#include "framehandler.h"
#include <iostream>
#include <cstring>
#include <iomanip>

using std::cout;
using std::endl;
using std::ios_base;
using std::setw;
using std::cin;
using std::ios;



////////////////////////////////////////////////////////////////////////////////////////////////////////////
//  構(gòu)造函數(shù)
//	參數(shù)：
//		  bool isPackging : 該參數(shù)表示當(dāng)前實(shí)例要執(zhí)行何種操作，為true表示[幀封裝]，為false表示[幀解析]
//		  const char* filePath : 根據(jù)isPackaging的不同，該參數(shù)有不同意義
//		   					     當(dāng)前者為true時(shí)，則將封裝好的幀保存到filePath指定的文件中
//							     當(dāng)前者為false時(shí)，則從filePath指定的文件中解析Ethernet幀
////////////////////////////////////////////////////////////////////////////////////////////////////////////

FrameHandler::FrameHandler(bool isPackaging, const char* filePath)
{
	// 設(shè)置操作類型，true表示幀封裝，false表示幀解析
	this->isPackaging = isPackaging;

	// 保存文件路徑
	// 當(dāng)進(jìn)行幀封裝時(shí)，表示封裝后的幀所存放的文件路徑；當(dāng)進(jìn)行幀解析時(shí)，表示待解析的文件的路徑
	this->filePath = new char[strlen(filePath) + 1];
	strcpy(this->filePath, filePath);

	// 對(duì)hexAlpha[]數(shù)組進(jìn)行賦值
	for (int i = 0; i < 10; i++)
	{
		hexAlpha[i]  = char ('0' + i);
	}
	for (i = 10; i < 16; i++)
	{
		hexAlpha[i] = char ('A' + i - 10);
	}
}



////////////////////////////////////////////////////////////////////////////////////////////////
//  析構(gòu)函數(shù)
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FrameHandler::~FrameHandler()
{
	// 釋放資源
	if (filePath != NULL)
	{
		delete[] filePath;
	}
}



///////////////////////////////////////////////////////////////////////////////////////////////
//  該函數(shù)為對(duì)外接口，可被FrameHandler的實(shí)例直接調(diào)用
//  功能：
//			完成[幀封裝]操作，并將封裝后的幀保存在filePath指定的文件中
//  參數(shù)：
//			void
//  返回值：
//			如果封裝成功，則返回true
//			如果封裝失敗，則返回false
///////////////////////////////////////////////////////////////////////////////////////////////

bool FrameHandler::package()
{
	// 如果創(chuàng)建實(shí)例時(shí)指定的操作類型不是“幀封裝”，則調(diào)用該函數(shù)失敗
	if (isPackaging == false)
	{
		return false;
	}

	// 下面進(jìn)行幀封裝的操作

	// 輸出操作信息
	cout << "操作類型：幀封裝\n保存封裝結(jié)果的文件路徑：" << filePath 
		 << "\n\n==================================================\n\n";

	// 讓用戶輸入一段信息，以回車結(jié)束
	cout << "請(qǐng)輸入一段信息，以回車結(jié)束\n(如果直接輸入回車，則可以從文件中讀取數(shù)據(jù)，并將其封裝成Ethernet幀)：" << endl;
	char* data = new char[MAX_DATA_LENGTH + 1];
	cin.getline(data, MAX_DATA_LENGTH + 1);

	// 如果用戶直接輸入了回車（即data中不含任何數(shù)據(jù)），則認(rèn)為用戶要從文件中加載數(shù)據(jù)，提示用戶輸入文件的路徑
	if (strlen(data) == 0)
	{
		// 從文件中加載數(shù)據(jù)
		if (!loadDataFromFile(data))
		{
			cout << "\n從文件中加載數(shù)據(jù)失敗！\n";
			delete[] data;
			return false;
		}
		else
		{
			cout << "\n==================================================\n"
				 << "從文件中讀入的數(shù)據(jù)如下：\n\n" << data << endl;
		}
	}

	// 填充前導(dǎo)符、幀前定位符、目的MAC、源MAC、數(shù)據(jù)長(zhǎng)度等信息
	FrameFront frameFront;
	setFrameFront(frameFront, data);
	
	// 計(jì)算CRC校驗(yàn)碼（需要用到目的MAC、源MAC、數(shù)據(jù)長(zhǎng)度、數(shù)據(jù)段、以及填充字節(jié)（如果有的話））
	int totalBytes = (strlen(data) < MIN_DATA_LENGTH) ? MIN_DATA_LENGTH : strlen(data);
	unsigned char* dataWithFillBytes = new unsigned char[totalBytes];
	memcpy(dataWithFillBytes, data, strlen(data));
	if (strlen(data) < MIN_DATA_LENGTH)
	{
		memset(dataWithFillBytes + strlen(data), 0, MIN_DATA_LENGTH - strlen(data));
	}
	unsigned char crc = getCRC(frameFront, dataWithFillBytes);

	// 將Ethernet幀保存到文件filePath中
	if (!storeFrameInFile(frameFront, data, crc))
	{
		cout << "\n向文件 [" << filePath << "] 寫入數(shù)據(jù)失敗！\n";
		return false;
	}
	else
	{
		// 寫入成功，釋放所有資源并返回true
		delete[] data;
		cout << "\n==================================================\n";
		cout << "幀封裝完畢！\n封裝后的Ethernet幀存放在文件 [" << filePath << "] 中！\n\n";
		return true;
	}
}



////////////////////////////////////////////////////////////////////////////////////////////////////////////
//  該函數(shù)為對(duì)外接口，可被FrameHandler的實(shí)例直接調(diào)用
//  功能：
//			完成[幀解析]操作，將filePath指定的文件進(jìn)行解析，從中提取出Ethernet幀的相關(guān)信息
//  參數(shù)：
//			void
//  返回值：
//			如果分析文件成功，則返回true
//			如果在處理文件的過(guò)程中出現(xiàn)任何錯(cuò)誤，則返回false
////////////////////////////////////////////////////////////////////////////////////////////////////////////

bool FrameHandler::unpackage()
{
	// 如果創(chuàng)建實(shí)例時(shí)指定的操作類型不是“幀解析”，則調(diào)用該函數(shù)失敗
	if (isPackaging == true)
	{
		return false;
	}

	// 下面進(jìn)行幀解析的操作

	// 以二進(jìn)制讀的方式打開待解析的文件
	FILE* file = fopen(filePath, "rb");

	// 如果打開文件失敗，則輸出錯(cuò)誤信息并返回false值
	if (NULL == file)
	{
		cout << "\n無(wú)法打開文件 [" << filePath << "] ！請(qǐng)確認(rèn)文件路徑是否正確！\n";
		return false;
	}

	// 如果成功的打開了文件，則執(zhí)行下面的操作
	
	// 輸出提示信息
	cout << "操作類型：Ethernet幀解析\n待解析的文件路徑：" << filePath << endl;

	int frameCounter = 0;  // 記錄已經(jīng)解析的幀的數(shù)目
	FrameFront frameFront;  // 保存讀入的幀的前面部分（即前導(dǎo)符、界定符、目的mac、源mac、數(shù)據(jù)長(zhǎng)度）
	int count = sizeof(frameFront) / sizeof(unsigned char);  // FrameFront結(jié)構(gòu)體包含的字節(jié)數(shù)

	// 從文件中讀取數(shù)據(jù)并分析，直到文件尾或者發(fā)生錯(cuò)誤
	while (count == fread(&frameFront, sizeof(unsigned char), count, file))
	{
		if (isLegalPreamble(frameFront.preamble))
		{
			frameCounter++;
			cout << "\n=========================第" << frameCounter << "個(gè)幀=========================\n";
				
			// 設(shè)定輸出格式為左對(duì)齊
			cout.setf(ios::left);
			// 輸出幀的序號(hào)
			cout << setw(WIDTH) << "序號(hào)" << "：" << frameCounter << endl;

			// 輸出前導(dǎo)碼、幀前定位符、目的地址、源地址、數(shù)據(jù)長(zhǎng)度等
			outputFrameFront(frameFront);

			// 計(jì)算數(shù)據(jù)段的長(zhǎng)度（不包括填充字節(jié)）
			int dataLength = (frameFront.dataLength[0] << 8) + frameFront.dataLength[1];

			// 計(jì)算數(shù)據(jù)段與填充字節(jié)的總長(zhǎng)度
			int totalBytes = (dataLength < MIN_DATA_LENGTH) ? MIN_DATA_LENGTH : dataLength;
			
			// 讀取數(shù)據(jù)段與填充字節(jié)（如果有的話）
			unsigned char* data = new unsigned char[totalBytes];
			fread(data, sizeof(unsigned char), totalBytes, file);

			// 輸出數(shù)據(jù)段的有效內(nèi)容（不包括填充字節(jié)）
			cout << setw(WIDTH) << "數(shù)據(jù)字段" << "：";
			char* dataToShow = new char[dataLength + 1];
			memcpy(dataToShow, data, dataLength);
			dataToShow[dataLength] = 0;
			cout << dataToShow << endl;
			delete[] dataToShow;

			// 獲取幀中的CRC校驗(yàn)字段
			unsigned char crcInFrame;
			fread(&crcInFrame, sizeof(unsigned char), 1, file);

			// 計(jì)算CRC校驗(yàn)碼（需要用到目的MAC、源MAC、數(shù)據(jù)長(zhǎng)度、以及具體的數(shù)據(jù)段）
			unsigned char realCRC = getCRC(frameFront, data);

			// 輸出CRC校驗(yàn)信息，以及是否接收等
			cout << setw(WIDTH) << "CRC校驗(yàn)" << "：";
			if (crcInFrame == realCRC)
			{
				cout << "(正確)：" << hexAlpha[crcInFrame >> 4] << hexAlpha[crcInFrame & 0x0F] << endl;
				cout << setw(WIDTH) << "狀態(tài)" << "：Accept" << endl;
			}
			else
			{
				// 輸出 (錯(cuò)誤)：[原校驗(yàn)碼] 應(yīng)為 [正確的校驗(yàn)碼]
				cout << "(錯(cuò)誤)：[" << hexAlpha[crcInFrame >> 4] << hexAlpha[crcInFrame & 0x0F] << "] 應(yīng)為 ["
					 << hexAlpha[realCRC >> 4] << hexAlpha[realCRC & 0x0F] << "]" << endl;
				cout << setw(WIDTH) << "狀態(tài)" << "：Discard" << endl;
			}				

			// 釋放資源
			delete[] data;
				
			// 繼續(xù)尋找下一個(gè)幀
			continue;
		}
		else
		{
			fseek(file, -(count - 1), ios_base::cur);
		}
	}

	// 解析完畢，輸出發(fā)現(xiàn)的幀的數(shù)目
	if (frameCounter == 0)
	{
		cout << "\n==================================================\n";
		cout << "解析完畢，但沒(méi)有發(fā)現(xiàn)任何Ethernet幀！\n\n";
	}
	else
	{
		cout << "\n==================================================\n";
		cout << "解析完畢，共找到上述" << frameCounter << "個(gè)Ethernet幀！\n\n";
	}

	// 關(guān)閉文件，然后返回
	fclose(file);
	return true;
}



/////////////////////////////////////////////////////////////////////////////////////////////////////////////
//  內(nèi)部輔助函數(shù)
//  功能：
//			檢查讀入的數(shù)據(jù)是否包含正確的前導(dǎo)符以及幀前定位符，正確值應(yīng)為十六進(jìn)制的AA-AA-AA-AA-AA-AA-AA-AB
//  參數(shù)：
//		    const unsigned char* preamble : 該參數(shù)為傳入值，表示7個(gè)字節(jié)的前導(dǎo)碼 + 1個(gè)字節(jié)的幀前定位符
//  返回值：
//			如果前導(dǎo)碼為十六進(jìn)制的AA-AA-AA-AA-AA-AA-AA，且 幀前定位符為十六進(jìn)制的AB，則返回true
//			否則返回false
/////////////////////////////////////////////////////////////////////////////////////////////////////////////

bool FrameHandler::isLegalPreamble(const unsigned char* preamble)
{
	// 首先檢查前7個(gè)字節(jié)是否為十六進(jìn)制的AA-AA-AA-AA-AA-AA-AA
	for (int i = 0; i < 6; i++)
	{
		if(preamble[i] != 0xAA)
		{
			return false;
		}
	}

	// 再檢查最后一個(gè)字節(jié)是否為十六進(jìn)制的AB
	return (preamble[7] == 0xAB) ? true : false;
}