onyx/Packages/OnyxKit/Sources/MetricsProvider/Calculations.swift

import Foundation

/// Die CPU-Zeitzähler eines Kerns, wie `host_processor_info` sie liefert.
///
/// Es sind **Summen seit dem Start**, keine Momentanwerte. Die Auslastung
/// ergibt sich erst aus der Differenz zweier Abtastungen.
public struct CPUTicks: Equatable, Sendable {
    public let user: UInt32
    public let system: UInt32
    public let idle: UInt32
    public let nice: UInt32

    public init(user: UInt32, system: UInt32, idle: UInt32, nice: UInt32) {
        self.user = user
        self.system = system
        self.idle = idle
        self.nice = nice
    }

    /// Auslastung zwischen zwei Abtastungen, 0 bis 1.
    public static func usage(from previous: CPUTicks, to current: CPUTicks) -> Double {
        // `&-` statt `-`: die Zähler sind 32 Bit breit und laufen nach gut
        // 400 Tagen über. Ein gewöhnlicher Abzug stürzt dabei ab oder liefert
        // einen absurden Sprung; die überlaufende Subtraktion ergibt genau die
        // richtige Differenz.
        let user = UInt64(current.user &- previous.user)
        let system = UInt64(current.system &- previous.system)
        let nice = UInt64(current.nice &- previous.nice)
        let idle = UInt64(current.idle &- previous.idle)

        let busy = user + system + nice
        let total = busy + idle
        guard total > 0 else { return 0 }

        return min(max(Double(busy) / Double(total), 0), 1)
    }
}

/// Wie angespannt die Speicherlage ist.
public enum MemoryPressure: Equatable, Sendable {
    case normal
    case warning
    case critical

    /// - Parameters:
    ///   - free: Anteil wirklich freien Speichers, 0 bis 1.
    ///   - compressed: Anteil komprimierten Speichers, 0 bis 1.
    ///   - swapUsed: belegter Auslagerungsspeicher in Byte.
    public static func classify(free: Double, compressed: Double, swapUsed: UInt64) -> MemoryPressure {
        // Auslagerung schlägt alles andere: sobald sie läuft, bremst der
        // Rechner spürbar — auch wenn die Freispeicheranzeige harmlos aussieht.
        // Ein bisschen Swap hat macOS fast immer angelegt, deshalb erst ab
        // einem halben Gigabyte.
        if swapUsed > 512 * 1024 * 1024 { return .critical }
        if free < 0.10 || compressed > 0.20 { return .warning }
        return .normal
    }
}

/// Netzwerkdurchsatz aus zwei Zählerständen.
public enum Throughput {

    /// Byte pro Sekunde zwischen zwei Abtastungen.
    ///
    /// Die Normierung auf die tatsächlich verstrichene Zeit ist der Kern: die
    /// Menüleisten-Module tasten je nach Einstellung alle 1 bis 10 Sekunden ab.
    /// Ohne sie zeigte ein Modul mit 5 Sekunden Intervall das Fünffache an.
    public static func rate(previous: UInt64, current: UInt64, elapsed: TimeInterval) -> Double {
        guard elapsed > 0 else { return 0 }

        // Zähler kleiner als vorher heißt: er wurde zurückgesetzt. Das passiert
        // bei jedem Interface-Wechsel — WLAN aus, VPN an — und beim Neustart
        // des Dienstes.
        //
        // Ein Überlauf wäre die andere denkbare Erklärung, kommt hier aber
        // nicht vor: `if_data64` liefert 64-Bit-Zähler, die bei 10 Gbit/s
        // erst nach rund 470 Jahren umlaufen. Der Versuch, beides zu
        // unterscheiden, produziert nur den Ausreißer, den er verhindern soll —
        // deshalb null.
        guard current >= previous else { return 0 }

        return Double(current - previous) / elapsed
    }

    /// „2,4 MB/s" statt „2400000".
    public static func formatted(_ bytesPerSecond: Double) -> String {
        let formatter = ByteCountFormatter()
        formatter.countStyle = .binary
        formatter.allowedUnits = [.useKB, .useMB, .useGB]
        formatter.zeroPadsFractionDigits = false
        // Ohne das steht bei null „Zero KB/s" statt „0 KB/s" — in einer Spalte
        // aus Zahlen fällt ein Wort unangenehm auf und ändert die Breite.
        formatter.allowsNonnumericFormatting = false
        return formatter.string(fromByteCount: Int64(max(bytesPerSecond, 0))) + "/s"
    }
}

/// Einheitliche Zahlendarstellung für alle Messwerte.
public enum MetricFormat {

    /// Ganzzahlig. Nachkommastellen bei der Auslastung täuschen eine
    /// Genauigkeit vor, die die Messung nicht hat — und sie zappeln im
    /// Sekundentakt, was die Anzeige unruhig macht.
    public static func percent(_ fraction: Double) -> String {
        "\(Int((min(max(fraction, 0), 1) * 100).rounded())) %"
    }

    public static func temperature(_ celsius: Double) -> String {
        "\(Int(celsius.rounded()))°"
    }

    public static func watts(_ value: Double) -> String {
        String(format: "%.1f W", max(value, 0))
    }
}