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%% HOWTO write an external for pd
%% Copyright (c) 2001-2006 by IOhannes m zmölnig
%%
%% Permission is granted to copy, distribute and/or modify this document
%% under the terms of the GNU Free Documentation License, Version 1.2
%% or any later version published by the Free Software Foundation;
%% with no Invariant Sections, no Front-Cover Texts, and no Back-Cover
%% Texts. A copy of the license is included in the LICENSE.txt file.
% \usepackage[latin1]{inputenc}
\usepackage[utf8]{inputenc}
% \usepackage[T1]{fontenc}
\usepackage[brazil]{babel}
\title{
Como escrever \\
um External \\
para {\em Pure Data}
}
\author{
johannes m zmölnig \\
\\
{\em institute of electronic music and acoustics\footnote{http://iem.at}}
\\
{\em Traduzido por Anderson Goulart - global at codekab.com}
}
\date{}
\begin{document}
\maketitle
\begin{abstract}
Pd é um sistema gráfico de composição musical por computador em tempo real que segue
os tradicionais IRCAMs {\em ISPW-max}
Embora muitas funcionalidades são construídas dentro do Pd,
algumas vezes é difícil ou impossível criar um patch com uma certa funcionalidade
fora das primitivas e suas combinações.
Entretanto, Pd pode ser expandido com primitivas (``objetos'')
escritos em linguagens de programação complexas, como {\tt C/C++}.
Este documento tenta explicar como construir tais primitivas em {\tt C},
a linguagem popular utilizada para criar o Pd.
\end{abstract}
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\section{definições e pré-requisitos}
Pd ({\em Pure Data}) refere-se ao ambiente gráfico de tempo real para composição musical pelo computador
criado por Miller~S.~Puckette.
Para compreender este documento é necessário saber usar o Pd e
conhecer técnicas de programação especialmente em {\tt C}.
Para você escrever externals, um compilador que suporta o
{\tt ANSI-C}-Standard como o {\em Gnu C-compiler} (gcc) nos sistemas Linux ou
{\em Visual-C++} em plataformas Windows será necessário.
\subsection{classes, instâncias, objetos}
Pd está escrito na linguagem {\tt C}.
Devido a sua natureza gráfica, Pd é um novo sistema {\em orientado a objetos}.
Infelizmente {\tt C} não suporta muito bem o uso de classes.
Então, o código resultante não é tão elegante como em {\tt C++} seria, por exemplo.
Neste documento, a expressão {\em classe} refere-se à realização de um conceito
combinando dados e manipuladores destes.
{\em Instâncias de uma classe} concretas são chamadas de {\em objetos}.
\subsection{internals, externals e bibliotecas}
Para evitar confusões de idéias, as expressões {\em internal}, {\em external} e
{\em biblioteca (library)} serão explicadas aqui.
\paragraph{Internal}
Um {\em internal} é uma classe construída dentro do Pd.
Várias primitivas como ``+'', ``pack'' ou ``sig\~\/'' são {\em internals}.
\paragraph{External}
Um {\em external} é uma classe não construída dentro do Pd, mas carregada em tempo de execução.
Uma vez carregada na memória do Pd, {\em externals} não se distinguem dos {\em internals}.
\paragraph{Biblioteca (Library)}
Uma {\em biblioteca (library)} é uma coleção de {\em externals} compilados dentro de um único arquivo binário.
Arquivos-{\em biblioteca} seguem a seguinte convenção de nomes:
\begin{tabular}{c||c|c|c}
biblioteca & linux&irix&Win32 \\
\hline
{\tt minha\_lib}&{\tt minha\_lib.pd\_linux}&{\tt minha\_lib.pd\_irix}&
{\tt minha\_lib.dll}\\
\end{tabular}
A forma mais simples de uma {\em biblioteca} inclui exatamente um {\em external}
contendo o mesmo nome da {\em biblioteca}.
Diferente dos {\em externals}, {\em bibliotecas} podem ser importadas pelo Pd com operações especiais.
Depois de uma {\em biblioteca} ser importada,
todos os {\em externals} são carregados na memória e estão disponíveis como objetos.
Pd suporta alguns modos para importar as {\em bibliotecas}:
\begin{itemize}
\item via opção em linha de comando ``{\tt -lib minha\_lib}''
\item criando um objeto chamado ``{\tt minha\_lib}''
\item criando o arquivo .pd dentro do mesmo diretório da biblioteca
\end{itemize}
O primeiro e último métodos carregam a {\em biblioteca} na memória quando o Pd é iniciado.
O primeiro método é mais usado para {\em bibliotecas} que contém muitos {\em externals}.
O outro método deve ser utilizado em {\em bibliotecas} que contém exatamente
um {\em external} com o mesmo nome.
Pd checa primeiro se a classe nomeada ``minha\_lib'' está carregada.
Se não é o caso \footnote{
Se a classe ``minha\_lib'' já existe, um objeto ``minha\_lib'' será instanciado e o procedimento
termina.
Assim, nenhuma {\em biblioteca} foi carregada.
Contudo, nenhuma {\em biblioteca} com um nome já utilizado em alguma outra classe, como por exemplo ``abs'',
pode ser carregada.}, é feita uma busca em todos os caminhos pelo arquivo
``{\tt my\_lib.pd\_linux}''\footnote{ou outra extensão de arquivo dependente no sistema (s.a.)}.
Se tal arquivo é encontrado, todos os {\em externals} incluídos são carregados na memória chamando
a rotina \verb+minha_lib_setup()+.
Após carregar, a classe ``my\_lib'' é (de novo) procurada como (recentemente carregado) {\em external}.
Se encontrada, uma instância da classe é criada, caso contrário, a instanciação falha e um erro é impresso.
Todas as {\em external}-classes declaradas na {\em biblioteca} são carregadas a partir de agora.
\section{meu primeiro external: {\tt helloworld}}
Geralmente a primeira tentativa de se aprender uma linguagem de programação é através de uma aplicação ``hello world'' (olá mundo);
No nosso caso, uma classe de objeto deve ser criada e erá imprimir a linha ``hello world!!'' na saída
de erro a cada tentativa de habilitar com um ``bang''.
\subsection{a interface do Pd}
Para escrever um external, um interface bem definida é necessário. Ela é disponibilizada
pelo cabeçalho ``m\_pd.h''.
\begin{verbatim}
#include "m_pd.h"
\end{verbatim}
\subsection{uma classe e seu espaço de dados}
Primeiro, uma nova classe tem que ser preparada e seus dados definidos.
\begin{verbatim}
static t_class *helloworld_class;
typedef struct _helloworld {
t_object x_obj;
} t_helloworld;
\end{verbatim}
\verb+hello_worldclass+ será um ponteiro para a nova classe.
A estrutura \verb+t_helloworld+ (do tipo \verb+_helloworld+) é o espaço de
dados da classe.
Um elemento obrigatório dessa estrutura é a variável do tipo
\verb+t_object+, a qual é utilizada para armazenar propriedades internas do objeto como
a representação gráfica do objeto ou dados sobre inlets e outlets.
\verb+t_object+ deve ser a primeira entrada da estrutura!
Por ser uma aplicação simples, o ``hello world'' não terá nenhuma variável
a mais na estrutura além do \verb+t_object+.
\subsection{espaço de métodos}
Além do espaço de dados, uma classe necessita de manipuladores (métodos) para
manipular os dados.
Se uma mensagem é enviada para uma instância de nossa classe, um método é chamado.
Estes métodos são interfaces para o sistema de mensagens do Pd.
Eles não retornam nada e, por isso, são do tipo \verb+void+.
\begin{verbatim}
void helloworld_bang(t_helloworld *x)
{
post("Hello world !!");
}
\end{verbatim}
Este método tem o argumento do tipo \verb+t_helloworld+,
o qual nos permite manipular o espaço de dados.
Como queremos apenas imprimir ``Hello world!''
(e nosso espaço de dados é um pouco vazio), não iremos fazer qualquer tipo
de manipulação.
O comando \verb+post(char *c,...)+ envia uma string para a saída de erro padrão.
Um ENTER é adicionado automaticamente.
O comando \verb+post+- funciona como o comando {\tt C} \verb+printf()+.
\subsection{geração de uma nova classe}
Para gerar uma nova classe, informações do espaço de dados e do espaço de métodos dessa classe
devem ser passadas ao Pd quandoa biblioteca é carregada.
Ao carregar a biblioteca ``my\_lib'',
Pd tenta carregar a função ``my\_lib\_setup()''.
Esta função (ou funções chamadas por ela) declara uma nova classe e suas propriedades.
É chamada apenas uma vez, quando a biblioteca é carregada.
Se a função falha (por exemplo, se o nome da função não estiver presente),
nenhum external da biblioteca será carregado.
\begin{verbatim}
void helloworld_setup(void)
{
helloworld_class = class_new(gensym("helloworld"),
(t_newmethod)helloworld_new,
0, sizeof(t_helloworld),
CLASS_DEFAULT, 0);
class_addbang(helloworld_class, helloworld_bang);
}
\end{verbatim}
\paragraph{class\_new}
A função \verb+class_new+ cria uma nova classe e retorna um ponteiro para seu protótipo.
O primeiro argumento é o nome simbólico da classe.
Os próximos 2 argumentos definem o construtor e o destrutor da classe.
Sempre que um objeto da classe é criado em um patch do Pd,
o construtor da classe \verb+(t_newmethod)helloworld_new+ instancia o objeto e
inicializa o seu espaço de dados.
Sempre que o objeto é destruído (seja por fechar o patch ou por deletar o objeto do patch),
o destrutor libera a memória dinamicamente alocada.
A memória alocada para os dados estáticos são automaticamente reservados e liberados.
Como não temos que prover um destrutor para este exemplo, o argumento é passado como ``0''.
Para habilitar o Pd reservar e liberar memória suficiente para o espaço de dados estático,
o tamanho da estrutura é passada no quarto argumento.
O quinto argumento tem influência na representação gráfica dos objetos da classe.
O valor padrão é \verb+CLASS_DEFAULT+ ou simplesmente ``0''.
O restante dos argumentos definem os argumentos do objeto e seus tipos.
Até 6 argumentos númericos e simbólicos podem ser definidos via
\verb+A_DEFFLOAT+ e \verb+A_DEFSYMBOL+.
Se mais argumentos são necessários para o objeto, ou se a ordem dos tipos
de átomos devem ser mais flexíveis,\verb+A_GIMME+ pode ser utilizada
para passar uma lista arbitrária de átomos.
A lista de argumentos do objeto deve terminar com o valor ``0''.
Neste exemplo não temos argumentos para a classe.
\paragraph{class\_addbang}
Nós ainda temos que adicionar o espaço de métodos para a classe.
\verb+class_addbang+ adiciona o método para uma mensagem de ``bang'' para a classe
definida no primeiro argumento.
O método adicionado é definido no segundo argumento.
\subsection{construtor: instanciação de um objeto}
A cada vez que um objeto é criado dentro de um patch no Pd, o construtor
definido no comando \verb+class_new+ gera uma nova instância da classe.
O construtor deve ser do tipo \verb+void *+.
\begin{verbatim}
void *helloworld_new(void)
{
t_helloworld *x = (t_helloworld *)pd_new(helloworld_class);
return (void *)x;
}
\end{verbatim}
Os argumentos do construtor dependem dos argumentos do objeto definidos com \verb+class_new+.
\begin{tabular}{l|l}
Argumentos do \verb+class_new+-&Argumentos do construtor\\
\hline
\verb+A_DEFFLOAT+&\verb+t_floatarg f+ \\
\verb+A_DEFSYMBOL+&\verb+t_symbol *s+ \\
\verb+A_GIMME+&\verb+t_symbol *s, int argc, t_atom *argv+
\end{tabular}
Como não há argumentos para a nossa classe ``hello world'', o construtor também não possui.
A função \verb+pd_new+ reserva a memória para o espaço de dados, inicializa as variáveis
que são internas do objeto e retorna um ponteiro para o espaço de dados.
A conversão (cast) do espaço de dados é necessária.
Geralmente, o construtor iria iniciar as variáveis do objeto.
Entretanto, como não temos nenhuma, nada mais é necessário.
O construtor deve retornar um ponteiro para o espaço de dados instanciado.
\subsection{o código: \tt helloworld}
\begin{verbatim}
#include "m_pd.h"
static t_class *helloworld_class;
typedef struct _helloworld {
t_object x_obj;
} t_helloworld;
void helloworld_bang(t_helloworld *x)
{
post("Hello world !!");
}
void *helloworld_new(void)
{
t_helloworld *x = (t_helloworld *)pd_new(helloworld_class);
return (void *)x;
}
void helloworld_setup(void) {
helloworld_class = class_new(gensym("helloworld"),
(t_newmethod)helloworld_new,
0, sizeof(t_helloworld),
CLASS_DEFAULT, 0);
class_addbang(helloworld_class, helloworld_bang);
}
\end{verbatim}
\subsection{como compilar}
\begin{verbatim}
cc -DPD -O2 -funroll-loops -fomit-frame-pointer -fPIC -m64 -Wall -W -Wshadow -Wstrict-prototypes -Wno-unused -Wno-parentheses -Wno-switch -c helloworld.c
cc -m64 -export_dynamic -shared -o hello.pd_linux hello.o
\end{verbatim}
\subsection{como testar}
Para testar o objeto criado, crie um patch .pd dentro do diretório que contém
a biblioteca .pd\_linux gerada na seção anterior. Caso você queira salvar o patch
em outro diretório, lembre-se de alterar o PATH ()
\section{um simples external: {\tt contador}}
Agora queremos construir um contador como um external.
Um ``bang'' irá imprimir o valor do contador em um outlet e depois incrementá-lo em 1.
Esta classe é similar à primeira,
mas o espaço de dados é expandido pela variável ``counter`` e o
resultado é escrito como uma mensagem para um outlet ao invés de
uma string na saída de erro padrão.
\subsection{variáveis objeto}
É claro, um contador precisa de uma variável de estado para armazenar seu valor atual.
Uma variável de estado que pertence à uma instância da classe, pertence ao espaço de dados.
\footnote{NT: Perceba que mudamos o nome da estrutura que pode ser salva em um arquivo
denominado counter.c}
\begin{verbatim}
typedef struct _counter {
t_object x_obj;
t_int i_count;
} t_counter;
\end{verbatim}
A variável inteira \verb+i_count+ armazena o valor do contador.
\subsection{Argumentos do objeto}
É muito útil para um contador que um valor inicial possa ser definido pelo usuário.
Assim, este valor deve ser passado para o objeto no ato de sua criação.
\begin{verbatim}
void counter_setup(void) {
counter_class = class_new(gensym("counter"),
(t_newmethod)counter_new,
0, sizeof(t_counter),
CLASS_DEFAULT,
A_DEFFLOAT, 0);
class_addbang(counter_class, counter_bang);
}
\end{verbatim}
Então nós temos um argumento adicional na função \verb+class_new+:
\verb+A_DEFFLOAT+ diz ao Pd que o objeto necessita de 1 argumento do tipo
\verb+t_floatarg+.
Se nenhum argumento for passado, o padrão será ``0''.
\subsection{construtor}
O construtor tem algumas tarefas.
De um lado, uma variável deve ser inicializada. Do outro,
um outlet para o objeto deve ser criado.
\begin{verbatim}
void *counter_new(t_floatarg f)
{
t_counter *x = (t_counter *)pd_new(counter_class);
x->i_count=f;
outlet_new(&x->x_obj, &s_float);
return (void *)x;
}
\end{verbatim}
O método construtor tem 1 argumento do tipo \verb+t_floatarg+ declarado na função ``setup''
do \verb+class_new+.
Este argumento é utilizado para inicializar o contador.
Um novo outlet é criado com ao função \verb+outlet_new+.
O primeiro argumento é um ponteiro para o objeto interno (t\_obj) para o qual
o outlet é criado.
O segundo argumento é uma descrição simbólica do tipo de outlet.
Sabendo que o contador deve gerar na saída um valor numérico, seu tipo é ``float''.
\verb+outlet_new+ retorna um ponteiro para o novo outlet e salva este ponteiro na
variável \verb+t_object+ chamada \verb+x_obj.ob_outlet+.
Se somente um outlet é utilizado, o ponteiro não precisa ser adicionado no espaço de dados.
Se mais de um outlet é utilizado, os ponteiros devem ser armazenados no espaço de dados, pois
a variável \verb+t_object+ pode armazenar somente um ponteiro de outlet.
\subsection{o método contador}
Quando acionado, o valor do contador deve ser enviado para o outlet e
em seguida incrementado por 1.
\begin{verbatim}
void counter_bang(t_counter *x)
{
t_float f=x->i_count;
x->i_count++;
outlet_float(x->x_obj.ob_outlet, f);
}
\end{verbatim}
A função \verb+outlet_float+ envia um valor de ponto flutuante (segundo argumento) para o outlet
especificado no primeiro argumento.
Nós primeiro armazenamos o contador em um buffer (variável temporária) de ponto flutuante.
Assim o outlet enviará o valor antes do incremento. Depois o contador é incrementado.
O que parece ser desnecessário a primeira vista, faz sentido depois de uma inspeção:
O buffer é criado como um \verb+t_float+, desde que o \verb+outlet_float+
espera um valor em ponto flutuante e uma conversão é inevitável.
Se o valor do contador for enviado para um outlet antes de ser incrementado,
isso pode gerar um indesejado (mas definido) comportamento:
Se o outlet do contador acionar seu próprio inlet diretamente,
o método contador pode ser chamado embora o valor do contador ainda não esteja incrementado.
Normalmente não é isso que desejamos.
O mesmo (correto) resultado pode ser obtido com uma única linha, mas isso
iria obscurecer o problema de reentrância.
\subsection{o código: \tt contador}
\begin{verbatim}
#include "m_pd.h"
static t_class *counter_class;
typedef struct _counter {
t_object x_obj;
t_int i_count;
} t_counter;
void counter_bang(t_counter *x)
{
t_float f=x->i_count;
x->i_count++;
outlet_float(x->x_obj.ob_outlet, f);
}
void *counter_new(t_floatarg f)
{
t_counter *x = (t_counter *)pd_new(counter_class);
x->i_count=f;
outlet_new(&x->x_obj, &s_float);
return (void *)x;
}
void counter_setup(void) {
counter_class = class_new(gensym("counter"),
(t_newmethod)counter_new,
0, sizeof(t_counter),
CLASS_DEFAULT,
A_DEFFLOAT, 0);
class_addbang(counter_class, counter_bang);
}
\end{verbatim}
\section{a complex external: \tt counter}
The simple counter of the previous chapter can easily be extended to more complexity.
It might be quite useful to be able to reset the counter to an initial value,
to set upper and lower boundaries and to control the step-width.
Each overrun should send a ``bang''-Message to a second outlet and reset the counter to
the initial value.
\subsection{extended data space}
\begin{verbatim}
typedef struct _counter {
t_object x_obj;
t_int i_count;
t_float step;
t_int i_down, i_up;
t_outlet *f_out, *b_out;
} t_counter;
\end{verbatim}
The data space has been extended to hold variables for step width and
upper and lower boundaries.
Furthermore pointers for two outlets have been added.
\subsection{extension of the class}
The new class objects should have methods for different messages,
like ``set'' and ``reset''.
Therefore the method space has to be extended too.
\begin{verbatim}
counter_class = class_new(gensym("counter"),
(t_newmethod)counter_new,
0, sizeof(t_counter),
CLASS_DEFAULT,
A_GIMME, 0);
\end{verbatim}
The class generator \verb+class_new+ has been extended by the argument \verb+A_GIMME+.
This enables a dynamic number of arguments to be passed at the instantiation of the object.
\begin{verbatim}
class_addmethod(counter_class,
(t_method)counter_reset,
gensym("reset"), 0);
\end{verbatim}
\verb+class_addmethod+ adds a method for an arbitrary selector to an class.
The first argument is the class the method (second argument) will be added to.
The third argument is the symbolic selector that should be associated with the method.
The remaining ``0''-terminated arguments describe the list of atoms that
follows the selector.
\begin{verbatim}
class_addmethod(counter_class,
(t_method)counter_set, gensym("set"),
A_DEFFLOAT, 0);
class_addmethod(counter_class,
(t_method)counter_bound, gensym("bound"),
A_DEFFLOAT, A_DEFFLOAT, 0);
\end{verbatim}
A method for ``set'' followed by a numerical value is added,
as well as a method for the selector ``bound'' followed by two numerical values.
\begin{verbatim}
class_sethelpsymbol(counter_class, gensym("help-counter"));
\end{verbatim}
If a Pd-object is right-clicked, a help-patch describing the object-class can be opened.
By default, this patch is located in the directory ``{\em doc/5.reference/}'' and
is named like the symbolic class name.
An alternative help-patch can be defined with the
\verb+class_sethelpsymbol+-command.
\subsection{construction of in- and outlets}
When creating the object, several arguments should be passed by the user.
\begin{verbatim}
void *counter_new(t_symbol *s, int argc, t_atom *argv)
\end{verbatim}
Because of the declaration of arguments in the \verb+class_new+-function
with \verb+A_GIMME+,
the constructor has following arguments:
\begin{tabular}{c|l}
\verb+t_symbol *s+ & the symbolic name,\\
& that was used for object creation \\
\verb+int argc+ & the number of arguments passed to the object\\
\verb+t_atom *argv+ & a pointer to a list of {\tt argc} atoms
\end{tabular}
\begin{verbatim}
t_float f1=0, f2=0;
x->step=1;
switch(argc){
default:
case 3:
x->step=atom_getfloat(argv+2);
case 2:
f2=atom_getfloat(argv+1);
case 1:
f1=atom_getfloat(argv);
break;
case 0:
break;
}
if (argc<2)f2=f1;
x->i_down = (f1<f2)?f1:f2;
x->i_up = (f1>f2)?f1:f2;
x->i_count=x->i_down;
\end{verbatim}
If three arguments are passed, these should be the {\em lower boundary},
the {\em upper boundary} and the {\em step width}.
If only two arguments are passed, the step-width defaults to ``1''.
If only one argument is passed, this should be the {\em initial value} of the counter with
step-width of ``1''.
\begin{verbatim}
inlet_new(&x->x_obj, &x->x_obj.ob_pd,
gensym("list"), gensym("bound"));
\end{verbatim}
The function \verb+inlet_new+ creates a new ``active'' inlet.
``Active'' means, that a class-method is called each time
a message is sent to an ``active'' inlet.
Due to the software-architecture, the first inlet is always ``active''.
The first two arguments of the \verb+inlet_new+-function are
pointers to the interna of the object and to the graphical presentation of the object.
The symbolic selector that is specified by the third argument is to be
substituted by another symbolic selector (fourth argument) for this inlet.
Because of this substitution of selectors,
a message on a certain right inlet can be treated as a message with
a certain selector on the leftmost inlet.
This means:
\begin{itemize}
\item The substituting selector has to be declared by \verb+class_addmethod+
in the setup-routine.
\item It is possible to simulate a certain right inlet, by sending a message with
this inlet's selector to the leftmost inlet.
\item It is not possible to add methods for more than one selector to a right inlet.
Particularly it is not possible to add a universal method for arbitrary selectors to
a right inlet.
\end{itemize}
\begin{verbatim}
floatinlet_new(&x->x_obj, &x->step);
\end{verbatim}
\verb+floatinlet_new+ generates a new ``passive'' inlet for numerical values.
``Passive'' inlets allow parts of the data space-memory to be written directly
from outside.
Therefore it is not possible to check for illegal inputs.
The first argument is a pointer to the internal infrastructure of the object.
The second argument is the address in the data space-memory,
where other objects can write too.
``Passive'' inlets can be created for pointers, symbolic or
numerical (floating point\footnote{
That's why the {\tt step}-width of the class\/data space is realized as {\tt t\_float}.})
values.
\begin{verbatim}
x->f_out = outlet_new(&x->x_obj, &s_float);
x->b_out = outlet_new(&x->x_obj, &s_bang);
\end{verbatim}
The pointers returned by \verb+outlet_new+ have to be saved in the class\/data space
to be used later by the outlet-routines.
The order of the generation of inlets and outlets is important,
since it corresponds to the order of inlets and outlets in the
graphical representation of the object.
\subsection{extended method space}
The method for the ``bang''-message has to full fill the more complex tasks.
\begin{verbatim}
void counter_bang(t_counter *x)
{
t_float f=x->i_count;
t_int step = x->step;
x->i_count+=step;
if (x->i_down-x->i_up) {
if ((step>0) && (x->i_count > x->i_up)) {
x->i_count = x->i_down;
outlet_bang(x->b_out);
} else if (x->i_count < x->i_down) {
x->i_count = x->i_up;
outlet_bang(x->b_out);
}
}
outlet_float(x->f_out, f);
}
\end{verbatim}
Each outlet is identified by the \verb+outlet_...+-functions via the
pointer to this outlets.
The remaining methods still have to be implemented:
\begin{verbatim}
void counter_reset(t_counter *x)
{
x->i_count = x->i_down;
}
void counter_set(t_counter *x, t_floatarg f)
{
x->i_count = f;
}
void counter_bound(t_counter *x, t_floatarg f1, t_floatarg f2)
{
x->i_down = (f1<f2)?f1:f2;
x->i_up = (f1>f2)?f1:f2;
}
\end{verbatim}
\subsection{the code: \tt counter}
\begin{verbatim}
#include "m_pd.h"
static t_class *counter_class;
typedef struct _counter {
t_object x_obj;
t_int i_count;
t_float step;
t_int i_down, i_up;
t_outlet *f_out, *b_out;
} t_counter;
void counter_bang(t_counter *x)
{
t_float f=x->i_count;
t_int step = x->step;
x->i_count+=step;
if (x->i_down-x->i_up) {
if ((step>0) && (x->i_count > x->i_up)) {
x->i_count = x->i_down;
outlet_bang(x->b_out);
} else if (x->i_count < x->i_down) {
x->i_count = x->i_up;
outlet_bang(x->b_out);
}
}
outlet_float(x->f_out, f);
}
void counter_reset(t_counter *x)
{
x->i_count = x->i_down;
}
void counter_set(t_counter *x, t_floatarg f)
{
x->i_count = f;
}
void counter_bound(t_counter *x, t_floatarg f1, t_floatarg f2)
{
x->i_down = (f1<f2)?f1:f2;
x->i_up = (f1>f2)?f1:f2;
}
void *counter_new(t_symbol *s, int argc, t_atom *argv)
{
t_counter *x = (t_counter *)pd_new(counter_class);
t_float f1=0, f2=0;
x->step=1;
switch(argc){
default:
case 3:
x->step=atom_getfloat(argv+2);
case 2:
f2=atom_getfloat(argv+1);
case 1:
f1=atom_getfloat(argv);
break;
case 0:
break;
}
if (argc<2)f2=f1;
x->i_down = (f1<f2)?f1:f2;
x->i_up = (f1>f2)?f1:f2;
x->i_count=x->i_down;
inlet_new(&x->x_obj, &x->x_obj.ob_pd,
gensym("list"), gensym("bound"));
floatinlet_new(&x->x_obj, &x->step);
x->f_out = outlet_new(&x->x_obj, &s_float);
x->b_out = outlet_new(&x->x_obj, &s_bang);
return (void *)x;
}
void counter_setup(void) {
counter_class = class_new(gensym("counter"),
(t_newmethod)counter_new,
0, sizeof(t_counter),
CLASS_DEFAULT,
A_GIMME, 0);
class_addbang (counter_class, counter_bang);
class_addmethod(counter_class,
(t_method)counter_reset, gensym("reset"), 0);
class_addmethod(counter_class,
(t_method)counter_set, gensym("set"),
A_DEFFLOAT, 0);
class_addmethod(counter_class,
(t_method)counter_bound, gensym("bound"),
A_DEFFLOAT, A_DEFFLOAT, 0);
class_sethelpsymbol(counter_class, gensym("help-counter"));
}
\end{verbatim}
\section{a signal-external: {\tt pan\~\/}}
Signal classes are normal Pd-classes, that offer additional methods for signals.
All methods and concepts that can be realized with normal object classes can
therefore be realized with signal classes too.
Per agreement, the symbolic names of signal classes end with a tilde \~\/.
The class ``pan\~\/'' shall demonstrate, how signal classes are written.
A signal on the left inlet is mixed with a signal on the second inlet.
The mixing-factor between 0 and 1 is defined via a \verb+t_float+-message
on a third inlet.
\subsection{variables of a signal class}
Since a signal-class is only an extended normal class,
there are no principal differences between the data spaces.
\begin{verbatim}
typedef struct _pan_tilde {
t_object x_obj;
t_sample f_pan;
t_float f;
} t_pan_tilde;
\end{verbatim}
Only one variable \verb+f_pan+ for the {\em mixing-factor} of the panning-function is needed.
The other variable \verb+f+ is needed whenever a signal-inlet is needed too.
If no signal but only a float-message is present at a signal-inlet, this
variable is used to automatically convert the float to signal.
\subsection{signal-classes}
\begin{verbatim}
void pan_tilde_setup(void) {
pan_tilde_class = class_new(gensym("pan~"),
(t_newmethod)pan_tilde_new,
0, sizeof(t_pan_tilde),
CLASS_DEFAULT,
A_DEFFLOAT, 0);
class_addmethod(pan_tilde_class,
(t_method)pan_tilde_dsp, gensym("dsp"), 0);
CLASS_MAINSIGNALIN(pan_tilde_class, t_pan_tilde, f);
}
\end{verbatim}
A method for signal-processing has to be provided by each signal class.
Whenever Pd's audio engine is started, a message with the selector ``dsp''
is sent to each object.
Each class that has a method for the ``dsp''-message is recognised as signal class.
Signal classes that want to provide signal-inlets have to
declare this via the \verb+CLASS_MAINSIGNALIN+-macro.
This enables signals at the first (default) inlet.
If more than one signal-inlet is needed, they have to be created explicitly
in the constructor-method.
Inlets that are declared as signal-inlets cannot provide
methods for \verb+t_float+-messages any longer.
The first argument of the macro is a pointer to the signal class.
The second argument is the type of the class's data space.
The last argument is a dummy-variable out of the data space that is needed
to replace non-existing signal at the signal-inlet(s) with \verb+t_float+-messages.
\subsection{construction of signal-inlets and -outlets}
\begin{verbatim}
void *pan_tilde_new(t_floatarg f)
{
t_pan_tilde *x = (t_pan_tilde *)pd_new(pan_tilde_class);
x->f_pan = f;
inlet_new(&x->x_obj, &x->x_obj.ob_pd, &s_signal, &s_signal);
floatinlet_new (&x->x_obj, &x->f_pan);
outlet_new(&x->x_obj, &s_signal);
return (void *)x;
}
\end{verbatim}
Additional signal-inlets are added like other inlets with the routine \verb+inlet_new+.
The last two arguments are references to the symbolic selector ``signal''
in the lookup-table.
Signal-outlets are also created like normal (message-)outlets,
by setting the outlet-selector to ``signal''.
\subsection{DSP-methods}
Whenever Pd's audio engine is turned on,
all signal-objects declare their perform-routines that are to be added to the DSP-tree.
The ``dsp''-method has two arguments, the pointer to the class-data space, and
a pointer to an array of signals.
The signals are arranged in the array in such way,
that they are ordered in a clockwise way in the graphical representation of the
object.\footnote{
If both left and right in- and out-signals exist, this means:
First is the leftmost in-signal followed by the right in-signals;
after the right out-signals, finally there comes the leftmost out-signal.}
\begin{verbatim}
void pan_tilde_dsp(t_pan_tilde *x, t_signal **sp)
{
dsp_add(pan_tilde_perform, 5, x,
sp[0]->s_vec, sp[1]->s_vec, sp[2]->s_vec, sp[0]->s_n);
}
\end{verbatim}
\verb+dsp_add+ adds a {\em perform}-routine (as declared in the first argument)
to the DSP-tree.
The second argument is the number of the following pointers to diverse variables.
Which pointers to which variables are passed is not limited.
Here, sp[0] is the first in-signal, sp[1] represents the second in-signal and
sp[3] points to the out-signal.
The structure \verb+t_signal+ contains a pointer to the
its signal-vector \verb+().s_vec+ (an array of samples of type \verb+t_sample+),
and the length of this signal-vector \verb+().s_n+.
Since all signal vectors of a patch (not including it's sub-patches) are of the same length,
it is sufficient to get the length of one of these vectors.
\subsection{perform-routine}
The perform-routine is the DSP-heart of each signal class.
A pointer to an integer-array is passed to it.
This array contains the pointers, that were passed via \verb+dsp_add+,
which must be casted back to their real type.
The perform-routine has to return a pointer to integer,
that points to the address behind the stored pointers of the routine.