import Foundation

/// Das Ladelimit — Kodierung und harte Grenzen.
///
/// Der SMC-Key heißt `CHLT`, drei Bytes. Gemessen am 11.08.2026 auf Mac17,9,
/// rein lesend, gegen macOS' eigene Ladebegrenzung:
///
/// | Einstellung | `CHLT` |
/// |---|---|
/// | 80 % | `50 01 00` |
/// | 85 % | `55 01 00` |
/// | 95 % | `5F 01 00` |
///
/// Erstes Byte ist die Prozentzahl, das zweite offenbar „Limit aktiv", das
/// dritte unbenutzt. Mehr ist nicht belegt, und mehr wird hier auch nicht
/// angenommen.
///
/// **Warum das strenger gehandhabt wird als die Lüfter:** dort liefert die
/// Firmware mit `F0Mn`/`F0Mx` ihre eigenen Grenzen mit, an denen sich das
/// Sicherheitsnetz festhalten kann. Hier gibt es nichts dergleichen — es gibt
/// nur die Werte, die wir gemessen haben. Ein falscher Wert im Lade-Subsystem
/// ist die eine Operation in diesem Projekt, die den Akku dauerhaft
/// beschädigen kann.
public enum ChargeSafety {

    /// Der SMC-Key.
    public static let key = "CHLT"

    /// Untergrenze. macOS selbst bietet nichts darunter an; darunter ist
    /// ungemessenes Gebiet.
    public static let minimumPercent = 80
    public static let maximumPercent = 100

    /// „Kein Limit" heißt hundert Prozent.
    ///
    /// Und nicht: das Aktiv-Byte auf null setzen. Diese Kodierung hat macOS nie
    /// geschrieben, sie ist also ungemessen — hundert Prozent erreicht dasselbe
    /// innerhalb dessen, was belegt ist.
    public static let noLimit = 100

    public static func clamp(_ percent: Int) -> Int {
        // Anheben statt ablehnen: ein Regler, der bei einer Fehleingabe gar
        // nichts tut, wirkt kaputt.
        min(max(percent, minimumPercent), maximumPercent)
    }

    /// Die drei Bytes für einen Prozentwert.
    ///
    /// Nur das erste Byte trägt den Wunsch. Die beiden anderen bekommen exakt
    /// das, was macOS dort schreibt — ungemessene Bytes im Ladepfad werden
    /// nicht angefasst.
    public static func encode(_ percent: Int) -> [UInt8] {
        [UInt8(clamp(percent)), 0x01, 0x00]
    }

    /// Der Prozentwert aus den gelesenen Bytes. `nil`, wenn kein Limit gilt
    /// oder die Daten nicht plausibel sind.
    public static func decode(_ bytes: [UInt8]) -> Int? {
        guard bytes.count >= 2 else { return nil }
        // Zweites Byte null: kein Limit, egal was im ersten steht.
        guard bytes[1] != 0 else { return nil }
        let percent = Int(bytes[0])
        // Ein Wert außerhalb des Möglichen wird nicht angezeigt. „Unbekannt"
        // ist eine ehrlichere Auskunft als eine Zahl, die es nicht geben kann.
        guard (1...100).contains(percent) else { return nil }
        return percent
    }
}

/// Segelmodus und Hitzeschutz — die beiden Regeln, die *über* dem Limit liegen.
///
/// **Warum im Helfer und nicht in der App.** Beide greifen in das Laden ein,
/// und ein falscher Eingriff dort ist die eine Operation in diesem Projekt, die
/// den Akku dauerhaft beschädigen kann. Was der Helfer tut, ist von außen nicht
/// abschaltbar — dieselbe Begründung wie bei `FanSafety`.
public enum ChargePolicy {

    /// Wie weit der Ladestand unter das Limit fallen muss, bevor wieder geladen
    /// wird.
    ///
    /// **Der eigentliche Zweck des Segelns.** Ohne Abstand hängt der Akku
    /// dauerhaft am Limit und wird bei jedem verlorenen Prozent nachgeladen —
    /// hunderte winzige Ladevorgänge am Tag, und genau die altern ihn. Mit
    /// Abstand lädt er einmal und segelt dann von selbst hinunter.
    public static let sailingHysteresis = 5

    /// Ab dieser Zellentemperatur wird nicht geladen.
    ///
    /// Hitze schadet einem Lithium-Akku mehr als jeder Ladestand. Der Wert ist
    /// bewusst konservativ: macOS selbst drosselt später, aber macOS kennt auch
    /// die Ladehistorie des Geräts, und wir kennen sie nicht.
    public static let maximumChargingCelsius = 40.0

    /// Unter dieser Temperatur wird wieder geladen.
    ///
    /// Auch hier ein Abstand, aus demselben Grund wie beim Segeln: genau an der
    /// Schwelle schaltete es sonst im Sekundentakt an und aus.
    public static let resumeChargingCelsius = 36.0

    /// Ob jetzt geladen werden soll.
    ///
    /// - Parameters:
    ///   - charge: Ladestand, 0 bis 1.
    ///   - limit: Das eingestellte Limit in Prozent.
    ///   - celsius: Zellentemperatur, falls bekannt. Unbekannt heißt: kein
    ///     Hitzeschutz — eine Temperatur zu erfinden wäre schlimmer als keine.
    ///   - wasCharging: Ob zuletzt geladen wurde. Daran hängt der Abstand:
    ///     beide Regeln haben zwei Schwellen, eine zum Anhalten und eine zum
    ///     Weitermachen.
    public static func shouldCharge(charge: Double, limit: Int, celsius: Double?,
                                    wasCharging: Bool) -> Bool {
        if let celsius {
            if wasCharging, celsius >= maximumChargingCelsius { return false }
            if !wasCharging, celsius >= resumeChargingCelsius { return false }
        }

        let percent = Int((min(max(charge, 0), 1) * 100).rounded())
        // Ein Limit von hundert ist keines — dann gilt nur der Hitzeschutz.
        guard limit < ChargeSafety.noLimit else { return true }

        if wasCharging { return percent < limit }
        return percent <= limit - sailingHysteresis
    }

    /// Warum gerade nicht geladen wird — für die Anzeige.
    public enum Reason: Equatable, Sendable {
        case charging
        case atLimit(Int)
        case sailing(Int)
        case tooHot(Double)
    }

    public static func reason(charge: Double, limit: Int, celsius: Double?,
                              wasCharging: Bool) -> Reason {
        if let celsius {
            let threshold = wasCharging ? maximumChargingCelsius : resumeChargingCelsius
            if celsius >= threshold { return .tooHot(celsius) }
        }
        guard shouldCharge(charge: charge, limit: limit, celsius: celsius,
                           wasCharging: wasCharging) else {
            let percent = Int((min(max(charge, 0), 1) * 100).rounded())
            return percent >= limit ? .atLimit(limit) : .sailing(limit)
        }
        return .charging
    }
}