Flaro/Packages/FlixyKit/Sources/FlixyPlayback/Prefetch/LocalStreamServer.swift

import Foundation
import Network
import OSLog

/// Ein winziger HTTP-Server, von dem AVPlayer seinen Film holt.
///
/// **Warum überhaupt ein Server.** Apple lässt uns bei HLS nicht zwischen
/// Player und Netz: auf eine Anfrage nach einem Schnipsel nimmt AVPlayer von
/// uns nur eine Weiterleitung an, keine Daten. Der einzige Weg, ihm etwas
/// Eigenes zu liefern, ist, die Gegenstelle **zu sein**. Dann ist es keine
/// Einmischung mehr, sondern eine gewöhnliche Anfrage an eine gewöhnliche
/// Adresse — die zufällig auf demselben Gerät liegt.
///
/// **Nur auf diesem Gerät.** Der Lauscher hängt ausdrücklich an `127.0.0.1`,
/// nicht an allen Schnittstellen. Ein Server, der den Film ins Netz stellt,
/// wäre das Letzte, was eine Mediathek-App tun sollte — und in einem offenen
/// WLAN eine Einladung.
///
/// Der Port kommt vom System. Ein fester wäre beim zweiten Start belegt, und
/// zwei Wiedergaben gleichzeitig — Kachel und Vollbild beim Umschalten — gäbe
/// es dann nie zweimal.
public actor LocalStreamServer {
    /// Der Pfad, unter dem Schnipsel ausgeliefert werden.
    private static let segmentPrefix = "/s/"
    /// Der Pfad der Abspielliste selbst.
    private static let playlistPath = "/playlist.m3u8"
    /// Der Pfad einer Stufe, die eine Ebene tiefer liegt.
    ///
    /// Die Endung muss stimmen: AVPlayer entscheidet am Namen, ob er eine
    /// Abspielliste oder Bild erwartet.
    private static let levelPrefix = "/level.m3u8"

    /// Wie eine Adresse aus der Abspielliste beim Server heisst.
    ///
    /// Der ursprüngliche Pfad wandert dabei in die Abfrage, damit Schrägstriche
    /// und Punkte darin nichts anrichten.
    /// Wie eine Stufe aus der Stufenliste beim Server heisst.
    ///
    /// Vollständig, nicht relativ: eine Stufe liegt beim Server unter einem
    /// ganz anderen Pfad als bei uns, und relativ aufgelöst zeigte sie ins
    /// Leere.
    /// - Parameter prefetch: ob dahinter Bild liegt. Bei einer Nebenspur —
    ///   Untertitel oder zusätzlicher Ton — steht es auf `false`, sonst lüde
    ///   der Vorrat Untertitel statt Bild, und der Film bliebe stehen,
    ///   während die Anzeige reichlich Vorrat meldet.
    public nonisolated static func localPlaylistPath(
        for absolute: String,
        prefetch: Bool
    ) -> String {
        var teile = URLComponents()
        teile.path = levelPrefix
        teile.queryItems = [
            URLQueryItem(name: "u", value: absolute),
            URLQueryItem(name: "v", value: prefetch ? "1" : "0"),
        ]
        return teile.string ?? levelPrefix
    }

    /// Wie ein Schnipsel beim Server heisst.
    ///
    /// Die **vollständige** Adresse wandert in die Abfrage. Eine relative
    /// gälte je nach Liste gegen eine andere Grundadresse — die
    /// Untertitelspur liegt woanders als das Bild —, und wer das erst beim
    /// Abholen auflöst, löst es irgendwann gegen die falsche auf.
    public nonisolated static func localPath(for absolute: String) -> String {
        var teile = URLComponents()
        teile.path = segmentPrefix
        teile.queryItems = [URLQueryItem(name: "u", value: absolute)]
        return teile.string ?? segmentPrefix
    }

    private let cache: StreamCache
    private let logger = Logger(subsystem: "app.flixy", category: "LocalStreamServer")
    private var listener: NWListener?
    private var port: UInt16?
    private var playlist: String?

    public init(cache: StreamCache) {
        self.cache = cache
    }

    // MARK: - Starten

    /// Startet den Server und gibt die Adresse zurück, die der Player bekommt.
    ///
    /// Wirft, wenn der Lauscher nicht hochkommt — dann muss der Aufrufer die
    /// ursprüngliche Adresse verwenden. **Kein Ersatz für Wiedergabe:** lieber
    /// ohne Vorrat spielen als gar nicht.
    public func start(upstream: URL, headers: [String: String] = [:]) async throws -> URL {
        playlist = try await cache.start(upstream: upstream, headers: headers)

        let parameters = NWParameters.tcp
        parameters.requiredLocalEndpoint = .hostPort(host: .ipv4(.loopback), port: .any)
        let lauscher = try NWListener(using: parameters)

        lauscher.newConnectionHandler = { [weak self] verbindung in
            Task { await self?.accept(verbindung) }
        }

        // Der Zustandsmelder kommt mehrfach und aus fremdem Zusammenhang.
        // Eine Fortsetzung zweimal aufzulösen bringt das Programm zum
        // Anhalten — deshalb ein Riegel, der das ausschliesst.
        let vergeben: UInt16 = try await withCheckedThrowingContinuation { fortsetzen in
            let riegel = OneShot()
            lauscher.stateUpdateHandler = { zustand in
                switch zustand {
                case .ready:
                    guard riegel.claim() else { return }
                    fortsetzen.resume(returning: lauscher.port?.rawValue ?? 0)
                case .failed(let fehler):
                    guard riegel.claim() else { return }
                    fortsetzen.resume(throwing: fehler)
                default:
                    break
                }
            }
            lauscher.start(queue: .global(qos: .userInitiated))
        }

        listener = lauscher
        port = vergeben
        guard vergeben > 0,
              let adresse = URL(string: "http://127.0.0.1:\(vergeben)\(Self.playlistPath)")
        else { throw URLError(.cannotConnectToHost) }
        return adresse
    }

    public func stop() {
        listener?.cancel()
        listener = nil
        Task { await cache.teardown() }
    }

    // MARK: - Bedienen

    private func accept(_ verbindung: NWConnection) {
        verbindung.start(queue: .global(qos: .userInitiated))
        receive(on: verbindung, buffer: Data())
    }

    private nonisolated func receive(on verbindung: NWConnection, buffer: Data) {
        verbindung.receive(minimumIncompleteLength: 1, maximumLength: 16 * 1_024) {
            [weak self] daten, _, abgeschlossen, fehler in
            guard let self else { return }
            var gesammelt = buffer
            if let daten { gesammelt.append(daten) }

            // Der Kopf endet mit einer Leerzeile. Bis dahin sammeln — eine
            // Anfrage kann auf mehrere Pakete verteilt ankommen, und wer das
            // nicht abwartet, liest eine halbe Zeile als ganze Anfrage.
            guard let kopfEnde = gesammelt.range(of: Data("\r\n\r\n".utf8)) else {
                if fehler == nil, !abgeschlossen {
                    self.receive(on: verbindung, buffer: gesammelt)
                } else {
                    verbindung.cancel()
                }
                return
            }

            let kopf = String(decoding: gesammelt[..<kopfEnde.lowerBound], as: UTF8.self)
            Task { await self.respond(to: kopf, on: verbindung) }
        }
    }

    private func respond(to kopf: String, on verbindung: NWConnection) async {
        guard let anfrage = kopf.components(separatedBy: "\r\n").first,
              let pfadTeil = anfrage.components(separatedBy: " ").dropFirst().first
        else { return finish(verbindung, status: 400, body: Data()) }

        if pfadTeil.hasPrefix(Self.levelPrefix) {
            guard let teile = URLComponents(string: pfadTeil),
                  let adresse = teile.queryItems?.first(where: { $0.name == "u" })?.value,
                  let inhalt = await cache.playlist(
                      at: adresse,
                      prefetch: teile.queryItems?.first { $0.name == "v" }?.value != "0"
                  )
            else { return finish(verbindung, status: 404, body: Data()) }

            return finish(
                verbindung, status: 200, body: Data(inhalt.utf8),
                type: "application/vnd.apple.mpegurl"
            )
        }

        if pfadTeil.hasPrefix(Self.playlistPath) {
            let inhalt = Data((playlist ?? "").utf8)
            return finish(
                verbindung, status: 200, body: inhalt,
                type: "application/vnd.apple.mpegurl"
            )
        }

        guard pfadTeil.hasPrefix(Self.segmentPrefix),
              let teile = URLComponents(string: pfadTeil),
              let adresse = teile.queryItems?.first(where: { $0.name == "u" })?.value
        else { return finish(verbindung, status: 404, body: Data()) }

        guard let daten = await cache.data(for: adresse) else {
            return finish(verbindung, status: 504, body: Data())
        }
        finish(verbindung, status: 200, body: daten, type: "video/mp4")
    }

    private nonisolated func finish(
        _ verbindung: NWConnection,
        status: Int,
        body: Data,
        type: String = "application/octet-stream"
    ) {
        let kopf = """
        HTTP/1.1 \(status) \(status == 200 ? "OK" : "Error")\r
        Content-Type: \(type)\r
        Content-Length: \(body.count)\r
        Accept-Ranges: none\r
        Connection: close\r
        \r

        """
        var antwort = Data(kopf.utf8)
        antwort.append(body)
        verbindung.send(content: antwort, completion: .contentProcessed { _ in
            verbindung.cancel()
        })
    }
}


/// Ein Riegel, der genau einmal aufgeht.
///
/// Für Rückrufe, die mehrfach kommen, aber nur einmal beantwortet werden
/// dürfen. Eine `var` im Abschluss täte es nicht: sie wird aus fremdem
/// Zusammenhang berührt, und Swift lässt das zu Recht nicht durchgehen.
private final class OneShot: @unchecked Sendable {
    private let lock = NSLock()
    private var used = false

    func claim() -> Bool {
        lock.withLock {
            guard !used else { return false }
            used = true
            return true
        }
    }
}