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/**
 * @brief Dynamixelサーボコントローラ
 * 
 * @file main.cpp
 * @author Yusuke Okino
 * @date 2018-06-09
 */

#include <iostream>
#include <cstdint>

// Checksum polynomial
#define     CRC16POLY       0x8005

/***************** instruction *******************/
#define     WRITE           0x03
/*************************************************/

/**************** Control table ******************/
#define     TORQUE_ENABLE   64   
#define     GOAL_POSITION   116
/*************************************************/

/**
 * @brief Dynamixel XM430サーボ制御用クラス
 * 
 */
class XM430
{
    private:

        uint8_t tx_buf[128];

        /**
         * @brief CRC16 IBM polynomial 0x8005 
         * 
         * @param crc_accum 
         * @param data_blk_ptr 
         * @param data_blk_size 
         * @return uint16_t 
         */
        uint16_t CRC16(uint16_t crc_accum, uint8_t *data_blk_ptr, uint16_t data_blk_size)
        {
            uint16_t i, j;
            uint16_t crc_table[256] = {
                0x0000, 0x8005, 0x800F, 0x000A, 0x801B, 0x001E, 0x0014, 0x8011,
                0x8033, 0x0036, 0x003C, 0x8039, 0x0028, 0x802D, 0x8027, 0x0022,
                0x8063, 0x0066, 0x006C, 0x8069, 0x0078, 0x807D, 0x8077, 0x0072,
                0x0050, 0x8055, 0x805F, 0x005A, 0x804B, 0x004E, 0x0044, 0x8041,
                0x80C3, 0x00C6, 0x00CC, 0x80C9, 0x00D8, 0x80DD, 0x80D7, 0x00D2,
                0x00F0, 0x80F5, 0x80FF, 0x00FA, 0x80EB, 0x00EE, 0x00E4, 0x80E1,
                0x00A0, 0x80A5, 0x80AF, 0x00AA, 0x80BB, 0x00BE, 0x00B4, 0x80B1,
                0x8093, 0x0096, 0x009C, 0x8099, 0x0088, 0x808D, 0x8087, 0x0082,
                0x8183, 0x0186, 0x018C, 0x8189, 0x0198, 0x819D, 0x8197, 0x0192,
                0x01B0, 0x81B5, 0x81BF, 0x01BA, 0x81AB, 0x01AE, 0x01A4, 0x81A1,
                0x01E0, 0x81E5, 0x81EF, 0x01EA, 0x81FB, 0x01FE, 0x01F4, 0x81F1,
                0x81D3, 0x01D6, 0x01DC, 0x81D9, 0x01C8, 0x81CD, 0x81C7, 0x01C2,
                0x0140, 0x8145, 0x814F, 0x014A, 0x815B, 0x015E, 0x0154, 0x8151,
                0x8173, 0x0176, 0x017C, 0x8179, 0x0168, 0x816D, 0x8167, 0x0162,
                0x8123, 0x0126, 0x012C, 0x8129, 0x0138, 0x813D, 0x8137, 0x0132,
                0x0110, 0x8115, 0x811F, 0x011A, 0x810B, 0x010E, 0x0104, 0x8101,
                0x8303, 0x0306, 0x030C, 0x8309, 0x0318, 0x831D, 0x8317, 0x0312,
                0x0330, 0x8335, 0x833F, 0x033A, 0x832B, 0x032E, 0x0324, 0x8321,
                0x0360, 0x8365, 0x836F, 0x036A, 0x837B, 0x037E, 0x0374, 0x8371,
                0x8353, 0x0356, 0x035C, 0x8359, 0x0348, 0x834D, 0x8347, 0x0342,
                0x03C0, 0x83C5, 0x83CF, 0x03CA, 0x83DB, 0x03DE, 0x03D4, 0x83D1,
                0x83F3, 0x03F6, 0x03FC, 0x83F9, 0x03E8, 0x83ED, 0x83E7, 0x03E2,
                0x83A3, 0x03A6, 0x03AC, 0x83A9, 0x03B8, 0x83BD, 0x83B7, 0x03B2,
                0x0390, 0x8395, 0x839F, 0x039A, 0x838B, 0x038E, 0x0384, 0x8381,
                0x0280, 0x8285, 0x828F, 0x028A, 0x829B, 0x029E, 0x0294, 0x8291,
                0x82B3, 0x02B6, 0x02BC, 0x82B9, 0x02A8, 0x82AD, 0x82A7, 0x02A2,
                0x82E3, 0x02E6, 0x02EC, 0x82E9, 0x02F8, 0x82FD, 0x82F7, 0x02F2,
                0x02D0, 0x82D5, 0x82DF, 0x02DA, 0x82CB, 0x02CE, 0x02C4, 0x82C1,
                0x8243, 0x0246, 0x024C, 0x8249, 0x0258, 0x825D, 0x8257, 0x0252,
                0x0270, 0x8275, 0x827F, 0x027A, 0x826B, 0x026E, 0x0264, 0x8261,
                0x0220, 0x8225, 0x822F, 0x022A, 0x823B, 0x023E, 0x0234, 0x8231,
                0x8213, 0x0216, 0x021C, 0x8219, 0x0208, 0x820D, 0x8207, 0x0202
            };

            for(j = 0; j < data_blk_size; j++)
            {
                i = ((uint16_t)(crc_accum >> 8) ^ data_blk_ptr[j]) & 0xFF;
                crc_accum = (crc_accum << 8) ^ crc_table[i];
            }

            return crc_accum;
        }

        /**
         * @brief シリアルバルク通信
         * 
         * @param buf 送信バッファ
         * @param buf_length バッファ長
         * @return true 正常に通信が終了
         * @return false 通信が不正に終了
         */
        bool Send_Bulk_Char(uint8_t *buf, uint16_t buf_length)
        {
            #if 0
                // ユーザ関数
            #else
                for(uint32_t i = 0; i < buf_length; i ++)
                {
                    //std::cout << tx_buf[i] << std::endl;
                    std::cout << std::hex << std::showbase << std::uppercase << (uint32_t)tx_buf[i] << std::endl;
                }

                return true;
            #endif

            return false;
        }


    public:
        /**
         * @brief Construct a new XM430 object
         * 
         */
        XM430()
        {
            // Header
            tx_buf[0] = 0xFF;
            tx_buf[1] = 0xFF;
            tx_buf[2] = 0xFD;

            // Reserved
            tx_buf[3] = 0x00;
        }

        /**
         * @brief サーボのトルクをONにする
         * 
         * @param id サーボID
         * @return true 通信が正常に終了
         * @return false 通信が不正に終了
         */
        bool Torque_ON(const uint8_t id)
        {
            uint16_t checksum;
            uint16_t length = 6;
            uint8_t data = 1;       // Enable torque

            bool ret_val;

            tx_buf[4] = id;

            // Length
            tx_buf[5] = (uint8_t)(length & 0xFF);
            tx_buf[6] = (uint8_t)(length >> 8);

            // Instruction
            tx_buf[7] = WRITE;

            // control register
            tx_buf[8] = (uint8_t)(TORQUE_ENABLE & 0xFF);
            tx_buf[9] = (uint8_t)(TORQUE_ENABLE >> 8);

            // Data
            tx_buf[10] = (uint8_t)(data & 0xFF);

            // Checksum
            checksum = CRC16(0, tx_buf, ( 13-2 ));
            tx_buf[11] = (uint8_t)(checksum & 0xFF);
            tx_buf[12] = (uint8_t)(checksum >> 8);


            ret_val = Send_Bulk_Char(tx_buf, 13);
            return ret_val;
        }

        /**
         * @brief サーボホーン位置を設定
         * 
         * @param id サーボID
         * @param pos 目標回転位置
         * @return true 通信が正常に終了
         * @return false 通信が不正に終了
         */
        bool Set_Pos(const uint8_t id, uint32_t pos)
        {
            uint16_t checksum;
            uint16_t length = 9;
            uint32_t data = pos;       // Position ( 32 bit val )

            bool ret_val;

            tx_buf[4] = id;

            // Length
            tx_buf[5] = (uint8_t)(length & 0xFF);
            tx_buf[6] = (uint8_t)(length >> 8);

            // Instruction
            tx_buf[7] = WRITE;

            // control register
            tx_buf[8] = (uint8_t)(GOAL_POSITION & 0xFF);
            tx_buf[9] = (uint8_t)(GOAL_POSITION >> 8);

            // Data
            tx_buf[10] = (uint8_t)(data & 0xFF);
            tx_buf[11] = (uint8_t)((data >> 8) & 0xFF);
            tx_buf[12] = (uint8_t)((data >> 16) & 0xFF);
            tx_buf[13] = (uint8_t)((data >> 24) & 0xFF);

            // Checksum
            checksum = CRC16(0, tx_buf, ( 16-2 ));
            tx_buf[14] = (uint8_t)(checksum & 0xFF);
            tx_buf[15] = (uint8_t)(checksum >> 8);


            ret_val = Send_Bulk_Char(tx_buf, 16);
            return ret_val;
        }
};

int main()
{
    const uint8_t servo_id = 0x01;

    XM430 xm430;

    //xm430.Torque_ON(servo_id);
    xm430.Set_Pos(servo_id, 999);

    return 0;
}