using Common.Attributes;
using DeviceCommand.Base;
using Model.Models;
using System;
using System.Threading;
using System.Threading.Tasks;

namespace DeviceCommand.Devices
{
    /// <summary>
    /// MCc30W 水冷机（一拖三控制），基于 Modbus TCP 协议（MCx ModbusTCP）通信。
    /// 支持 3 回路独立控制：出液温度/流量/压力的目标设定与实时读取、回路启停、
    /// 预控温、控流/控压模式切换、自动回液、报警复位/消音及状态回读。
    /// 多寄存器数值采用 IEEE754 浮点大端序编码（2 个 16 位寄存器）。
    /// </summary>
    [ACPCommand]
    public class MCc30W : ModbusTcp
    {
        // 默认配置 (可从 config 或 TcpConfig 注入)
        private readonly byte _slaveId = 0x01; // 单元标识符

        /// <summary>
        /// 构造函数，初始化 Modbus TCP 连接配置。
        /// </summary>
        /// <param name="config">TCP 连接配置（IP、端口等）</param>
        public MCc30W(TcpConfig config) : base(config)
        {
        }

        #region 1. 底层连接与字节序转换辅助

        /// <summary>
        /// 将单精度浮点数转换为 Modbus 大端序 2个16位寄存器
        /// </summary>
        private ushort[] FloatToRegisters(float value)
        {
            byte[] bytes = BitConverter.GetBytes(value);
            if (BitConverter.IsLittleEndian) Array.Reverse(bytes);
            return new ushort[]
            {
                BitConverter.ToUInt16(bytes, 0),
                BitConverter.ToUInt16(bytes, 2)
            };
        }

        /// <summary>
        /// 将 Modbus 大端序 2个16位寄存器转换回单精度浮点数
        /// </summary>
        private float RegistersToFloat(ushort[] registers)
        {
            if (registers.Length < 2) return 0f;
            byte[] bytes = new byte[4];
            Buffer.BlockCopy(BitConverter.GetBytes(registers[0]), 0, bytes, 0, 2);
            Buffer.BlockCopy(BitConverter.GetBytes(registers[1]), 0, bytes, 2, 2);
            if (BitConverter.IsLittleEndian) Array.Reverse(bytes);
            return BitConverter.ToSingle(bytes, 0);
        }

        /// <summary>
        /// 将 32位无符号整数转换为 Modbus 大端序 2个16位寄存器
        /// </summary>
        private ushort[] UInt32ToRegisters(uint value)
        {
            byte[] bytes = BitConverter.GetBytes(value);
            if (BitConverter.IsLittleEndian) Array.Reverse(bytes);
            return new ushort[]
            {
                BitConverter.ToUInt16(bytes, 0),
                BitConverter.ToUInt16(bytes, 2)
            };
        }

        /// <summary>
        /// 将 Modbus 大端序 2个16位寄存器转换回 32位无符号整数
        /// </summary>
        private uint RegistersToUInt32(ushort[] registers)
        {
            byte[] bytes = new byte[4];
            Buffer.BlockCopy(BitConverter.GetBytes(registers[0]), 0, bytes, 0, 2);
            Buffer.BlockCopy(BitConverter.GetBytes(registers[1]), 0, bytes, 2, 2);
            if (BitConverter.IsLittleEndian) Array.Reverse(bytes);
            return BitConverter.ToUInt32(bytes, 0);
        }

        #endregion

        #region 2. 模拟量读写 API (支持 3 通道)

        /// <summary>
        /// 设置指定回路的出液目标温度，写入对应回路的保持寄存器。
        /// </summary>
        /// <param name="loop">回路编号 (1-3)</param>
        /// <param name="temperature">出液目标温度，单位 ℃</param>
        /// <param name="ct">异步取消令牌</param>
        public virtual async Task 设置出液目标温度Async(int loop, float temperature, CancellationToken ct = default)
        {
            ushort address = (ushort)(0x0000 + (loop - 1) * 2);
            ushort[] data = FloatToRegisters(temperature);
            await WriteMultipleRegistersAsync(_slaveId, address, data, ct);
        }

        /// <summary>
        /// 设置指定回路的出液目标流量，写入对应回路的保持寄存器。
        /// </summary>
        /// <param name="loop">回路编号 (1-3)</param>
        /// <param name="flow">出液目标流量，单位 L/min</param>
        /// <param name="ct">异步取消令牌</param>
        public virtual async Task 设置出液目标流量Async(int loop, float flow, CancellationToken ct = default)
        {
            ushort address = (ushort)(0x0008 + (loop - 1) * 2);
            ushort[] data = FloatToRegisters(flow);
            await WriteMultipleRegistersAsync(_slaveId, address, data, ct);
        }

        /// <summary>
        /// 设置指定回路的出液目标压力，写入对应回路的保持寄存器。
        /// </summary>
        /// <param name="loop">回路编号 (1-3)</param>
        /// <param name="pressure">出液目标压力，单位 kPa</param>
        /// <param name="ct">异步取消令牌</param>
        public virtual async Task 设置出液目标压力Async(int loop, float pressure, CancellationToken ct = default)
        {
            ushort address = (ushort)(0x000E + (loop - 1) * 2);
            ushort[] data = FloatToRegisters(pressure);
            await WriteMultipleRegistersAsync(_slaveId, address, data, ct);
        }

        /// <summary>
        /// 读取指定回路的当前出液温度。
        /// </summary>
        /// <param name="loop">回路编号 (1-3)</param>
        /// <param name="ct">异步取消令牌</param>
        /// <returns>当前出液温度，单位 ℃</returns>
        [Monitorable("水冷机出液当前温度")]
        public virtual async Task<float> 读取出液当前温度Async(int loop, CancellationToken ct = default)
        {
            ushort address = (ushort)(0x0018 + (loop - 1) * 2);
            ushort[] regs = await ReadHoldingRegistersAsync(_slaveId, address, 2, ct);
            return RegistersToFloat(regs);
        }

        /// <summary>
        /// 读取指定回路的当前出液流量。
        /// 注意：协议中三通道流量地址间隔为 0x08。
        /// </summary>
        /// <param name="loop">回路编号 (1-3)</param>
        /// <param name="ct">异步取消令牌</param>
        /// <returns>当前出液流量，单位 L/min</returns>
        [Monitorable("水冷机出液当前流量")]
        public virtual async Task<float> 读取出液当前流量Async(int loop, CancellationToken ct = default)
        {
            ushort address = (ushort)(0x001E + (loop - 1) * 8);
            ushort[] regs = await ReadHoldingRegistersAsync(_slaveId, address, 2, ct);
            return RegistersToFloat(regs);
        }

        /// <summary>
        /// 读取指定回路的当前出液压力。
        /// 注意：协议中三通道压力地址间隔为 0x08。
        /// </summary>
        /// <param name="loop">回路编号 (1-3)</param>
        /// <param name="ct">异步取消令牌</param>
        /// <returns>当前出液压力，单位 kPa</returns>
        [Monitorable("水冷机出液当前压力")]
        public virtual async Task<float> 读取出液当前压力Async(int loop, CancellationToken ct = default)
        {
            ushort address = (ushort)(0x0020 + (loop - 1) * 8);
            ushort[] regs = await ReadHoldingRegistersAsync(_slaveId, address, 2, ct);
            return RegistersToFloat(regs);
        }

        /// <summary>
        /// 读取指定回路的当前回液压力（寄存器地址 0x0022 + (loop-1)*8）。
        /// </summary>
        /// <param name="loop">回路编号 (1-3)</param>
        /// <param name="ct">异步取消令牌</param>
        /// <returns>当前回液压力，单位 kPa</returns>
        [Monitorable("水冷机回液当前压力")]
        public virtual async Task<float> 读取回液当前压力Async(int loop, CancellationToken ct = default)
        {
            ushort address = (ushort)(0x0022 + (loop - 1) * 8);
            ushort[] regs = await ReadHoldingRegistersAsync(_slaveId, address, 2, ct);
            return RegistersToFloat(regs);
        }

        /// <summary>
        /// 读取指定回路的当前回液温度（寄存器地址 0x0024 + (loop-1)*8）。
        /// </summary>
        /// <param name="loop">回路编号 (1-3)</param>
        /// <param name="ct">异步取消令牌</param>
        /// <returns>当前回液温度，单位 ℃</returns>
        [Monitorable("水冷机回液当前温度")]
        public virtual async Task<float> 读取回液当前温度Async(int loop, CancellationToken ct = default)
        {
            ushort address = (ushort)(0x0024 + (loop - 1) * 8);
            ushort[] regs = await ReadHoldingRegistersAsync(_slaveId, address, 2, ct);
            return RegistersToFloat(regs);
        }

        /// <summary>
        /// 读取指定回路的外部温度反馈（寄存器地址 0x0036 + (loop-1)*2）。
        /// </summary>
        /// <param name="loop">回路编号 (1-3)</param>
        /// <param name="ct">异步取消令牌</param>
        /// <returns>外部温度反馈值，单位 ℃</returns>
        [Monitorable("水冷机外部温度反馈")]
        public virtual async Task<float> 读取外部温度反馈Async(int loop, CancellationToken ct = default)
        {
            ushort address = (ushort)(0x0036 + (loop - 1) * 2);
            ushort[] regs = await ReadHoldingRegistersAsync(_slaveId, address, 2, ct);
            return RegistersToFloat(regs);
        }

        /// <summary>
        /// 读取指定回路的温变速率设定值（寄存器地址 0x0006 + (loop-1)*2）。
        /// </summary>
        /// <param name="loop">回路编号 (1-3)</param>
        /// <param name="ct">异步取消令牌</param>
        /// <returns>温变速率设定值，单位 ℃/min</returns>
        [Monitorable("水冷机温变速率")]
        public virtual async Task<float> 读取温变速率Async(int loop, CancellationToken ct = default)
        {
            ushort address = (ushort)(0x0006 + (loop - 1) * 2);
            ushort[] regs = await ReadHoldingRegistersAsync(_slaveId, address, 2, ct);
            return RegistersToFloat(regs);
        }

        /// <summary>
        /// 读取回抽2流量目标值（固定寄存器地址 0x0016，不区分回路）。
        /// </summary>
        /// <param name="ct">异步取消令牌</param>
        /// <returns>回抽2流量目标值，单位 L/min</returns>
        [Monitorable("水冷机回抽2流量目标值")]
        public virtual async Task<float> 读取回抽2流量目标值Async(CancellationToken ct = default)
        {
            ushort[] regs = await ReadHoldingRegistersAsync(_slaveId, 0x0016, 2, ct);
            return RegistersToFloat(regs);
        }

        #endregion

        #region 3. 系统状态与位控制 API (支持 3 通道)

        /// <summary>
        /// 核心位操作方法：读取 -> 置位/复位 -> 写入系统状态控制寄存器 (0x0014)
        /// </summary>
        private async Task SetControlBit(int bitIndex, bool isSet, CancellationToken ct = default)
        {
            // 1. 读取当前状态
            ushort[] regs = await ReadHoldingRegistersAsync(_slaveId, 0x0014, 1, ct);
            ushort currentState = regs[0];

            // 2. 修改位
            if (isSet)
                currentState |= (ushort)(1 << bitIndex);
            else
                currentState &= (ushort)~(1 << bitIndex);

            // 3. 写回
            await WriteSingleRegisterAsync(_slaveId, 0x0014, currentState, ct);
        }

        /// <summary>
        /// 启动/停止指定回路（操作系统状态控制寄存器 0x0014 的 Bit 01/02/03）。
        /// </summary>
        /// <param name="loop">回路编号 (1-3)，分别对应 Bit 1/2/3</param>
        /// <param name="enable">true: 启动回路, false: 停止回路</param>
        /// <param name="ct">异步取消令牌</param>
        /// <exception cref="ArgumentOutOfRangeException">回路号不在 1-3 范围内时抛出</exception>
        public virtual async Task 设置回路运行Async(int loop, bool enable, CancellationToken ct = default)
        {
            if (loop < 1 || loop > 3) throw new ArgumentOutOfRangeException(nameof(loop), "回路号必须为1, 2, 3");
            await SetControlBit(loop, enable, ct); // 回路1->Bit1, 回路2->Bit2, 回路3->Bit3
        }

        /// <summary>
        /// 启动/停止指定回路的预控温（操作系统状态控制寄存器 0x0014 的 Bit 10/11/12）。
        /// </summary>
        /// <param name="loop">回路编号 (1-3)，分别对应 Bit 10/11/12</param>
        /// <param name="enable">true: 开启预控温, false: 关闭预控温</param>
        /// <param name="ct">异步取消令牌</param>
        /// <exception cref="ArgumentOutOfRangeException">回路号不在 1-3 范围内时抛出</exception>
        public virtual async Task 设置回路预控温Async(int loop, bool enable, CancellationToken ct = default)
        {
            if (loop < 1 || loop > 3) throw new ArgumentOutOfRangeException(nameof(loop), "回路号必须为1, 2, 3");
            await SetControlBit(9 + loop, enable, ct); // 回路1->Bit10, 回路2->Bit11, 回路3->Bit12
        }

        /// <summary>
        /// 设置指定回路的流量/压力控制模式（操作系统状态控制寄存器 0x0014 的 Bit 04/05/06）。
        /// </summary>
        /// <param name="loop">回路编号 (1-3)，分别对应 Bit 4/5/6</param>
        /// <param name="isPressureControl">true: 控压模式, false: 控流模式</param>
        /// <param name="ct">异步取消令牌</param>
        /// <exception cref="ArgumentOutOfRangeException">回路号不在 1-3 范围内时抛出</exception>
        public virtual async Task 设置回路压力控制Async(int loop, bool isPressureControl, CancellationToken ct = default)
        {
            if (loop < 1 || loop > 3) throw new ArgumentOutOfRangeException(nameof(loop), "回路号必须为1, 2, 3");
            await SetControlBit(3 + loop, isPressureControl, ct); // 回路1->Bit4, 回路2->Bit5, 回路3->Bit6
        }

        /// <summary>
        /// 报警复位（操作系统状态控制寄存器 0x0014 的 Bit 08），用于清除水冷机报警状态。
        /// </summary>
        /// <param name="enable">true: 置位报警复位位, false: 清除该位</param>
        /// <param name="ct">异步取消令牌</param>
        public virtual async Task 报警复位Async(bool enable, CancellationToken ct = default)
        {
            await SetControlBit(8, enable, ct);
        }

        /// <summary>
        /// 报警消音（操作系统状态控制寄存器 0x0014 的 Bit 09），用于关闭报警蜂鸣。
        /// </summary>
        /// <param name="enable">true: 置位消音位, false: 清除该位</param>
        /// <param name="ct">异步取消令牌</param>
        public virtual async Task 报警消音Async(bool enable, CancellationToken ct = default)
        {
            await SetControlBit(9, enable, ct);
        }

        /// <summary>
        /// 设置指定回路的自动回液开关（操作寄存器 0x0015 的 Bit 13/14/15）。
        /// </summary>
        /// <param name="loop">回路编号 (1-3)，分别对应 Bit 13/14/15</param>
        /// <param name="enable">true: 开启自动回液, false: 关闭自动回液</param>
        /// <param name="ct">异步取消令牌</param>
        /// <exception cref="ArgumentOutOfRangeException">回路号不在 1-3 范围内时抛出</exception>
        public virtual async Task 设置回路自动回液Async(int loop, bool enable, CancellationToken ct = default)
        {
            if (loop < 1 || loop > 3) throw new ArgumentOutOfRangeException(nameof(loop), "回路号必须为1, 2, 3");
            // 协议 Sheet2 中 0x0015 寄存器位定义:
            // Bit 13 (Loop1), Bit 14 (Loop2), Bit 15 (Loop3)
            int bitIndex = 12 + loop;
            // 0x0015 控制寄存器逻辑
            ushort[] regs = await ReadHoldingRegistersAsync(_slaveId, 0x0015, 1, ct);
            ushort currentState = regs[0];

            if (enable)
                currentState |= (ushort)(1 << bitIndex);
            else
                currentState &= (ushort)~(1 << bitIndex);

            await WriteSingleRegisterAsync(_slaveId, 0x0015, currentState, ct);
        }

        #endregion

        #region 4. 状态回读 (报警、心跳、运行状态)

        /// <summary>
        /// 读取心跳帧（寄存器 0x0044），心跳值持续变化，用于判断通讯是否正常。
        /// </summary>
        /// <param name="ct">异步取消令牌</param>
        /// <returns>32 位心跳计数值</returns>
        [Monitorable("水冷机心跳帧")]
        public virtual async Task<uint> 读心跳帧Async(CancellationToken ct = default)
        {
            ushort[] regs = await ReadHoldingRegistersAsync(_slaveId, 0x0044, 2, ct);
            return RegistersToUInt32(regs);
        }

        /// <summary>
        /// 读取运行状态反馈（寄存器 0x0046），含各回路完成状态位（协议 Sheet5）。
        /// </summary>
        /// <param name="ct">异步取消令牌</param>
        /// <returns>32 位运行状态位图</returns>
        [Monitorable("水冷机运行状态反馈")]
        public virtual async Task<uint> 读运行状态反馈Async(CancellationToken ct = default)
        {
            ushort[] regs = await ReadHoldingRegistersAsync(_slaveId, 0x0046, 2, ct);
            return RegistersToUInt32(regs);
        }

        /// <summary>
        /// 读取报警信息1（寄存器 0x003C），每一位对应一种报警类型。
        /// </summary>
        /// <param name="ct">异步取消令牌</param>
        /// <returns>32 位报警信息位图，0 表示无报警</returns>
        [Monitorable("水冷机报警信息1")]
        public virtual async Task<uint> 读报警信息1Async(CancellationToken ct = default)
        {
            ushort[] regs = await ReadHoldingRegistersAsync(_slaveId, 0x003C, 2, ct);
            return RegistersToUInt32(regs);
        }

        /// <summary>
        /// 读取报警信息2（寄存器 0x003E），每一位对应一种报警类型。
        /// </summary>
        /// <param name="ct">异步取消令牌</param>
        /// <returns>32 位报警信息位图，0 表示无报警</returns>
        [Monitorable("水冷机报警信息2")]
        public virtual async Task<uint> 读报警信息2Async(CancellationToken ct = default)
        {
            ushort[] regs = await ReadHoldingRegistersAsync(_slaveId, 0x003E, 2, ct);
            return RegistersToUInt32(regs);
        }

        #endregion
    }
}