ENIB LANG-C App_02 - Exercice applicatif sur un thème libre

{} Préparation de l'environnement de travail

Créez sur votre poste de travail un répertoire pour cet exercice que vous nommerez à votre convenance.
Tous les fichiers suivants y prendront place

Fichier CpPy.py✎

Contenu du fichier CpPy.py

#!/usr/bin/env python
# -*- coding: utf-8 -*-
#~~~~~~~~~~~~~~~~~~~~~~~~~~~~~~~~~~~~~~~~~~~~~~~~~~~~~~~~~~~~~~~~~~~~~~~~~~~~~

import sys
import os
import platform
import ctypes
import time
import traceback

try:
  import tkinter as tk # python3
except:
  import Tkinter as tk # python2

#~~~~~~~~~~~~~~~~~~~~~~~~~~~~~~~~~~~~~~~~~~~~~~~~~~~~~~~~~~~~~~~~~~~~~~~~~~~~~

class Record:
  __init__=lambda self, **kw: self.__dict__.update(**kw)
  __repr__=lambda self: repr(self.__dict__)
  __eq__=lambda self, oth: oth is not None and self.__dict__==oth.__dict__
  __getitem__=lambda self, attr: self.__dict__.__getitem__(attr)
  __setitem__=lambda self, attr, value: self.__dict__.__setitem__(attr, value)
  get=lambda self, attr, default=None: self.__dict__.get(attr, default)

def txt(fmt, *args, **kw):
  return fmt.format(*args, **kw)

def out(fmt, *args, **kw):
  sys.stdout.write(txt(fmt, *args, **kw))

def err(fmt, *args, **kw):
  sys.stderr.write(txt(fmt, *args, **kw))

#~~~~~~~~~~~~~~~~~~~~~~~~~~~~~~~~~~~~~~~~~~~~~~~~~~~~~~~~~~~~~~~~~~~~~~~~~~~~~

def make_screen(app):
  byte_count=3*app.width*app.height
  alignment=64 # align data on cacheline
  pfx1=b'P6\n'
  pfx2=txt('{} {}\n255\n', app.width, app.height).encode()
  offset=len(pfx1)+len(pfx2)
  app.ppm=bytearray(offset+alignment+byte_count)
  addr=ctypes.addressof((ctypes.c_uint8*len(app.ppm)).from_buffer(app.ppm))
  adjust=(addr+offset)%alignment
  if adjust: adjust=alignment-adjust
  pfx=pfx1+(b' '*adjust)+pfx2
  offset+=adjust
  for i in range(offset): app.ppm[i]=pfx[i]
  app.screen=(ctypes.c_uint8*byte_count).from_buffer(app.ppm, offset)

def event_info(app, kind, evt):
  (x, y, w, h, btn, key)=(app.lbl.winfo_pointerx()-app.lbl.winfo_rootx(),
                          app.lbl.winfo_pointery()-app.lbl.winfo_rooty(),
                          app.lbl.winfo_width(),
                          app.lbl.winfo_height(),
                          0, b'')
  if kind==b'W':
    kind=b'BP' # translate wheel-up/down to button-press-4/5
    btn=4 if evt.delta<0 else 5
  elif kind==b'KP' or kind==b'KR':
    key=evt.char if evt.char and type(evt.char)==str else evt.keysym
    key={'\r': '\n',
         '\x1b': 'Escape',
         }.get(key, key).encode(sys.stdout.encoding)
  elif kind==b'BP' or kind==b'BR':
    btn=evt.num
    if kind==b'BR' and btn>3: kind=None # no release for mouse-wheel
  return (kind, x, y, w, h, btn, key)

def update_ppm(app):
  if app.ppm_convert is None:
    # depending on python/tkinter versions (and bugs), some conversions
    # are required when providing Tkinter.PhotoImage data
    # - python 3 wants bytes() and directly accesses them
    # - python 2 wants utf-8 encoded str() but decodes it to bytes again!
    app.ppm_convert=[] # one of these should work...
    if 0: # memory leak!!!
      app.ppm_convert.append(lambda ppm: app.top.tk._createbytearray(ppm))
    if tk.__name__=='tkinter': # bad utf-8 conversions in python 2
      app.ppm_convert.append(lambda ppm: bytes(ppm))
    app.ppm_convert.append(lambda ppm: ppm.decode('latin-1').encode('utf-8'))
    app.ppm_convert.append(lambda ppm: ppm.decode('latin-1').encode('utf-8')
                                          .replace(b'\x00', b'\xc0\x80'))
  while app.ppm_convert:
    try:
      ppm=app.ppm_convert[0](app.ppm)
      # FIXME: some versions of Tkinter.PhotoImage have a memory leak!
      #        (probably in tk._createbytearray)
      #        thus we perform a direct call to Tcl/Tk
      if 0:
        app.photo.config(width=app.width, height=app.height,
                         format='ppm', data=ppm)
      else:
        app.top.tk.call(app.photo.name, 'configure',
                        '-width', app.width, '-height', app.height,
                        '-format', 'ppm', '-data', ppm)
      break # this conversion was suitable
    except:
      # traceback.print_exc()
      del app.ppm_convert[0] # forget this conversion which was not suitable

def callback(app, kind):
  return lambda *evt_args: handle_event(evt_args, app, kind)

def handle_event(evt_args, app, kind):
  if app.must_quit:
    return
  (kind, x, y, w, h, btn, key)=event_info(app, kind,
                                          evt_args[0] if evt_args else None)
  if kind is None: return # ignore event
  if w!=app.width or h!=app.height or app.screen is None:
    (app.width, app.height)=(w, h)
    make_screen(app)
  now=time.time()
  result=app.ntv_update(kind, x, y, w, h, btn, key, app.screen, app.ntv_state)
  if result<0:
    app.must_quit=True
    tk._default_root.quit()
  else:
    if result&1:
      update_ppm(app)
      tk._default_root.update_idletasks() # make visible ASAP
    if kind==b'T':
      dt_ms=int(1000.0*(now+app.dt-time.time()))
      app.timeout_id=app.top.after(max(1, dt_ms), callback(app, b'T'))

def make_gui(app):
  if not tk._default_root: tk.Tk().withdraw()
  app.top=tk.Toplevel()
  app.top.title('CpPy -- %s'%sys.argv[1])
  app.top.config(borderwidth=0, padx=0, pady=0)
  app.top.rowconfigure(0, weight=1)
  app.top.columnconfigure(0, weight=1)
  app.photo=tk.PhotoImage(width=app.width, height=app.height)
  app.lbl=tk.Label(app.top)
  app.lbl.config(width=app.width, height=app.height,
                 anchor=tk.NW, image=app.photo)
  app.lbl.grid(row=0, column=0, sticky=tk.NSEW)
  # ugly way to force exact initial window size
  (w_req, h_req)=(app.width, app.height)
  for i in range(1000): # don't get stuck forever!
    tk._default_root.update()
    (dw, dh)=(app.lbl.winfo_width()-app.width,
              app.lbl.winfo_height()-app.height)
    if not dw and not dh: break
    w_req+=1 if dw<0 else (-1 if dw>0 else 0)
    h_req+=1 if dh<0 else (-1 if dh>0 else 0)
    app.lbl.config(width=w_req, height=h_req)
  #
  app.ppm_convert=None
  app.ppm=None
  app.screen=None
  app.top.wm_protocol('WM_DELETE_WINDOW', callback(app, b'Q'))
  app.top.bind('<Motion>', callback(app, b'M'))
  app.top.bind('<MouseWheel>', callback(app, b'W'))
  app.top.bind('<ButtonPress>', callback(app, b'BP'))
  app.top.bind('<ButtonRelease>', callback(app, b'BR'))
  app.top.bind('<KeyPress>', callback(app, b'KP'))
  app.top.bind('<KeyRelease>', callback(app, b'KR'))
  app.lbl.bind('<Configure>', callback(app, b'C'))
  app.lbl.event_generate('<Configure>', when='tail') # ensure opening is seen
  if app.dt>=0.0:
    dt_ms=int(1000.0*app.dt)
    app.timeout_id=app.top.after(max(1, dt_ms), callback(app, b'T'))

#~~~~~~~~~~~~~~~~~~~~~~~~~~~~~~~~~~~~~~~~~~~~~~~~~~~~~~~~~~~~~~~~~~~~~~~~~~~~~

def load_native_functions(app, argv):
  if len(argv)<2:
    err('usage: {} library_name [ args... ]\n', argv[0])
    return False
  lib_name=argv[1]
  if sys.platform=='win32':
    sys_lib_name=txt('{}.dll', lib_name)
  elif sys.platform=='darwin':
    sys_lib_name=txt('lib{}.dylib', lib_name)
  else:
    sys_lib_name=txt('lib{}.so', lib_name)
  app.ntv_lib=None
  for d in [os.path.curdir,
            os.path.dirname(sys.modules[__name__].__file__),
            '']:
    path=os.path.abspath(os.path.join(d, sys_lib_name))
    try:
      app.ntv_lib=ctypes.CDLL(path)
      break
    except:
      # traceback.print_exc()
      pass
  if app.ntv_lib is None:
    err('cannot load library {!r}\n', lib_name)
    return None
  for n in ('_init', '_update'):
    fnct_name=lib_name+n
    try:
      fnct=app.ntv_lib[fnct_name]
    except:
      traceback.print_exc()
      err('cannot find {!r} in {!r}\n', fnct_name, lib_name)
      return None
    app['ntv'+n]=fnct
  #
  app.ntv_init.restype=ctypes.c_void_p
  app.ntv_init.argtypes=[ctypes.c_int,    # argc
                         ctypes.c_void_p, # argv
                         ctypes.c_void_p, # &inout_width
                         ctypes.c_void_p, # &inout_height
                         ctypes.c_void_p] # &inout_dt
  #
  app.ntv_update.restype=ctypes.c_int
  app.ntv_update.argtypes=[ctypes.c_char_p, # evt
                           ctypes.c_int,    # x
                           ctypes.c_int,    # y
                           ctypes.c_int,    # w
                           ctypes.c_int,    # h
                           ctypes.c_int,    # btn
                           ctypes.c_char_p, # key
                           ctypes.c_void_p, # screen
                           ctypes.c_void_p] # app
  return True

def main(argv):
  app=Record()
  if not load_native_functions(app, argv):
    return 1
  #
  args=(ctypes.c_char_p*(len(argv)+1))()
  for (i, a) in enumerate(argv):
    args[i]=a.encode(sys.stdout.encoding) if bytes!=str else a # python 2
  (width, height)=(ctypes.c_int(640), ctypes.c_int(480))
  dt=ctypes.c_double(-1.0)
  app.ntv_state=app.ntv_init(len(argv), args,
                             ctypes.byref(width), ctypes.byref(height),
                             ctypes.byref(dt))
  if not app.ntv_state:
    err('cannot initialise application\n')
    return 1
  app.width=max(1, width.value)
  app.height=max(1, height.value)
  app.dt=dt.value
  app.must_quit=False
  #
  make_gui(app)
  app.top.deiconify()
  app.top.mainloop()
  return 0

if __name__=='__main__':
  sys.exit(main(sys.argv))

#~~~~~~~~~~~~~~~~~~~~~~~~~~~~~~~~~~~~~~~~~~~~~~~~~~~~~~~~~~~~~~~~~~~~~~~~~~~~~

Fichier GNUmakefile✎

Contenu du fichier GNUmakefile

#~~~~~~~~~~~~~~~~~~~~~~~~~~~~~~~~~~~~~~~~~~~~~~~~~~~~~~~~~~~~~~~~~~~~~~~~~~~~~
# this GNU-makefile relies on the GCC toolchain
# nb: on Windows, the Mingw-w64 package provides the mingw32-make.exe command
#     ( see https://web.enib.fr/~harrouet/dev_tools/#windows.mingw )

#~~~~ control global settings ~~~~
# make opt=2 --> enable optimisation, then disable debug, but keep symbols
# make opt=1 --> enable optimisation, then disable debug
# make opt=0 --> disable optimisation, then enable debug
opt=0
# make clang=1 --> use clang/clang++, not gcc/g++
# make clang=0 --> use gcc/g++, not clang/clang++
clang=0
# make wasm=1 --> target webassembly rather than the native platform
# make wasm=0 --> target the native platform rather than webassembly
wasm=0

#~~~~ build library or programs ~~~~
# if LIB_TARGET is provided, this library will be built (with its
# platform-specific name), otherwise ${EXE_PREFIX}* programs will be built
LIB_TARGET=NativeCode
EXE_PREFIX=prog

#~~~~ detect operating system ~~~~
ifneq (${OS},Windows_NT)
  ifneq (,${findstring Ubuntu,${shell lsb_release -i 2>/dev/null}})
    OS:=Ubuntu
  else ifneq (,${findstring Raspbian,${shell lsb_release -i 2>/dev/null}})
    # Standard distribution for Raspberry-Pi
    OS:=Raspbian
  else
    OS:=${strip ${shell uname -s}}
  endif
  ifneq (,${findstring Microsoft,${shell cat /proc/version 2>/dev/null}})
    # Windows-Subsystem-for-Linux
    OS:=${OS}_WSL
  endif
endif

#~~~~ adjust project-specific settings ~~~~
CPPFLAGS=
# CPPFLAGS+=-I header/path
LDFLAGS=
# LDFLAGS+=-L library/path -Wl,-rpath,library/path -l library_name
CFLAGS=
CXXFLAGS=
BINFLAGS=
ifneq (,${findstring Windows_NT,${OS}})
  # nothing special for now
else
  ifneq (,${strip ${LIB_TARGET}})
    BINFLAGS+=-fPIC
  endif
  ifneq (,${findstring Darwin,${OS}})
    # nothing special for now
  else
    ifneq (,${findstring Ubuntu,${OS}})
      # sanitizer sometimes requires gold-linker on Ubuntu
      LDFLAGS+=-fuse-ld=gold
    else ifneq (,${findstring Raspbian,${OS}})
      # some warnings may appear when mixing g++-6 and g++-7 on Raspbian
      CXXFLAGS+=-Wno-psabi
    else
      # nothing special for now
    endif
  endif
endif

#~~~~ adjust platform-specific features (Posix/Windows/Emscripten...) ~~~~
ifneq (,${findstring Windows_NT,${OS}})
  LIB_PREFIX=
  LIB_SUFFIX=.dll
  EXE_SUFFIX=.exe
  SKIP_LINE=echo.
  REMOVE=del /q
else
  LIB_PREFIX=lib
  ifneq (,${findstring Darwin,${OS}})
    LIB_SUFFIX=.dylib
  else
    LIB_SUFFIX=.so
  endif
  EXE_SUFFIX=
  SKIP_LINE=echo
  REMOVE=rm -rf
endif
ifeq (${strip ${wasm}},1)
  LIB_PREFIX:=lib
  LIB_SUFFIX:=.bc
  EXE_SUFFIX:=.html
endif

#~~~~ deduce file names ~~~~
ifneq (,${strip ${LIB_TARGET}})
  LIB_TARGET:=${LIB_PREFIX}${strip ${LIB_TARGET}}${LIB_SUFFIX}
  MAIN_C_FILES=
  MAIN_CXX_FILES=
else
  LIB_TARGET:=
  MAIN_C_FILES=${wildcard ${strip ${EXE_PREFIX}}*.c}
  MAIN_CXX_FILES=${wildcard ${strip ${EXE_PREFIX}}*.cpp}
endif
COMMON_C_FILES=${filter-out ${MAIN_C_FILES},${wildcard *.c}}
COMMON_CXX_FILES=${filter-out ${MAIN_CXX_FILES},${wildcard *.cpp}}
#
MAIN_OBJECT_FILES=${sort ${patsubst %.c,%.o,${MAIN_C_FILES}} \
                         ${patsubst %.cpp,%.o,${MAIN_CXX_FILES}}}
COMMON_OBJECT_FILES=${sort ${patsubst %.c,%.o,${COMMON_C_FILES}} \
                           ${patsubst %.cpp,%.o,${COMMON_CXX_FILES}}}
OBJECT_FILES=${MAIN_OBJECT_FILES} ${COMMON_OBJECT_FILES}
DEPEND_FILES=${patsubst %.o,%.d,${OBJECT_FILES}}
EXE_FILES=${sort ${patsubst %.c,%${EXE_SUFFIX},${MAIN_C_FILES}} \
                 ${patsubst %.cpp,%${EXE_SUFFIX},${MAIN_CXX_FILES}}}
#
GENERATED_FILES=${DEPEND_FILES} ${OBJECT_FILES} ${LIB_TARGET} ${EXE_FILES}
ifneq (,${findstring Darwin,${OS}})
  GENERATED_FILES+=${wildcard *.dSYM}
endif
ifeq (${strip ${wasm}},1)
  GENERATED_FILES+=${patsubst %.html,%.js,${EXE_FILES}}
  GENERATED_FILES+=${patsubst %.html,%.html.mem,${EXE_FILES}}
  GENERATED_FILES+=${patsubst %.html,%.wasm,${EXE_FILES}}
  GENERATED_FILES+=${patsubst %.html,%.wast,${EXE_FILES}}
endif
GENERATED_FILES+=${wildcard output_* *~}

#~~~~ compiler/linker settings ~~~~
CPPFLAGS+=-MMD -pedantic -Wall -Wextra -Wconversion -Wno-sign-conversion
CPPFLAGS+=-Wno-unused -Wno-unused-parameter
CPPFLAGS+=-Werror -Wfatal-errors
CFLAGS+=-std=c99 -Wc++-compat -Wwrite-strings -Wold-style-definition -Wvla
CXXFLAGS+=-std=c++17 -Wno-missing-braces
LDFLAGS+=
BINFLAGS+=
ifeq (${strip ${wasm}},1)
  CC=emcc
  CXX=em++
  CPPFLAGS+=-Wno-dollar-in-identifier-extension
  LDFLAGS+=-s ALLOW_MEMORY_GROWTH=1
else ifeq (${strip ${clang}},1)
  CC=clang
  CXX=clang++
else
  CC=gcc
  CXX=g++
endif
#
ifneq (,${strip ${MAIN_CXX_FILES} ${COMMON_CXX_FILES}})
  # force c++ link if there is at least one c++ source file
  LD:=${CXX}
else
  LD:=${CC}
endif

#~~~~ debug/optimisation settings ~~~~
ifneq (${strip ${opt}},0)
  CPPFLAGS+=-DNDEBUG
  BINFLAGS+=-O3 -ffast-math
  # BINFLAGS+=-fopt-info-vec-optimized
  ifneq (${strip ${wasm}},1)
    BINFLAGS+=-march=native
  endif
  ifeq (${strip ${opt}},2)
    # optimise but keep symbols for profiling
    BINFLAGS+=-g -fno-omit-frame-pointer
  else
    BINFLAGS+=-fomit-frame-pointer
  endif
else
  CPPFLAGS+=-UNDEBUG
  BINFLAGS+=-g -O0
  ifeq (${strip ${wasm}},1)
    # sanitizer is not available yet with Emscripten
  else ifneq (,${findstring Windows_NT,${OS}})
    # sanitizer is not available yet on Windows
  else
    # BINFLAGS+=-fsanitize=address,undefined
    ifneq (,${findstring Raspbian,${OS}})
      # dynamic sanitizer libraries may not be found on Raspbian
      # BINFLAGS+=-static-libasan -static-libubsan
    endif
  endif
endif

#~~~~ main target ~~~~
all : ${EXE_FILES} ${LIB_TARGET}

rebuild : clean all

.SUFFIXES:
.SECONDARY:
.PHONY: all clean rebuild

#~~~~ linker command to produce the library (if any) ~~~~
${LIB_TARGET} : ${COMMON_OBJECT_FILES}
	@echo ==== linking [opt=${opt}] $@ ====
	${LD} -shared -o $@ $^ ${BINFLAGS} ${LDFLAGS}
	@${SKIP_LINE}

#~~~~ linker command to produce the executable files (if any) ~~~~
%${EXE_SUFFIX} : %.o ${COMMON_OBJECT_FILES}
	@echo ==== linking [opt=${opt}] $@ ====
	${LD} -o $@ $^ ${BINFLAGS} ${LDFLAGS}
	@${SKIP_LINE}

#~~~~ compiler command for every source file ~~~~
%.o : %.c
	@echo ==== compiling [opt=${opt}] $< ====
	${CC} -o $@ $< -c ${BINFLAGS} ${CPPFLAGS} ${CFLAGS}
	@${SKIP_LINE}

%.o : %.cpp
	@echo ==== compiling [opt=${opt}] $< ====
	${CXX} -o $@ $< -c ${BINFLAGS} ${CPPFLAGS} ${CXXFLAGS}
	@${SKIP_LINE}

-include ${DEPEND_FILES}

#~~~~ remove generated files ~~~~
clean :
	@echo ==== cleaning ====
	${REMOVE} ${GENERATED_FILES}
	@${SKIP_LINE}

#~~~~~~~~~~~~~~~~~~~~~~~~~~~~~~~~~~~~~~~~~~~~~~~~~~~~~~~~~~~~~~~~~~~~~~~~~~~~~

Fichier NativeCode.c✎

Contenu du fichier NativeCode.c

//----------------------------------------------------------------------------

#if defined _WIN32
# define CPPY_API __declspec(dllexport)
#else
# define CPPY_API
#endif

#include <stdbool.h>
#include <stdint.h>
#include <stdio.h>
#include <stdlib.h>
#include <string.h>
#include <sys/time.h>

#define USE_MASK 1

typedef struct
{
  bool showFps;
  double fpsTime;
  int fpsCount;
} AppState;

double // seconds (1e-6 precision) since 1970/01/01 00:00:00 UTC
getTime(void)
{
  struct timeval tv;
  gettimeofday(&tv, NULL);
  return (double)tv.tv_sec+1e-6*(double)tv.tv_usec;
}

CPPY_API
AppState * // application or NULL
NativeCode_init(int argc,
                const char **argv,
                int *inout_width,
                int *inout_height,
                double *inout_dt)
{
  static AppState application // the global state of the application must
         ={false, 0.0, 0};    //   exist as long as the program does
  AppState *app=&application;
  printf("~~~~ %s() ~~~~\n", __func__);
  for(int i=0; i<argc; ++i)
  {
    printf("args[%d]=<%s>\n", i, argv[i]);
    if(strcmp(argv[i], "fps")==0)
    {
      app->showFps=true;
    }
  }
  const double now=getTime();
  if(app->showFps)
  {
    app->fpsTime=now;
    *inout_dt=0.0;
    *inout_width=800;
    *inout_height=600;
  }
  else
  {
    *inout_dt=1.5;
  }
  printf("%dx%d@%g\n", *inout_width, *inout_height, *inout_dt);
  srand((unsigned int)(now*1e3));
  return app;
}

CPPY_API
int // -1: quit    0: go-on    1: redraw
NativeCode_update(const char *evt,
                  int x,
                  int y,
                  int w,
                  int h,
                  int btn,
                  const char *key,
                  uint8_t *screen,
                  AppState *app)
{
  if(!app->showFps)
  {
    printf("~~~~ %s(e=%s, x=%d, y=%d, w=%d, h=%d, b=%d, k=<%s>) ~~~~\n",
           __func__, evt, x, y, w, h, btn, key);
  }
  if((strcmp(evt, "Q")==0)||
     ((strcmp(evt, "KR")==0)&&(strcmp(key, "Escape")==0)))
  {
    return -1; // quit
  }
  if(app->showFps||
     (strcmp(evt, "C")==0)||
     ((strcmp(evt, "KP")==0)&&(strcmp(key, "r")==0)))
  {
    const uint8_t r1=(uint8_t)(rand()&255),
                  g1=(uint8_t)(rand()&255),
                  b1=(uint8_t)(rand()&255);
    const uint8_t r2=(uint8_t)(rand()&255),
                  g2=(uint8_t)(rand()&255),
                  b2=(uint8_t)(rand()&255);
    for(int id=0, y=0; y<h; ++y)
    {
      for(int x=0; x<w; ++x, id+=3)
      {
        const bool c=((y>>5)^(x>>5))&1;
#if USE_MASK
        const uint8_t m1=c ? 255 : 0, m2=(uint8_t)~m1;
        screen[id+0]=(uint8_t)((r1&m1)|(r2&m2));
        screen[id+1]=(uint8_t)((g1&m1)|(g2&m2));
        screen[id+2]=(uint8_t)((b1&m1)|(b2&m2));
#else
        screen[id+0]=c ? r1 : r2;
        screen[id+1]=c ? g1 : g2;
        screen[id+2]=c ? b1 : b2;
#endif
      }
    }
    if(app->showFps)
    {
      ++app->fpsCount;
      const double now=getTime();
      const double elapsed=now-app->fpsTime;
      if(elapsed>2.0)
      {
        printf("%g FPS\n", app->fpsCount/elapsed);
        app->fpsCount=0;
        app->fpsTime=now;
      }
    }
    return 1; // redraw
  }
  return 0; // go-on
}

//----------------------------------------------------------------------------

Vous pourrez rendre exécutable le programme Python CpPy.py✍ grâce à la commande $ chmod +x CpPy.py ↵

Le fichier GNUmakefile fourni est celui que nous utilisons habituellement si ce n'est que la ligne suivante a été précisée :

LIB_TARGET=NativeCode

En effet, nous ne cherchons pas à fabriquer un programme exécutable autonome mais une bibliothèque dynamique nommée CppEx✍ qui sera chargée depuis notre programme Python✍ (comme déjà décrit dans ce sujet).

Après avoir fabriqué la bibliothèque dynamique NativeCode, vous utiliserez le programme Python fourni de la façon suivante : $ ./CpPy.py NativeCode ↵ Il s'agit d'un exemple minimal exploitant les fonctionnalités mises à disposition par le programme Python CpCpy.py.
Vous devez constater qu'une fenêtre graphique est ouverte, qu'un dessin simpliste y est produit et que les événements (clavier, souris, dimensions, temps...) sont reportés par des messages dans la console.

Un autre utilisation de cet exemple consiste à lui transmettre le mot fps par la ligne de commande. $ ./CpPy.py CppEx fps ↵ Dans ce dernier cas, notre programme s'exécute aussi vite que possible afin de mesurer la vitesse de rafraîchissement de l'affichage✍.

Remarquez que cette solution consistant à utiliser le module Tkinter de Python pour fournir une fenêtre d'interface graphique simpliste à une réalisation en langage C est très discutable !
Il est effectivement très probable que cela introduise un surcoût non négligeable en temps d'exécution rien que pour l'affichage du contenu de la fenêtre graphique.
Ce choix a néanmoins été retenu✍ pour deux raisons :

l'environnement Python/Tkinter est disponible sans difficulté sur un grand nombre de plate-formes d'exécution,
les fonctionnalités très limitées offertes ici permettent de focaliser le travail sur la production de traitements exprimés en langage C sans que tout le temps soit consacré à l'exploration des fonctionnalités d'une bibliothèque tierce✍
L'exploitation des nombreuses possibilités d'une telle bibliothèque serait un sujet en soi, mais n'aurait rien de spécifique à l'étude du langage C.
.

{} Prise en main de l'exemple

Le propos du fichier NativeCode.cpp fourni est d'illustrer, sur un exemple de mise en œuvre très simple, l'usage des quelques fonctionnalités disponibles.
Sa bonne compréhension vous permettra de vous en inspirer pour réaliser l'application graphique de votre choix.

Lorsque le programme Python CpPy.py est invoqué, nous lui transmettons, comme premier argument sur la ligne de commande, le nom de la bibliothèque dynamique qu'il doit charger.
Il s'attend à y retrouver deux fonctions par leur nom ; pour les mêmes raisons qu'expliquées dans ce sujet, la macro CPPY_API les rend ainsi accessibles.

La première de ces deux fonctions concerne l'initialisation de l'application et n'est invoquée qu'une seule fois lorsque le programme démarre.
Son nom est constitué du nom de la bibliothèque et du suffixe _init, ce qui dans le cas de notre exemple donne NativeCode_init().

CPPY_API
AppState * // application or NULL
NativeCode_init(int argc,
                const char **argv,
                int *inout_width,
                int *inout_height,
                double *inout_dt)

Les paramètres argc et argv sont semblables à ceux que nous connaissons pour la fonction main(),
- Ils représentent ici la ligne de commande complète, c'est-à-dire qu'elle commence forcément par le nom du programme Python (./CpPy.py dans argv[0]) et le nom de la bibliothèque (NativeCode dans argv[1]) avant de désigner les éventuels arguments supplémentaires.
- Notre exemple les énumère et les affiche tout en y recherchant la présence du mot fps.
Les paramètres inout_width et inout_height indiquent la taille de la fenêtre graphique.
- Elle a une taille de 640x480 par défaut mais elle est modifiable.
- Notre exemple modifie cette taille si le paramètre fps n'a pas été spécifié et l'affiche dans tous les cas.
Le paramètre inout_dt indique un intervalle de temps pour le déclenchement périodique d'un événement.
- Par défaut il vaut -1.0 c'est-à-dire qu'il n'y aura pas de tel événement périodique.
- Notre exemple choisit selon la présence du paramètre fps un délai d'une seconde et demi ou bien une répétition sans attente (0.0).
Le résultat est un pointeur qui désigne l'état de notre application.
- S'il est nul c'est que l'initialisation ne s'est pas déroulée correctement.
  - Le programme Python se terminera alors immédiatement.
- S'il n'est pas nul il doit désigner une donnée de notre choix (la structure AppState dans cet exemple).
  - Le programme Python conservera ce pointeur et le transmettra régulièrement à notre seconde fonction.
  - Cette donnée doit donc exister pendant toute la durée du programme (une classe de stockage statique est utilisée dans cet exemple).

La seconde de ces deux fonctions concerne la mise à jour de l'application et est invoquée à chaque fois qu'un événement est détecté.
Son nom est constitué du nom de la bibliothèque et du suffixe _update, ce qui dans le cas de notre exemple donne NativeCode_update().

CPPY_API
int // -1: quit    0: go-on    1: redraw
NativeCode_update(const char *evt,
                  int x,
                  int y,
                  int w,
                  int h,
                  int btn,
                  const char *key,
                  uint8_t *screen,
                  AppState *app)

Le paramètre evt est une chaîne qui décrit la nature de l'événement signalé :
- T Timeout: le délai de répétition des événements temporels vient d'expirer,
- Q Quit: l'utilisateur a demandé la fermeture de la fenêtre graphique,
- M Motion: la souris vient de bouger,
- BP Button-Press: un bouton de la souris vient d'être pressé (la molette de défilement est également vue comme un bouton),
- BR Button-Release: un bouton de la souris vient d'être relâché,
- KP Key-Press: un touche du clavier vient d'être pressée,
- KR Key-Release: un touche du clavier vient d'être relâchée,
- C Configure: les dimensions de la fenêtre graphique viennent d'être mises à jour.
Les paramètres x, y, w et h indiquent à tout moment la position de la souris et la taille de la fenêtre graphique.
Le paramètre btn indique le numéro du bouton concerné lorsqu'un événement BP ou BR survient (-1 sinon).
Le paramètre key est une chaîne qui décrit la touche concernée lorsqu'un événement KP ou KR survient (une chaîne vide sinon).
Le paramètre screen représente la zone mémoire dans laquelle nous pouvons produire une image qui sera retranscrite dans la fenêtre graphique.
- Elle est déjà allouée par Python et correspond exactement aux dimensions de la fenêtre graphique.
- Elle est constituée de 3*w*h octets organisés comme expliqué dans ce sujet.
Le paramètre app est un pointeur qui désigne l'état de notre application.
- Il s'agit de celui que nous avons renvoyé comme résultat lors de l'initialisation (une structure AppState de classe de stockage statique dans cet exemple).
Le résultat peut prendre trois valeurs distinctes :
- 0 : l'application doit continuer mais il n'est pas nécessaire de produire un nouvel affichage dans la fenêtre graphique (nous n'avons pas utilisé screen),
- 1 : l'application doit continuer et il est nécessaire de retranscrire dans la fenêtre graphique les motifs de couleur que nous venons tout juste de préparer dans screen,
- -1 : l'application doit se terminer.

Le mieux à faire pour appréhender le fonctionnement de ces deux fonctions est d'étudier leur code source tout en le confrontant à ce que vous constatez en manipulant cet exemple d'application simpliste.
Vous découvrirez notamment les numéros désignant les boutons et la molette de la souris ainsi que les noms attribués aux touches spéciales du clavier.

Remarquez que tout ce qui constitue l'état de l'application est regroupé dans une unique donnée correspondant à un type structuré que nous définissons librement.
Les deux fonctions d'interaction avec Python y accèdent en la désignant par un pointeur✍.

{} Consignes