#include <Arduino.h>
#define I2S_XSMT    15
#define I2S_DOUT    16
#define I2S_BCLK    17
#define I2S_LRCLK   18

#define TONE_FREQ   440.0f
#define SAMPLE_RATE 44100
// ultra-szybkie makra rejestrowe dla ESP32-S3 (kompatybilne z Arduino 3.x)
#define BCK_HIGH()  (*(volatile uint32_t *)(0x60004008) = (1 << I2S_BCLK)) // GPIO_OUT_W1TS_REG
#define BCK_LOW()   (*(volatile uint32_t *)(0x6000400C) = (1 << I2S_BCLK)) // GPIO_OUT_W1TC_REG

#define LRCK_HIGH() (*(volatile uint32_t *)(0x60004008) = (1 << I2S_LRCLK))
#define LRCK_LOW()  (*(volatile uint32_t *)(0x6000400C) = (1 << I2S_LRCLK))

#define DOUT_HIGH() (*(volatile uint32_t *)(0x60004008) = (1 << I2S_DOUT))
#define DOUT_LOW()  (*(volatile uint32_t *)(0x6000400C) = (1 << I2S_DOUT))

void setup() {
  Serial.begin(115200);
  delay(500);
  Serial.println("=========================================");
  Serial.println("PCM5102A FAST REGISTER-BASED I2S EMULATOR");
  Serial.println("=========================================");

  pinMode(I2S_BCLK, OUTPUT);
  pinMode(I2S_LRCLK, OUTPUT);
  pinMode(I2S_DOUT, OUTPUT);
  pinMode(I2S_XSMT, OUTPUT);

  digitalWrite(I2S_BCLK, LOW);
  digitalWrite(I2S_LRCLK, HIGH);
  digitalWrite(I2S_DOUT, LOW);
  digitalWrite(I2S_XSMT, HIGH); // Odciszenie DAC

  Serial.println("START SZYBKIEJ EMULACJI (REGISTER BIT-BANGING)...");
}

void sendI2SSampleFast(int16_t left, int16_t right) {
  // ---- KANAŁ LEWY (LRCK = LOW) ----
  LRCK_LOW();
  DOUT_LOW(); // Jawne wymuszenie stanu niskiego na bicie opóźnienia MSB
  // Bit 1: Opóźnienie protokołu Philips (1-bit delay)
  BCK_HIGH(); 
  BCK_LOW();
  // Bity 2 do 17: Wysyłanie 16 bitów właściwych danych (od MSB do LSB)
  for (int b = 15; b >= 0; b--) {
    if ((left >> b) & 1) { DOUT_HIGH(); } else { DOUT_LOW(); }
    BCK_HIGH(); 
    BCK_LOW();
  }
  // Bity 18 do 32: Dopełnienie zerami (Padding) dla 32-bitowego slotu
  DOUT_LOW();
  for (int b = 0; b < 15; b++) {
    BCK_HIGH(); 
    BCK_LOW();
  }
  // ---- KANAŁ PRAWY (LRCK = HIGH) ----
  LRCK_HIGH();
  DOUT_LOW(); // KOREKTA: Jawne zabezpieczenie stanu niskiego przed pierwszym taktem BCK drugiego kanału
  // Bit 1: Opóźnienie protokołu Philips (1-bit delay)
  BCK_HIGH(); 
  BCK_LOW();
  // Bity 2 do 17: Wysyłanie 16 bitów danych prawego kanału
  for (int b = 15; b >= 0; b--) {
    if ((right >> b) & 1) { DOUT_HIGH(); } else { DOUT_LOW(); }
    BCK_HIGH(); 
    BCK_LOW();
  }
  // Bity 18 do 32: Dopełnienie zerami (Padding) dla 32-bitowego slotu
  DOUT_LOW();
  for (int b = 0; b < 15; b++) {
    BCK_HIGH(); 
    BCK_LOW();
  }
}

void loop() {
  static float phase = 0.0f;
  static uint32_t sampleCounter = 0;
  static uint32_t lastReport = 0;

  int16_t currentSample = (int16_t)(sinf(phase) * 15000.0f);

  phase += 2.0f * PI * TONE_FREQ / SAMPLE_RATE;
  if (phase >= 2.0f * PI) phase -= 2.0f * PI;

  sendI2SSampleFast(currentSample, currentSample);
  sampleCounter++;

  if (millis() - lastReport >= 1000) {
    lastReport = millis();
    Serial.printf("[ESP32-S3] Generowanie aktywne. Wysłano próbki: %lu\n", (unsigned long)sampleCounter);
  }
}