Merge branch 'fix/awhitening'
[aubio.git] / python / lib / gen_code.py
1 aubiodefvalue = {
2     # we have some clean up to do
3     'buf_size': 'Py_default_vector_length',
4     'win_s': 'Py_default_vector_length',
5     'size': 'Py_default_vector_length',
6     # and here too
7     'hop_size': 'Py_default_vector_length / 2',
8     'hop_s': 'Py_default_vector_length / 2',
9     # these should be alright
10     'samplerate': 'Py_aubio_default_samplerate',
11     # now for the non obvious ones
12     'n_filters': '40',
13     'n_coeffs': '13',
14     'nelems': '10',
15     'flow': '0.',
16     'fhig': '1.',
17     'ilow': '0.',
18     'ihig': '1.',
19     'thrs': '0.5',
20     'ratio': '0.5',
21     'method': '"default"',
22     'uri': '"none"',
23     }
24
25 member_types = {
26         'name': 'type',
27         'char_t*': 'T_STRING',
28         'uint_t': 'T_INT',
29         'smpl_t': 'AUBIO_NPY_SMPL',
30         }
31
32 pyfromtype_fn = {
33         'smpl_t': 'PyFloat_FromDouble',
34         'uint_t': 'PyLong_FromLong', # was: 'PyInt_FromLong',
35         'fvec_t*': 'PyAubio_CFvecToArray',
36         'fmat_t*': 'PyAubio_CFmatToArray',
37         }
38
39 pytoaubio_fn = {
40         'fvec_t*': 'PyAubio_ArrayToCFvec',
41         'cvec_t*': 'PyAubio_PyCvecToCCvec',
42         #'fmat_t*': 'PyAubio_ArrayToCFmat',
43         }
44
45 newfromtype_fn = {
46         'fvec_t*': 'new_py_fvec',
47         'fmat_t*': 'new_py_fmat',
48         'cvec_t*': 'new_py_cvec',
49         }
50
51 delfromtype_fn = {
52         'fvec_t*': 'Py_DECREF',
53         'fmat_t*': 'Py_DECREF',
54         'cvec_t*': 'Py_DECREF',
55         }
56
57 param_init = {
58         'char_t*': 'NULL',
59         'uint_t': '0',
60         'sint_t': 0,
61         'smpl_t': 0.,
62         'lsmp_t': 0.,
63         }
64
65 pyargparse_chars = {
66         'smpl_t': 'f', # if not usedouble else 'd',
67         'uint_t': 'I',
68         'sint_t': 'I',
69         'char_t*': 's',
70         'fmat_t*': 'O',
71         'fvec_t*': 'O',
72         'cvec_t*': 'O',
73         }
74
75 objoutsize = {
76         'onset': '1',
77         'pitch': '1',
78         'notes': '3',
79         'wavetable': 'self->hop_size',
80         'sampler': 'self->hop_size',
81         'mfcc': 'self->n_coeffs',
82         'specdesc': '1',
83         'tempo': '1',
84         'filterbank': 'self->n_filters',
85         'tss': 'self->buf_size',
86         'dct': 'self->size',
87         }
88
89 objinputsize = {
90         'mfcc': 'self->buf_size / 2 + 1',
91         'notes': 'self->hop_size',
92         'onset': 'self->hop_size',
93         'pitch': 'self->hop_size',
94         'sampler': 'self->hop_size',
95         'specdesc': 'self->buf_size / 2 + 1',
96         'tempo': 'self->hop_size',
97         'wavetable': 'self->hop_size',
98         'tss': 'self->buf_size / 2 + 1',
99         }
100
101 def get_name(proto):
102     name = proto.replace(' *', '* ').split()[1].split('(')[0]
103     name = name.replace('*','')
104     if name == '': raise ValueError(proto + "gave empty name")
105     return name
106
107 def get_return_type(proto):
108     import re
109     paramregex = re.compile('(\w+ ?\*?).*')
110     outputs = paramregex.findall(proto)
111     assert len(outputs) == 1
112     return outputs[0].replace(' ', '')
113
114 def split_type(arg):
115     """ arg = 'foo *name' 
116         return ['foo*', 'name'] """
117     l = arg.split()
118     type_arg = {} #'type': l[0], 'name': l[1]}
119     type_arg['type'] = " ".join(l[:-1])
120     type_arg['name'] = l[-1]
121     # fix up type / name
122     if type_arg['name'].startswith('*'):
123         # ['foo', '*name'] -> ['foo*', 'name']
124         type_arg['type'] += '*'
125         type_arg['name'] = type_arg['name'][1:]
126     if type_arg['type'].endswith(' *'):
127         # ['foo *', 'name'] -> ['foo*', 'name']
128         type_arg['type'] = type_arg['type'].replace(' *','*')
129     if type_arg['type'].startswith('const '):
130         # ['foo *', 'name'] -> ['foo*', 'name']
131         type_arg['type'] = type_arg['type'].replace('const ','')
132     return type_arg
133
134 def get_params(proto):
135     """ get the list of parameters from a function prototype
136     example: proto = "int main (int argc, char ** argv)"
137     returns: ['int argc', 'char ** argv']
138     """
139     import re
140     paramregex = re.compile('.*\((.*)\);')
141     a = paramregex.findall(proto)[0].split(', ')
142     #a = [i.replace('const ', '') for i in a]
143     return a
144
145 def get_input_params(proto):
146     a = get_params(proto)
147     return [i.replace('const ', '') for i in a if (i.startswith('const ') or i.startswith('uint_t ') or i.startswith('smpl_t '))]
148
149 def get_output_params(proto):
150     a = get_params(proto)
151     return [i for i in a if not i.startswith('const ')][1:]
152
153 def get_params_types_names(proto):
154     """ get the list of parameters from a function prototype
155     example: proto = "int main (int argc, char ** argv)"
156     returns: [['int', 'argc'], ['char **','argv']]
157     """
158     a = list(map(split_type, get_params(proto)))
159     #print proto, a
160     #import sys; sys.exit(1)
161     return a
162
163 class MappedObject(object):
164
165     def __init__(self, prototypes, usedouble = False):
166         if usedouble:
167             pyargparse_chars['smpl_t'] = 'd'
168         self.prototypes = prototypes
169
170         self.shortname = prototypes['shortname']
171         self.longname = prototypes['longname']
172         self.new_proto = prototypes['new'][0]
173         self.del_proto = prototypes['del'][0]
174         self.do_proto = prototypes['do'][0]
175         self.input_params = get_params_types_names(self.new_proto)
176         self.input_params_list = "; ".join(get_input_params(self.new_proto))
177         self.outputs = get_params_types_names(self.do_proto)[2:]
178         self.do_inputs = [get_params_types_names(self.do_proto)[1]]
179         self.do_outputs = get_params_types_names(self.do_proto)[2:]
180         struct_output_str = ["PyObject *{0[name]}; {1} c_{0[name]}".format(i, i['type'][:-1]) for i in self.do_outputs]
181         if len(self.prototypes['rdo']):
182             rdo_outputs = get_params_types_names(prototypes['rdo'][0])[2:]
183             struct_output_str += ["PyObject *{0[name]}; {1} c_{0[name]}".format(i, i['type'][:-1]) for i in rdo_outputs]
184             self.outputs += rdo_outputs
185         self.struct_outputs = ";\n    ".join(struct_output_str)
186
187         #print ("input_params: ", map(split_type, get_input_params(self.do_proto)))
188         #print ("output_params", map(split_type, get_output_params(self.do_proto)))
189
190     def gen_code(self):
191         out = ""
192         try:
193             out += self.gen_struct()
194             out += self.gen_doc()
195             out += self.gen_new()
196             out += self.gen_init()
197             out += self.gen_del()
198             out += self.gen_do()
199             if len(self.prototypes['rdo']):
200                 self.do_proto = self.prototypes['rdo'][0]
201                 self.do_inputs = [get_params_types_names(self.do_proto)[1]]
202                 self.do_outputs = get_params_types_names(self.do_proto)[2:]
203                 out += self.gen_do(method='rdo')
204             out += self.gen_memberdef()
205             out += self.gen_set()
206             out += self.gen_get()
207             out += self.gen_methodef()
208             out += self.gen_typeobject()
209         except Exception as e:
210             print ("Failed generating code for", self.shortname)
211             raise
212         return out
213
214     def gen_struct(self):
215         out = """
216 // {shortname} structure
217 typedef struct{{
218     PyObject_HEAD
219     // pointer to aubio object
220     {longname} *o;
221     // input parameters
222     {input_params_list};
223     // do input vectors
224     {do_inputs_list};
225     // output results
226     {struct_outputs};
227 }} Py_{shortname};
228 """
229         # fmat_t* / fvec_t* / cvec_t* inputs -> full fvec_t /.. struct in Py_{shortname}
230         do_inputs_list = "; ".join(get_input_params(self.do_proto)).replace('fvec_t *','fvec_t').replace('fmat_t *', 'fmat_t').replace('cvec_t *', 'cvec_t')
231         return out.format(do_inputs_list = do_inputs_list, **self.__dict__)
232
233     def gen_doc(self):
234         out = """
235 // TODO: add documentation
236 static char Py_{shortname}_doc[] = \"undefined\";
237 """
238         return out.format(**self.__dict__)
239
240     def gen_new(self):
241         out = """
242 // new {shortname}
243 static PyObject *
244 Py_{shortname}_new (PyTypeObject * pytype, PyObject * args, PyObject * kwds)
245 {{
246     Py_{shortname} *self;
247 """.format(**self.__dict__)
248         params = self.input_params
249         for p in params:
250             out += """
251     {type} {name} = {defval};""".format(defval = param_init[p['type']], **p)
252         plist = ", ".join(["\"%s\"" % p['name'] for p in params])
253         out += """
254     static char *kwlist[] = {{ {plist}, NULL }};""".format(plist = plist)
255         argchars = "".join([pyargparse_chars[p['type']] for p in params])
256         arglist = ", ".join(["&%s" % p['name'] for p in params])
257         out += """
258     if (!PyArg_ParseTupleAndKeywords (args, kwds, "|{argchars}", kwlist,
259               {arglist})) {{
260         return NULL;
261     }}
262 """.format(argchars = argchars, arglist = arglist)
263         out += """
264     self = (Py_{shortname} *) pytype->tp_alloc (pytype, 0);
265     if (self == NULL) {{
266         return NULL;
267     }}
268 """.format(**self.__dict__)
269         params = self.input_params
270         for p in params:
271             out += self.check_valid(p)
272         out += """
273     return (PyObject *)self;
274 }
275 """
276         return out
277
278     def check_valid(self, p):
279         if p['type'] == 'uint_t':
280             return self.check_valid_uint(p)
281         if p['type'] == 'char_t*':
282             return self.check_valid_char(p)
283         else:
284             print ("ERROR, no idea how to check %s for validity" % p['type'])
285
286     def check_valid_uint(self, p):
287         name = p['name']
288         return """
289     self->{name} = {defval};
290     if ((sint_t){name} > 0) {{
291         self->{name} = {name};
292     }} else if ((sint_t){name} < 0) {{
293         PyErr_SetString (PyExc_ValueError, "can not use negative value for {name}");
294         return NULL;
295     }}
296 """.format(defval = aubiodefvalue[name], name = name)
297
298     def check_valid_char(self, p):
299         name = p['name']
300         return """
301     self->{name} = {defval};
302     if ({name} != NULL) {{
303         self->{name} = {name};
304     }}
305 """.format(defval = aubiodefvalue[name], name = name)
306
307     def gen_init(self):
308         out = """
309 // init {shortname}
310 static int
311 Py_{shortname}_init (Py_{shortname} * self, PyObject * args, PyObject * kwds)
312 {{
313 """.format(**self.__dict__)
314         new_name = get_name(self.new_proto)
315         new_params = ", ".join(["self->%s" % s['name'] for s in self.input_params])
316         out += """
317   self->o = {new_name}({new_params});
318 """.format(new_name = new_name, new_params = new_params)
319         paramchars = "%s"
320         paramvals = "self->method"
321         out += """
322   // return -1 and set error string on failure
323   if (self->o == NULL) {{
324     PyErr_Format (PyExc_RuntimeError, "failed creating {shortname}");
325     return -1;
326   }}
327 """.format(paramchars = paramchars, paramvals = paramvals, **self.__dict__)
328         output_create = ""
329         for o in self.outputs:
330             output_create += """
331   self->{name} = {create_fn}({output_size});""".format(name = o['name'], create_fn = newfromtype_fn[o['type']], output_size = objoutsize[self.shortname])
332         out += """
333   // TODO get internal params after actual object creation?
334 """
335         out += """
336   // create outputs{output_create}
337 """.format(output_create = output_create)
338         out += """
339   return 0;
340 }
341 """
342         return out
343
344     def gen_memberdef(self):
345         out = """
346 static PyMemberDef Py_{shortname}_members[] = {{
347 """.format(**self.__dict__)
348         for p in get_params_types_names(self.new_proto):
349             tmp = "  {{\"{name}\", {ttype}, offsetof (Py_{shortname}, {name}), READONLY, \"TODO documentation\"}},\n"
350             pytype = member_types[p['type']]
351             out += tmp.format(name = p['name'], ttype = pytype, shortname = self.shortname)
352         out += """  {NULL}, // sentinel
353 };
354 """
355         return out
356
357     def gen_del(self):
358         out = """
359 // del {shortname}
360 static void
361 Py_{shortname}_del  (Py_{shortname} * self, PyObject * unused)
362 {{""".format(**self.__dict__)
363         for input_param in self.do_inputs:
364             if input_param['type'] == 'fmat_t *':
365                 out += """
366   free(self->{0[name]}.data);""".format(input_param)
367         for o in self.outputs:
368             name = o['name']
369             del_out = delfromtype_fn[o['type']]
370             out += """
371   if (self->{name}) {{
372     {del_out}(self->{name});
373   }}""".format(del_out = del_out, name = name)
374         del_fn = get_name(self.del_proto)
375         out += """
376   if (self->o) {{
377     {del_fn}(self->o);
378   }}
379   Py_TYPE(self)->tp_free((PyObject *) self);
380 }}
381 """.format(del_fn = del_fn)
382         return out
383
384     def gen_do(self, method = 'do'):
385         out = """
386 // do {shortname}
387 static PyObject*
388 Pyaubio_{shortname}_{method}  (Py_{shortname} * self, PyObject * args)
389 {{""".format(method = method, **self.__dict__)
390         input_params = self.do_inputs
391         output_params = self.do_outputs
392         #print input_params
393         #print output_params
394         out += """
395     PyObject *outputs;"""
396         for input_param in input_params:
397             out += """
398     PyObject *py_{0};""".format(input_param['name'])
399         refs = ", ".join(["&py_%s" % p['name'] for p in input_params])
400         pyparamtypes = "".join([pyargparse_chars[p['type']] for p in input_params])
401         out += """
402     if (!PyArg_ParseTuple (args, "{pyparamtypes}", {refs})) {{
403         return NULL;
404     }}""".format(refs = refs, pyparamtypes = pyparamtypes, **self.__dict__)
405         for input_param in input_params:
406             out += """
407
408     if (!{pytoaubio}(py_{0[name]}, &(self->{0[name]}))) {{
409         return NULL;
410     }}""".format(input_param, pytoaubio = pytoaubio_fn[input_param['type']])
411         if self.shortname in objinputsize:
412             out += """
413
414     if (self->{0[name]}.length != {expected_size}) {{
415         PyErr_Format (PyExc_ValueError,
416             "input size of {shortname} should be %d, not %d",
417             {expected_size}, self->{0[name]}.length);
418         return NULL;
419     }}""".format(input_param, expected_size = objinputsize[self.shortname], **self.__dict__)
420         else:
421             out += """
422
423     // TODO: check input sizes"""
424         for output_param in output_params:
425             out += """
426
427     Py_INCREF(self->{0[name]});
428     if (!{pytoaubio}(self->{0[name]}, &(self->c_{0[name]}))) {{
429         return NULL;
430     }}""".format(output_param, pytoaubio = pytoaubio_fn[output_param['type']])
431         do_fn = get_name(self.do_proto)
432         inputs = ", ".join(['&(self->'+p['name']+')' for p in input_params])
433         c_outputs = ", ".join(["&(self->c_%s)" % p['name'] for p in self.do_outputs])
434         outputs = ", ".join(["self->%s" % p['name'] for p in self.do_outputs])
435         out += """
436
437     {do_fn}(self->o, {inputs}, {c_outputs});
438 """.format(
439         do_fn = do_fn,
440         inputs = inputs, c_outputs = c_outputs,
441         )
442         if len(self.do_outputs) > 1:
443             out += """
444     outputs = PyTuple_New({:d});""".format(len(self.do_outputs))
445             for i, p in enumerate(self.do_outputs):
446                 out += """
447     PyTuple_SetItem( outputs, {i}, self->{p[name]});""".format(i = i, p = p)
448         else:
449             out += """
450     outputs = self->{p[name]};""".format(p = self.do_outputs[0])
451         out += """
452
453     return outputs;
454 }}
455 """.format(
456         outputs = outputs,
457         )
458         return out
459
460     def gen_set(self):
461         out = """
462 // {shortname} setters
463 """.format(**self.__dict__)
464         for set_param in self.prototypes['set']:
465             params = get_params_types_names(set_param)[1:]
466             param = self.shortname.split('_set_')[-1]
467             paramdecls = "".join(["""
468    {0} {1};""".format(p['type'], p['name']) for p in params])
469             method_name = get_name(set_param)
470             param = method_name.split('aubio_'+self.shortname+'_set_')[-1]
471             refs = ", ".join(["&%s" % p['name'] for p in params])
472             paramlist = ", ".join(["%s" % p['name'] for p in params])
473             if len(params):
474                 paramlist = "," + paramlist
475             pyparamtypes = ''.join([pyargparse_chars[p['type']] for p in params])
476             out += """
477 static PyObject *
478 Pyaubio_{shortname}_set_{param} (Py_{shortname} *self, PyObject *args)
479 {{
480   uint_t err = 0;
481   {paramdecls}
482 """.format(param = param, paramdecls = paramdecls, **self.__dict__)
483
484             if len(refs) and len(pyparamtypes):
485                 out += """
486
487   if (!PyArg_ParseTuple (args, "{pyparamtypes}", {refs})) {{
488     return NULL;
489   }}
490 """.format(pyparamtypes = pyparamtypes, refs = refs)
491
492             out += """
493   err = aubio_{shortname}_set_{param} (self->o {paramlist});
494
495   if (err > 0) {{
496     if (PyErr_Occurred() == NULL) {{
497       PyErr_SetString (PyExc_ValueError, "error running aubio_{shortname}_set_{param}");
498     }} else {{
499       // change the RuntimeError into ValueError
500       PyObject *type, *value, *traceback;
501       PyErr_Fetch(&type, &value, &traceback);
502       PyErr_Restore(PyExc_ValueError, value, traceback);
503     }}
504     return NULL;
505   }}
506   Py_RETURN_NONE;
507 }}
508 """.format(param = param, refs = refs, paramdecls = paramdecls,
509         pyparamtypes = pyparamtypes, paramlist = paramlist, **self.__dict__)
510         return out
511
512     def gen_get(self):
513         out = """
514 // {shortname} getters
515 """.format(**self.__dict__)
516         for method in self.prototypes['get']:
517             params = get_params_types_names(method)
518             method_name = get_name(method)
519             assert len(params) == 1, \
520                 "get method has more than one parameter %s" % params
521             param = method_name.split('aubio_'+self.shortname+'_get_')[-1]
522             paramtype = get_return_type(method)
523             ptypeconv = pyfromtype_fn[paramtype]
524             out += """
525 static PyObject *
526 Pyaubio_{shortname}_get_{param} (Py_{shortname} *self, PyObject *unused)
527 {{
528   {ptype} {param} = aubio_{shortname}_get_{param} (self->o);
529   return (PyObject *){ptypeconv} ({param});
530 }}
531 """.format(param = param, ptype = paramtype, ptypeconv = ptypeconv,
532         **self.__dict__)
533         return out
534
535     def gen_methodef(self):
536         out = """
537 static PyMethodDef Py_{shortname}_methods[] = {{""".format(**self.__dict__)
538         for m in self.prototypes['set']:
539             name = get_name(m)
540             shortname = name.replace('aubio_%s_' % self.shortname, '')
541             out += """
542   {{"{shortname}", (PyCFunction) Py{name},
543     METH_VARARGS, ""}},""".format(name = name, shortname = shortname)
544         for m in self.prototypes['get']:
545             name = get_name(m)
546             shortname = name.replace('aubio_%s_' % self.shortname, '')
547             out += """
548   {{"{shortname}", (PyCFunction) Py{name},
549     METH_NOARGS, ""}},""".format(name = name, shortname = shortname)
550         for m in self.prototypes['rdo']:
551             name = get_name(m)
552             shortname = name.replace('aubio_%s_' % self.shortname, '')
553             out += """
554   {{"{shortname}", (PyCFunction) Py{name},
555     METH_VARARGS, ""}},""".format(name = name, shortname = shortname)
556         out += """
557   {NULL} /* sentinel */
558 };
559 """
560         return out
561
562     def gen_typeobject(self):
563         return """
564 PyTypeObject Py_{shortname}Type = {{
565   //PyObject_HEAD_INIT (NULL)
566   //0,
567   PyVarObject_HEAD_INIT (NULL, 0)
568   "aubio.{shortname}",
569   sizeof (Py_{shortname}),
570   0,
571   (destructor) Py_{shortname}_del,
572   0,
573   0,
574   0,
575   0,
576   0,
577   0,
578   0,
579   0,
580   0,
581   (ternaryfunc)Pyaubio_{shortname}_do,
582   0,
583   0,
584   0,
585   0,
586   Py_TPFLAGS_DEFAULT,
587   Py_{shortname}_doc,
588   0,
589   0,
590   0,
591   0,
592   0,
593   0,
594   Py_{shortname}_methods,
595   Py_{shortname}_members,
596   0,
597   0,
598   0,
599   0,
600   0,
601   0,
602   (initproc) Py_{shortname}_init,
603   0,
604   Py_{shortname}_new,
605   0,
606   0,
607   0,
608   0,
609   0,
610   0,
611   0,
612   0,
613   0,
614 }};
615 """.format(**self.__dict__)