#include <c_Random.h>

#include <stdlib.h>
#include <stdint.h>
#include <time.h>

#if defined(_WIN32) || defined(_WIN64)
    #include <windows.h>
#else
    #include <unistd.h>
#endif

/* ------------------------------------------------------------------------------------------------------------------ */
/*  */

void c_Random_Init(void) {
    // 1. 获取基础日历时间（秒级）
    uint64_t seed_entropy = (uint64_t)time(NULL);

    // 2. 获取高精度硬件/OS级时间戳，阻断高频重启或高并发时的秒级碰撞
#if defined(_WIN32) || defined(_WIN64)
    LARGE_INTEGER perf_counter;
    if (QueryPerformanceCounter(&perf_counter)) {
        seed_entropy ^= (uint64_t)perf_counter.QuadPart;
    } else {
        seed_entropy ^= (uint64_t)GetTickCount();
    }
    // 混合当前进程 ID
    seed_entropy ^= ((uint64_t)GetCurrentProcessId() << 16);
#else
    struct timespec ts;
    // 优先采用高精度纳秒单调时钟
    if (clock_gettime(CLOCK_MONOTONIC, &ts) == 0) {
        seed_entropy ^= ((uint64_t)ts.tv_sec << 32) ^ (uint64_t)ts.tv_nsec;
    } else if (clock_gettime(CLOCK_REALTIME, &ts) == 0) {
        seed_entropy ^= ((uint64_t)ts.tv_sec << 32) ^ (uint64_t)ts.tv_nsec;
    }
    // 混合当前进程 ID
    seed_entropy ^= ((uint64_t)getpid() << 16);
#endif

    // 3. 核心避坑：加入运行时环境的 ASLR 栈空间地址作为环境噪声
    // 局部变量在栈上的地址在每次运行时受操作系统 ASLR 影响都是随机的
    volatile int dummy_stack_var = 0;
    uintptr_t stack_address = (uintptr_t)&dummy_stack_var;
    seed_entropy ^= (uint64_t)stack_address;

    // 4. 将采集到的 64 位熵数据进行简单混淆（对折异或），降维匹配到标准库 srand 的参数空间
    unsigned int final_seed = (unsigned int)(seed_entropy ^ (seed_entropy >> 32));

    // 5. 播种
    srand(final_seed);
}


/**
 * @brief 生成指定闭区间 [min, max] 内的高质量均匀分布无符号整数
 *
 * @param min 区间下界（包含）
 * @param max 区间上界（包含）
 * @return uint64_t 生成的随机数
 */
uint64_t c_Random_RangeU64(uint64_t min, uint64_t max) {
    if (min >= max) {
        return min;
    }

    uint64_t range = max - min + 1;

    // 核心：消除模数偏差 (Modulo Bias) 算法
    // 计算在 RAND_MAX（或此处为 UINT64_MAX 映射区间）内排出的残缺余数窗口
    uint64_t limit = UINT64_MAX - (UINT64_MAX % range);
    uint64_t rand_val;

    do {
        // 拼接两个标准的 32 位随机数以组合成高质量的 64 位宽随机数源
        // 若您的平台有硬件随机数（如 NDK 的 arc4random 或 x86 的 RDRAND），可在此处替换
        uint64_t high = (uint32_t)rand();
        uint64_t low  = (uint32_t)rand();
        rand_val = (high << 32) | low;
    } while (rand_val >= limit); // 落在残缺窗口内的数直接丢弃，重新抽取

    return min + (rand_val % range);
}

/**
 * @brief 生成指定闭区间 [min, max] 内的高质量有符号整数
 */
int64_t c_Random_RangeI64(int64_t min, int64_t max) {
    if (min >= max) return min;

    // 将有符号区间平移映射至无符号空间处理，完美规避符号位溢出死锁
    uint64_t range = (uint64_t)(max - min);
    uint64_t limit = UINT64_MAX - (UINT64_MAX % (range + 1));
    uint64_t rand_val;

    do {
        uint64_t high = (uint32_t)rand();
        uint64_t low  = (uint32_t)rand();
        rand_val = (high << 32) | low;
    } while (rand_val >= limit);

    return min + (int64_t)(rand_val % (range + 1));
}

/**
 * @brief 生成指定区间 [min, max) 内的双精度浮点数
 */
double c_Random_RangeDouble(double min, double max) {
    if (min >= max) return min;

    // 将标准生成的 64 位无符号随机数归一化映射到 [0.0, 1.0) 之间
    double scale = (double)rand() / ((double)RAND_MAX + 1.0);

    return min + scale * (max - min);
}