/* vol_gain.c — 纯整数增益表 + 缩放/斜坡（宿主与目标机共用）。见 vol_gain.h 的定性说明。 */
#include "vol_gain.h"

#include <string.h>

/* 每衰减步 0.5dB 的振幅系数：10^(-0.5/20) = 10^(-0.025) = 0.9440608762859234。
 * Q31 = round(0.9440608762859234 × 2^31) = 2027355295（离线算出并钉死；运行期不碰浮点）。 */
#define VOL_GAIN_STEP_Q31 2027355295u

static int32_t s_gain_q15[256];   /* 下标=衰减寄存器值；只读（init 之后） */
static int s_gain_ready = 0;

/* 衰减步 → 增益的整数迭代：acc 以 Q31（15 位整数 + 16 位小数）表示 Q15 增益，
 * 每步 acc = acc × STEP >> 31。255 步累计相对误差 ~2^-23，实测与 pow() 相差 ≤1 LSB。 */
void vol_gain_init(void)
{
    if (s_gain_ready) return;
    uint64_t acc = (uint64_t)VOL_GAIN_UNITY << 16;
    for (int reg = 0; reg < 256; reg++) {
        int32_t g = (int32_t)((acc + 32768u) >> 16);
        if (g > VOL_GAIN_UNITY) g = VOL_GAIN_UNITY;
        s_gain_q15[reg] = g;
        acc = (acc * VOL_GAIN_STEP_Q31 + (1u << 30)) >> 31;
    }
    s_gain_ready = 1;
}

/* dac_vol_set() 的锥度原样搬来（平方锥度；255=-127.5dB）。**单一出处**：dac_vol_set 与
 * BT 增益表都取这个值，谁都不许自己再算一遍，否则 DAC/BT 曲线会各走各的。 */
int vol_gain_dac_att_reg(int pct)
{
    if (pct <= 0) return 255;                        /* 真静音 */
    if (pct > 100) pct = 100;
    int reg = (100 - pct) * (100 - pct) * 192 / 10000;
    if (reg > 255) reg = 255;
    if (reg < 0) reg = 0;
    return reg;
}

int vol_gain_q15(int pct)
{
    if (!s_gain_ready) vol_gain_init();              /* 未初始化就查=防御（正常由 main 先 init） */
    if (pct <= 0) return 0;                          /* vol=0 必须真静音，不给「很小声」留余地 */
    return s_gain_q15[vol_gain_dac_att_reg(pct)];
}

int16_t vol_gain_scale_s16(int16_t in, int g_q15)
{
    int32_t v = (int32_t)in * g_q15;      /* |in|≤32768 × g≤32768 → |v|≤2^30，int32 不溢出 */
    v = (v + (1 << 14)) >> 15;            /* 四舍五入回 S16 量程（单位增益时恒等） */
    if (v > 32767) return 32767;
    if (v < -32768) return -32768;
    return (int16_t)v;
}

void vol_gain_ramp_snap(vol_gain_ramp_t *r, int pct)
{
    r->cur_q15 = r->tgt_q15 = vol_gain_q15(pct);
    r->step_q15 = 0;
    r->bump = 0;
    r->bump_left = 0;
    r->left = 0;
}

void vol_gain_ramp_set(vol_gain_ramp_t *r, int pct, int ramp_samples)
{
    int32_t tgt = vol_gain_q15(pct);
    if (tgt == r->tgt_q15) return;        /* 目标没变：不重置进行中的斜坡 */
    r->tgt_q15 = tgt;
    int32_t d = tgt - r->cur_q15;
    if (ramp_samples <= 0 || d == 0) {
        r->cur_q15 = tgt;
        r->step_q15 = 0;
        r->bump = 0;
        r->bump_left = 0;
        r->left = 0;
        return;
    }
    /* 线性斜坡 = 固定步进 + 余额分摊（不除法的 Bresenham）：
     * n 个样本走完 d，step=d/n 截断，余数 rem 按 ±1 分摊到前 |rem| 个样本。
     * 好处：**最后一步不会突然补差**（旧版 step 截断后末尾要一次跳 500+ LSB = 爆音），
     * 全程每样本增益变化 ≤ |step|+1，且终点精确等于目标（无过冲）。 */
    int32_t ad = (d > 0) ? d : -d;
    int32_t n = ramp_samples;
    if (n > ad) n = ad;                   /* 增益差比斜坡短：缩短斜坡（步进仍至少 1 LSB） */
    int32_t step = d / n;
    int32_t rem = d - step * n;           /* |rem| < n，与 d 同号 */
    r->left = n;
    r->step_q15 = step;
    r->bump = (rem > 0) ? 1 : -1;
    r->bump_left = (rem > 0) ? rem : -rem;
}

void vol_gain_ramp_apply(vol_gain_ramp_t *r, uint8_t *buf, size_t nbytes)
{
    size_t ns = nbytes / 2;
    if (!buf || !ns) return;
    if (r->left <= 0) {
        /* 稳态快路：单位增益→原样返回（vol=100 逐字节不变）；静音→memset 全 0（vol=0 真静音） */
        if (r->cur_q15 == VOL_GAIN_UNITY) return;
        if (r->cur_q15 == 0) { memset(buf, 0, ns * 2); return; }
    }
    for (size_t i = 0; i < ns; i++) {
        int32_t g = r->cur_q15;
        if (r->left > 0) {
            r->cur_q15 += r->step_q15;
            if (r->bump_left > 0) { r->cur_q15 += r->bump; r->bump_left--; }
            if (--r->left == 0) r->cur_q15 = r->tgt_q15;   /* 兜齐（理论上已精确相等） */
            g = r->cur_q15;
        }
        int16_t s;
        memcpy(&s, buf + i * 2, 2);        /* 字节存取：不假设缓冲对齐、不违反严格别名 */
        s = vol_gain_scale_s16(s, g);
        memcpy(buf + i * 2, &s, 2);
    }
}