/*****************************************************************************
 *                                                                           *
 *                          B L U E S C R E E N                              *
 *                                                                           *
 *---------------------------------------------------------------------------*
 * Beschreibung:    Ein Bluescreen, falls eine x86 Exception auftritt. Evt.  *
 *                  ist der Stack und oder Heap kaputt, weswegen hier nicht  *
 *                  kout etc. verwendet wird.                                *
 *                                                                           *
 * Autor:           Michael Schoettner, 11.12.2018                           *
 *****************************************************************************/
#include "kernel/system/Globals.h"

// in startup.asm
extern "C" {
    // CR2 auslesen
    unsigned int get_page_fault_address();

    // 1st level interrupt handler in startup.asm sichert Zeiger auf Stackframe
    // unmittelbar nach dem Interrupt und nachdem alle Register mit PUSHAD
    // gesichert wurden
    // |-------------|
    // |    EFLAGS   |
    // |-------------|
    // |      CS     |
    // |-------------|
    // |     EIP     |
    // |-------------|
    // | [ErrorCode] |
    // |-------------|
    // |     EAX     |
    // |-------------|
    // |     ECX     |
    // |-------------|
    // |     EDX     |
    // |-------------|
    // |     EBX     |
    // |-------------|
    // |     ESP     |
    // |-------------|
    // |     EBP     |
    // |-------------|
    // |     ESI     |
    // |-------------|
    // |     EDI     |
    // |-------------| <-- int_esp

    void get_int_esp(unsigned int** esp);
}

void break_on_bluescreen() {

    /* wenn auf diese Methode ein breakpoint in GDB gesetzt wird
     so kann man sich mithilfe des Hex-Dumps umsehen
     */
}

// Cursor-Position
uint8_t bs_xpos = 0;
uint8_t bs_ypos = 0;

/*****************************************************************************
 * Funktion:        bs_clear                                                 *
 *---------------------------------------------------------------------------*
 * Beschreibung:    Bildschirm loeschen.                                     *
 *****************************************************************************/
void bs_clear() {
    uint8_t x;
    uint8_t y;
    auto* ptr = reinterpret_cast<uint16_t*>(0xb8000);

    for (x = 0; x < 80; x++) {
        for (y = 0; y < 25; y++) {
            *(ptr + y * 80 + x) = static_cast<uint16_t>(0x1F00);
        }
    }

    bs_xpos = 0;
    bs_ypos = 0;
}

/*****************************************************************************
 * Funktion:        bs_lf                                                    *
 *---------------------------------------------------------------------------*
 * Beschreibung:    Zeilenvorschub.                                          *
 *****************************************************************************/
void bs_lf() {
    bs_ypos++;
    bs_xpos = 0;
}

/*****************************************************************************
 * Funktion:        bs_print_char                                            *
 *---------------------------------------------------------------------------*
 * Beschreibung:    Ein Zeichen ausgeben.                                    *
 *****************************************************************************/
void bs_print_char(char c) {
    unsigned char* ptr = reinterpret_cast<unsigned char*>(0xb8000);

    *(ptr + bs_ypos * 80 * 2 + bs_xpos * 2) = c;
    bs_xpos++;
}

/*****************************************************************************
 * Funktion:        bs_print_string                                          *
 *---------------------------------------------------------------------------*
 * Beschreibung:    Eine Zeichenkette ausgeben.                              *
 *****************************************************************************/
void bs_print_string(char* str) {

    while (*str != '\0') {
        bs_print_char(*str);
        str++;
    }
}

/*****************************************************************************
 * Funktion:       bs_printHexDigit                                          *
 *---------------------------------------------------------------------------*
 * Beschreibung:   Ein Hex-Zeichen ausgeben.                                 *
 *****************************************************************************/
void bs_printHexDigit(int c) {
    if (c < 10) {
        bs_print_char('0' + static_cast<unsigned char>(c));
    } else {
        bs_print_char('A' + static_cast<unsigned char>(c - 10));
    }
}

/*****************************************************************************
 * Funktion:       bs_print_uintHex                                          *
 *---------------------------------------------------------------------------*
 * Beschreibung:   Integer ausgeben.                                         *
 *****************************************************************************/
void bs_print_uintHex(unsigned int c) {
    for (int i = 28; i >= 0; i = i - 4) {
        bs_printHexDigit((c >> i) & 0xF);
    }
}

/*****************************************************************************
 * Funktion:        bs_printReg                                              *
 *---------------------------------------------------------------------------*
 * Beschreibung:    String mit Integer ausgeben. Wird verwendet um ein       *
 *                  Register auszugeben.                                     *
 *****************************************************************************/
void bs_printReg(char* str, unsigned int value) {
    bs_print_string(str);
    bs_print_uintHex(value);
    bs_print_string("   \0");
}

/*****************************************************************************
 * Funktion:        bs_dump                                                  *
 *---------------------------------------------------------------------------*
 * Beschreibung:    Hauptroutine des Bluescreens.                            *
 *****************************************************************************/
void bs_dump(uint8_t exceptionNr) {
    uint32_t* int_esp;
    uint32_t* sptr;
    uint32_t faultAdress;
    uint8_t has_error_code = 0;

    bs_clear();
    bs_print_string("HHUos crashed with Exception \0");

    // Exception mit Error-Code?
    if ((exceptionNr >= 8 && exceptionNr <= 14) || exceptionNr == 17 || exceptionNr == 30) {
        has_error_code = 1;
    }

    // Liegt ein Page-Fault vor?
    if (exceptionNr == 14) {
        faultAdress = get_page_fault_address();
        // Zugriff auf Seite 0 ? -> Null-Ptr. Exception
        if ((faultAdress & 0xFFFFF000) == 0) {
            exceptionNr = 0x1B;
        }
    }

    bs_print_uintHex(exceptionNr);
    bs_print_string(" (\0");

    // Spruch ausgeben
    switch (exceptionNr) {
    case 0x00: bs_print_string("Divide Error\0"); break;
    case 0x01: bs_print_string("Debug Exception\0"); break;
    case 0x02: bs_print_string("NMI\0"); break;
    case 0x03: bs_print_string("Breakpoint Exception\0"); break;
    case 0x04: bs_print_string("Into Exception\0"); break;
    case 0x05: bs_print_string("Index out of range Exception\0"); break;
    case 0x06: bs_print_string("Invalid Opcode\0"); break;
    case 0x08: bs_print_string("Double Fault\0"); break;
    case 0x0D: bs_print_string("General Protection Error\0"); break;
    case 0x0E: bs_print_string("Page Fault\0"); break;
    case 0x18: bs_print_string("Stack invalid\0"); break;
    case 0x19: bs_print_string("Return missing\0"); break;
    case 0x1A: bs_print_string("Type Test Failed\0"); break;
    case 0x1B: bs_print_string("Null pointer exception\0"); break;
    case 0x1C: bs_print_string("MAGIC.StackTest failed\0"); break;
    case 0x1D: bs_print_string("Memory-Panic\0"); break;
    case 0x1E: bs_print_string("Pageload failed\0"); break;
    case 0x1F: bs_print_string("Stack overflow\0"); break;
    default: bs_print_string("unknown\0");
    }
    bs_print_string(")\0");
    bs_lf();

    // Zeiger auf int_esp ueber startup.asm beschaffen (Stack-Layout siehe Anfang dieser Datei)
    get_int_esp(&int_esp);

    // wir müssen den Inhalt auslesen und das als Zeiger verwenden, um den Stack auszulesen
    sptr = reinterpret_cast<uint32_t*>(*int_esp);

    bs_lf();

    // wichtigste Register ausgeben

    // Exception mit Error-Code?
    bs_printReg("EIP=\0", *(sptr + 8 + has_error_code));
    bs_printReg("EBP=\0", *(sptr + 2));
    bs_printReg("ESP=\0", *(sptr + 3));
    bs_printReg(" CS=\0", *(sptr + 9 + has_error_code));
    bs_lf();

    // verbleibende nicht-fluechtige Register ausgeben
    bs_printReg("EBX=\0", *(sptr + 4));
    bs_printReg("ESI=\0", *(sptr + 1));
    bs_printReg("EDI=\0", *(sptr));
    bs_lf();

    // verbleibende fluechtige Register ausgeben
    bs_printReg("EDX=\0", *(sptr + 5));
    bs_printReg("ECX=\0", *(sptr + 6));
    bs_printReg("EAX=\0", *(sptr + 7));
    bs_printReg("EFL=\0", *(sptr + 10));
    bs_lf();

    // Pagefault oder Null-Pointer?
    if (exceptionNr == 14 || exceptionNr == 0x1B) {
        bs_lf();
        bs_print_string("Fault address = \0");
        bs_print_uintHex(faultAdress);
        bs_lf();

        bs_print_string("Last useable address = \0");
        bs_print_uintHex(total_mem - 1);

        bs_lf();
    }

    // Exception mit Error-Code?
    if (has_error_code == 1) {
        unsigned int error_nr = *(sptr + 8);

        if (exceptionNr == 14) {
            if (error_nr == 3) {
                bs_print_string("Error: write access to read-only page.\0");
            } else if (error_nr == 2) {
                bs_print_string("Error: read access to not-present page.\0");
            } else if (error_nr == 0) {
                bs_print_string("Error: access to a not-present page.\0");
            } else {
                bs_print_string("Error code = \0");
                bs_print_uintHex(error_nr);
            }
            bs_lf();
        } else {
            bs_print_string("Error code = \0");
            bs_print_uintHex(error_nr);
            bs_lf();
        }
    }

    // Calling stack ...
    bs_lf();
    bs_print_string("Calling Stack:\0");
    bs_lf();
    int x = 0;
    auto* ebp = reinterpret_cast<uint32_t*>(*(sptr + 2));
    unsigned int raddr;

    // solange eip > 1 MB && ebp < 128 MB, max. Aufruftiefe 10
    while (*ebp > 0x100000 && *ebp < 0x8000000 && x < 10) {

        raddr = *(ebp + 1);
        bs_printReg("   raddr=\0", raddr);
        bs_lf();

        // dynamische Kette -> zum Aufrufer
        ebp = reinterpret_cast<uint32_t*>(*ebp);

        x++;
    }
    if (x == 0) {
        bs_print_string("   empty\0");
        bs_lf();
    }
    bs_lf();

    // nur falls gdb benutzt werden soll
    break_on_bluescreen();

    bs_print_string("System halted\0");
}