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# sht30_driver.py - SHT30 I2C 측정 드라이버 (Raspberry Pi 4, I2C 버스 1)
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# [이식 출처]
#   firmware/common/sht30.c          (0x2C06 명령 -> ~20ms 대기 -> 6바이트 read)
#   firmware/common/sht30_convert.c  (CRC-8 검증 + 물리값 변환)
#   firmware/test/host/reference.py  (sht30_crc8 / sht30_parse 파이썬 레퍼런스)
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# [동작]
#   1) 측정 명령 0x2C 0x06 전송 (고반복성, clock stretching 비활성)
#   2) ~20ms 대기 (고반복성 측정 최대 15ms + 마진)
#   3) 6바이트 read: T_msb,T_lsb,T_crc, RH_msb,RH_lsb,RH_crc
#   4) CRC-8(poly 0x31, init 0xFF) 검증 후 변환:
#        temp_c = -45 + 175 * raw_t / 65535
#        rh     = 100 * raw_rh / 65535
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# [I2C 접근] smbus2(순수 파이썬, arch 무관 wheel) 의 i2c_msg 로 write/read 를
#   명시적으로 분리 전송한다. read_i2c_block_data 는 레지스터 바이트를 먼저
#   쓰므로 SHT30 측정 프레임을 깨뜨린다 → i2c_msg.read 사용.
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# [시뮬레이션] smbus2 미설치 또는 /dev/i2c-* 부재(개발 PC)면 SIMULATION=True 로
#   전환되어 그럴듯한 더미 측정값을 돌려준다(서버 연동/포맷 점검용).
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from __future__ import annotations

import time

# ── 상수 (firmware/common/sht30.c, app_config.h 와 동일) ─────────────────────
SHT30_CMD = [0x2C, 0x06]      # high-repeatability, clock stretching off
MEAS_DELAY_SEC = 0.02         # 측정 완료 대기 (15ms + 마진)
FRAME_LEN = 6

try:
    from smbus2 import SMBus, i2c_msg
    SMBUS_AVAILABLE = True
except ImportError:
    SMBUS_AVAILABLE = False


# ── CRC-8 (sht30_convert.c::sht30_crc8 와 동일) ──────────────────────────────
def crc8(data: bytes) -> int:
    """SHT3x CRC-8: poly 0x31, init 0xFF, no reflection, no final xor."""
    crc = 0xFF
    for b in data:
        crc ^= b
        for _ in range(8):
            crc = ((crc << 1) ^ 0x31) & 0xFF if (crc & 0x80) else (crc << 1) & 0xFF
    return crc


# ── 프레임 파싱 (sht30_convert.c::sht30_parse 와 동일) ───────────────────────
def parse_frame(frame: bytes):
    """6바이트 측정 프레임 검증 + 변환 → (temp_c, rh).

    CRC 불일치 시 ValueError 를 던진다(호출측이 재시도/스킵).
    """
    if len(frame) != FRAME_LEN:
        raise ValueError(f"프레임 길이 오류: {len(frame)} (기대 {FRAME_LEN})")
    if crc8(frame[0:2]) != frame[2]:
        raise ValueError("온도 CRC 불일치")
    if crc8(frame[3:5]) != frame[5]:
        raise ValueError("습도 CRC 불일치")
    raw_t = (frame[0] << 8) | frame[1]
    raw_rh = (frame[3] << 8) | frame[4]
    temp_c = -45.0 + 175.0 * (raw_t / 65535.0)
    rh = 100.0 * (raw_rh / 65535.0)
    return temp_c, rh


class SHT30:
    """SHT30 단발 측정 드라이버.

    bus_num: I2C 버스 번호 (Pi 4 40핀 헤더 = 1)
    addr:    7-bit I2C 주소 (ADDR=GND 면 0x44, ADDR=VDD 면 0x45)
    simulate: True 면 하드웨어 없이 더미값 반환(강제 시뮬레이션)
    """

    def __init__(self, bus_num: int = 1, addr: int = 0x44, simulate: bool = False):
        self.bus_num = bus_num
        self.addr = addr
        self.simulate = simulate or not SMBUS_AVAILABLE
        self._bus = None
        self._sim_tick = 0

    def open(self):
        if self.simulate:
            return
        # /dev/i2c-<bus_num> 가 없으면(예: i2c 미활성) 명확한 오류로 안내한다.
        try:
            self._bus = SMBus(self.bus_num)
        except (FileNotFoundError, PermissionError, OSError) as e:
            raise RuntimeError(
                f"I2C 버스 {self.bus_num} 열기 실패: {e}. "
                f"`sudo raspi-config` 로 I2C 활성화 및 사용자 i2c 그룹 확인."
            ) from e

    def close(self):
        if self._bus is not None:
            try:
                self._bus.close()
            finally:
                self._bus = None

    def measure(self):
        """단발 측정 → (temp_c, rh). 실패 시 예외(통신/CRC).

        시뮬레이션 모드에서는 24~26℃, 48~54% 부근의 더미값을 반환한다.
        """
        if self.simulate:
            self._sim_tick += 1
            temp = 24.0 + (self._sim_tick % 5) * 0.5      # 24.0~26.0
            rh = 48.0 + (self._sim_tick % 7) * 1.0        # 48.0~54.0
            return temp, rh

        if self._bus is None:
            self.open()

        # 1) 측정 명령 전송 (write)
        write = i2c_msg.write(self.addr, SHT30_CMD)
        self._bus.i2c_rdwr(write)

        # 2) 측정 완료 대기 (clock stretching 비활성 → 호스트가 명시적 대기)
        time.sleep(MEAS_DELAY_SEC)

        # 3) 6바이트 read
        read = i2c_msg.read(self.addr, FRAME_LEN)
        self._bus.i2c_rdwr(read)
        frame = bytes(read)

        # 4) CRC 검증 + 변환
        return parse_frame(frame)

    def __enter__(self):
        self.open()
        return self

    def __exit__(self, *exc):
        self.close()
        return False