#include <u.h>
#include <libc.h>
#include <draw.h>
#include <event.h>
#include <keyboard.h>

char *filename;
int zoom = 1;
int brush = 1;
Point spos;             /* position on screen */
Point cpos;             /* position on canvas */
Image *canvas;
Image *ink;
Image *back;
Image *pal[16];         /* palette */
Rectangle palr;         /* palette rect on screen */
Rectangle penr;         /* pen size rect on screen */

enum {
       NBRUSH = 10+1,
};

int nundo = 0;
Image *undo[1024];

int c64[] = {           /* c64 color palette */
       0x000000,
       0xFFFFFF,
       0x68372B,
       0x70A4B2,
       0x6F3D86,
       0x588D43,
       0x352879,
       0xB8C76F,
       0x6F4F25,
       0x433900,
       0x9A6759,
       0x444444,
       0x6C6C6C,
       0x9AD284,
       0x6C5EB5,
       0x959595,
};

/*
* get bounding rectnagle for stroke from r.min to r.max with
* specified brush (size).
*/
static Rectangle
strokerect(Rectangle r, int brush)
{
       r = canonrect(r);
       return Rect(r.min.x-brush, r.min.y-brush, r.max.x+brush+1, r.max.y+brush+1);
}

/*
* draw stroke from r.min to r.max to dst with color ink and
* brush (size).
*/
static void
strokedraw(Image *dst, Rectangle r, Image *ink, int brush)
{
       if(!eqpt(r.min, r.max))
               line(dst, r.min, r.max, Enddisc, Enddisc, brush, ink, ZP);
       fillellipse(dst, r.max, brush, brush, ink, ZP);
}

/*
* A draw operation that touches only the area contained in bot but not in top.
* mp and sp get aligned with bot.min.
*/
static void
gendrawdiff(Image *dst, Rectangle bot, Rectangle top,
       Image *src, Point sp, Image *mask, Point mp, int op)
{
       Rectangle r;
       Point origin;
       Point delta;

       if(Dx(bot)*Dy(bot) == 0)
               return;

       /* no points in bot - top */
       if(rectinrect(bot, top))
               return;

       /* bot - top ≡ bot */
       if(Dx(top)*Dy(top)==0 || rectXrect(bot, top)==0){
               gendrawop(dst, bot, src, sp, mask, mp, op);
               return;
       }

       origin = bot.min;
       /* split bot into rectangles that don't intersect top */
       /* left side */
       if(bot.min.x < top.min.x){
               r = Rect(bot.min.x, bot.min.y, top.min.x, bot.max.y);
               delta = subpt(r.min, origin);
               gendrawop(dst, r, src, addpt(sp, delta), mask, addpt(mp, delta), op);
               bot.min.x = top.min.x;
       }

       /* right side */
       if(bot.max.x > top.max.x){
               r = Rect(top.max.x, bot.min.y, bot.max.x, bot.max.y);
               delta = subpt(r.min, origin);
               gendrawop(dst, r, src, addpt(sp, delta), mask, addpt(mp, delta), op);
               bot.max.x = top.max.x;
       }

       /* top */
       if(bot.min.y < top.min.y){
               r = Rect(bot.min.x, bot.min.y, bot.max.x, top.min.y);
               delta = subpt(r.min, origin);
               gendrawop(dst, r, src, addpt(sp, delta), mask, addpt(mp, delta), op);
               bot.min.y = top.min.y;
       }

       /* bottom */
       if(bot.max.y > top.max.y){
               r = Rect(bot.min.x, top.max.y, bot.max.x, bot.max.y);
               delta = subpt(r.min, origin);
               gendrawop(dst, r, src, addpt(sp, delta), mask, addpt(mp, delta), op);
               bot.max.y = top.max.y;
       }
}

int
alphachan(ulong chan)
{
       for(; chan; chan >>= 8)
               if(TYPE(chan) == CAlpha)
                       return 1;
       return 0;
}

void
zoomdraw(Image *d, Rectangle r, Rectangle top, Image *b, Image *s, Point sp, int f)
{
       Rectangle dr;
       Image *t;
       Point a;
       int w;

       a = ZP;
       if(r.min.x < d->r.min.x){
               sp.x += (d->r.min.x - r.min.x)/f;
               a.x = (d->r.min.x - r.min.x)%f;
               r.min.x = d->r.min.x;
       }
       if(r.min.y < d->r.min.y){
               sp.y += (d->r.min.y - r.min.y)/f;
               a.y = (d->r.min.y - r.min.y)%f;
               r.min.y = d->r.min.y;
       }
       rectclip(&r, d->r);
       w = s->r.max.x - sp.x;
       if(w > Dx(r))
               w = Dx(r);
       dr = r;
       dr.max.x = dr.min.x+w;
       if(!alphachan(s->chan))
               b = nil;
       if(f <= 1){
               if(b) gendrawdiff(d, dr, top, b, sp, nil, ZP, SoverD);
               gendrawdiff(d, dr, top, s, sp, nil, ZP, SoverD);
               return;
       }
       if((t = allocimage(display, dr, s->chan, 0, 0)) == nil)
               return;
       for(; dr.min.y < r.max.y; dr.min.y++){
               dr.max.y = dr.min.y+1;
               draw(t, dr, s, nil, sp);
               if(++a.y == f){
                       a.y = 0;
                       sp.y++;
               }
       }
       dr = r;
       for(sp=dr.min; dr.min.x < r.max.x; sp.x++){
               dr.max.x = dr.min.x+1;
               if(b) gendrawdiff(d, dr, top, b, sp, nil, ZP, SoverD);
               gendrawdiff(d, dr, top, t, sp, nil, ZP, SoverD);
               for(dr.min.x++; ++a.x < f && dr.min.x < r.max.x; dr.min.x++){
                       dr.max.x = dr.min.x+1;
                       gendrawdiff(d, dr, top, d, Pt(dr.min.x-1, dr.min.y), nil, ZP, SoverD);
               }
               a.x = 0;
       }
       freeimage(t);
}

Point
s2c(Point p){
       p = subpt(p, spos);
       if(p.x < 0) p.x -= zoom-1;
       if(p.y < 0) p.y -= zoom-1;
       return addpt(divpt(p, zoom), cpos);
}

Point
c2s(Point p){
       return addpt(mulpt(subpt(p, cpos), zoom), spos);
}

Rectangle
c2sr(Rectangle r){
       return Rpt(c2s(r.min), c2s(r.max));
}

void
update(Rectangle *rp){
       if(canvas==nil)
               draw(screen, screen->r, back, nil, ZP);
       else {
               if(rp == nil)
                       rp = &canvas->r;
               gendrawdiff(screen, screen->r, c2sr(canvas->r), back, ZP, nil, ZP, SoverD);
               zoomdraw(screen, c2sr(*rp), ZR, back, canvas, rp->min, zoom);
       }
       flushimage(display, 1);
}

void
expand(Rectangle r)
{
       Rectangle nr;
       Image *tmp;

       if(canvas==nil){
               if((canvas = allocimage(display, r, screen->chan, 0, DNofill)) == nil)
                       sysfatal("allocimage: %r");
               draw(canvas, canvas->r, back, nil, ZP);
               return;
       }
       nr = canvas->r;
       combinerect(&nr, r);
       if(eqrect(nr, canvas->r))
               return;
       if((tmp = allocimage(display, nr, canvas->chan, 0, DNofill)) == nil)
               return;
       draw(tmp, canvas->r, canvas, nil, canvas->r.min);
       gendrawdiff(tmp, tmp->r, canvas->r, back, ZP, nil, ZP, SoverD);
       freeimage(canvas);
       canvas = tmp;
}

void
save(Rectangle r, int mark)
{
       Image *tmp;
       int x;

       if(mark){
               x = nundo++ % nelem(undo);
               if(undo[x])
                       freeimage(undo[x]);
               undo[x] = nil;
       }
       if(canvas==nil || nundo<0)
               return;
       if(!rectclip(&r, canvas->r))
               return;
       if((tmp = allocimage(display, r, canvas->chan, 0, DNofill)) == nil)
               return;
       draw(tmp, r, canvas, nil, r.min);
       x = nundo++ % nelem(undo);
       if(undo[x])
               freeimage(undo[x]);
       undo[x] = tmp;
}

void
restore(int n)
{
       Image *tmp;
       int x;

       while(nundo > 0){
               if(n-- == 0)
                       return;
               x = --nundo % nelem(undo);
               if((tmp = undo[x]) == nil)
                       return;
               undo[x] = nil;
               if(canvas == nil || canvas->chan != tmp->chan){
                       freeimage(canvas);
                       canvas = tmp;
                       update(nil);
               } else {
                       expand(tmp->r);
                       draw(canvas, tmp->r, tmp, nil, tmp->r.min);
                       update(&tmp->r);
                       freeimage(tmp);
               }
       }
}

typedef struct {
       Rectangle       r;
       Rectangle       r0;
       Image*          dst;

       int             yscan;  /* current scanline */
       int             wscan;  /* bscan width in bytes */
       Image*          iscan;  /* scanline image */
       uchar*          bscan;  /* scanline buffer */

       int             nmask;  /* size of bmask in bytes */
       int             wmask;  /* width of bmask in bytes */
       Image*          imask;  /* mask image */
       uchar*          bmask;  /* mask buffer */

       int             ncmp;
       uchar           bcmp[4];
} Filldata;

void
fillscan(Filldata *f, Point p0)
{
       int x, y;
       uchar *b;

       x = p0.x;
       y = p0.y;
       b = f->bmask + y*f->wmask;
       if(b[x/8] & 0x80>>(x%8))
               return;

       if(f->yscan != y){
               draw(f->iscan, f->iscan->r, f->dst, nil, Pt(f->r.min.x, f->r.min.y+y));
               if(unloadimage(f->iscan, f->iscan->r, f->bscan, f->wscan) < 0)
                       return;
               f->yscan = y;
       }

       for(x = p0.x; x >= 0; x--){
               if(memcmp(f->bscan + x*f->ncmp, f->bcmp, f->ncmp))
                       break;
               b[x/8] |= 0x80>>(x%8);
       }
       for(x = p0.x+1; x < f->r0.max.x; x++){
               if(memcmp(f->bscan + x*f->ncmp, f->bcmp, f->ncmp))
                       break;
               b[x/8] |= 0x80>>(x%8);
       }

       y = p0.y-1;
       if(y >= 0){
               for(x = p0.x; x >= 0; x--){
                       if((b[x/8] & 0x80>>(x%8)) == 0)
                               break;
                       fillscan(f, Pt(x, y));
               }
               for(x = p0.x+1; x < f->r0.max.x; x++){
                       if((b[x/8] & 0x80>>(x%8)) == 0)
                               break;
                       fillscan(f, Pt(x, y));
               }
       }

       y = p0.y+1;
       if(y < f->r0.max.y){
               for(x = p0.x; x >= 0; x--){
                       if((b[x/8] & 0x80>>(x%8)) == 0)
                               break;
                       fillscan(f, Pt(x, y));
               }
               for(x = p0.x+1; x < f->r0.max.x; x++){
                       if((b[x/8] & 0x80>>(x%8)) == 0)
                               break;
                       fillscan(f, Pt(x, y));
               }
       }
}

void
floodfill(Image *dst, Rectangle r, Point p, Image *src)
{
       Filldata f;

       if(!rectclip(&r, dst->r))
               return;
       if(!ptinrect(p, r))
               return;
       memset(&f, 0, sizeof(f));
       f.dst = dst;
       f.r = r;
       f.r0 = rectsubpt(r, r.min);
       f.wmask = bytesperline(f.r0, 1);
       f.nmask = f.wmask*f.r0.max.y;
       if((f.bmask = mallocz(f.nmask, 1)) == nil)
               goto out;
       if((f.imask = allocimage(display, f.r0, GREY1, 0, DNofill)) == nil)
               goto out;

       r = f.r0;
       r.max.y = 1;
       if((f.iscan = allocimage(display, r, RGB24, 0, DNofill)) == nil)
               goto out;
       f.yscan = -1;
       f.wscan = bytesperline(f.iscan->r, f.iscan->depth);
       if((f.bscan = mallocz(f.wscan, 0)) == nil)
               goto out;

       r = Rect(0,0,1,1);
       f.ncmp = (f.iscan->depth+7) / 8;
       draw(f.iscan, r, dst, nil, p);
       if(unloadimage(f.iscan, r, f.bcmp, sizeof(f.bcmp)) < 0)
               goto out;

       fillscan(&f, subpt(p, f.r.min));

       loadimage(f.imask, f.imask->r, f.bmask, f.nmask);
       draw(f.dst, f.r, src, f.imask, f.imask->r.min);
out:
       free(f.bmask);
       free(f.bscan);
       if(f.iscan)
               freeimage(f.iscan);
       if(f.imask)
               freeimage(f.imask);
}

void
translate(Point d)
{
       Rectangle r, nr;

       if(canvas==nil || d.x==0 && d.y==0)
               return;
       r = c2sr(canvas->r);
       nr = rectaddpt(r, d);
       rectclip(&r, screen->clipr);
       draw(screen, rectaddpt(r, d), screen, nil, r.min);
       zoomdraw(screen, nr, rectaddpt(r, d), back, canvas, canvas->r.min, zoom);
       gendrawdiff(screen, screen->r, nr, back, ZP, nil, ZP, SoverD);
       spos = addpt(spos, d);
       flushimage(display, 1);
}

void
setzoom(Point o, int z)
{
       if(z < 1)
               return;
       cpos = s2c(o);
       spos = o;
       zoom = z;
       update(nil);
}

void
center(void)
{
       cpos = ZP;
       if(canvas)
               cpos = addpt(canvas->r.min,
                       divpt(subpt(canvas->r.max, canvas->r.min), 2));
       spos = addpt(screen->r.min,
               divpt(subpt(screen->r.max, screen->r.min), 2));
       update(nil);
}

void
drawpal(void)
{
       Rectangle r, rr;
       int i;

       r = screen->r;
       r.min.y = r.max.y - 20;
       replclipr(screen, 0, r);

       penr = r;
       penr.min.x = r.max.x - NBRUSH*Dy(r);

       palr = r;
       palr.max.x = penr.min.x;

       r = penr;
       draw(screen, r, back, nil, ZP);
       for(i=0; i<NBRUSH; i++){
               r.max.x = penr.min.x + (i+1)*Dx(penr) / NBRUSH;
               rr = r;
               if(i == brush)
                       rr.min.y += Dy(r)/3;
               if(i == NBRUSH-1){
                       /* last is special brush for fill draw */
                       draw(screen, rr, ink, nil, ZP);
               } else {
                       rr.min = addpt(rr.min, divpt(subpt(rr.max, rr.min), 2));
                       rr.max = rr.min;
                       strokedraw(screen, rr, ink, i);
               }
               r.min.x = r.max.x;
       }

       r = palr;
       for(i=1; i<=nelem(pal); i++){
               r.max.x = palr.min.x + i*Dx(palr) / nelem(pal);
               rr = r;
               if(ink == pal[i-1])
                       rr.min.y += Dy(r)/3;
               draw(screen, rr, pal[i-1], nil, ZP);
               gendrawdiff(screen, r, rr, back, ZP, nil, ZP, SoverD);
               r.min.x = r.max.x;
       }

       r = screen->r;
       r.max.y -= Dy(palr);
       replclipr(screen, 0, r);
}

int
hitpal(Mouse m)
{
       int i;
       u32int c;
       char buf[16], *e;

       if(ptinrect(m.xy, penr)){
               if(m.buttons & 7){
                       brush = ((m.xy.x - penr.min.x) * NBRUSH) / Dx(penr);
                       drawpal();
               }
               return 1;
       }
       if(ptinrect(m.xy, palr)){
               Image *col;

               i = (m.xy.x - palr.min.x) * nelem(pal) / Dx(palr);
               col = pal[i];
               switch(m.buttons & 7){
               case 1:
                       ink = col;
                       drawpal();
                       break;
               case 2:
                       back = col;
                       drawpal();
                       update(nil);
                       break;
               case 4:
                       snprint(buf, sizeof(buf), "%06x", c64[i]);
                       if(eenter("Hex", buf, sizeof(buf), &m) == 6){
                               c = strtoll(buf, &e, 16);
                               if(*e == 0){
                                       c64[i] = c;
                                       freeimage(pal[i]);
                                       pal[i] = allocimage(display, Rect(0, 0, 1, 1), RGB24, 1, c<<8|0xff);
                                       drawpal();
                               }
                       }
                       break;
               }
               return 1;
       }
       return 0;
}

void
catch(void *, char *msg)
{
       if(strstr(msg, "closed pipe"))
               noted(NCONT);
       noted(NDFLT);
}

int
pipeline(char *fmt, ...)
{
       char buf[1024];
       va_list a;
       int p[2];

       va_start(a, fmt);
       vsnprint(buf, sizeof(buf), fmt, a);
       va_end(a);
       if(pipe(p) < 0)
               return -1;
       switch(rfork(RFPROC|RFMEM|RFFDG|RFNOTEG|RFREND)){
       case -1:
               close(p[0]);
               close(p[1]);
               return -1;
       case 0:
               close(p[1]);
               dup(p[0], 0);
               dup(p[0], 1);
               close(p[0]);
               execl("/bin/rc", "rc", "-c", buf, nil);
               exits("exec");
       }
       close(p[0]);
       return p[1];
}

void
usage(void)
{
       fprint(2, "usage: %s [ file ]\n", argv0);
       exits("usage");
}

void
main(int argc, char *argv[])
{
       char *s, buf[1024];
       Rectangle r;
       Image *img;
       int i, fd;
       Event e;
       Mouse m;
       Point p, d;

       ARGBEGIN {
       default:
               usage();
       } ARGEND;

       if(argc == 1)
               filename = strdup(argv[0]);
       else if(argc != 0)
               usage();

       if(initdraw(0, 0, "paint") < 0)
               sysfatal("initdraw: %r");

       if(filename){
               if((fd = open(filename, OREAD)) < 0)
                       sysfatal("open: %r");
               if((canvas = readimage(display, fd, 0)) == nil)
                       sysfatal("readimage: %r");
               close(fd);
       }

       /* palette initialization */
       for(i=0; i<nelem(pal); i++){
               pal[i] = allocimage(display, Rect(0, 0, 1, 1), RGB24, 1,
                       c64[i % nelem(c64)]<<8 | 0xFF);
               if(pal[i] == nil)
                       sysfatal("allocimage: %r");
       }
       ink = pal[0];
       back = pal[1];
       drawpal();
       center();

       einit(Emouse | Ekeyboard);

       notify(catch);
       for(;;) {
               switch(event(&e)){
               case Emouse:
                       if(hitpal(e.mouse))
                               continue;

                       img = ink;
                       switch(e.mouse.buttons & 7){
                       case 2:
                               img = back;
                               /* no break */
                       case 1:
                               p = s2c(e.mouse.xy);
                               if(brush == NBRUSH-1){
                                       /* flood fill brush */
                                       if(canvas == nil || !ptinrect(p, canvas->r)){
                                               back = img;
                                               drawpal();
                                               update(nil);
                                               break;
                                       }
                                       r = canvas->r;
                                       save(r, 1);
                                       floodfill(canvas, r, p, img);
                                       update(&r);

                                       /* wait for mouse release */
                                       while(event(&e) == Emouse && (e.mouse.buttons & 7) != 0)
                                               ;
                                       break;
                               }
                               r = strokerect(Rpt(p, p), brush);
                               expand(r);
                               save(r, 1);
                               strokedraw(canvas, Rpt(p, p), img, brush);
                               update(&r);
                               for(;;){
                                       m = e.mouse;
                                       if(event(&e) != Emouse)
                                               break;
                                       if((e.mouse.buttons ^ m.buttons) & 7)
                                               break;
                                       d = s2c(e.mouse.xy);
                                       if(eqpt(d, p))
                                               continue;
                                       r = strokerect(Rpt(p, d), brush);
                                       expand(r);
                                       save(r, 0);
                                       strokedraw(canvas, Rpt(p, d), img, brush);
                                       update(&r);
                                       p = d;
                               }
                               break;
                       case 4:
                               for(;;){
                                       m = e.mouse;
                                       if(event(&e) != Emouse)
                                               break;
                                       if((e.mouse.buttons & 7) != 4)
                                               break;
                                       translate(subpt(e.mouse.xy, m.xy));
                               }
                               break;
                       }
                       break;
               case Ekeyboard:
                       switch(e.kbdc){
                       case Kesc:
                               zoom = 1;
                               center();
                               break;
                       case '+':
                               if(zoom < 0x1000)
                                       setzoom(e.mouse.xy, zoom*2);
                               break;
                       case '-':
                               if(zoom > 1)
                                       setzoom(e.mouse.xy, zoom/2);
                               break;
                       case 'c':
                               if(canvas == nil)
                                       break;
                               save(canvas->r, 1);
                               freeimage(canvas);
                               canvas = nil;
                               update(nil);
                               break;
                       case 'u':
                               restore(16);
                               break;
                       case 'f':
                               brush = NBRUSH-1;
                               drawpal();
                               break;
                       case '0': case '1': case '2': case '3': case '4':
                       case '5': case '6': case '7': case '8': case '9':
                               brush = e.kbdc - '0';
                               drawpal();
                               break;
                       default:
                               if(e.kbdc == Kdel)
                                       e.kbdc = 'q';
                               buf[0] = 0;
                               if(filename && (e.kbdc == 'r' || e.kbdc == 'w'))
                                       snprint(buf, sizeof(buf), "%C %s", e.kbdc, filename);
                               else if(e.kbdc > 0x20 && e.kbdc < 0x7f)
                                       snprint(buf, sizeof(buf), "%C", e.kbdc);
                               if(eenter("Cmd", buf, sizeof(buf), &e.mouse) <= 0)
                                       break;
                               if(strcmp(buf, "q") == 0)
                                       exits(nil);
                               s = buf+1;
                               while(*s == ' ' || *s == '\t')
                                       s++;
                               if(*s == 0)
                                       break;
                               switch(buf[0]){
                               case 'r':
                                       if((fd = open(s, OREAD)) < 0){
                                       Error:
                                               snprint(buf, sizeof(buf), "%r");
                                               eenter(buf, nil, 0, &e.mouse);
                                               break;
                                       }
                                       free(filename);
                                       filename = strdup(s);
                               Readimage:
                                       unlockdisplay(display);
                                       img = readimage(display, fd, 1);
                                       close(fd);
                                       lockdisplay(display);
                                       if(img == nil){
                                               werrstr("readimage: %r");
                                               goto Error;
                                       }
                                       if(canvas){
                                               save(canvas->r, 1);
                                               freeimage(canvas);
                                       }
                                       canvas = img;
                                       center();
                                       break;
                               case 'w':
                                       if((fd = create(s, OWRITE, 0660)) < 0)
                                               goto Error;
                                       free(filename);
                                       filename = strdup(s);
                               Writeimage:
                                       if(canvas)
                                       if(writeimage(fd, canvas, 0) < 0){
                                               close(fd);
                                               werrstr("writeimage: %r");
                                               goto Error;
                                       }
                                       close(fd);
                                       break;
                               case '<':
                                       if((fd = pipeline("%s", s)) < 0)
                                               goto Error;
                                       goto Readimage;
                               case '>':
                                       if((fd = pipeline("%s", s)) < 0)
                                               goto Error;
                                       goto Writeimage;
                               case '|':
                                       if(canvas == nil)
                                               break;
                                       if((fd = pipeline("%s", s)) < 0)
                                               goto Error;
                                       switch(rfork(RFMEM|RFPROC|RFFDG)){
                                       case -1:
                                               close(fd);
                                               werrstr("rfork: %r");
                                               goto Error;
                                       case 0:
                                               writeimage(fd, canvas, 1);
                                               exits(nil);
                                       }
                                       goto Readimage;
                               }
                               break;
                       }
                       break;
               }
       }
}

void
eresized(int)
{
       if(getwindow(display, Refnone) < 0)
               sysfatal("resize failed");
       drawpal();
       update(nil);
}