/*
 * gfx_lib.c
 *
 * Библиотека для заполнения буфера дисплея
 *
 * Для разработки библиотеки иcпользовались материалы:
 * https://www.youtube.com/watch?v=ajEqZN5s5xc
 * https://narodstream.ru/stm-urok-37-displej-tft-240x320-8bit-chast-1/
 * https://hubstub.ru/display/126-vyvod-simvolov-i-strok-na-tft-displey-na-primere-ili9341.html
 */
#include "gfx_lib.h"
#include "font_tahoma_8_prop.h"

#include "math.h"

/* переменные */
uint8_t chSpacing			= 0;		//межсимвольный интервал в px

/* функция очистки буфера кадра */
void GFX_Clean_Buffer_Frame(uint8_t *Buffer_Frame, uint32_t Buffer_Frame_Size)
{
  if(Buffer_Frame == NULL)
    return;
	memset(Buffer_Frame, 0x00, Buffer_Frame_Size);
}

/* функция прорисовки пикселя */
void GFX_Draw_Pixel(uint8_t *Buffer_Frame, uint8_t xPos, uint8_t yPos, uint8_t pxColor)
{  
  if(Buffer_Frame == NULL)
    return;
  
	if ((xPos >= GFX_BufferWidth)||(xPos < 0)||(yPos >= GFX_BufferHeight)||(yPos < 0))
	{
		//если значения по x и y больше пределов то выходим из функции
		return;
	}
	else
	{
		uint16_t arrayPos = xPos + ((yPos/8)*GFX_BufferWidth);

		//заполняем буфер кадра
		if (pxColor)
		{
			Buffer_Frame[arrayPos] |= 1 << (yPos % 8);
		}
		else
		{
			Buffer_Frame[arrayPos] &= 0xFF ^ 1 << (yPos % 8);
		}
	}
}

/* функция инверсии любой области в буфере кадра */
void GFX_Invertion_Area(uint8_t *Buffer_Frame, uint16_t xPos_Start, uint16_t yPos_Start, uint16_t width, uint16_t height)
{
  if(Buffer_Frame == NULL)
    return;
  
  if ((xPos_Start+width > GFX_BufferWidth)||(xPos_Start < 0)||(yPos_Start+ height> GFX_BufferHeight)||(yPos_Start < 0))
	{
		//если значения по x и y больше пределов то выходим из функции
		return;
	}
	for (uint16_t xPos = xPos_Start; xPos < xPos_Start + width; xPos++)
	{            
    for(uint16_t yPos = yPos_Start; yPos < yPos_Start + height; yPos++)
    {
      uint16_t arrayPos = xPos + ((yPos/8)*GFX_BufferWidth);
      Buffer_Frame[arrayPos] ^= (1 << (yPos % 8)); // Инвертируем бит, отвечающий за пиксель      
    }    
	}
}

/* работа со шрифтами */

/* функция прорисовки однобайтового символа шрифта */
void GFX_Draw_Char_1_Byte(uint8_t *Buffer_Frame, uint8_t xPos, uint8_t yPos, char Symbol, uint8_t Inversion)
{
	/*
	 * выгрузка кода шрифта в "h" файл из программы matrixFont
	 * https://habr.com/ru/articles/575332/
	 * параметры выгрузки:
	 * сначала строки, справа на лево, сверху вниз, пропорциональный, HEX, нули, 8(uint8_t, unsigned char), С99
	 * ниже циклы для однобайтового символа шрифта, т.е. ширина символа не более 8 пикселей
	 */
  if(Buffer_Frame == NULL)
    return;

	/* если ASCII номер символа в диапазоне 32...255, то рисуем символы шрифта */
	if ((Symbol >= 32) && (Symbol <= 255))
	{
		uint8_t pxChView;
		uint8_t pxBkView;

		//включение/выключении инверсии символа
		if (!(Inversion & GFX_ChInvers))
		{
			pxChView = GFX_pxView_On;
			pxBkView = GFX_pxView_Off;
		}
		else
		{
			pxChView = GFX_pxView_Off;
			pxBkView = GFX_pxView_On;
		}

		//извлекаем ширину символа + 1px для минимального межсимвольного интервала
		uint8_t chWidth = font_tahoma_8[(Symbol - 0x20) * (1 + FONT_TAHOMA_8_CHAR_HEIGHT)] + 1;
		//запоминаем ширину данного символа
		chSpacing = chWidth;

		//рисуем заданный символ шрифта
		for (uint8_t y = 1; y <= FONT_TAHOMA_8_CHAR_HEIGHT; y++) //высота холста шрифта в пикселях
		{
			for (uint8_t x = 0; x < chWidth; x++) //ширина холста символа шрифта
			{
				/*
				 * извлекаем из массива шрифта байт строки пикселей символа
				 * и с помощью операции побитового И определяем где 1 и где 0
				 * 0x20 на 32
				 */

				if (font_tahoma_8[((Symbol - 0x20) * (1 + FONT_TAHOMA_8_CHAR_HEIGHT)) + y] >> (7 - x) & 0x01)
				{
					GFX_Draw_Pixel(Buffer_Frame, xPos + x, yPos + y, pxChView);
				}
				else
				{
					GFX_Draw_Pixel(Buffer_Frame, xPos + x, yPos + y, pxBkView);
				}
			}

			/*
			 * заполняем фоном справа от символа если ширина символа меньше ширины холста шрифта
			 * с учетом заданного минимального межсимвольного интервала в 1px
			 */
			if (chWidth < FONT_TAHOMA_8_CHAR_WIDTH)
			{
				for (uint8_t n = chWidth; n < (FONT_TAHOMA_8_CHAR_WIDTH + 1); n++)
				{
					if (!(Inversion & GFX_ChInvers))
					{
						GFX_Draw_Pixel(Buffer_Frame, xPos + n, yPos + y, pxBkView);
					}
					else
					{
						GFX_Draw_Pixel(Buffer_Frame, xPos + n, yPos + y, pxChView);
					}
				}
			}
		}
	}
}

/* функция прорисовки двухбайтового символа шрифта */
void GFX_Draw_Char_2_Byte(uint8_t *Buffer_Frame, uint8_t xPos, uint8_t yPos, uint8_t Symbol, uint8_t Inversion)
{
//	/*
//	 * выгрузка кода шрифта в "h" файл из программы matrixFont
//	 * https://habr.com/ru/articles/575332/
//	 * параметры выгрузки:
//	 * сначала строки, справа на лево, сверху вниз, моноширный, HEX, нули, 8(uint8_t, unsigned char), С99
//	 * ниже циклы для двухбайтового символа шрифта, т.е. ширина символа более 8 пикселей
//	 */

//	/* если ASCII номер символа в диапазоне 48...57, то рисуем символы цифр шрифта */

//	if ((Symbol >= 48) && (Symbol <= 57))
//	{
//		Symbol = (Symbol - 48) * 15;

//		uint8_t pxChView;
//		uint8_t pxBkView;

//		//включение/выключении инверсии символа
//		if (!(Inversion & GFX_ChInvers))
//		{
//			pxChView = GFX_pxView_On;
//			pxBkView = GFX_pxView_Off;
//		}
//		else
//		{
//			pxChView = GFX_pxView_Off;
//			pxBkView = GFX_pxView_On;
//		}

//		//рисуем заданный символ шрифта
//		for (uint8_t y = 0; y < FONT_TERMINUS_10X15__CHAR_HEIGHT; y++) //высота холста шрифта в пикселях
//		{
//			for (uint8_t x = 0; x < 8; x++) //8 - один байт
//			{
//				/*
//				 * извлекаем из массива шрифта правый байт строки пикселей символа
//				 * и с помощью операции побитового И определяем где 1 а где 0
//				 */
//				if (font_terminus_10x15_[(Symbol + y) * 2 + 1] >> (7 - x) & 0x01)
//				{
//					/*
//					 * рисуем только нужную нам часть из правого байта
//					 * пикселя символа, -6 смещаем картинку на заданную позицию
//					 */
//					if (x > 5)
//					{
//						GFX_Draw_Pixel(Buffer_Frame, xPos + x - 6, yPos + y, pxChView);
//					}
//				}
//				else
//				{
//					/*
//					 * рисуем только нужную нам часть из правого байта
//					 * пикселя фона символа, -6 смещаем картинку на заданную позицию
//					 */
//					if (x > 5)
//					{
//						GFX_Draw_Pixel(Buffer_Frame, xPos + x - 6, yPos + y, pxBkView);
//					}
//				}

//				/*
//				 * извлекаем из массива шрифта левый байт строки пикселей символа
//				 * и с помощью операции побитового И определяем где 1 а где 0
//				 */
//				if (font_terminus_10x15_[(Symbol + y) * 2] >> (7 - x) & 0x01)
//				{
//					/*
//					 * смещаем картинку на 8 пикселей вправо
//					 * т.е. "склеиваем" картинку символа и рисуем пиксель символа,
//					 * -6 смещаем картинку на заданную позицию
//					 */
//					GFX_Draw_Pixel(Buffer_Frame, xPos + x + 8  - 6, yPos + y, pxChView);
//				}
//				else
//				{
//					/*
//					 * смещаем картинку на 8 пикселей вправо
//					 * т.е. "склеиваем" картинку символа и рисуем пиксель фона символа,
//					 * -6 смещаем картинку на заданную позицию
//					 */
//					GFX_Draw_Pixel(Buffer_Frame, xPos + x + 8  - 6, yPos + y, pxBkView);
//				}
//			}
//		}
//	}
}

/* функция вывода строки на дисплей */
void GFX_Output_String(uint8_t *Buffer_Frame, uint8_t xPos, uint8_t yPos, char *String, uint8_t setChSpacing, uint8_t Inversion)
{
	/*
	 * вывод строки шрифтом font_tahoma_8
	 * параметры функции:
	 * xPos			- позиция по X
	 * yPos			- позиция по Y
	 * *String		- строка для вывода
	 * setChSpacing	- межсимвольный интервал в px
	 * Inversion	- включение/выключени инверсии
	 */

	//uint8_t xPos_Start = xPos; //px начала вывода строки по X

  if((Buffer_Frame == NULL) || (String == NULL))
    return;
  
	//посимвольный вывод строки
	while(*String)
	{
		//проверяем не вылезем ли мы за пределы экрана при отрисовке следующего символа,
		// если да, то переходим на следующую строчку
		/*if((xPos + 8) > GFX_BufferWidth)
		{
			xPos = xPos_Start;
			yPos = yPos + 10;
		}*/

		//вывод текущего символа строки
		GFX_Draw_Char_1_Byte(Buffer_Frame, xPos, yPos, *String, Inversion);

		//изменяем координату для отрисовки следующего символа
		xPos += chSpacing - 1 + setChSpacing;

		//инкремент указателя на следующий символ в строке
		String++;
	}
}

/* геометрические примитивы */

/* функция рисования линии */
void GFX_Draw_Line(uint8_t *Buffer_Frame, GFX_LineHandleTypeDef *hLine)
{
  if((Buffer_Frame == NULL) || (hLine == NULL))
    return;
  
  uint8_t xPos_Start = hLine->xPos_Start;
  uint8_t yPos_Start = hLine->yPos_Start;
  uint8_t xPos_End = hLine->xPos_End;
  uint8_t yPos_End = hLine->yPos_End;
  uint8_t pxColor = hLine->pxColor;
  
	int dx = (xPos_End >= xPos_Start) ? xPos_End - xPos_Start : xPos_Start - xPos_End;
	int dy = (yPos_End >= yPos_Start) ? yPos_End - yPos_Start : yPos_Start - yPos_End;
	int sx = (xPos_Start < xPos_End) ? 1 : -1;
	int sy = (yPos_Start < yPos_End) ? 1 : -1;
	int err = dx - dy;

	for (;;)
	{
		GFX_Draw_Pixel(Buffer_Frame, xPos_Start, yPos_Start, pxColor);
		if (xPos_Start == xPos_End && yPos_Start == yPos_End)
			break;
		int e2 = err + err;
		if (e2 > -dy)
		{
			err -= dy;
			xPos_Start += sx;
		}
		if (e2 < dx)
		{
			err += dx;
			yPos_Start += sy;
		}
	}
}

/* функция рисования пустотелого прямоугольника */
void GFX_Draw_Rectangle(uint8_t *Buffer_Frame, GFX_RectangleHandleTypeDef *hRectangle)
{  
  if((Buffer_Frame == NULL) || (hRectangle == NULL))
    return;
  
  uint8_t xPos_Start = hRectangle->xPos_Start;
  uint8_t yPos_Start = hRectangle->yPos_Start;
  uint8_t rectangle_Width = hRectangle->rectangle_Width;
  uint8_t rectangle_Height = hRectangle->rectangle_Height;
  uint8_t pxColor = hRectangle->pxColor;
  
  if(hRectangle->Filled)
    __GFX_Draw_Rectangle_Filled(Buffer_Frame, xPos_Start, yPos_Start, rectangle_Width, rectangle_Height, pxColor);
  else
    __GFX_Draw_Rectangle(Buffer_Frame, xPos_Start, yPos_Start, rectangle_Width, rectangle_Height, pxColor);
}

/* функция рисования пустотелой окружности */
void GFX_Draw_Circle(uint8_t *Buffer_Frame, GFX_CircleHandleTypeDef *hCircle)
{
  if((Buffer_Frame == NULL) || (hCircle == NULL))
    return;
    
  uint8_t xPos = hCircle->xPos;
  uint8_t yPos = hCircle->yPos;
  uint8_t circle_Radius = hCircle->circle_Radius;
  uint8_t pxColor = hCircle->pxColor;
  
  if(hCircle->Filled)
    __GFX_Draw_Circle_Filled(Buffer_Frame, xPos, yPos, circle_Radius, pxColor);
  else
    __GFX_Draw_Circle(Buffer_Frame, xPos, yPos, circle_Radius, pxColor);
}

/* функция рисования треугольника */
void GFX_Draw_Triangle(uint8_t *Buffer_Frame, GFX_TriangleHandleTypeDef *hTriangle)
{
  
  uint8_t xPos1 = hTriangle->xPos1;
  uint8_t xPos2 = hTriangle->xPos2;
  uint8_t xPos3 = hTriangle->xPos3;
  uint8_t yPos1 = hTriangle->yPos1;
  uint8_t yPos2 = hTriangle->yPos2;
  uint8_t yPos3 = hTriangle->yPos3;
  uint8_t pxColor = hTriangle->pxColor;
  
  if((Buffer_Frame == NULL) || (hTriangle == NULL))
    return;
  
    __GFX_Draw_Line(Buffer_Frame, xPos1, yPos1, xPos2, yPos2, pxColor);
    __GFX_Draw_Line(Buffer_Frame, xPos2, yPos2, xPos3, yPos3, pxColor);
    __GFX_Draw_Line(Buffer_Frame, xPos3, yPos3, xPos1, yPos1, pxColor);
}

/* Функция рисования дуги (четверти окружности) */
void GFX_Draw_Arc(uint8_t *Buffer_Frame, GFX_ArcHandleTypeDef *hArc)
{
  if((Buffer_Frame == NULL) || (hArc == NULL))
    return;
  
  uint8_t xPos = hArc->xPos;
  uint8_t yPos = hArc->yPos;
  uint8_t radius = hArc->radius;
  uint8_t startAngle = hArc->startAngle;
  uint8_t endAngle = hArc->endAngle;
  uint8_t pxColor = hArc->pxColor;
  
	int xPos_tmp = 0;
	int yPos_tmp = 0;
	for (int angle = startAngle; angle <= endAngle; angle++)
	{
			xPos_tmp = roundf(xPos + (radius * cosf(angle * 3.14159 / 180)));
			yPos_tmp = roundf(yPos + (radius * sinf(angle * 3.14159 / 180)));
			GFX_Draw_Pixel(Buffer_Frame, xPos_tmp, yPos_tmp, pxColor);
	}
}

/* Функция инвертирования прямоугольной области */
void GFX_Invertion_Display(uint8_t *Buffer_Frame)
{
  if(Buffer_Frame == NULL)
    return;
  
  GFX_Invertion_Area(Buffer_Frame, 0, 0, GFX_BufferWidth-1, GFX_BufferHeight-1);  
}



/* Низкоуровневая функция рисования линии */
void __GFX_Draw_Line(uint8_t *Buffer_Frame, uint8_t xPos_Start, uint8_t yPos_Start, uint8_t xPos_End, uint8_t yPos_End, uint8_t pxColor)
{
	int dx = (xPos_End >= xPos_Start) ? xPos_End - xPos_Start : xPos_Start - xPos_End;
	int dy = (yPos_End >= yPos_Start) ? yPos_End - yPos_Start : yPos_Start - yPos_End;
	int sx = (xPos_Start < xPos_End) ? 1 : -1;
	int sy = (yPos_Start < yPos_End) ? 1 : -1;
	int err = dx - dy;

	for (;;)
	{
		GFX_Draw_Pixel(Buffer_Frame, xPos_Start, yPos_Start, pxColor);
		if (xPos_Start == xPos_End && yPos_Start == yPos_End)
			break;
		int e2 = err + err;
		if (e2 > -dy)
		{
			err -= dy;
			xPos_Start += sx;
		}
		if (e2 < dx)
		{
			err += dx;
			yPos_Start += sy;
		}
	}
}
/* функция рисования пустотелого прямоугольника */
void __GFX_Draw_Rectangle(uint8_t *Buffer_Frame, uint8_t xPos_Start, uint8_t yPos_Start, uint8_t rectangle_Width, uint8_t rectangle_Height, uint8_t pxColor)
{
	/* рисуем стороны прямоугольника */
	//левая сторона прямоугольника
	__GFX_Draw_Line(Buffer_Frame, xPos_Start, yPos_Start, xPos_Start, yPos_Start + rectangle_Height, pxColor);
	//верх прямоугольника
	__GFX_Draw_Line(Buffer_Frame, xPos_Start, yPos_Start, xPos_Start + rectangle_Width, yPos_Start, pxColor);
	//правая сторона прямоугольника
	__GFX_Draw_Line(Buffer_Frame, xPos_Start + rectangle_Width, yPos_Start, xPos_Start + rectangle_Width, yPos_Start + rectangle_Height, pxColor);
	//низ прямоугольника
	__GFX_Draw_Line(Buffer_Frame, xPos_Start, yPos_Start + rectangle_Height, xPos_Start + rectangle_Width, yPos_Start + rectangle_Height, pxColor);
}

/* функция рисования закрашенного прямоугольника */
void __GFX_Draw_Rectangle_Filled(uint8_t *Buffer_Frame, uint8_t xPos_Start, uint8_t yPos_Start, uint8_t rectangle_Width, uint8_t rectangle_Height, uint8_t pxColor)
{
	for (uint8_t i = 0; i <= rectangle_Height; i++)
	{
		__GFX_Draw_Line(Buffer_Frame, xPos_Start, yPos_Start + i, xPos_Start + rectangle_Width, yPos_Start + i, pxColor);
	}
}

/* функция рисования пустотелой окружности */
void __GFX_Draw_Circle(uint8_t *Buffer_Frame, uint8_t xPos, uint8_t yPos, uint8_t circle_Radius, uint8_t pxColor)
{
	int f = 1 - (int)circle_Radius;
	int ddF_x = 1;
	int ddF_y = -2 * (int)circle_Radius;
	int x_0 = 0;

	GFX_Draw_Pixel(Buffer_Frame, xPos, yPos + circle_Radius, pxColor);
	GFX_Draw_Pixel(Buffer_Frame, xPos, yPos - circle_Radius, pxColor);
	GFX_Draw_Pixel(Buffer_Frame, xPos + circle_Radius, yPos, pxColor);
	GFX_Draw_Pixel(Buffer_Frame, xPos - circle_Radius, yPos, pxColor);

	int y_0 = circle_Radius;
	while (x_0 < y_0)
	{
		if (f >= 0)
		{
			y_0--;
			ddF_y += 2;
			f += ddF_y;
		}

		x_0++;
		ddF_x += 2;
		f += ddF_x;

		GFX_Draw_Pixel(Buffer_Frame, xPos + x_0, yPos + y_0, pxColor);
		GFX_Draw_Pixel(Buffer_Frame, xPos - x_0, yPos + y_0, pxColor);
		GFX_Draw_Pixel(Buffer_Frame, xPos + x_0, yPos - y_0, pxColor);
		GFX_Draw_Pixel(Buffer_Frame, xPos - x_0, yPos - y_0, pxColor);
		GFX_Draw_Pixel(Buffer_Frame, xPos + y_0, yPos + x_0, pxColor);
		GFX_Draw_Pixel(Buffer_Frame, xPos - y_0, yPos + x_0, pxColor);
		GFX_Draw_Pixel(Buffer_Frame, xPos + y_0, yPos - x_0, pxColor);
		GFX_Draw_Pixel(Buffer_Frame, xPos - y_0, yPos - x_0, pxColor);
	}
}

/* функция рисования закрашенной окружности */
void __GFX_Draw_Circle_Filled(uint8_t *Buffer_Frame, int8_t xPos, int8_t yPos, int8_t circle_Radius, uint8_t pxColor)
{
	int16_t f = 1 - circle_Radius;
	int16_t ddF_x = 1;
	int16_t ddF_y = -2 * circle_Radius;
	int16_t x_0 = 0;
	int16_t y_0 = circle_Radius;

	GFX_Draw_Pixel(Buffer_Frame, xPos, yPos + circle_Radius, pxColor);
	GFX_Draw_Pixel(Buffer_Frame, xPos, yPos - circle_Radius, pxColor);
	GFX_Draw_Pixel(Buffer_Frame, xPos + circle_Radius, yPos, pxColor);
	GFX_Draw_Pixel(Buffer_Frame, xPos - circle_Radius, yPos, pxColor);
	__GFX_Draw_Line(Buffer_Frame, xPos - circle_Radius, yPos, xPos + circle_Radius, yPos, pxColor);

	while (x_0 < y_0)
	{
		if (f >= 0)
		{
			y_0--;
			ddF_y += 2;
			f += ddF_y;
		}

		x_0++;
		ddF_x += 2;
		f += ddF_x;

		__GFX_Draw_Line(Buffer_Frame, xPos - x_0, yPos + y_0, xPos + x_0, yPos + y_0, pxColor);
		__GFX_Draw_Line(Buffer_Frame, xPos + x_0, yPos - y_0, xPos - x_0, yPos - y_0, pxColor);
		__GFX_Draw_Line(Buffer_Frame, xPos + y_0, yPos + x_0, xPos - y_0, yPos + x_0, pxColor);
		__GFX_Draw_Line(Buffer_Frame, xPos + y_0, yPos - x_0, xPos - y_0, yPos - x_0, pxColor);
	}
}

/* функция рисования треугольника */
void __GFX_Draw_Triangle(uint8_t *Buffer_Frame, 
                         uint8_t xPos1, uint8_t yPos1, 
                         uint8_t xPos2, uint8_t yPos2, 
                         uint8_t xPos3, uint8_t yPos3, 
                         uint8_t pxColor)
{
    __GFX_Draw_Line(Buffer_Frame, xPos1, yPos1, xPos2, yPos2, pxColor);
    __GFX_Draw_Line(Buffer_Frame, xPos2, yPos2, xPos3, yPos3, pxColor);
    __GFX_Draw_Line(Buffer_Frame, xPos3, yPos3, xPos1, yPos1, pxColor);
}

/* Функция рисования дуги (четверти окружности) */
void __GFX_Draw_Arc(uint8_t *Buffer_Frame, uint8_t xPos, uint8_t yPos, uint8_t radius, uint16_t startAngle, uint16_t endAngle, uint8_t pxColor)
{
	int xPos_tmp = 0;
	int yPos_tmp = 0;
	for (int angle = startAngle; angle <= endAngle; angle++)
	{
			xPos_tmp = roundf(xPos + (radius * cosf(angle * 3.14159 / 180)));
			yPos_tmp = roundf(yPos + (radius * sinf(angle * 3.14159 / 180)));
			GFX_Draw_Pixel(Buffer_Frame, xPos_tmp, yPos_tmp, pxColor);
	}
}