#!/usr/bin/env python3
"""Daemon fuer die E-Paper-Anzeige der ninlight-Station: alle 5 s status.json,
control.json und die Konfigurationsdatei lesen, daraus einen Text zeichnen und - nur bei
Aenderung - aufs Panel bringen.

Panel: Waveshare 2,13" (250x122 px), SPI. Ob das verbaute Panel Revision V2 oder V3 ist,
laesst sich am Geraet selbst nicht auslesen - die Revision kommt deshalb aus der
Umgebungsvariable EPD_REVISION (Vorgabe "V3", von setup_pi.sh in
/etc/ninlight-station.conf geschrieben und von der systemd-Unit als Environment=
weitergereicht).

So bestimmst du die richtige Revision empirisch: erst
    EPD_REVISION=V3 python3 display.py --test
laufen lassen und das Panel ansehen. Zeigt es ein sauberes, seitenrichtiges Testbild ohne
Geisterbilder/Streifen, ist V3 richtig. Zeigt es nichts, ein invertiertes/verschobenes Bild
oder haengt beim SWRESET (ReadBusy() kehrt nie zurueck), mit
    EPD_REVISION=V2 python3 display.py --test
wiederholen. Zwischen den beiden Versuchen kurz die Stromversorgung des Panels trennen
(--clear reicht nicht immer, falsche Revision kann das Panel in einem Zwischenzustand
lassen).

Die Anzeige ist nirgends Voraussetzung fuer die Migration: fehlt das Panel, SPI oder eine
Bibliothek (gpiozero/spidev/Pillow), faengt main() das als DisplayUnavailable bzw.
ImportError ab, protokolliert GENAU EINE Zeile und beendet sich mit sys.exit(0) - nicht mit
einem Fehler, sonst wuerde systemd (Restart=on-failure) den Dienst endlos neu starten und
das Journal fluten. Ein Display-Fehler darf niemals eine Migration verhindern.
"""
from __future__ import annotations

import argparse
import json
import logging
import os
import subprocess
import sys
import time
from pathlib import Path

# Flacher Import wie bei server.py/products.py: dieses Verzeichnis ist kein Package,
# display.py kann aber von ueberall aus gestartet werden (die systemd-Unit ruft es mit
# vollem Pfad auf).
sys.path.insert(0, str(Path(__file__).resolve().parent))

import render  # noqa: E402
from epdconfig import DisplayUnavailable  # noqa: E402

log = logging.getLogger("ninlight-display")

# Dieselben Umgebungsvariablen wie tools/station/ninlight-station verwendet, damit Tests
# und Handbetrieb ohne echtes /run bzw. /etc auskommen.
RUN_DIR = Path(os.environ.get("NINLIGHT_RUN_DIR", "/run/ninlight-station"))
CONF_PATH = Path(os.environ.get("NINLIGHT_STATION_CONF", "/etc/ninlight-station.conf"))
SERVICE_NAME = os.environ.get("NINLIGHT_STATION_SERVICE", "ninlight-station")

POLL_INTERVAL_S = 5
# E-Paper altert mit jedem Bildaufbau - ein Vollaufbau nur bei Moduswechsel und
# mindestens alle 30 Minuten, sonst Teilaktualisierung (siehe Modul-Docstring der
# Panel-Treiber: haeufige Teilaktualisierungen ohne gelegentlichen Vollaufbau lassen
# Geisterbilder stehen).
FULL_REFRESH_INTERVAL_S = 30 * 60

# Panel erst schlafen legen, wenn seit dem letzten Bildaufbau schon eine Weile nichts
# mehr passiert ist - NICHT nach jedem einzelnen Bild (Fixrunde 2, N1/N2/N3: das liess
# V3 beim naechsten Teilaufbau abstuerzen und machte V2s Deep-Sleep-Aufwachsequenz
# unbrauchbar, siehe Panel-Klasse). Migrationsereignisse kommen oft in kurzen Buendeln
# (mehrere Lampen kurz nacheinander) - das Panel dafuer jedesmal schlafen zu legen und
# wieder aufzuwecken waere nur zusaetzlicher Verschleiss ohne Nutzen fuer die
# Bias-Alterung, die I4 eigentlich vermeiden soll. 10 Minuten ohne Aenderung sind lang
# genug, dass ein Buendel zusammenhaengender Ereignisse das Panel nicht staendig
# schlafen und wieder aufwachen laesst, aber kurz genug, dass es zwischen zwei
# tatsaechlich seltenen Ereignissen (z.B. stundenlanger Rettungsmodus ohne Anfrage)
# nicht dauerhaft unter Bias steht.
SLEEP_AFTER_IDLE_S = 10 * 60


def _read_json(path: Path) -> dict:
    """Geparster Inhalt von `path`, oder {} wenn er fehlt/unlesbar/kaputt/kein Objekt
    ist - status.json und control.json koennen jederzeit in genau diesem Zustand sein
    (frisch aufgesetzter Pi, Schreibfehler mitten im Schreiben)."""
    try:
        data = json.loads(path.read_text())
    except (OSError, ValueError):
        return {}
    return data if isinstance(data, dict) else {}


def _read_conf(path: Path) -> dict[str, str]:
    """Minimaler Parser fuer /etc/ninlight-station.conf: KEY='VALUE'-Zeilen, wie
    setup_pi.sh sie schreibt, optional mit einem "export "-Praefix (setup_pi.sh prueft
    beim Nachtragen fehlender Schluessel ausdruecklich auf "^(export[[:space:]]+)?KEY=" -
    ein bereits vorhandenes "export SSID=..." muss also erkannt werden, nicht nur die
    unpraefigierte Form). Kein echtes Shell-Sourcing (das CLI braucht das fuer $- und
    `-Escaping in Passwoertern, siehe dessen Kommentar - display.py liest hier nur
    SSID/MIGRATE_SSID, reine Bezeichner ohne Sonderzeichen)."""
    values: dict[str, str] = {}
    try:
        text = path.read_text()
    except OSError:
        return values
    for raw_line in text.splitlines():
        line = raw_line.strip()
        if not line or line.startswith("#") or "=" not in line:
            continue
        if line.startswith("export ") or line.startswith("export\t"):
            line = line[len("export"):].lstrip()
        key, _, value = line.partition("=")
        key = key.strip()
        value = value.strip()
        if len(value) >= 2 and value[0] == value[-1] and value[0] in ("'", '"'):
            value = value[1:-1]
        if key:
            values[key] = value
    return values


def _read_mode_file(run_dir: Path) -> str:
    """Modus, in dem der Dienst laut RUN_DIR/mode tatsaechlich gestartet wurde. Fehlt die
    Datei oder ist ihr Inhalt kein bekannter Modus, gilt "recovery" - derselbe Vorgabewert
    wie in server.py:resolve_mode()."""
    try:
        value = (run_dir / "mode").read_text().strip()
    except OSError:
        return "recovery"
    return value if value in ("recovery", "migration") else "recovery"


# Nur beim ersten Mal protokollieren, dass systemctl selbst nicht erreichbar war (siehe
# _service_active) - das passiert bei jedem der Aufrufe alle 5 s erneut, und eine Zeile
# alle 5 s wuerde das Journal fluten, obwohl es sich nie aendert (Fixrunde 1, Kleinigkeit).
_service_active_fallback_logged = False


def _service_active(service_name: str) -> bool:
    """Laeuft der Hauptdienst (server.py) gerade? "ninlight-station off" stoppt ihn und
    faehrt den Zugangspunkt herunter, laesst status.json dabei aber unangetastet liegen -
    ein reines Lesen von status.json wuerde nach "off" also faelschlich weiter den letzten
    Modus vor dem Abschalten zeigen. Deshalb ist die Dienstaktivitaet selbst (nicht das
    Vorhandensein von status.json) die Quelle fuer den Anzeigemodus "off"."""
    global _service_active_fallback_logged
    try:
        result = subprocess.run(
            ["systemctl", "is-active", "--quiet", service_name],
            timeout=5, check=False)
        return result.returncode == 0
    except (OSError, subprocess.SubprocessError):
        # systemctl selbst nicht erreichbar (z.B. Handlauf ohne systemd) - dann anhand
        # der Statusdatei entscheiden statt "off" zu behaupten, ohne es zu wissen.
        if not _service_active_fallback_logged:
            log.warning("systemctl nicht erreichbar - Anzeige raet den Modus anhand von "
                        "RUN_DIR/mode statt der echten Dienstaktivitaet")
            _service_active_fallback_logged = True
        return True


def build_state(run_dir: Path = RUN_DIR, conf_path: Path = CONF_PATH,
                 service_name: str = SERVICE_NAME) -> dict:
    """Baut den zusammengefuehrten Zustand, den render.lines()/compose() erwarten.

    Modus kommt vorrangig aus RUN_DIR/mode (Vorgabe "recovery", wie
    server.py:resolve_mode()) - das ist das, was "ninlight-station on"/"migrate on"
    zuletzt geschrieben haben und unabhaengig davon verfuegbar, ob/wann der Serverprozess
    seit dem letzten Start schon einmal status.json geschrieben hat. status.json selbst
    liefert nur served/recent/last_seen; sein "mode"-Feld wird bewusst NICHT als
    Modusquelle verwendet (Fixrunde 1: die urspruengliche Fassung hatte den Vorrang
    umgekehrt).

    Phase/armed_target kommen aus control.json, nur im Migrationsmodus massgeblich - der
    Rettungsmodus ignoriert control.json ebenso wie server.py das tut. "off" ueberschreibt
    alles, wenn der Hauptdienst gar nicht laeuft."""
    if not _service_active(service_name):
        return {"mode": "off"}

    mode = _read_mode_file(run_dir)
    status = _read_json(run_dir / "status.json")
    conf = _read_conf(conf_path)
    state: dict = {"mode": mode, "served": status.get("served"), "recent": status.get("recent")}

    if mode == "recovery":
        state["ssid"] = conf.get("SSID")
    else:  # migration
        state["ssid"] = conf.get("MIGRATE_SSID")
        state["last_seen"] = status.get("last_seen")
        control = _read_json(run_dir / "control.json")
        phase = control.get("phase")
        state["phase"] = phase if phase in ("auto", "listen", "armed") else "auto"
        state["armed_target"] = control.get("armed_target")

    return state


def _load_epd_module(revision: str):
    """Laedt den passenden Panel-Treiber. Nicht ueber ein Dict aus Modulnamen, damit ein
    statischer Import-Checker (und ein Mensch, der `grep -n epd2in13` tippt) beide
    moeglichen Importe findet."""
    if revision == "V2":
        import epd2in13_V2 as epd_module
    elif revision == "V3":
        import epd2in13_V3 as epd_module
    else:
        raise DisplayUnavailable(
            f"unbekannte EPD_REVISION '{revision}' - erwartet 'V2' oder 'V3'")
    return epd_module


class Panel:
    """Kapselt die V2/V3-Unterschiede der Waveshare-Treiber hinter einer einheitlichen
    Schnittstelle (Fixrunde 1, C1): epd2in13_V2.init() braucht ein Pflichtargument
    (FULL_UPDATE/PART_UPDATE), epd2in13_V3.init() braucht keins.

    Verfolgt zusaetzlich selbst, ob das Panel gerade "wach" ist (Register initialisiert,
    Referenzpuffer fuer Teilaufbauten bekannt) oder zuletzt sleep() gerufen wurde
    (Fixrunde 2, N1/N3): epd.sleep() schickt das Panel in einen Zustand, aus dem heraus
    KEINE Revision direkt einen Teilaufbau vertraegt - V2s sleep() ist Deep Sleep Mode 2
    (RAM/Register verworfen; ein nachfolgendes init(PART_UPDATE) setzt nur einen Teil der
    Register, die ein Teilaufbau braucht - 0x01/0x11/0x44/0x45/0x4E/0x4F setzt
    ausschliesslich der FULL_UPDATE-Zweig), V3s sleep() ruft epdconfig.module_exit() und
    schliesst damit die GPIO-Pins, die epd2in13_V3.displayPartial() als Erstes anfasst
    (roher AttributeError auf ein geschlossenes Pin-Objekt). Ein Teilaufbau nach dem
    Schlafen wird deshalb hier, nicht beim Aufrufer, transparent zu einem Vollaufbau
    aufgewertet - unabhaengig davon, in welcher Reihenfolge draw_full()/draw_partial()/
    sleep() aufgerufen werden.

    draw_full() (und clear(), Fixrunde 3, F2) verwendet fuer BEIDE Revisionen
    displayPartBaseImage() statt display()/Clear() (Fixrunde 2, N2): das schreibt beide
    RAM-Puffer des Controllers (0x24 UND 0x26) und legt damit erst die Referenz an, gegen
    die ein nachfolgender Teilaufbau diffen kann - display() allein haette nur 0x24
    beschrieben (und Clear() ebenso - bei V2 ist das 0x26-Schreiben in Clear() sogar
    auskommentiert) und den ersten Teilaufbau danach gegen einen veralteten/undefinierten
    Puffer laufen lassen. self._awake wird deshalb nur dort auf True gesetzt, wo
    tatsaechlich ein gueltiger Referenzpuffer entstanden ist - vorher (Fixrunde 2) setzte
    clear() es, obwohl es nur epd.Clear() (kein 0x26) rief, und die im Klassen-Docstring
    behauptete Invariante stimmte nach clear() nicht."""

    def __init__(self, revision: str) -> None:
        self.revision = revision
        self._epd_module = _load_epd_module(revision)
        self.epd = self._epd_module.EPD()
        # Vor dem ersten clear()/draw_full() ist nichts initialisiert - siehe Klassen-
        # Docstring, warum draw_partial() das genauso wie ein sleep() davor behandeln
        # muss (beides: kein gueltiger Referenzpuffer, keine vollstaendige Registerlage).
        self._awake = False

    def _full_init(self) -> None:
        if self.revision == "V2":
            self.epd.init(self.epd.FULL_UPDATE)
        else:
            self.epd.init()

    def _blank_buffer(self) -> list[int]:
        """Ein reiner Weiss-Puffer in der Groesse, die epd.getbuffer() fuer ein
        vollformatiges Bild liefern wuerde - dieselbe Formel wie in epd.Clear() selbst
        (siehe epd2in13_V2.py/epd2in13_V3.py), nur ohne ueber Pillow ein echtes weisses
        Bild zu erzeugen."""
        width, height = self.epd.width, self.epd.height
        linewidth = width // 8 if width % 8 == 0 else width // 8 + 1
        return [0xFF] * (linewidth * height)

    def clear(self) -> None:
        self._full_init()
        # displayPartBaseImage() statt epd.Clear() (Fixrunde 3, F2): dieselbe sichtbare
        # Wirkung (Panel wird weiss), aber schreibt zusaetzlich den 0x26-Referenzpuffer,
        # den ein nachfolgender draw_partial() braucht - epd.Clear() allein wuerde
        # self._awake=True vortaeuschen, ohne die im Klassen-Docstring beschriebene
        # Invariante wirklich herzustellen.
        self.epd.displayPartBaseImage(self._blank_buffer())
        self._awake = True

    def draw_full(self, image) -> None:
        buf = self.epd.getbuffer(image)
        self._full_init()
        self.epd.displayPartBaseImage(buf)
        self._awake = True

    def draw_partial(self, image) -> bool:
        """Zeichnet teilweise - oder, falls das Panel nicht wach ist, vollstaendig.
        Gibt zurueck, ob intern zu einem Vollaufbau aufgewertet wurde (Fixrunde 3, F4):
        der Aufrufer muss das wie einen regulaeren Vollaufbau behandeln (z.B. fuer die
        30-Minuten-Uhr in run_daemon()), sonst kommt der naechste dortige Vollaufbau zu
        frueh und altert das Panel zusaetzlich, ohne dass ein Teilaufbau ueberhaupt
        stattgefunden haette."""
        if not self._awake:
            # Siehe Klassen-Docstring (Fixrunde 2, N1/N3): ein Teilaufbau direkt nach dem
            # Schlafen (oder vor dem allerersten Vollaufbau) ist auf keiner Revision eine
            # gueltige Sequenz - stattdessen einen vollwertigen Vollaufbau ausfuehren.
            self.draw_full(image)
            return True
        buf = self.epd.getbuffer(image)
        if self.revision == "V2":
            self.epd.init(self.epd.PART_UPDATE)
        self.epd.displayPartial(buf)
        return False

    def sleep(self) -> None:
        # Idempotent: ein zweiter sleep()-Aufruf, waehrend das Panel schon schlaeft,
        # wuerde sonst versuchen, ueber bereits von module_exit() geschlossene GPIO-Pins
        # SPI-Befehle zu schicken (derselbe AttributeError-Mechanismus wie N1, nur
        # selbst herbeigefuehrt statt durch einen Teilaufbau).
        if not self._awake:
            return
        self.epd.sleep()
        self._awake = False


def _test_image(revision: str):
    from PIL import Image, ImageDraw, ImageFont

    width, height = 250, 122
    image = Image.new("1", (width, height), 255)
    draw = ImageDraw.Draw(image)
    draw.rectangle((0, 0, width - 1, height - 1), outline=0)
    draw.text((4, 4), "ninlight-display Test", font=ImageFont.load_default(), fill=0)
    draw.text((4, 20), f"EPD_REVISION={revision}", font=ImageFont.load_default(), fill=0)
    draw.line((4, 40, width - 4, 40), fill=0)
    # Vier Kaestchen, abwechselnd gefuellt/leer - hilft, Kontrast/Inversion am
    # angeschlossenen Panel auf einen Blick zu beurteilen.
    for i in range(4):
        x0 = 4 + i * 20
        draw.rectangle((x0, 50, x0 + 16, 90), outline=0, fill=0 if i % 2 == 0 else 255)
    return image


def run_test(revision: str) -> None:
    """Zeichnet ein Testbild und beendet sich - siehe Modul-Docstring, wie man damit V2
    von V3 unterscheidet."""
    panel = Panel(revision)
    panel.clear()
    panel.draw_full(_test_image(revision))
    panel.sleep()
    log.info("Testbild gezeichnet (EPD_REVISION=%s)", revision)


def run_clear(revision: str) -> None:
    panel = Panel(revision)
    panel.clear()
    panel.sleep()
    log.info("Panel geleert (EPD_REVISION=%s)", revision)


def run_daemon(revision: str) -> None:
    panel = Panel(revision)
    panel.clear()

    last_lines: list[str] | None = None
    last_mode: object = object()  # garantiert ungleich jedem echten Modus beim ersten Lauf
    last_full = time.monotonic()
    last_draw = time.monotonic()
    # Zaehlt Teilaufbauten seit dem letzten Vollaufbau. FULL_REFRESH_INTERVAL_S existiert
    # nur, um Geisterbilder aus AUFEINANDERFOLGENDEN Teilaufbauten auszugleichen - ohne
    # mindestens einen Teilaufbau seit dem letzten Vollaufbau gibt es nichts auszugleichen,
    # und ein Vollaufbau des UNVERAENDERTEN Bildes waere reine, nutzlose Alterung
    # (Fixrunde 3, F3): ohne diese Absicherung entstand im eingeschwungenen Ruhezustand ein
    # endloser 10-Minuten-schlafen/10-Minuten-wach-Zyklus (33% Bias-Anteil) rein aus der
    # 30-Minuten-Uhr, obwohl sich der Inhalt nie aenderte - genau das, was I4 verhindern
    # sollte.
    partials_since_full = 0

    while True:
        state = build_state()
        current_lines = render.lines(state)
        mode = state.get("mode")
        now = time.monotonic()

        mode_changed = mode != last_mode
        stale = partials_since_full > 0 and (now - last_full) >= FULL_REFRESH_INTERVAL_S

        if current_lines != last_lines or mode_changed or stale:
            image = render.compose(state)
            if mode_changed or stale:
                panel.draw_full(image)
                last_full = now
                partials_since_full = 0
            else:
                upgraded = panel.draw_partial(image)
                if upgraded:
                    # Panel.draw_partial() hat selbst zu einem Vollaufbau aufgewertet
                    # (Panel war nicht wach, siehe Panel-Klasse) - das zaehlt fuer die
                    # 30-Minuten-Uhr wie ein regulaerer Vollaufbau (Fixrunde 3, F4), sonst
                    # kaeme der naechste "stale"-Vollaufbau zu frueh.
                    last_full = now
                    partials_since_full = 0
                else:
                    partials_since_full += 1
            last_draw = now
            last_lines = current_lines
            last_mode = mode
        elif (now - last_draw) >= SLEEP_AFTER_IDLE_S:
            # Nach laengerer Ruhe schlafen legen (I4: die Pixel bleiben - e-Paper ist
            # bistabil - aber ohne dauerhafte Spannung altert das Panel deutlich
            # weniger). Panel.sleep() ist idempotent, ein wiederholter Aufruf hier
            # (solange weiterhin nichts passiert) ist also unschaedlich.
            panel.sleep()
            # Nach dem Schlafen wertet Panel.draw_partial() den naechsten Aufbau ohnehin
            # zu einem Vollaufbau auf - der 30-Minuten-Zaehler soll dieses "natuerliche"
            # Zuruecksetzen nicht durch einen zusaetzlichen, inhaltslosen "stale"-
            # Vollaufbau vorwegnehmen, falls vor dem Einschlafen schon Teilaufbauten
            # stattgefunden hatten (Fixrunde 3, F3, zweiter Teil).
            partials_since_full = 0

        time.sleep(POLL_INTERVAL_S)


def main() -> None:
    logging.basicConfig(level=logging.INFO, format="%(asctime)s %(levelname)s %(message)s")

    parser = argparse.ArgumentParser(description="ninlight E-Paper-Anzeige")
    group = parser.add_mutually_exclusive_group()
    group.add_argument("--test", action="store_true", help="Testbild zeichnen und beenden")
    group.add_argument("--clear", action="store_true", help="Panel leeren und beenden")
    args = parser.parse_args()

    revision = os.environ.get("EPD_REVISION", "V3")

    try:
        if args.test:
            run_test(revision)
        elif args.clear:
            run_clear(revision)
        else:
            run_daemon(revision)
    except (DisplayUnavailable, ImportError) as e:
        # Genau eine Zeile, dann sys.exit(0) - siehe Modul-Docstring. Das deckt sowohl
        # Hardwareprobleme (DisplayUnavailable: kein Panel/SPI) als auch eine fehlende
        # Bibliothek ab - allen voran Pillow, das laut Spec auf dem Ziel-Pi absichtlich
        # erst per "apt install python3-pil" nachkommt (Fixrunde 1, C4): render.compose()
        # importiert Pillow erst hier, ein fehlendes Paket zeigt sich also erst als
        # ModuleNotFoundError (eine ImportError-Unterklasse) beim ersten Zeichnen, nicht
        # schon beim Start. Restart=on-failure (statt always) in der Unit greift hier
        # nicht, weil 0 kein Fehlschlag ist; ein spaeter angestecktes Panel bzw.
        # nachinstalliertes Paket braucht also einen manuellen/zeitgesteuerten Neustart
        # der Unit, nicht eine Neustartschleife.
        log.info("E-Paper-Anzeige nicht verfuegbar, beende ohne Fehler: %s", e)
        sys.exit(0)
    except KeyboardInterrupt:
        sys.exit(0)


if __name__ == "__main__":
    main()