#include <SPI.h>
#include <SD.h>

#define WAIT_HIGH while(digitalRead(PIN8) == LOW)
#define WAIT_LOW  while(digitalRead(PIN8) == HIGH)

#define PIN1 8
#define PIN2 7
#define PIN3 6
#define PIN4 5
#define PIN6 4
#define PIN7 3
#define PIN8 2
/*
#define PIN8 2
#define PIN6 3
#define PIN7 4
#define PIN1 5
#define PIN2 6
#define PIN3 7
#define PIN4 8
*/

#define BUFFSIZE 512

int port[] = {PIN1, PIN2, PIN3, PIN4};
uint8_t head8[8] = {0x1F, 0xA6, 0xDE, 0xBA, 0xCC, 0x13, 0x7D, 0x74};
uint8_t buff[BUFFSIZE];

void setup()
{
  pinMode(PIN6, INPUT);
  pinMode(PIN7, INPUT);
  pinMode(PIN8, INPUT);

  pinMode(PIN1, OUTPUT);
  pinMode(PIN2, OUTPUT);
  pinMode(PIN3, OUTPUT);
  pinMode(PIN4, OUTPUT);
}

void loop()
{
  byte data;
  
  if(digitalRead(PIN8) == HIGH) // スタートビット待ち
  {
    data = ReadByte(); // コマンド受信

    SD.begin(10);
    switch(data)
    {
      case 'F':
        filesCommand();
        break;
      case 'L':
        loadCommand();
        break;
      case 'S':
        saveCommand();
        break;
      case 'R':
        renameCommand();
        break;
      case 'K':
        killCommand();
        break;
      case 'C':
        romCartridge();
    }
    SD.end();
  }
}

void filesCommand()
{
  File root;
  int len;

  setOutput();

  root = SD.open("/");
  while (true)
  {
    File entry = root.openNextFile();
    if (!entry)
      break;
    if (!entry.isDirectory()) // サブフォルダは扱わない
    {
      SendString(entry.name());
      len = strlen(entry.name());
      for(int i=0; i<(12-len); i++)
        SendByte(' ');
      
      sprintf(buff, "%6u", entry.size());
      SendString(buff);
      SendByte(0x0d);
      SendByte(0x0a);
    }
    entry.close();
  }

  SendByte(0); // 送信文字列の終端

  setInput();
}

void loadCommand()
{
  uint8_t data;
  int p = 0;
  File loadfile;
  uint16_t fsize;
  uint8_t head[32];
  bool error = false;
  
  while(1)
  {
    WAIT_HIGH;
    data = ReadByte();
    buff[p++] = data;
    if(data == 0)
      break;
  }

  setOutput();

  loadfile = SD.open(buff);
  if(loadfile)
  {
    //casファイルヘッダチェック
    for(int i=0; i<32; i++)
      head[i] = loadfile.read();
    for(int i=0; i<8; i++)
    {
      if(head[i] != head8[i])
      {
        error = true;
        break;
      }
    }
    if(!error)
    {
      for(int i=8; i<18; i++)
        if(head[i] != 0xd0)
        {
          error = true;
          break;
        }
    }
    if(!error)
    {
      for(int i=0; i<8; i++)
      if(head[i + 24] != head8[i])
      {
        error = true;
        break;
      }
    }
    if(error)
    {
      SendByte(0);
      SendByte(0);
      loadfile.close();
      setInput();
      return;
    }
    
    // プログラムサイズ送信
    for(int i=0; i<6; i++)
      head[i] = loadfile.read();
    fsize = btow(head[3], head[2]);
    fsize -= btow(head[1], head[0]);
    ++fsize;
    data = (uint8_t)(fsize & 0xff);
    SendByte(data); // ファイルサイズの下位バイト
    data = (uint8_t)((fsize & 0xff00) >> 8);
    SendByte(data); // ファイルサイズの上位バイト

    SendByte(head[0]); // ロードアドレスの下位バイト
    SendByte(head[1]); // ロードアドレスの上位バイト
    SendByte(head[4]); // 実行アドレスの下位バイト
    SendByte(head[5]); // 実行アドレスの上位バイト

    // プログラム本体送信
    while(1)
    {
      p = loadfile.read(buff, BUFFSIZE);
      if(p > 0)
        for(int i=0; i<p; i++)
          SendByte(buff[i]);
      else
          break;
    }
    loadfile.close();
  }
  else
  {
    SendByte(0);
    SendByte(0);
  }

  setInput();
}

void saveCommand()
{
  File saveFile;
  uint8_t data, add[6];
  int p = 0;
  bool flag = false;
  uint16_t dsize;

  while(1)
  {
    WAIT_HIGH;
    data = ReadByte();
    buff[p++] = data;
    if(data == 0)
      break;
  }

  setOutput();

  // 同名ファイルがあれば削除する
  if(SD.exists(buff))
    SD.remove(buff);

  saveFile = SD.open(buff, O_WRITE | O_CREAT);
  if(saveFile)
  {
    SendByte(1);

    setInput();

    // casファイルヘッダ作成・SD書き込み
    saveFile.write(head8, 8);
    for(int i=0; i<10; i++)
      saveFile.write(0xd0);
    for(int i=0; i<6; i++)
    {
      if(buff[i] == 0)
        flag = true;

      if(flag)
        saveFile.write(' ');
      else
        saveFile.write(buff[i]);
    }
    saveFile.write(head8, 8);

    // アドレス受信
    for(int i=0; i<6; i++)
    {
      WAIT_HIGH;
      add[i] = ReadByte();
    }
    saveFile.write(add, 6);

    dsize = btow(add[3], add[2]) - btow(add[1], add[0]) + 1;

    while(1)
    {
      p = dsize - BUFFSIZE;
      if(p < 0)
      {
        if(dsize != 0)
        {
          for(int i=0; i<dsize; i++)
          {
            WAIT_HIGH;
            buff[i] = ReadByte();
          }
          saveFile.write(buff, dsize);
        }
        break;
      }
      else
      {
        for(int i=0; i<BUFFSIZE; i++)
        {
          WAIT_HIGH;
          buff[i] = ReadByte();
        }
        saveFile.write(buff, BUFFSIZE);
        dsize = p;
      }
    }
    saveFile.close();
  }
  else
    errorSend();
}

void renameCommand()
{
  File oldFile, newFile;
  char oldName[14], newName[14];
  byte data;
  int p;

  // 旧ファイル名
  p = 0;
  while(1)
  {
    WAIT_HIGH;
    data = ReadByte();
    oldName[p++] = data;
    if(data == 0)
      break;
  }
  // 新ファイル名
  p = 0;
  while(1)
  {
    WAIT_HIGH;
    data = ReadByte();
    newName[p++] = data;
    if(data == 0)
      break;
  }

  setOutput();

  if(!SD.exists(oldName))
  {
    errorSend();
    return;
  }

  oldFile = SD.open(oldName, O_READ);
  if(!oldFile)
  {
    errorSend();
    return;
  }
  newFile = SD.open(newName, O_WRITE | O_CREAT);
  if(!newFile)
  {
    oldFile.close();
    errorSend();
    return;
  }

  while(1)
  {
    p = oldFile.read(buff, BUFFSIZE);
    if(p > 0)
      newFile.write(buff, p);
    else
      break;
  }
  oldFile.close();
  newFile.close();

  if(SD.remove(oldName))
    SendByte(1);
  else
    SendByte(0);
  
  setInput();
}

void killCommand()
{
  byte data;
  int p = 0;

  while(1)
  {
    WAIT_HIGH;
    data = ReadByte();
    buff[p++] = data;
    if(data == 0)
      break;
  }

  setOutput();

  if(SD.remove(buff))
    SendByte(1);
  else
    SendByte(0);

  setInput();
}

/*
 * ROMの種別 (1バイト)
 * L サイズ: 0‥エラー 1‥8K 2‥16K 3‥32K
 * H ロード: 1‥4000H 2‥8000H 3‥BASIC
*/
#define ERREND SendByte(0);loadfile.close();setInput();
void romCartridge()
{
  uint8_t data;
  int p = 0;
  File loadfile;
  uint32_t fsize;
  
  while(1)
  {
    WAIT_HIGH;
    data = ReadByte();
    buff[p++] = data;
    if(data == 0)
      break;
  }

  setOutput();

  loadfile = SD.open(buff);
  if(loadfile)
  {
    // サイズ確認
    fsize = loadfile.size();
    if(fsize < 0x2001) // 8K
      data = 1;
    else if(fsize < 0x4001) // 16K
      data = 2;
    else if(fsize < 0x8001) // 32K
      data = 3;
    else
    {
      ERREND
      return;
    }
    
    // ヘッダチェック
    p = loadfile.read(buff, BUFFSIZE);

    if((buff[0] != 0x41) || (buff[1] != 0x42))
    {
      ERREND
      return;
    }
    else
    {
      if(buff[3] > 0x7f)
        data |= 0x20; // 8000Hから読み込み
      else if(buff[3] > 0x3f)
        data |= 0x10; // 4000Hから読み込み
      else if(buff[3] == 0)
      {
        if(buff[9] != 0)
          data |= 0x30; // BASIC
        else
        {
          ERREND
          return;
        }
      }
    }

    SendByte(data); // ROMの種別を送る
    
    // 最初のBUFFSIZEバイト送信
    for(int i=0; i<p; i++)
          SendByte(buff[i]);

    // 残りのROMデータ送信
    while(1)
    {
      p = loadfile.read(buff, BUFFSIZE);
      if(p > 0)
        for(int i=0; i<p; i++)
          SendByte(buff[i]);
      else
          break;
    }
    loadfile.close();
  }
  else
  {
    SendByte(0);
  }

  setInput();
}

void setInput()
{
  pinMode(PIN6, INPUT); // 入力に戻す
  digitalWrite(PIN1, HIGH); // 受信不可
}

void setOutput()
{
  pinMode(PIN6, OUTPUT); // MSXへの制御信号出力
  digitalWrite(PIN6, HIGH); // 送信不可
}

void errorSend()
{
  SendByte(0);
  pinMode(PIN6, INPUT); // 入力に戻す
  digitalWrite(PIN1, HIGH); // 受信不可
}

uint8_t ReadByte()
{
  uint8_t b, data = 0;

  digitalWrite(PIN1, LOW); // MSXへ送信許可
  WAIT_LOW;

  // 2ビット×4回で1バイト受け取る
  for(int i=0; i<4; i++)
  {
    WAIT_HIGH;
    b = 0;
    if(digitalRead(PIN6) == HIGH)
      b = 1;
    if(digitalRead(PIN7) == HIGH)
      b += 2;
    data += (b << (i * 2));
    WAIT_LOW;
  }

  digitalWrite(PIN1, HIGH); // 受信完了
  
  return data;
}

void SendByte(byte data)
{
  digitalWrite(PIN6, LOW); // 送信可能

  WAIT_HIGH;

  // 上位4ビット出力
  for(int i=0; i<4; i++)
    digitalWrite(port[i], bitRead(data, i + 4));

  WAIT_LOW;
  
  WAIT_HIGH;

  // 下位4ビット出力
  for(int i=0; i<4; i++)
    digitalWrite(port[i], bitRead(data, i));

  WAIT_LOW;

  digitalWrite(PIN6, HIGH);
}

void SendString(byte* str)
{
  byte* p;

  p = str;
  while(*p != 0)
  {
    SendByte(*(p++));
  }
}

uint16_t btow(uint8_t hi, uint8_t lo)
{
  return ((uint16_t)hi << 8) + (uint16_t)lo;
}