項\"-v TOS\"中找到TOS字段，請輸入PingSimulator.exe查看詳細用法.\n";
					return false;
				}
			}
			else if (0 == strcmp(argv[i], "-w"))  // 處理選項"-w timeout"
			{
				hasParam_w_timeout = true;
				if (i + 1 < argc)
				{
					// 獲取timeout字段
					timeout = atoi(argv[++i]);
					if (timeout >= 1)
					{
						// 成功獲取到timeout字段，轉去處理下一個選項
						continue;
					}
					else
					{
						cout << "\n錯誤：\n";
						cout << "    選項\"-w timeout\"中的timeout字段無效，請輸入PingSimulator.exe查看詳細用法.\n";
						return false;
					}
				}
				else
				{
					cout << "\n錯誤：\n";
					cout << "    未在選項\"-w timeout\"中找到timeout字段，請輸入PingSimulator.exe查看詳細用法.\n";
					return false;
				}
			}
			else if (0 == strcmp(argv[i], "-1"))  // 處理選項"-1"
			{
				hasParam_1 = true;
				continue;
			}
			else if (0 == strcmp(argv[i], "-2"))  // 處理選項"-2"
			{
				hasParam_2 = true;
				continue;
			}