"""Protokoll-Layer fuer die microSYST migra SC/MC Seriell LED-Grossanzeige.

Reines Python ohne Abhaengigkeiten, laeuft unter CPython und MicroPython.
Referenz: Benutzerhandbuch X-M31-9AXX5X-006 (V4.20), Kapitel 3.5 bis 3.9.

Telegrammaufbau:  STX | DA | SA | FC | [LEN-H LEN-L] | Data-Unit | [CHK-H CHK-L] | ETX
"""

STX = 0x02
ETX = 0x03
ESC = 0x1B
SEP = 0x1F          # Trennzeichen ESC-Sequenz -> Online-Text (Handbuch 3.9)

MAX_DATA_UNIT = 230

# Farben (ESC-A, ESC-F, ESC-P, ESC-H)
BLACK = "0"
GREEN = "1"
RED = "2"
YELLOW = "3"
TRANSPARENT = "T"   # nur als Hintergrundfarbe

STATIC = "0"
BLINKING = "1"

# Fehlercodes aus dem Antworttelegramm (Handbuch 3.8)
ERRORS = {
    "0": "kein Fehler",
    "1": "falsche Pruefsumme",
    "2": "reserviert",
    "3": "falsche Anzahl Datenbytes (LEN-H/L) oder ungueltige ESC-Sequenz",
    "4": "Element nicht vorhanden oder ungueltiger Parameter",
    "5": "Flash ungueltig",
}


class MigraError(Exception):
    """Fehler im Protokoll oder von der Anzeige gemeldeter Fehlercode."""


def _hex(data):
    """Bytes als Hexstring, ohne sich auf bytes.hex() zu verlassen.

    MicroPython 1.28 hat bytes.hex() (am Geraet nachgeprueft), aber nicht jede
    Firmware ist damit gebaut. Wird nur in Fehlermeldungen gebraucht -- ein
    AttributeError ausgerechnet dort wuerde den eigentlichen Fehler verdecken.
    """
    return "".join("%02x" % b for b in data)


def encode_text(s):
    """Text in Anzeige-Bytes wandeln.

    Die Data-Unit erlaubt 0x20-0xFF sowie 0x0A und 0x0D. Zeichen darueber
    hinaus werden zu '?'. Die Abbildung entspricht Latin-1, das sich mit dem
    Windows-Zeichensatz der Anzeige im Bereich 0xA0-0xFF deckt (u.a. Grad 0xB0).
    """
    out = bytearray()
    for ch in s:
        c = ord(ch)
        if c in (0x0A, 0x0D) or 0x20 <= c <= 0xFF:
            out.append(c)
        else:
            out.append(0x3F)  # '?'
    return bytes(out)


def _digits(value, places):
    """Zahl als ASCII-Ziffern fester Laenge (Handbuch 3.7: alle Werte ASCII-codiert).

    Von Hand aufgefuellt statt mit "%0*d". MicroPython 1.28 beherrscht die
    dynamische Feldbreite zwar (am Geraet nachgeprueft), sie stand aber lange
    als nicht unterstuetzt in den Docs -- so bleibt es unabhaengig davon.
    """
    if value < 0 or value >= 10 ** places:
        raise MigraError("Wert %d passt nicht in %d Stellen" % (value, places))
    s = "%d" % value
    return ("0" * (places - len(s)) + s).encode("ascii")


class DataUnit:
    """Baut eine Data-Unit aus mehreren Teiltelegrammen.

    Setzt das Trennzeichen 0x1F selbsttaetig, wenn auf eine ESC-Sequenz ein
    Online-Text folgt. Nur dieser Uebergang braucht es (Handbuch 3.9).
    """

    def __init__(self):
        self._buf = bytearray()
        self._after_esc = False

    def __len__(self):
        return len(self._buf)

    def bytes(self):
        return bytes(self._buf)

    def _esc(self, *parts):
        self._buf.append(ESC)
        for p in parts:
            self._buf.extend(p if isinstance(p, bytes) else p.encode("ascii"))
        self._after_esc = True
        return self

    # -- Online-Text ------------------------------------------------------
    def text(self, s):
        if self._after_esc:
            self._buf.append(SEP)
        self._buf.extend(encode_text(s))
        self._after_esc = False
        return self

    # -- Zeichensatz, Cursor, Attribute (3.7.1) ---------------------------
    def charset(self, number, spaced=True):
        """spaced=True -> 'z' (Sperrschrift, gleiche Breite), False -> 'Z'."""
        return self._esc("z" if spaced else "Z", _digits(number, 2))

    def cursor(self, x, y):
        """Cursor auf Pixelposition x/y. 0/0 ist links oben."""
        return self._esc("C", _digits(x, 3), _digits(y, 3))

    def attributes(self, fg=RED, bg=BLACK, blink=STATIC):
        return self._esc("A", fg, bg, blink)

    # -- Direkte Grafik (3.7.3) -------------------------------------------
    def fill(self, color=BLACK):
        """Anzeige komplett fuellen. fill(BLACK) = loeschen."""
        return self._esc("F", color)

    def point(self, x, y, color=RED):
        return self._esc("P", color, _digits(x, 3), _digits(y, 3))

    # -- Gespeicherte Objekte (3.7.2) -------------------------------------
    def stored_text(self, number, show=True):
        return self._esc("T", "+" if show else "-", _digits(number, 3))

    def graphic(self, number, show=True):
        return self._esc("G", "+" if show else "-", _digits(number, 3))

    # -- Allgemeine Funktionen (3.7.4) ------------------------------------
    def brightness(self, percent, color=RED):
        """Helligkeit 0-100 %. Wird geraeteintern noch mit dem HEX-Schalter multipliziert."""
        if not 0 <= percent <= 100:
            raise MigraError("Helligkeit %r ausserhalb 0-100 %%" % percent)
        return self._esc("H", color, _digits(percent, 3))

    def blink_period(self, level):
        """0 = 2 s bis 9 = 0,2 s."""
        return self._esc("B", _digits(level, 1))


def build_telegram(data, dest=1, src=0, checksum=False, response=True):
    """Data-Unit in ein vollstaendiges Telegramm rahmen.

    dest/src sind die reinen Adressen (0-126); Bit 7 wird hier gesetzt.
    checksum=False bedeutet: LEN-H/L und CHK-H/L duerfen *nicht* mitgesendet
    werden (Handbuch 3.5.1).
    """
    if isinstance(data, DataUnit):
        data = data.bytes()
    if len(data) > MAX_DATA_UNIT:
        raise MigraError("Data-Unit hat %d Bytes, erlaubt sind %d" % (len(data), MAX_DATA_UNIT))
    if not 0 <= dest <= 127 or not 0 <= src <= 126:
        raise MigraError("Adresse ausserhalb des gueltigen Bereichs")

    da = 0x80 | dest
    sa = 0x80 | src
    fc = 0x80 | (0x02 if checksum else 0x00) | (0x01 if response else 0x00)

    frame = bytearray([STX, da, sa, fc])
    if checksum:
        n = len(data)
        frame.append(0xF0 | ((n >> 4) & 0x0F))
        frame.append(0xF0 | (n & 0x0F))
    frame.extend(data)
    if checksum:
        # Summe aus DA, SA, FC, LEN-H, LEN-L und allen Datenbytes; ohne STX.
        chk = sum(frame[1:]) & 0xFF
        frame.append(0xF0 | ((chk >> 4) & 0x0F))
        frame.append(0xF0 | (chk & 0x0F))
    frame.append(ETX)
    return bytes(frame)


def parse_response(frame, src=0):
    """Antworttelegramm auswerten und den Fehlercode als Zeichen liefern.

    Erwartet: STX | DA | SA | FC | Fehlercode | ETX  (Handbuch 3.8)
    Wirft MigraError, wenn die Anzeige einen Fehler ungleich '0' meldet.
    """
    if not frame:
        raise MigraError("keine Antwort von der Anzeige (Timeout)")
    if len(frame) < 6 or frame[0] != STX or frame[-1] != ETX:
        raise MigraError("unplausibles Antworttelegramm: %s" % _hex(frame))
    if frame[1] != (0x80 | src):
        raise MigraError("Antwort nicht an uns adressiert: %s" % _hex(frame))

    code = chr(frame[4])
    if code != "0":
        raise MigraError("Anzeige meldet Fehler '%s': %s" % (code, ERRORS.get(code, "unbekannt")))
    return code