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namespace addon\mqttbroker\protocol;

/**
 * MQTT 协议编解码器（Workerman 标准协议类）
 *
 * 遵循 Workerman 自定义协议规范（https://www.workerman.net/doc/workerman/protocols/how-protocols.html）：
 *   - 必须实现 input() / decode() / encode() 三个静态方法；
 *   - 无需强制继承 ProtocolInterface，只要类包含这三个静态方法即可；
 *   - 通过 $worker->protocol = Mqtt::class 绑定，Workerman 在收到数据时自动：
 *        input()  判定一个完整包的长度（>0 包长 / 0 继续等待 / -1 协议错误断开）
 *        decode() 解析完整包，结果作为 $data 传入 onMessage
 *     业务侧 $connection->send($data) 时自动调用 encode() 打包。
 *
 * 解码后数据结构（供 Broker 使用）：
 *   ['cmd' => int, 'flags' => int, 'body' => string]
 *   - cmd  ：MQTT 控制报文类型（高 4 位固定头）
 *   - flags：固定头低 4 位（PUBLISH 时为 dup/qos/retain）
 *   - body ：变长头 + 负载（已剔除固定头与剩余长度字段）
 *
 * 编码时同样接收上述数组，也可直接传原始字符串（透传）。
 */
class Mqtt
{
    /* ---------- MQTT 控制报文类型 ---------- */
    const CMD_CONNECT     = 1;
    const CMD_CONNACK     = 2;
    const CMD_PUBLISH     = 3;
    const CMD_PUBACK      = 4;
    const CMD_PUBREC      = 5;
    const CMD_PUBREL      = 6;
    const CMD_PUBCOMP     = 7;
    const CMD_SUBSCRIBE   = 8;
    const CMD_SUBACK      = 9;
    const CMD_UNSUBSCRIBE = 10;
    const CMD_UNSUBACK    = 11;
    const CMD_PINGREQ     = 12;
    const CMD_PINGRESP    = 13;
    const CMD_DISCONNECT  = 14;
    const CMD_AUTH        = 15;

    /**
     * 检查包的完整性，返回当前包在 buffer 中的总长度
     * @param string $buffer 当前收到的数据缓冲
     * @param mixed  $connection Workerman 传入的连接对象（此处未使用）
     * @return int >0 完整包长度 | 0 数据不足需等待 | -1 协议错误（断开连接）
     */
    public static function input(string $buffer, $connection = null): int
    {
        $len = strlen($buffer);
        if ($len < 2) {
            return 0; // 至少 1 字节固定头 + 1 字节长度
        }
        $first = ord($buffer[0]);
        $cmd   = ($first >> 4) & 0x0F;
        if ($cmd < 1 || $cmd > 15) {
            return -1; // 非法控制报文类型
        }
        // 解码剩余长度（变长整数，最多 4 字节）
        $value      = 0;
        $multiplier = 1;
        $i          = 0;
        $pos        = 1;
        do {
            if ($pos + $i >= $len) {
                return 0; // 长度字节尚未收全
            }
            $byte = ord($buffer[$pos + $i]);
            $value += ($byte & 0x7F) * $multiplier;
            $multiplier *= 128;
            $i++;
            if ($i > 4) {
                return -1; // 剩余长度字段超过 4 字节，协议错误
            }
        } while (($byte & 0x80) !== 0);

        $headerLen = 1 + $i; // 固定头(1) + 剩余长度字段(i)
        if ($len - $headerLen < $value) {
            return 0; // 包体尚未收全
        }
        return $headerLen + $value;
    }

    /**
     * 解包：把完整包解析为结构化数组，作为 onMessage 的 $data
     * @param string $buffer 一个完整 MQTT 报文（含固定头）
     * @param mixed  $connection
     * @return array ['cmd'=>int,'flags'=>int,'body'=>string]
     */
    public static function decode(string $buffer, $connection = null): array
    {
        if ($buffer === '') {
            return ['cmd' => 0, 'flags' => 0, 'body' => ''];
        }
        $first = ord($buffer[0]);
        $cmd   = ($first >> 4) & 0x0F;
        $flags = $first & 0x0F;

        // 解码剩余长度，定位包体起始
        $value      = 0;
        $multiplier = 1;
        $i          = 0;
        $pos        = 1;
        do {
            $byte = ord($buffer[$pos + $i]);
            $value += ($byte & 0x7F) * $multiplier;
            $multiplier *= 128;
            $i++;
        } while (($byte & 0x80) !== 0);

        $body = substr($buffer, $pos + $i, $value);
        return ['cmd' => $cmd, 'flags' => $flags, 'body' => $body];
    }

    /**
     * 打包：把结构化数组编码为可发送字节流
     * @param array|string $data 编码结构 ['cmd'=>int,'flags'=>int,'body'=>string] 或原始字符串
     * @param mixed        $connection
     * @return string
     */
    public static function encode($data, $connection = null): string
    {
        if (is_string($data)) {
            return $data; // 兼容直接发送原始字节
        }
        $cmd   = (int) ($data['cmd'] ?? 0);
        $flags = (int) ($data['flags'] ?? 0);
        $body  = (string) ($data['body'] ?? '');
        $fh    = chr(($cmd << 4) | ($flags & 0x0F));
        return $fh . self::encodeRemainingLength(strlen($body)) . $body;
    }

    /**
     * 编码 MQTT 剩余长度（变长整数，最大 4 字节）
     */
    public static function encodeRemainingLength(int $len): string
    {
        $bytes = '';
        do {
            $byte = $len % 128;
            $len  = intdiv($len, 128);
            if ($len > 0) {
                $byte |= 0x80;
            }
            $bytes .= chr($byte);
        } while ($len > 0);
        return $bytes;
    }

    /**
     * 解码 MQTT 剩余长度，返回 [值, 占用字节数]
     */
    public static function decodeRemainingLength(string $buffer, int $pos = 0): array
    {
        $value      = 0;
        $multiplier = 1;
        $i          = 0;
        do {
            $byte = ord($buffer[$pos + $i]);
            $value += ($byte & 0x7F) * $multiplier;
            $multiplier *= 128;
            $i++;
            if ($i > 4) {
                break;
            }
        } while (($byte & 0x80) !== 0);
        return [$value, $pos + $i];
    }
}