#include<fstream.h>			// 用于文件操作
#include<stdlib.h>			// 用于程序流程控制


////////////////////////////////////////////////////////////////////////////////
// CRC校驗，在上一輪校驗的基礎上繼續作8位CRC校驗
// 
//	輸入參數：
//		chCurrByte	低8位數據有效，記錄了上一次CRC校驗的余數
//		chNextByte	低8位數據有效，記錄了本次要繼續校驗的一個字節	
//
//	傳出參數：
//		chCurrByte	低8位數據有效，記錄了本次CRC校驗的余數
////////////////////////////////////////////////////////////////////////////////

void checkCRC(int &chCurrByte, int chNextByte)
{
	// CRC循環：每次調用進行8次循環，處理一個字節的數據。
	for (int nMask = 0x80; nMask > 0; nMask >>= 1)
	{
		if ((chCurrByte & 0x80) != 0)		// 首位為1：移位，并進行異或運算		
		{	
			chCurrByte <<= 1;				// 移一位
			if ( (chNextByte & nMask) != 0)	// 補一位
			{
				chCurrByte |= 1;
			}
			chCurrByte ^= 7;				// 首位已經移出，僅對低8位進行異或運算，7的二進制為0000,0111
		}
		else								// 首位為0，只移位，不進行異或運算
		{		
			chCurrByte <<= 1;				// 移一位
			if ( (chNextByte & nMask) != 0)	// 補一位
			{
				chCurrByte |= 1;
			}
		}
	}
}


void main(int argc, char* argv[])		
{
	// 檢測命令行參數的正確性
	if (argc != 2)
	{
		cout << "請以幀封裝包文件為參數重新執行程序" << endl;
		exit(0);
	}

	// 檢測輸入文件是否存在，并可以按所需的權限和方式打開
	ifstream file(argv[1], ios::in|ios::binary|ios::nocreate);
	if (!file.is_open())
	{
		cout << "無法打開幀封裝包文件，請檢查文件是否存在并且未損壞" << endl;
		exit(0);
	}
	

	// 變量聲明及初始化
	int nSN = 1;						// 幀序號
	int nCheck = 0;						// 校驗碼
	int nCurrDataOffset = 22;			// 幀頭偏移量
	int nCurrDataLength = 0;			// 數據字段長度
	bool bParseCont = true;				// 是否繼續對輸入文件進行解析
	int nFileEnd = 0;					// 輸入文件的長度
	
	// 計算輸入文件的長度
	file.seekg(0, ios::end);			// 把文件指針移到文件的末尾
	nFileEnd = file.tellg();			// 取得輸入文件的長度
	file.seekg(0, ios::beg);			// 文件指針位置初始化

	cout.fill('0');						// 顯示初始化
	cout.setf(ios::uppercase);			// 以大寫字母輸出

	// 定位到輸入文件中的第一個有效幀
	// 從文件頭開始，找到第一個連續的“AA-AA-AA-AA-AA-AA-AA-AB”
	while ( true )
	{		
		for (int j = 0; j < 7; j++)				// 找7個連續的0xaa
		{			
			if (file.tellg() >= nFileEnd)		// 安全性檢測
			{
				cout<<"沒有找到合法的幀"<<endl;
				file.close();
				exit(0);
			}
			// 看當前字符是不是0xaa，如果不是，則重新尋找7個連續的0xaa
			if (file.get() != 0xaa)				
			{
				j = -1;
			}
		}
		
		if (file.tellg() >= nFileEnd)			// 安全性檢測
		{
			cout<<"沒有找到合法的幀"<<endl;
			file.close();
			exit(0);
		}
		
		if (file.get() == 0xab)					// 判斷7個連續的0xaa之后是否為0xab
		{
			break;
		}
	}

	// 將數據字段偏移量定位在上述二進制串之后14字節處，并準備進入解析階段
	nCurrDataOffset = file.tellg() + 14;
	file.seekg(-8,ios::cur);


	// 主控循環
	while ( bParseCont ) // 當仍然可以繼續解析輸入文件時,繼續解析
	{

		// 檢測剩余文件是否可能包含完整幀頭
		if (file.tellg() + 14 > nFileEnd)
		{
			cout<<endl<<"沒有找到完整幀頭，解析終止"<<endl;
			file.close();
			exit(0);
		}

		int c;						// 讀入字節
		int i = 0;					// 循環控制變量					
		int EtherType = 0;			// 由幀中讀出的類型字段
		bool bAccept = true;		// 是否接受該幀


		// 輸出幀的序號
		cout << endl << "序號：\t\t" << nSN;
		
		// 輸出前導碼，只輸出，不校驗
		cout << endl << "前導碼：\t";			
		for (i = 0; i < 7; i++)					// 輸出格式為：AA AA AA AA AA AA AA
		{
			cout.width(2);
			cout << hex << file.get() << dec << " ";
		}
		// 輸出幀前定界符，只輸出，不校驗
		cout << endl << "幀前定界符：\t";		
		cout.width(2);							// 輸出格式為：AB
		cout << hex << file.get();

		// 輸出目的地址，并校驗
		cout << endl << "目的地址：\t";	
		for (i = 0; i < 6; i++)					// 輸出格式為：xx-xx-xx-xx-xx-xx
		{
			c = file.get();
			cout.width(2);
			cout<< hex << c << dec << (i==5 ? "" : "-");
			if (i == 0)							// 第一個字節，作為“余數”等待下一個bit
			{
				nCheck = c;
			}
			else								// 開始校驗
			{
				checkCRC(nCheck, c);
			}
		}
		
		// 輸出源地址，并校驗
		cout << endl << "源地址：\t";
		for (i = 0; i < 6; i++)					// 輸出格式為：xx-xx-xx-xx-xx-xx
		{
			c = file.get();
			cout.width(2);
			cout<< hex << c << dec << (i==5 ? "" : "-");
			checkCRC(nCheck, c);				// 繼續校驗
		}

		// 輸出類型字段，并校驗
		cout<<endl<<"類型字段：\t";
		cout.width(2);							
		// 輸出類型字段的高8位
		c = file.get();
		cout<< hex << c << dec << " ";
		checkCRC(nCheck, c);					// CRC校驗
		EtherType = c;
		// 輸出類型字段的低8位
		c = file.get();						
		cout.width(2);
		cout<< hex << c;
		checkCRC(nCheck,c);						// CRC校驗
		EtherType <<= 8;						// 轉換成主機格式
		EtherType |= c;

		// 定位下一個幀，以確定當前幀的結束位置
		while ( bParseCont )
		{

			for (int i = 0; i < 7; i++)					//找下一個連續的7個0xaa
			{				
				if (file.tellg() >= nFileEnd)			//到文件末尾，退出循環
				{
					bParseCont = false;
					break;
				}
				// 看當前字符是不是0xaa，如果不是，則重新尋找7個連續的0xaa
				if (file.get() != 0xaa)
				{
					i = -1;
				}
			}
			
			// 如果直到文件結束仍沒找到上述比特串，將終止主控循環的標記bParseCont置為true
			bParseCont = bParseCont && (file.tellg() < nFileEnd);													

			// 判斷7個連續的0xaa之后是否為0xab
			if (bParseCont && file.get() == 0xab)		
			{
				break;
			}
		}

		// 計算數據字段的長度
		nCurrDataLength =								
			bParseCont ?								// 是否到達文件末尾
			(file.tellg() - 8 - 1 - nCurrDataOffset) :	// 沒到文件末尾：下一幀頭位置 - 前導碼和定界符長度 - CRC校驗碼長度 - 數據字段起始位置
			(file.tellg() - 1 - nCurrDataOffset);		// 已到達文件末尾：文件末尾位置 - CRC校驗碼長度 - 數據字段起始位置

		
		// 以文本格式數據字段，并校驗
		cout << endl << "數據字段：\t";	
		unsigned char* pData = new unsigned char[nCurrDataLength];	// 創建緩沖區
		file.seekg(bParseCont ? (-8 - 1 -nCurrDataLength) : ( -1 - nCurrDataLength), ios::cur);
		file.read(pData, nCurrDataLength);				// 讀入數據字段
		
		int nCount = 50;								// 每行的基本字符數量
		for (i = 0; i < nCurrDataLength; i++)			// 輸出數據字段文本					
		{
			nCount--;
			cout << pData[i];							// 字符輸出
			checkCRC(nCheck, (int)pData[i]);			// CRC校驗
			
			if ( nCount < 0)							// 換行處理
			{
				// 將行尾的單詞寫完整
				if ( pData[i] == ' ' )					
				{
					cout << endl << "\t\t";
					nCount = 50;
				}
				// 處理過長的行尾單詞：換行并使用連字符
				if ( nCount < -10)						
				{
					cout<< "-" << endl << "\t\t";
					nCount = 50;
				}
			}
		}
		delete[] pData;									//釋放緩沖區空間

		
		// 輸出CRC校驗碼，如果CRC校驗有誤，則輸出正確的CRC校驗碼
		cout << endl <<"CRC校驗";
		c = file.get();								// 讀入CRC校驗碼
		int nTmpCRC = nCheck;
		checkCRC(nCheck, c);						// 最后一步校驗

		if ((nCheck & 0xff) == 0)					// CRC校驗無誤
		{
			cout.width(2);
			cout<<"(正確)：\t"<< hex << c;
		}
		else										// CRC校驗有誤
		{
			cout.width(2);
			cout<< "(錯誤)：\t" << hex << c;	
			checkCRC(nTmpCRC, 0);					// 計算正確的CRC校驗碼
			cout<< "\t應為：" << hex << (nTmpCRC & 0xff);
			bAccept = false;						// 將幀的接收標記置為false
		}
	
		//	如果數據字段長度不足46字節或數據字段長度超過1500字節，則將幀的接收標記置為false	
		if (nCurrDataLength < 46 ||	nCurrDataLength > 1500 )							
		{
			bAccept = false;
		}

		// 輸出幀的接收狀態
		cout<< endl << "狀態：\t\t" << (bAccept ? "Accept" : "Discard") << endl <<endl;

		nSN++;									// 幀序號加1
		nCurrDataOffset = file.tellg() + 22;	// 將數據字段偏移量更新為下一幀的幀頭結束位置

	}

	// 關閉輸入文件
	file.close();

}