using System;
using System.Diagnostics;

namespace FDK.メディア.サウンド.WASAPI
{
	public unsafe class Device : IDisposable
	{
		public float 遅延ms
		{
			get { return this.更新間隔ms; }
		}
		public CSCore.CoreAudioAPI.AudioClock AudioClock
		{
			get { return this.bs_AudioClock; }
		}
		public bool Dispose済み
		{
			get;
			protected set;
		} = true;

		public void 初期化する( double 希望更新間隔sec = 0.015 )
		{
			int hr = 0;

			lock( this.スレッド間同期 )
			{
				Trace.Assert( this.Dispose済み );
				this.Dispose済み = false;

				#region " AudioClientをアクティベートする。"
				//-----------------
				using( var devices = new CSCore.CoreAudioAPI.MMDeviceEnumerator() )
				using( var 既定のデバイス = devices.GetDefaultAudioEndpoint( CSCore.CoreAudioAPI.DataFlow.Render, CSCore.CoreAudioAPI.Role.Console ) )
				{
					this.AudioClient = CSCore.CoreAudioAPI.AudioClient.FromMMDevice( 既定のデバイス );
				}
				//-----------------
				#endregion
				#region " 指定された希望更新間隔とデバイス能力をもとに、更新間隔を決定する。"
				//-----------------
				long 共有モードでの間隔100ns = 0;
				long 排他モードでの最小間隔100ns = 0;

				// デバイスから間隔値を取得する。
				hr = this.AudioClient.GetDevicePeriodNative( out 共有モードでの間隔100ns, out 排他モードでの最小間隔100ns );
				if( 0 > hr )
					System.Runtime.InteropServices.Marshal.ThrowExceptionForHR( hr );

				var 最小間隔ms = (float) 排他モードでの最小間隔100ns / 10000.0f;

				// 更新間隔ms を「希望更新間隔とデバイスの最小間隔の大きい方 かつ 最大１秒までの値」にする。
				this.更新間隔ms = System.Math.Min( 1000.0f, System.Math.Max( (float) ( 希望更新間隔sec * 1000.0 ), 最小間隔ms ) );
				//-----------------
				#endregion
				#region " デバイスフォーマットを決定する。"
				//----------------
				this.WaveFormat = new CSCore.WaveFormat( 44100, 16, 2, CSCore.AudioEncoding.Pcm );
				//----------------
				#endregion
				#region " AudioClient を初期化する。"
				//-----------------
				try
				{
					this.AudioClient.Initialize(
						CSCore.CoreAudioAPI.AudioClientShareMode.Exclusive, // 排他モード。
						CSCore.CoreAudioAPI.AudioClientStreamFlags.StreamFlagsEventCallback,    // イベント駆動モード。
						(long) ( this.更新間隔ms * 10000.0f + 0.5f ),   // バッファサイズ。イベント駆動モードでは、更新間隔と同じ値でなければならない。
						(long) ( this.更新間隔ms * 10000.0f + 0.5f ),   // 更新間隔。
						this.WaveFormat, // バッファのフォーマット。
						Guid.Empty );   // この AudioClient = AudioStrem が所属する AudioSession。null ならデフォルトのAudioSessionに登録される。
				}
				catch( CSCore.CoreAudioAPI.CoreAudioAPIException e )
				{
					// 排他＆イベント駆動モードの場合、バッファのアライメントエラーが返される場合がある。この場合、サイズを調整してオーディオストリームを作成し直す。
					if( AUDCLNT_E_BUFFER_SIZE_NOT_ALIGNED == e.ErrorCode )
					{
						int 更新間隔に一番近くてアライメントされているサイズsample = this.AudioClient.GetBufferSize();
						this.更新間隔ms = ( 更新間隔に一番近くてアライメントされているサイズsample * 1000.0f / (float) this.WaveFormat.SampleRate );

						// AudioClient を一度解放し、もう一度アクティベートし直す。
						this.AudioClient.Dispose();
						using( var devices = new CSCore.CoreAudioAPI.MMDeviceEnumerator() )
						using( var 既定のデバイス = devices.GetDefaultAudioEndpoint( CSCore.CoreAudioAPI.DataFlow.Render, CSCore.CoreAudioAPI.Role.Console ) )
						{
							this.AudioClient = CSCore.CoreAudioAPI.AudioClient.FromMMDevice( 既定のデバイス );
						}

						// アライメントされたサイズを使って、AudioClient を再初期化する。
						this.AudioClient.Initialize(
							CSCore.CoreAudioAPI.AudioClientShareMode.Exclusive, // 排他モード。
							CSCore.CoreAudioAPI.AudioClientStreamFlags.StreamFlagsEventCallback,    // イベント駆動モード。
							(long) ( this.更新間隔ms * 10000.0f + 0.5f ),   // バッファサイズ。イベント駆動モードでは、更新間隔と同じ値でなければならない。
							(long) ( this.更新間隔ms * 10000.0f + 0.5f ),   // 更新間隔。
							this.WaveFormat, // バッファのフォーマット。
							Guid.Empty );   // この AudioClient = AudioStrem が所属する AudioSession。NULLならデフォルトのAudioSessionに登録される。

						// それでもエラーなら例外発生。
					}
				}

				// 更新間隔を sample, byte 単位で保存する。
				this.更新間隔sample = this.AudioClient.GetBufferSize(); // バッファの長さはサンプル単位で返される。
				this.更新間隔byte = this.更新間隔sample * ( this.WaveFormat.Channels * this.WaveFormat.BytesPerSample );
				//-----------------
				#endregion
				#region " AudioRenderClient を取得する。"
				//-----------------
				this.AudioRenderClient = CSCore.CoreAudioAPI.AudioRenderClient.FromAudioClient( this.AudioClient );
				//-----------------
				#endregion
				#region " AudioClock を取得する。"
				//-----------------
				this.bs_AudioClock = CSCore.CoreAudioAPI.AudioClock.FromAudioClient( this.AudioClient );
				//-----------------
				#endregion

				#region " ミキサーを生成し初期化する。"
				//-----------------
				this.Mixer = new Mixer();
				this.Mixer.初期化する( this.更新間隔sample );
				//-----------------
				#endregion
				#region " 最初のエンドポイントバッファを無音で埋めておく。"
				//-----------------
				var bufferPtr = this.AudioRenderClient.GetBuffer( this.更新間隔sample );

				// 無音を書き込んだことにして、バッファをコミット。（bufferPrtは使わない。）
				this.AudioRenderClient.ReleaseBuffer( this.更新間隔sample, CSCore.CoreAudioAPI.AudioClientBufferFlags.Silent );
				//-----------------
				#endregion

				#region " 情報表示。"
				//-----------------
				FDK.Log.Info( $"WASAPIクライアントを初期化しました。" );
				FDK.Log.Info( $"　モード: 排他＆イベント駆動" );
				FDK.Log.Info( $"　フォーマット: {this.WaveFormat.BitsPerSample} bits, {this.WaveFormat.SampleRate} Hz" );
				FDK.Log.Info( $"　エンドポイントバッファ: {( (float) this.更新間隔sample / (double) this.WaveFormat.SampleRate ) * 1000.0f} ミリ秒 ({this.更新間隔sample} samples) × 2枚" );
				FDK.Log.Info( $"　希望更新間隔: {希望更新間隔sec * 1000.0} ミリ秒" );
				FDK.Log.Info( $"　更新間隔: {this.更新間隔ms} ミリ秒 ({this.更新間隔sample} samples)" );
				FDK.Log.Info( $"　最小間隔: {最小間隔ms} ミリ秒" );
				//-----------------
				#endregion

				#region " ワークキューとイベントを作成し、作業項目を登録する。"
				//-----------------
				// MediaFoundation が管理する、プロセス＆MMCSSタスクごとに１つずつ作ることができる特別な共有ワークキューを取得、または生成して取得する。
				int dwTaskId = 0;
				SharpDX.MediaFoundation.MediaFactory.LockSharedWorkQueue(
					( 11.0 > this.更新間隔ms ) ? "Pro Audio" : "Games", 0, ref dwTaskId, out this.QueueID );

				// エンドポイントバッファからの出力要請イベントを作成し、AudioClient に登録する。
				this.出力要請イベント = CreateEvent( IntPtr.Zero, false, false, "WASAPI出力要請イベント" );
				this.AudioClient.SetEventHandle( this.出力要請イベント );

				// コールバックを作成し、ワークキューに最初の作業項目を登録する。
				this.出力要請イベントのコールバック = new MFAsyncCallback( this.QueueID, ( ar ) => {
					this.出力要請イベントへ対応する( ar );
				} );
				//-----------------
				#endregion
				#region " 最初の作業項目を追加する。"
				//-----------------
				this.作業項目をキューに格納する();
				//-----------------
				#endregion
				#region " WASAPI レンダリングを開始。"
				//-----------------
				this.AudioClient.Start();
				//-----------------
				#endregion
			}
		}
		public void Dispose()
		{
			Trace.Assert( false == this.Dispose済み );

			#region " WASAPI作業項目を終了させる。オーディオのレンダリングを止める前に行うこと。"
			//-----------------
			{
				//SharpDX.MediaFoundation.MediaFactory.CancelWorkItem( this.出力要請イベントキャンセル用キー );	--> コールバックの実行中にキャンセルしてしまうと NullReference例外
				this.出力終了通知.状態 = 同期.TriStateEvent.状態種別.ON;
				this.出力終了通知.OFFになるまでブロックする();
				FDK.Log.Info( "WASAPI出力処理を終了しました。" );
			}
			//-----------------
			#endregion

			lock( this.スレッド間同期 )
			{
				#region " オーディオのレンダリングを停止する。"
				//-----------------
				this.AudioClient?.Stop();
				//-----------------
				#endregion
				#region " ミキサー（とサウンドリスト）は現状を維持する。"
				//-----------------

				// 何もしない。

				//-----------------
				#endregion
				#region " WASAPIオブジェクトを解放する。"
				//-----------------
				FDK.Utilities.解放する( ref this.bs_AudioClock );
				FDK.Utilities.解放する( ref this.AudioRenderClient );
				FDK.Utilities.解放する( ref this.AudioClient );
				//-----------------
				#endregion
				#region " 共有ワークキューをこのプロセスから解放する。"
				//-----------------
				if( int.MaxValue != this.QueueID )
				{
					SharpDX.MediaFoundation.MediaFactory.UnlockWorkQueue( this.QueueID );
					this.QueueID = int.MaxValue;
				}
				//-----------------
				#endregion
				#region " WASAPIイベント駆動用のコールバックとイベントを解放する。"
				//-----------------
				FDK.Utilities.解放する( ref this.出力要請イベントのコールバック );

				if( IntPtr.Zero != this.出力要請イベント )
					CloseHandle( this.出力要請イベント );
				//-----------------
				#endregion

				this.Dispose済み = true;
			}

			FDK.Log.Info( "WASAPIクライアントを終了しました。" );
		}
		public void サウンドをミキサーに追加する( Sound sound )
		{
			this.Mixer.サウンドを追加する( sound );
		}
		public void サウンドをミキサーから削除する( Sound sound )
		{
			this.Mixer.サウンドを削除する( sound );
		}

		// WASAPI オブジェクト
		protected CSCore.CoreAudioAPI.AudioClient AudioClient = null;
		protected CSCore.CoreAudioAPI.AudioRenderClient AudioRenderClient = null;

		// エンドポイントバッファ情報
		protected int 更新間隔sample = 0;	// デバイスから取得する。
		protected float 更新間隔ms;
		protected int 更新間隔byte;
		protected CSCore.WaveFormat WaveFormat = null;

		// ミキサー。サウンドリストもここ。
		protected Mixer Mixer = null;

		// WASAPIバッファ出力用
		private int QueueID = int.MaxValue;
		private IntPtr 出力要請イベント = IntPtr.Zero;
		private MFAsyncCallback 出力要請イベントのコールバック = null;
		private long 出力要請イベントキャンセル用キー = 0;
		private FDK.同期.TriStateEvent 出力終了通知 = new 同期.TriStateEvent();

		private readonly object スレッド間同期 = new object();

		private void 作業項目をキューに格納する()
		{
			var asyncResult = (SharpDX.MediaFoundation.AsyncResult) null;
			try
			{
				// IAsyncCallback を内包した AsyncResult を作成する。
				SharpDX.MediaFoundation.MediaFactory.CreateAsyncResult(
					null,
					SharpDX.ComObject.ToCallbackPtr<SharpDX.MediaFoundation.IAsyncCallback>( this.出力要請イベントのコールバック ),
					null,
					out asyncResult );

				// 作成した AsyncResult を、ワークキュー投入イベントの待機状態にする。
				SharpDX.MediaFoundation.MediaFactory.PutWaitingWorkItem(
					hEvent: this.出力要請イベント,
					priority: 0,
					resultRef: asyncResult,
					keyRef: out this.出力要請イベントキャンセル用キー );
			}
			finally
			{
				// out 引数に使う変数は using 変数にはできないので、代わりに try-finally を使う。
				asyncResult?.Dispose();
			}
		}

		/// <summary>
		/// このメソッドは、WASAPIイベント発生時にワークキューに投入され作業項目から呼び出される。
		/// </summary>
		private void 出力要請イベントへ対応する( SharpDX.MediaFoundation.AsyncResult asyncResult )
		{
			try
			{
				// 出力終了通知が来ていれば、応答してすぐに終了する。
				if( this.出力終了通知.状態 == 同期.TriStateEvent.状態種別.ON )
				{
					this.出力終了通知.状態 = 同期.TriStateEvent.状態種別.無効;
					return;
				}

				lock( this.スレッド間同期 )
				{
					// エンドポインタの空きバッファへのポインタを取得する。
					// このポインタが差すのはネイティブで確保されたメモリなので、GCの対象外である。はず。
					var bufferPtr = this.AudioRenderClient.GetBuffer( this.更新間隔sample );    // イベント駆動なのでサイズ固定。

					// ミキサーを使って、エンドポインタへサウンドデータを出力する。
					var flags = this.Mixer.エンドポイントへ出力する( (void*) bufferPtr, this.更新間隔sample );

					// エンドポインタのバッファを解放する。
					this.AudioRenderClient.ReleaseBuffer( this.更新間隔sample, flags );

					// 後続のイベント待ち作業項目をキューに格納する。
					this.作業項目をキューに格納する();

					// 以降、WASAPIからイベントが発火されるたび、作業項目を通じて本メソッドが呼び出される。
				}
			}
			catch
			{
				// 例外は無視。
			}
		}

		#region " バックストア。"
		//----------------
		private CSCore.CoreAudioAPI.AudioClock bs_AudioClock = null;
		//----------------
		#endregion

		#region " Win32 API "
		//-----------------
		private static int AUDCLNT_E_BUFFER_SIZE_NOT_ALIGNED = unchecked((int) 0x88890019);

		[System.Runtime.InteropServices.DllImport( "kernel32.dll" )]
		private static extern IntPtr CreateEvent( IntPtr lpEventAttributes, bool bManualReset, bool bInitialState, string lpName );

		[System.Runtime.InteropServices.DllImport( "kernel32.dll" )]
		private static extern bool CloseHandle( IntPtr hObject );
		//-----------------
		#endregion
	}
}