#include <inttypes.h>
#include <stdbool.h>
#include <stdint.h>
#include <stdio.h>
#include <stdlib.h>

// Comme uint64_t est un peu pénible à taper, on utilise
// un typedef :
typedef uint64_t ui;

#define HEAP_SIZE 32

ui heap[HEAP_SIZE];

// Cette fonction convertit un pointeur (qui doit être issu de
// malloc_ui) en un indice dans le tableau heap.
// Vous en aurez besoin pour écrire les différentes versions
// de free_ui (juste un appel au début, ensuite on ne manipule plus
// que des indices), mais il est complètement normal de ne pas
// comprendre comment elle fonctionne : c'est de l'arithmétique des
// pointeurs, qui est hors programme.
ui heap_index(ui *p) { return p - heap; }

// Cette fonction initialise le tas à une valeur particulière, que
// vous avez peu de chance d'utiliser par hasard. Cela nous
// permettra en pratique de repérer les cases dont la valeur n'a
// jamais été modifiée quand on affiche le contenu du tas.
// Elle est destinée à être appelée une unique fois, tout au début
// de l'exécution du programme.
void pre_initialize_heap(void) {
    for (ui i = 0; i < HEAP_SIZE; i++) {
        heap[i] = 0xFFFFFFFF;
    }
}

// La fonction suivante affiche le contenu du tas. Les cases
// identifiées comme n'ayant jamais été modifiées sont affichées
// de manière particulière.
void print_heap(void) {
    for (ui i = 0; i < HEAP_SIZE; i++) {
        ui x = heap[i];
        if (x == 0xFFFFFFFF) {
            printf("... ");
        } else {
            printf("%3" PRIu64 " ", x);
        }
    }
    printf("\n");
}

void set_memory(ui *p, ui size, ui value) {
    for (ui i = 0; i < size; i++) {
        p[i] = value;
    }
}

const uint64_t prologue = 3;

void add_begin_chain(uint64_t i) {
    heap[i + 1] = heap[1];
    heap[i] = 1;
    heap[heap[1]] = i;
    heap[1] = i;
}

void remove_from_chain(uint64_t i) {
    heap[heap[i] + 1] = heap[1];
    heap[heap[i + 1]] = heap[0];
}

bool is_free(uint64_t i) { return heap[i - 1] % 2 == 0; }

uint64_t read_size(uint64_t i) { return heap[i - 1] - (heap[i - 1] & 0b1); }

void set_free(uint64_t i, uint64_t size) {
    size += ((size & 0b1) << 1);
    heap[i - 1] = size - (size & 0b1);
    heap[i + size] = size - (size & 0b1);
}

void set_used(uint64_t i, uint64_t size) {
    size += ((size & 0b1) << 1);
    heap[i - 1] = size | 0b1;
    heap[i + size] = size | 0b1;
}

// À ne pas appeler sur l'épilogue
uint64_t next(uint64_t i) { return i + read_size(i) + 2; }

// À ne pas appeler sur le prologue
uint64_t previous(uint64_t i) {
    return i - (heap[i - 2] - (heap[i - 2] % 2)) - 2;
}

void init_heap(void) {
    heap[0] = 5;
    heap[1] = 0;
    heap[2] = 1;
    heap[3] = 1;
    heap[4] = 1;
    heap[5] = 1;
}

// Returns the first sufficiently large free block,
// or 0 if no such block exists.
uint64_t search_free_list(uint64_t size) {
    ui i = heap[0];
    while (i != 0) {
        if (read_size(i) >= size) {
            return i;
        }
        i = heap[i + 1];
    }
    return 0;
}

uint64_t *malloc_ui64(uint64_t size) {
    ui i = search_free_list(size);
    if (i != 0) {
        remove_from_chain(i);
        ui isize = read_size(i);
        ui free_size = isize - size;
        if (free_size >= 4) {
            heap[i + size] = size;
            heap[i + size + 1] = free_size - 2;
            heap[i + isize] = free_size - 2;
        }
    }
    return NULL;
}

void free_ui64(uint64_t *p) {
    // À implémenter
}

int main(void) {
    pre_initialize_heap();

    /* // Pour tester, une fois que les fonctions sont implémentées
    init_heap();
    print_heap();

    uint64_t *p1 = malloc_ui64(2);
    set_memory(p1, 2, 42);
    print_heap();
    uint64_t *p2 = malloc_ui64(2);
    set_memory(p2, 2, 52);
    print_heap();
    uint64_t *p3 = malloc_ui64(2);
    set_memory(p3, 2, 62);
    print_heap();
    uint64_t *p4 = malloc_ui64(2);
    set_memory(p4, 2, 72);
    print_heap();
    uint64_t *p5 = malloc_ui64(1);
    set_memory(p5, 1, 82);
    print_heap();
    uint64_t *p6 = malloc_ui64(1);
    set_memory(p6, 1, 92);
    print_heap();

    printf("\nFin des allocations initiales \n");

    free_ui64(p1);
    print_heap();
    free_ui64(p5);
    print_heap();
    free_ui64(p3);
    print_heap();
    free_ui64(p6);
    print_heap();
    free_ui64(p2);
    print_heap();

    printf("\nAllocation d'un bloc de taille 10, initialisé à 69.\n");
    uint64_t *p7 = malloc_ui64(10);
    set_memory(p7, 10, 69);
    print_heap();

    printf("\n Libération de ce bloc, puis allocation de taille 8.\n");
    free_ui64(p7);
    p7 = malloc_ui64(8);
    set_memory(p7, 8, 99);
    print_heap();
    */

    return EXIT_SUCCESS;
}