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Edit AUTEURS

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AUTEURS

@@ -0,0 +1,2 @@
+BATISTA CARDOSO,TIAGO,tiago.batista-cardoso@etu.u-paris.fr
+LOTENBERG, Rayane, rayane.lotenberg@etu.u-paris.fr

Makefile

@@ -0,0 +1,73 @@
+include Makefile.version
+ASSET_DIR_PATH="\"$(shell pwd)/assets\""
+CC?=gcc
+CFLAGS=-Wall `pkg-config --cflags sdl2` -I `heptc -where`/c \
+	-D ASSET_DIR_PATH=$(ASSET_DIR_PATH) -D YEAR=$(ANNEE) \
+	-D VERSION=$(VERSION) -g -fsanitize=undefined
+LDFLAGS=`pkg-config --libs sdl2` -lm -fsanitize=undefined
+HEPTC?=heptc
+
+HEPT_OBJ=\
+	src/challenge.o	\
+	src/city.o		\
+	src/globals.o		\
+	src/vehicle.o		\
+	src/control.o		\
+	src/utilities.o	\
+	src/challenge_types.o	\
+	src/city_types.o	\
+	src/globals_types.o	\
+	src/vehicle_types.o	\
+	src/control_types.o	\
+	src/utilities_types.o
+OBJ=$(HEPT_OBJ) \
+	src/buffer.o		\
+	src/trace_lib.o	\
+	src/trace.o		\
+	src/debug.o		\
+	src/mathext.o		\
+	src/map.o		\
+	src/cutils.o		\
+	src/simulation_loop.o	\
+	src/challenge.o	\
+	src/main.o
+TARGET=scontest
+
+.SUFFIXES:
+.PHONY: all clean test
+.PRECIOUS: %.epci %.c %.h
+.SUFFIXES:
+
+all: $(TARGET)
+
+clean:
+	rm -f $(OBJ) $(TARGET)
+	rm -f $(foreach ext, mls obc epci epo log, $(wildcard src/*.$(ext)))
+	rm -rf src/*_c
+	rm -f $(subst .o,.c,$(HEPT_OBJ))
+	rm -f $(subst .o,.h,$(HEPT_OBJ))
+
+test: $(TARGET)
+	./$< -o logs.txt assets/00.map
+
+$(TARGET): $(OBJ)
+	$(CC) $^ $(LDFLAGS) -o $@
+
+%.o: %.c
+	$(CC) $(CFLAGS) -c $< -o $@
+
+%_types.c %.c %.h %.epci : %.ept src/mathext.epci src/debug.epci src/trace.epci
+	cd `dirname $<` && $(HEPTC) -c -target c `basename $<`
+	cp $(foreach ext,c h,$(basename $<)_c/*.$(ext)) src
+
+%.epci: %.epi
+	cd `dirname $<` && $(HEPTC) `basename $<`
+
+src/vehicle.epci: src/globals.epci src/utilities.epci src/control.epci
+src/utilities.epci: src/globals.epci
+src/control.epci: src/globals.epci src/utilities.epci
+src/city.epci: src/globals.epci src/utilities.epci src/vehicle.epci src/map.epci
+src/map.epci: src/map.epi src/globals.epci
+src/challenge.epci: src/globals.epci src/vehicle.epci src/city.epci src/map.epci
+src/main.o src/map.o: src/globals.h src/globals_types.h
+src/simulation_loop.o: src/globals.h src/globals_types.h src/challenge.h

Makefile.version

@@ -0,0 +1,2 @@
+VERSION="\"1.1.0\""
+ANNEE="\"2025-2026\""

README.md

@@ -1,67 +1,6 @@
-# Programmation Synchrone 2025-2026 (M2 Info & EIDD)
+# Projet de Programmation synchrone
 
-## Présentation
+Ce répertoire contient le projet du cours de Programmation synchrone du M2
+Informatique de l'Université de Paris et de l'École d'Ingénieur Denis Diderot.
 
-Le [syllabus](cours/syllabus-progsync.pdf) (résumé) du module est disponible.
+Le [sujet](sujet/sujet-projet.pdf) contient tous les détails.
-
-### Contenu et objectifs
-
-Le module de *Programmation synchrone* propose une introduction à la
-programmation des **systèmes réactifs** par le biais de langages spécialisés,
-les **langages synchrones**.
-
-- Les **systèmes réactifs** sont des systèmes informatiques en interaction
-  continue avec un environnement extérieur. Le pilote automatique d'un avion
-  moderne (_fly-by-wire_), le contrôleur d'une machine à laver, ou le logiciel
-  de commande d'un ascenseur constituent des exemples de systèmes réactifs.
-
-- Les **langages synchrones** sont des langages spécialement conçus pour la
-  programmation des systèmes réactifs. Ils offrent une expressivité élevée tout
-  en garantissant statiquement certaines propriétés de sûreté. Leur usage est
-  désormais routinier dans les tâches conception et de développement dans
-  certains secteurs industriels, comme l'avionique ou le ferroviaire.
-
-L'enseignement des langages synchrones vise deux objectifs. D'abord, **renforcer
-vos compétences de programmation**, en vous faisant découvrir une famille de
-langages à la fois originaux et utilisés dans l'industrie. Ensuite, **enrichir
-votre culture scientifique**, en illustrant comment les systèmes réactifs
-fournissent un exemple de point de jonction entre l'informatique et d'autres
-disciplines comme l'automatique ou le traitement du signal.
-
-Pour atteindre ces objectifs, on utilisera le langage universitaire
-[*Heptagon*](https://gitlab.inria.fr/synchrone/heptagon), aussi bien durant le
-cours magistral, pour illustrer les principes généraux des langages synchrones,
-que durant les séances de travaux pratiques. Les autres langages synchrones
-(notamment d'origines industrielles) seront aussi régulièrement évoqués durant
-le cours.
-
-## Organisation du cours
-
-Le cours magistral a lieu le *lundi de 10h45 à 12h45*, dans la salle 1009 du
-bâtiment Sophie Germain.
-
-Les séances de travaux pratiques ont lieu en salle 2003 du bâtiment Sophie
-Germain, avec deux groupes disponibles :
-
-- le *mardi de 10h45 à 12h45*,
-
-- le *jeudi de 08h30 à 10h30*.
-
-Nous vous demandons **d'apporter votre ordinateur portable**.
-
-## Modalités de contrôle des connaissances
-
-La note du cours sera composée pour 50% de celle du projet et pour 50% de celle
-de l'examen final. Les cours de master 2 n'offrent pas de deuxième session.
-
-## Organisation de ce dépôt
-
-Ce dépôt contiendra tout le matériel pédagogique du cours :
-
-- le **support du cours**, dans les sous-répertoire [cours](cours/) et surtout
-  [notes](notes/),
-
-- les **énoncés de TP**, dans le sous-répertoire [TP](tp/),
-
-- l'**énoncé du projet, ainsi que son squelette**, seront ultérieurement
-  disponibles dans le sous-répertoire [projet](projet/).

assets/00.iti

@@ -0,0 +1,2 @@
+go 20
+stop 0.

assets/00.map

@@ -0,0 +1,17 @@
+map "oneway_line"
+graphics "map_00_oneway_line.bmp"
+guide "b-00.bmp"
+init 50. 50. 23.703
+rd 1
+line 1 30 50. 50. 550. 250.
+wp 1
+0 550. 250.
+tl 0
+st 0
+obst 2
+30.  30.  1. 10.
+200. 200.  8. 30.
+iti 2
+go 20.
+stop
+end

assets/01.iti

@@ -0,0 +1,8 @@
+go 20
+turn 90.
+go 20.
+turn 90.
+go 20.
+turn 90.
+go 20.
+stop 0.

assets/01.map

@@ -0,0 +1,30 @@
+map "oneway_square"
+graphics "map_01_oneway_square.bmp"
+guide "b-01.bmp"
+init 550. 200. 90.
+rd 4
+line 1 30  50.  50. 550.  50.
+line 1 20 550.  50. 550. 250.
+line 1 30 550. 250.  50. 250.
+line 1 20  50. 250.  50.  50.
+wp 5
+0 548. 50.
+1 550. 148.
+1 550. 248.
+2  52. 250.
+3  50.  52.
+tl 0
+st 0
+obst 2
+ 30.  30.  1. 10.
+200. 200.  8. 30.
+iti 8
+go 20
+turn 90.
+go 20.
+turn 90.
+go 20.
+turn 90.
+go 20.
+stop 0.
+end

assets/02.iti

@@ -0,0 +1,2 @@
+go 20
+stop 0.

assets/02.map

@@ -0,0 +1,20 @@
+map "oneway_olympic"
+graphics "map_02_oneway_olympic.bmp"
+guide "b-02.bmp"
+init 480. 100. 0.
+rd 4
+line 1 30 100. 100. 500. 100.
+arc  1 20 500. 150.  50. -90.  90.
+line 1 30 500. 200. 100. 200.
+arc  1 20 100. 150.  50.  90. 270.
+wp 1
+0 449. 100.
+tl 0
+st 0
+obst 2
+ 30.  30.  1. 10.
+200. 200.  8. 30.
+iti 2
+go 20
+stop 0.
+end

assets/03.iti

@@ -0,0 +1,5 @@
+go 20
+go 15.
+turn -44.
+go 25.
+stop 0.

assets/03.map

@@ -0,0 +1,29 @@
+map "oneway_ea"
+graphics "map_03_oneway_ea.bmp"
+guide "b-03.bmp"
+init 20. 20. 35.
+rd 5
+line 1 20   5.   5. 100. 100.
+line 1 20 100. 100. 160. 130.
+line 1 20 160. 130. 230. 130.
+arc  1 20 230. 230. 100. -90. 0.
+line 1 20 230. 130. 330. 30.
+wp 4
+0 100. 100.
+2 229. 130.
+3 330. 230.
+4 329.  31.
+tl 2
+0  60.  50. 5 3 5 7
+2 220. 120. 5 3 5 10
+st 2
+0 0 50. 50.
+2 1 220. 130.
+obst 0
+iti 5
+go 20
+go 15.
+turn -44.
+go 25.
+stop 0.
+end

assets/04.iti

@@ -0,0 +1,6 @@
+go 10
+turn 90.
+go 20.
+turn 90.
+go 10.
+stop 0.

assets/04.map

@@ -0,0 +1,27 @@
+map "olympic_cut"
+graphics "map_04_olympic_cut.bmp"
+guide "b-04.bmp"
+init 10. 150. 0.
+rd 5
+line 1 10   5. 150. 500. 150.
+arc  1 20 100. 150.  50. 270.  90.
+line 1 30 100. 200. 400. 200.
+arc  1 20 400. 150.  50.  90. -90.
+line 1 30 400. 100. 100. 100.
+wp 4
+0  48. 150.
+0 448. 150.
+0 498. 150.
+3 449. 152.
+tl 0
+st 0
+obst 0
+iti 6
+go 10
+turn 90.
+go 20.
+turn 90.
+go 10.
+stop 0.
+end
+

assets/05.iti

@@ -0,0 +1,13 @@
+go 10
+turn 90.
+go 20.
+turn -90.
+go 20.
+go 30.
+turn -90.
+go 20
+turn -90.
+go 10
+go 10
+go 10
+stop 0.

assets/05.map

@@ -0,0 +1,42 @@
+map "olympic_cut_tl"
+graphics "map_05_olympic_cut_tl.bmp"
+guide "b-05.bmp"
+init 10. 150. 0.
+rd 6
+line 1 10   5. 150. 500. 150.
+arc  1 20 100. 150.  50. 270.  90.
+line 1 30 100. 200. 400. 200.
+arc  1 20 400. 150.  50.  90. -90.
+line 1 30 400. 100. 100. 100.
+line 1 20 250. 200. 250. 100.
+wp 8
+0  48. 150.
+0 448. 150.
+0 498. 150.
+3 450. 152.
+2 248. 200.
+5 250. 102.
+5 250. 152.
+0 248. 150.
+tl 2
+5 245. 160. 5 3 5 3
+0 240. 145. 5 3 5 8
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+obst 0
+iti 12
+go 10
+turn 90.
+go 20.
+turn -90.
+go 20.
+go 25.
+turn -90.
+go 20
+turn -90.
+go 10
+go 10
+go 10
+stop 0.
+end

assets/06.iti

@@ -0,0 +1,13 @@
+go 20.
+turn -90.
+go 10.
+go 10.
+go 10.
+turn -90.
+go 30.
+turn -90.
+go 10.
+turn 90.
+go 25.
+stop 0.
+

assets/06.map

@@ -0,0 +1,44 @@
+map "roundabout"
+graphics "map_06_roundabout.bmp"
+guide "b-06.bmp"
+init 60. 150. 0.
+rd 10
+line 1 20  50. 150. 100. 150.
+arc  1 10 150. 150.  50. 180. 270.
+line 1 30 150. 100. 150. 50.
+arc  1 10 150. 150.  50. -90.   0.
+line 1 30 200. 150. 250. 150.
+arc  1 10 150. 150.  50.   0.  90.
+line 1 30 150. 200. 150. 250.
+arc  1 20 150. 150.  75.   0. -90.
+arc  1 20 150. 150.  75.  90.   0.
+arc  1 10 150. 150.  50.  90. 180.
+wp 11
+0  98.  150.
+1 148.  100.4
+2 150.   77.
+2 150.   52.
+3 199.9  148.
+4 248.   150.
+5 152.   199.9
+6 150.   223.
+6 150.   248.
+8 224.8  153.
+7 153.    75.2
+tl 0
+st 0
+obst 0
+iti 12
+go 20.
+turn -90.
+go 10.
+go 10.
+go 10.
+turn -90.
+go 25.
+turn -90.
+go 10.
+turn 90.
+go 25.
+stop 0.
+end

assets/07.iti

@@ -0,0 +1,13 @@
+go 20.
+turn -90.
+go 10.
+go 10.
+go 10.
+turn -90.
+go 30.
+turn -90.
+go 10.
+turn 90.
+go 20.
+stop 0.
+

assets/07.map

@@ -0,0 +1,53 @@
+map "roundabout_tl"
+graphics "map_07_roundabout_tl.bmp"
+guide "b-07.bmp"
+init 60. 150. 0.
+rd 10
+line 1 20  50. 150. 100. 150.
+arc  1 10 150. 150.  50. 180. 270.
+line 1 30 150. 100. 150. 50.
+arc  1 10 150. 150.  50. -90.   0.
+line 1 30 200. 150. 250. 150.
+arc  1 10 150. 150.  50.   0.  90.
+line 1 30 150. 200. 150. 250.
+arc  1 20 150. 150.  75.   0. -90.
+arc  1 20 150. 150.  75.  90.   0.
+arc  1 10 150. 150.  50.  90. 180.
+wp 11
+0  98.  150.
+1 148.  100.4
+2 150.   77.
+2 150.   52.
+3 199.9  148.
+4 223.   150.
+4 248.   150.
+5 152.   199.9
+6 150.   223.
+6 150.   248.
+8 224.8  153.
+7 153.    75.2
+tl 4
+2 145.   85.    5 3 5 3
+7 165.   70.9   5 3 5 8
+4 215.  145.    5 3 5 3
+8 218.5 164.9   5 3 5 8
+st 4
+2 0 150.   85.
+7 1 165.   76.5
+4 2 215.  150.
+8 3 223.5 164.9
+obst 0
+iti 12
+go 20.
+turn -90.
+go 10.
+go 10.
+go 10.
+turn -90.
+go 25.
+turn -90.
+go 10.
+turn 90.
+go 20.
+stop 0.
+end

assets/08.iti

@@ -0,0 +1,12 @@
+go 10.
+turn -90.
+go 30.
+turn 90.
+go 20.
+go 10.
+turn -90.
+go 20.
+turn 90.
+go 25.
+go 20.
+stop 0.

assets/08.map

@@ -0,0 +1,72 @@
+map "nycity"
+graphics "map_08_nycity.bmp"
+guide "b-08.bmp"
+init 20. 250. 0.
+
+rd 20
+line 1 30   5. 250.  50. 250.
+line 1 30  50. 250. 150. 250.
+
+line 1 30 150. 250. 200. 250.
+line 1 20  50. 250.  50. 150.
+
+line 1 20 150. 250. 150. 150.
+line 1 20 200. 250. 200. 150.
+
+line 1 30  50. 150. 150. 150.
+line 1 30 150. 150. 200. 150.
+
+line 1 20  50. 150.  50.  50.
+line 1 20 150. 150. 150.  50.
+
+line 1 20 200. 150. 200.  50.
+line 1 30  50.  50. 150.  50.
+
+line 1 30 150.  50. 200.  50.
+line 1 30 250.  50. 275.  50.
+
+line 1 30 200. 250. 250. 250.
+line 1 20 250. 250. 250. 150.
+
+line 1 30 200. 150. 250. 150.
+line 1 20 250. 150. 250. 100.
+line 1 20 250. 150. 250.  50.
+line 1 30 200.  50. 250.  50.
+wp 20
+0  48. 250.
+1 148. 250.
+2 198. 250.
+3  50. 152.
+4 150. 152.
+5 200. 152.
+6 148. 150.
+7 198. 150.
+8  50.  52.
+9 150.  52.
+10 200. 52.
+11 148. 50.
+12 198. 50.
+13 273. 50.
+14 248. 250.
+15 250. 152.
+16 248. 150.
+17 250. 102.
+18 250.  52.
+19 248.  50.
+tl 0
+st 0
+obst 0
+iti 12
+go 10.
+turn -90.
+go 25.
+turn 90.
+go 20.
+go 10.
+turn -90.
+go 20.
+turn 90.
+go 25.
+go 20.
+stop 0.
+end

assets/09.iti

@@ -0,0 +1,14 @@
+go 20.
+go 20.
+go 20.
+go 20.
+turn -90.
+go 10.
+go 20.
+turn -90.
+go 10.
+turn 30.
+go 20.
+turn 100.
+go 10.
+stop 0.

assets/09.map

@@ -0,0 +1,105 @@
+map "paris"
+graphics "map_09_paris.bmp"
+guide "b-09.bmp"
+init 40. 275. 0.
+
+rd 31
+line 1 30  25. 275. 100. 275.
+line 1 20 100. 275. 175. 275.
+line 1 30 175. 275. 250. 275.
+line 1 20 250. 275. 400. 275.
+line 1 30 400. 275. 475. 275.
+line 1 20  50. 225.  25. 275.
+line 1 20 100. 275. 100. 225.
+line 1 20 175. 275. 175. 225.
+line 1 20 250. 275. 250. 225.
+line 1 20 400. 275. 400. 175.
+line 1 30 100. 225.  50. 225.
+line 1 30 175. 225. 100. 225.
+line 1 20 250. 225. 175. 225.
+line 1 20 400. 175. 250. 225.
+line 1 30 475. 175. 400. 175.
+line 1 20  50. 225. 175. 100.
+line 1 30 100. 225. 100. 175.
+line 1 30 175. 225. 175. 100.
+line 1 30 250. 225. 250. 100.
+line 1 30 400. 175. 400. 100.
+line 1 20 250. 100. 175. 100.
+line 1 20 400. 100. 250. 100.
+line 1 30 450. 100. 400. 100.
+line 1 20 175. 100. 225.  50.
+line 1 20 325. 100. 225.  50.
+line 1 20 400. 100. 400.  75.
+line 1 20 400.  75. 325.  50.
+line 1 20 400.  75. 450.  25.
+line 1 30 325.  50. 225.  50.
+line 1 10 225.  50. 175.  25.
+line 1 10 225.  50. 250.  25.
+wp 32
+0  98. 275.
+1 173. 275.
+2 248. 275.
+3 398. 275.
+4 473. 275.
+5  23. 273.
+6 100. 227.
+7 175. 227.
+8 250. 227.
+9 400. 177.
+10  52. 225.
+11 102. 225.
+12 177. 225.
+13 260. 223.
+14 402. 175.
+15 173. 102.
+16 100. 177.
+17 175. 102.
+18 250. 102.
+19 400. 102.
+20 177. 100.
+21 252. 100.
+21 327. 100.
+22 402. 100.
+23 223.  52.
+24 227.  51.
+25 400.  77.
+26 340.  55.
+27 448.  27.
+28 235.  50.
+29 187.  30.
+30 240.  35.
+
+tl 6
+15 165.  105. 5 3 5 3
+17 170.  115. 5 3 5 8
+20 185.  105. 5 3 5 13
+23 215.   55. 5 3 5 3
+24 240.   60. 5 3 5 8
+28 240.   53. 5 3 5 13
+
+st 6
+15 0 165. 110.
+17 1 175. 115.
+20 2 185. 100.
+23 3 215.  60.
+24 4 245.  60.
+28 5 240.  50.
+
+obst 0
+
+iti 14
+go 20.
+go 20.
+go 20.
+go 20.
+turn -90.
+go 10.
+go 20.
+turn -90.
+go 10.
+turn 30.
+go 20.
+turn 100.
+go 10.
+stop 0.
+end

assets/11.iti

@@ -0,0 +1,20 @@
+go 30.
+turn 90.
+go 30.
+turn 45.
+go 30.
+turn -45.
+go 30.
+turn -70.
+go 20.
+turn 120.
+go 20.
+turn -110.
+go 20.
+turn -45.
+go 30.
+turn -45.
+go 30.
+turn 135.
+go 20.
+stop 0.

assets/11.map

@@ -0,0 +1,40 @@
+map "hamburg"
+rd 14
+line 1 20  15. 270.  30. 210.
+arc 1  20 120. 210.  90. 180. 270.
+line 1 20 120. 120.  60. 60.
+line 1 20  60.  60.  15. 60.
+
+line 1 20 120. 120. 300.  90.
+line 1 20 300.  90. 480. 120.
+arc  1 20 360. 120. 120. 0. 90.
+line 1 20 360. 240. 240. 240.
+
+arc  1 20 240. 120. 120. 90. 180.
+line 1 20 240. 240. 120. 120.
+arc  1 20 360. 150. 90.  90. 180.
+line 1 20 270. 150. 300. 90.
+
+line 1 20 410. 280. 360. 240.
+line 1 20 480. 120. 585. 120.
+wp 11 
+1 118. 120.9
+2 62. 62.
+3 20. 60.
+5 478. 119.3
+
+6 362. 239.1
+7 242. 240.
+8 120.9 122.
+9 122. 122.
+
+11 299. 92.
+12 362. 241.6
+13 570. 120.
+
+tl 1
+12 365. 248. 5 3 5 7
+
+st 1
+12 0 370. 248.
+end

assets/12.iti

@@ -0,0 +1,21 @@
+go 30.
+go 20.
+turn -45.
+go 30.
+turn -45.
+go 30.
+turn -90.
+go 30.
+turn -60.
+go 20.
+turn 120.
+go 20.
+turn -110.
+go 20.
+turn -45.
+go 30.
+turn -45.
+go 30.
+turn 135.
+go 20.
+stop 0.

assets/12.map

@@ -0,0 +1,42 @@
+map "PRG"
+rd 14
+line 1 30 585.  60. 480. 120.
+line 1 30 480. 120. 420. 180.
+line 1 20 420. 180. 300. 240.
+line 1 20 300. 240. 300. 120.
+
+line 1 20 300. 120. 180. 120.
+line 1 20 300. 240. 180. 240.
+line 1 20 180. 120. 180. 240.
+line 1 20 180. 120. 120.  60.
+
+line 1 20 180.  30. 120.  60.
+line 1 20 120.  60.  60. 120.
+arc 1  10 180. 120. 120.  90. 180.
+line 1 20  60. 120.  15.  30.
+
+line 1 20 180. 240. 180. 290.
+line 1 20 300. 290. 300. 240.
+
+wp 11
+2 302. 238.5
+3 300. 122.
+4 182. 120.
+5 182. 240.
+
+6 180. 238.
+7 122.  62.
+8 122.  59.
+9  62. 118.
+
+11  20.  40.
+12 180. 280.
+13 300. 242.
+
+tl 2
+2 310. 240. 5 3 5 7
+13 295. 250. 8 3 5 7
+st 2
+2 0 310. 235.
+13 1 300. 250.
+end

assets/13.iti

@@ -0,0 +1,12 @@
+go 20.
+turn 15. 
+go 20.
+turn 90.
+go 20.
+go 20.
+turn 45.
+go 20.
+go 20.
+turn -45.
+go 20.
+stop.

assets/13.map

@@ -0,0 +1,52 @@
+map "PRD"
+rd 18
+line 1 20 300.0	60.0	300.0	15.0
+line 1 20 180.0	15.0	180.0	60.0
+line 1 20 300.0	60.0	585.0	60.0
+line 1 20 30.0	20.0	120.0	180.0
+			
+line 1 20 180.0	60.0	120.0	60.0
+line 1 20 180.0	60.0	300.0	60.0
+line 1 20 300.0	60.0	300.0	120.0
+line 1 20 120.0	180.0	300.0	60.0
+			
+line 1 20 300.0	120.0	480.0	240.0
+line 1 20 300.0	120.0	210.0	180.0
+line 1 20 210.0	180.0	120.0	180.0
+line 1 20 15.0	180.0	120.0	180.0
+			
+line 1 20 120.0	60.0	120.0	180.0
+line 1 20 70.0	280.0	120.0	180.0
+line 1 20 120.0	180.0	120.0	280.0
+line 1 20 120.0	180.0	210.0	240.0
+			
+line 1 20 210.0	240.0	480.0	240.0
+line 1 20 480.0	240.0	585.0	240.0
+
+wp 16
+0 300. 20.
+1 180. 56.
+2 570. 60.
+3 117.75 176.
+
+4 124. 60.
+5 296. 60.
+6 300. 116.
+7 297. 62.
+
+8 477 238.
+10 124. 180.
+11 116. 180.
+12 120. 176.
+
+13 118. 184.
+14 120. 260.
+15 206. 238.
+17 570. 240.
+
+tl 1
+16 465. 235. 5 3 5 7
+st 1
+16 0 465. 240.
+end
+

assets/14.iti

@@ -0,0 +1,12 @@
+go 30.
+turn 120.
+go 20.
+turn -90.
+go 20.
+turn 45.
+go 20.
+turn -90.
+go 20.
+turn 130.
+go 20.
+stop.

assets/14.map

@@ -0,0 +1,61 @@
+map "seine"
+rd 22
+line 1 20 420. 10. 300. 70.
+line 1 20 300. 70. 180. 70.
+line 1 20 180. 70. 100. 10.
+line 1 20 300. 70. 300. 10.
+
+line 1 20 180. 70. 180. 10.
+line 1 20 300. 70. 300. 120.
+line 1 20 180. 70. 180. 120.
+line 1 20 580. 30. 300. 120.
+
+line 1 20 300. 120. 180. 120.
+line 1 20 180. 120. 120. 120.
+line 1 20 120. 120. 120. 240.
+line 1 20 120. 240. 300. 120.
+
+line 1 20 210. 240. 120. 240.
+line 1 20 300. 180. 210. 240.
+line 1 20 300. 120. 300. 180.
+line 1 20 300. 180. 500. 280.
+
+line 1 20 120. 240. 160. 280.
+line 1 20 100. 280. 120. 240.
+line 1 20  20. 240. 120. 240.
+line 1 20  20.  40. 120. 240.
+
+line 1 20 120. 240. 120. 280.
+line 1 20 120. 120.  20.  40.
+wp 20
+0 304.  67.
+1 176.  70.
+2 108.  16.
+3 300.  20.
+
+4 180. 20.
+5 300. 116.
+6 180. 116.
+7 304. 118.
+
+9 124. 120.
+10 210. 236.
+11 297. 122.
+12 124. 240.
+
+14 300. 176.
+15 490. 275.
+16 155. 275.
+17 118. 244.
+
+18 116. 240.
+19 118. 236.
+20 120. 270.
+21  30.  48.
+tl 2
+5 295. 110. 5 3 5 8
+11 285. 125. 5 3 5 13
+st 2
+5 0 300. 110.
+11 1 285. 130.
+end

assets/15.iti

@@ -0,0 +1,8 @@
+go 20.
+go 30.
+go 10.
+turn -15.
+go 20.
+turn 75.
+stop 0.
+

assets/15.map

@@ -0,0 +1,47 @@
+map "scade"
+rd 22
+line 1 30  20.  20.  70.  20.
+arc  1 20  70.  80.  60. -90. 90.
+arc  1 20  70. 200.  60. 270. 90.
+line 1 30  70. 260. 200. 260.
+
+line 1 30 200. 260. 300. 260.
+line 1 30 200. 240. 300. 240.
+arc  1 20 200. 210. 50. 180. 90.
+arc  1 20 200. 210. 30. 180. 90.
+
+line 1 30 150. 110. 150. 210.
+line 1 30 170. 110. 170. 210.
+arc 1  20 200. 110. 50. 270. 180.
+arc 1  20 200. 110. 30. 270. 180.
+
+line 1 30 250.  60. 200. 60.
+line 1 30 250.  80. 200. 80.
+
+arc 1  20 300. 210. 50. 90. 0.
+arc 1  20 300. 210. 30. 90. 0.
+line 1 30 350. 210. 413.3 20.
+line 1 30 330. 210. 380. 60.
+
+arc 1 30 350. 140. 120. 90. -50.
+line 1 30 300. 260. 550. 260.
+line 1 30 413.3 20. 550. 20.
+line 1 30 470. 140. 550. 140.
+
+wp 11
+3  115. 260.
+4  290. 260.
+16 412.3 23.
+17 372.  84.
+
+18 469.9 142.5
+18 434.85 56.15
+19 305. 260.
+19 359. 260.
+
+19 520. 260.
+20 520. 20.
+21 520. 140.
+tl 0
+st 0
+end

assets/16.iti

@@ -0,0 +1,10 @@
+go 20.
+turn -34.
+go 30.
+turn 146.
+go 20.
+turn -56.
+go 30.
+turn -34.
+go 20.
+stop 0.

assets/17.iti

@@ -0,0 +1,15 @@
+go 20.
+turn 47.
+go 20.
+turn -90.
+go 20.
+turn 90.
+go 20.
+turn 124.
+go 30.
+turn 124.
+go 20.
+turn -60.
+go 30.
+stop 0.
+

assets/18.iti

@@ -0,0 +1,8 @@
+go 20.
+turn -34.
+go 30.
+turn -146.
+go 20.
+turn -51.
+go 20.
+stop 0.

cours/README.md

@@ -1,2 +0,0 @@
-Le [journal](journal.org) contient un bref résumé de notre progression à travers
-les notes de cours, ainsi que quelques informations logistiques.

cours/audio/Makefile

@@ -0,0 +1,44 @@
+HEPTC=heptc
+HEPTLIB=$(shell heptc -where)
+CC=gcc
+CFLAGS=-g $(shell pkg-config --cflags --libs sdl2 sndfile) -I$(HEPTLIB)/c -lm
+PYGMENTS=python -m pygments -x
+
+TARGET=audio
+SOURCES=audio_c/audio_types.c \
+	audio_c/audio.c \
+	buffer.c \
+	vcd_lib.c \
+	mathext.c \
+	vcd.c \
+	main.c
+
+.PHONY: all clean test
+
+all: $(TARGET) audio.html main.html
+
+%.html: %.ept
+	$(PYGMENTS) -l ../../../notes/heptagon.py:HeptagonLexer -O full -o $@ $^
+
+%.html: %.c
+	$(PYGMENTS) -O full -o $@ $^
+
+clean:
+	rm -f $(TARGET) *.{epci,log,mls,obc,html} $(TARGET).{pdf,tex}
+	rm -rf audio_c
+
+test: $(TARGET)
+	./$(TARGET)
+
+$(TARGET): $(SOURCES)
+	@pkg-config --exists sdl2 || \
+		( echo "La bibliothèque SDL2 est absente."; exit 1 )
+	@pkg-config --exists sndfile || \
+		( echo "La bibliothèque sndfile est absente."; exit 1 )
+	$(CC) $(CFLAGS) -o $@ -I audio_c -I. $^
+
+audio_c/audio_types.c audio_c/audio.c: audio.ept main.c mathext.epci vcd.epci
+	$(HEPTC) -target c $<
+
+%.epci: %.epi
+	$(HEPTC) $<

cours/audio/README.md

@@ -0,0 +1,14 @@
+# Synthèse sonore élémentaire en Heptagon
+
+Ce dossier contient quelques noeuds Heptagon élementaires qui produisent du son.
+
+Il utilise les bibliothèques SDL2 et sndfile. Elles doivent être installées via
+le gestionnaire de paquet de votre système d'exploitation (`apt-get` sous
+GNU/Linux Debian ou Ubuntu, `pacman` sous Arch Linux, `brew` sous macOS, etc.).
+
+```shell
+$ make
+$ ./audio
+```
+
+Pour essayer différents codes, il faut éditer le noeud `main` dans `audio.ept`.

cours/audio/audio.ept

@@ -0,0 +1,515 @@
+(******************************************************************************)
+(*                  SYNTHÈSE SONORE ÉLÉMENTAIRE EN HEPTAGON                   *)
+(******************************************************************************)
+
+(* Le but de ce fichier est de démontrer quelques techniques élémentaires de
+   génération de son en Heptagon, à travers de modestes expérimentations. Il n'a
+   bien sûr pas vocation à se substituer à un cours de traitement du signal ou
+   d'acoustique. En revanche, il peut facilement servir d'illustration de
+   diverses techniques de programmation en Heptagon. *)
+
+(* Le flot d'échantillons sonores produits par ce programme synchrone est
+   branché à un petit bout de code C qui les envoie au système sonore de votre
+   système d'exploitation par le biais de la bibliothèque SDL2. Votre OS les
+   transmet à la carte son qui elle même les envoie à vos enceintes, casque ou
+   écouteurs. *)
+
+(* Les langages synchrones ont été utilisés pour la synthèse sonore. Si ce sujet
+   vous intéresse, vous pouvez par exemple consulter la page du langage Faust, à
+   la syntaxe rudimentaire mais aux bibliothèques acoustiques, sonores et
+   musicales très développées : http://faust.grame.fr *)
+
+(* On va utiliser une petite bibliothèque de composants mathématiques. Les
+   curieuses et curieux pourront aller voir mathext.epci. *)
+
+open Mathext
+
+(* Avant de commencer, on a besoin de quelques définitions et outils. *)
+
+(* Le nombre d'échantillons, c'est à dire ici de pas synchrones, que le système
+   sonore va consommer une seconde. *)
+
+const period : int = 44100
+
+(* Un signal mono est un simple flot de nombres à virgule flottante. *)
+
+type mono = float
+
+(* Un signal stéréo fournit deux échantillons, gauche et droit, la carte son se
+   chargeant de les mixer pour donner l'impression d'un son 'surround'. *)
+
+type stereo = { l : float; r : float }
+
+(* Le signal constant silencieux. *)
+
+const silence : stereo = { l = 0.0; r = 0.0 }
+
+(* On peut dupliquer un signal mono pour obtenir un signal stéréo
+   inintéressant, les deux canaux portant la même valeur. *)
+
+fun stereo_of_mono(a : mono) returns (o : stereo)
+let
+  o = { l = a; r = a }
+tel
+
+(* On peut appliquer un gain à un signal stéréo, c'est à dire le multiplier par
+   un flottant pour l'amener à une amplitude différente. *)
+
+fun stereo_gain(g : float; s : stereo) returns (o : stereo)
+let
+  o = { l = g *. s.l; r = g *. s.r };
+tel
+
+(* Étant donné deux signaux, on peut les combiner via leur somme. *)
+
+fun stereo_sum(s1, s2 : stereo) returns (o : stereo)
+let
+  o = { l = s1.l +. s2.l; r = s1.r +. s2.r }
+tel
+
+(* Quand on utilise les deux fonctions qu'on vient de définir, gare à
+   l'amplitude en sortie ! Une amplitude trop élevée risque de dépasser la
+   capacité de votre carte son, enceintes ou écouteurs, ce qui cause un
+   phénomène de saturation : tous les échantillons d'amplitude trop élevée sont
+   écrasés sur l'amplitude maximale. *)
+
+(* La fonction mix ci-dessous pallie le défaut de la fonction stereo_sum en
+   renormalisant le résultat. De plus, elle traite un tableau de signaux, et
+   donc moralement un nombre d'entrées arbitraires. *)
+
+fun stereo_mix<<n : int>>(s : stereo^n) returns (o : stereo)
+let
+  o = stereo_gain(1.0 /. float(n), fold<<n>> stereo_sum(s, silence));
+tel
+
+(* On peut commencer à écouter un peu de son, par exemple celui du silence. *)
+
+node main0() returns (o : stereo)
+let
+  o = silence;
+tel
+
+(* Quid du noeud suivant ? *)
+
+node cracks() returns (o : stereo)
+let
+  o = { l = 4200.0; r = 4200.0 };
+tel
+
+(* On entendu un craquement, puis plus rien, puis un craquement lorsqu'on
+   interromp le programme. Pourquoi ?
+
+   Physiquement, le son est une vibration produit par une onde acoustique, c'est
+   à dire une oscillation de la pression de l'air. Autrement dit, il s'agit
+   d'une *variation*. Donc, le signal constant ne peut pas donner lieu à un son,
+   sauf au premier instant (passage de 0 à 4200) puis lorsqu'on interromp le
+   programme (passage de 4200 à 0).
+
+   Et si on essayait un signal qui varie ? Par exemple, un signal carré qui
+   passe de 1 à 0 toutes les demi-secondes. *)
+
+node periodic(p : int) returns (o : int)
+var n : int;
+let
+  o = 0 fby (if n = p then 0 else n);
+  n = o + 1;
+tel
+
+node beats_1() returns (o : stereo)
+let
+  o = stereo_of_mono(if periodic(period) <= period / 2 then 1.0 else -. 1.0);
+tel
+
+(* On obtient une série de battements simples. Faire en sorte que le canal droit
+   soit l'opposé du canal gauche produit un effet intéressant. *)
+
+node beats_2() returns (o : stereo)
+var l : float;
+let
+  l = if periodic(period) <= period / 2 then 1.0 else -. 1.0;
+  o = { l = l; r = -. l };
+tel
+
+(* Essayons maintenant de générer un signal qui croît indéfiniment. *)
+
+node fcnt(ini : float; step : float) returns (o : float)
+let
+  o = ini fby (o +. step);
+tel
+
+node sawtooth_1() returns (o : stereo)
+let
+  o = stereo_of_mono(fcnt(0.0, 1.0));
+tel
+
+(* On entend quelques craquements, puis plus rien. Normal : ce signal n'oscille
+   pas vraiment, ou du moins pas avant d'atteindre l'overflow. Pourquoi ne pas
+   tester un signal périodique en dents de scie, dans ce cas ? *)
+
+node sawtooth_2() returns (o : stereo)
+var t : float;
+let
+  t = float(periodic(128));
+  o = stereo_of_mono(t);
+tel
+
+(* Tiens, un son à peu près constant ! Pas très harmonieux cependant. *)
+
+(* Est-ce qu'appliquer un gain ferait une différence ? Pour bien observer la
+   différence, on n'a qu'à faire passer le gain de 0 à 1 à chaque seconde.
+   C'est très facile à programmer en Heptagon. *)
+
+node sawtooth_3() returns (o : stereo)
+var t : float; g : float;
+let
+  t = float(periodic(128));
+  g = float(periodic(period)) /. float(period);
+  o = stereo_gain(g, stereo_of_mono(t));
+tel
+
+(* On entend nettement le signal en dent de scie, avec un pic à la fin de la
+   seconde. De façon intéressante, si on augmente le gain, le son apparaît comme
+   plus pincé, un peu comme les notes d'une guitare. *)
+
+node sawtooth_4() returns (o : stereo)
+var t : float; g : float;
+let
+  t = float(periodic(128));
+  g = 3.0 *. float(periodic(period)) /. float(period);
+  o = stereo_gain(g, stereo_of_mono(t));
+tel
+
+(* En augmentant la période, les pics s'éloignent, en la diminuant, les
+   pics se rapprochent. *)
+
+node period_per_sec(a : int) returns (o : float)
+let
+  o = float(periodic(period / a)) /. float(period / a);
+tel
+
+node sawtooth_5() returns (o : stereo)
+var t : float; g : float;
+let
+  t = float(periodic(128));
+  g = period_per_sec(2);
+  o = stereo_gain(g, stereo_of_mono(t));
+tel
+
+(* On peut aussi appliquer des gains différents sur le canal mono et stéréo. *)
+
+node every_sec(s : int) returns (c : bool)
+let
+  c = periodic(period * s) = ((- 1) fby 0);
+tel
+
+node sawtooth_6() returns (o : stereo)
+var t : float; g1, g2 : float;
+let
+  t = float(periodic(128));
+  o = { l = g1 *. t; r = g2 *. t };
+  automaton
+    state FastLeftSlowRight
+      do g1 = period_per_sec(1);
+         g2 = period_per_sec(8);
+      until every_sec(5) then SlowLeftFastRight
+
+    state SlowLeftFastRight
+      do g1 = period_per_sec(5);
+         g2 = period_per_sec(1);
+      until every_sec(5) then FastLeftSlowRight
+  end
+tel
+
+(* Tous ces sons ne sont pas très harmonieux. Peut-on en obtenir de plus purs ?
+
+   Le traitement du signal nous enseigne, via la théorie de la transformée de
+   Fourier, que tout signal raisonnablement régulier peut se décomposer en une
+   somme (infinie) de sinusoïde. Autrement dit, les signaux sinusoïdaux peuvent
+   servir de briques de base élémentaires mais universelles. Considérés comme
+   des signaux audio, ils forment des tons purs, élémentaires.
+ *)
+
+node pure_tone(p : float) returns (o : float)
+var t : float;
+let
+  t = fcnt(0.0, 1.0);
+  o = sin(t *. (p /. float(period)) *. 2.0 *. Mathext.pi);
+tel
+
+(* Par exemple, la sinusoïde de fréquence 440.1 Hz, communément désignée sous le
+   nom de La 440, devrait vous être familière. *)
+
+node main_pure_1() returns (o : stereo)
+let
+  o = stereo_of_mono(pure_tone(440.0));
+tel
+
+(* En plus d'être la tonalité du téléphone, elle sert de référence pour
+   l'accordage des pianos, violons et d'autres instruments.
+
+   https://fr.wikipedia.org/wiki/La_440 *)
+
+(* En mélangeant plusieurs sinusoïdes ensembles, on peut obtenir des effets
+   rétro assez amusants. *)
+
+node some_pure_tone(p : float; i : int) returns (s : stereo)
+let
+  s = stereo_gain(period_per_sec(i + 1), stereo_of_mono(pure_tone(p)));
+tel
+
+node oscillating_counter<<m : int>>(i : int) returns (last o : int = 0)
+var step : int;
+let
+  step = if every_sec(1) then 1 else 0;
+  automaton
+    state Init
+      do o = i
+      until true then Increase
+
+    state Increase
+      do o = last o + step
+      until o >= m then Decrease
+
+    state Decrease
+      do o = last o - step
+      until o <= 0 then Increase
+  end
+tel
+
+node main_pure_2() returns (o : stereo)
+var periods : float^3; speeds : int^3;
+let
+  periods = [440.0, 261.6256, 4186.009];
+  speeds = map<<3>>(oscillating_counter<<10>>)([1, 3, 7]);
+  o = stereo_mix<<3>>(map<<3>> some_pure_tone(periods, speeds));
+tel
+
+(* Enfin, les amatrices et amateurs de piano pourront trouver sur la page
+
+   https://en.wikipedia.org/wiki/Piano_key_frequencies
+
+   une formule associant une fréquence de sinusoïde à une note de piano. On peut
+   l'utiliser comme suit. *)
+
+fun piano_freq_of_key(k : int) returns (f : float)
+let
+  f = Mathext.pow(2.0, (Mathext.float(k) -. 49.0) /. 12.0) *. 440.0;
+tel
+
+node tone_of_piano_key(k : int) returns (o : stereo)
+let
+  o = stereo_of_mono(pure_tone(piano_freq_of_key(k)));
+tel
+
+node maintain(c : bool; x : int on c; ini : int) returns (o : int)
+let
+  o = merge c x ((ini fby o) whenot c);
+tel
+
+node main_pure_3() returns (o : stereo)
+var k : int; c : bool;
+let
+  o = tone_of_piano_key(k);
+  k = maintain(c, 40 + periodic(53 - 40), 40);
+  c = periodic(period) = 0;
+tel
+
+(* On peut essayer de programmer un piano midi. *)
+
+(* Pour générer des transitions propres entre les notes, on a besoin de modifier
+   nos tons à travers une "enveloppe". La plus classique est l'enveloppe dite
+   "Attack-Decay-Sustain-Release", cf. Wikipédia.
+
+   https://en.wikipedia.org/wiki/Envelope_(music)#ADSR
+
+   Le noeud ci-dessous produit une telle enveloppe périodiquement, tous les t
+   instants. L'enveloppe prend la forme d'un gain entre 0 et 1.
+
+   Les paramètres a, d et s doivent-être tels que 0.0 < a + d + s < 1.0. Ils
+   expriment la fraction de t correspondant à chacune des quatre phases, la
+   phase d étant la fraction de t définie comme 1 - a - d - s.
+
+   Le paramètre s_level est le niveau de la phase S, entre 0 et 1 donc.
+
+ *)
+
+node adsr_envelope(t : int; a, d, s : float; s_level : float)
+          returns (e : float)
+var c, a_stop, d_stop, s_stop : int;
+let
+  a_stop = int(float(t) *. a);
+  d_stop = a_stop + int(float(t) *. d);
+  s_stop = d_stop + int(float(t) *. s);
+  c = periodic(t);
+  automaton
+    state Attack
+      do e = float(c) /. float(a_stop);
+      unless c >= a_stop continue Decay
+
+    state Decay
+      var f : float;
+      do e = 1.0 -. (1.0 -. s_level) *. f;
+         f = float(c - a_stop) /. float(d_stop - a_stop);
+      unless c >= d_stop continue Sustain
+
+    state Sustain
+      do e = s_level;
+      unless c >= s_stop continue Release
+
+    state Release
+      do e = s_level *. (1.0 -. float(c - s_stop) /. float(t - s_stop));
+      until c + 1 >= t continue Attack
+  end
+tel
+
+node midi_piano<<n : int>>(keys : int^2^n; time : int^n) returns (o : stereo)
+var i, j : int; next : bool; duree_mesure : int; e : float;
+let
+  duree_mesure = 2 * period; (* 1 mesure = 8 noires = 4 sec à 120 BPM. *)
+
+  i = periodic(n);
+  j = maintain(next, i, 0);
+  o = stereo_gain(e, stereo_mix<<2>>(map<<2>> tone_of_piano_key(keys[>j<])));
+  e = adsr_envelope(duree_mesure / time[> j <], 0.3, 0.1, 0.4, 0.5);
+
+  automaton
+    state Next
+      do next = true
+      until true then Wait
+
+    state Wait
+      var c : int;
+      do next = false;
+         c = 0 fby (c + 1);
+      until c >= (duree_mesure / time[> j <]) then Next
+    end
+tel
+
+const num_keys : int = 82
+
+node main_pure_4() returns (o : stereo)
+var keys : int^2^num_keys; time : int^num_keys;
+let
+  keys = [
+          [44, 00], [37, 00], [40, 00], [42, 00],
+          [44, 00], [37, 00], [40, 00], [42, 00],
+          [44, 00], [37, 00], [40, 00], [42, 00],
+          [44, 00], [37, 00], [40, 00], [42, 00],
+          [44, 00], [37, 00], [41, 00], [42, 00],
+          [44, 00], [37, 00], [41, 00], [42, 00],
+          [44, 00], [37, 00], [41, 00], [42, 00],
+          [44, 00], [37, 00], [41, 00], [42, 00],
+
+          [44, 00],
+          [37, 00],
+          [40, 37], [42, 00], [44, 00],
+          [37, 00], [40, 00], [42, 00],
+
+          [35, 39], [32, 00], [35, 00], [37, 00],
+          [39, 00], [32, 00], [35, 00], [37, 00],
+          [35, 39], [32, 00], [35, 00], [37, 00],
+          [39, 00], [32, 00], [35, 00],
+
+          [42, 00],
+          [35, 00],
+          [35, 40], [39, 00], [42, 00],
+          [35, 00], [40, 00], [39, 00],
+          [33, 37], [30, 00], [33, 00], [35, 00],
+          [33, 00], [30, 00], [33, 00], [35, 00],
+          [33, 37], [30, 00], [33, 00], [35, 00],
+          [37, 00], [30, 00], [33, 00],
+
+          [0, 0], [0, 0], [0, 0], [0, 0] (* silence *)
+          ];
+  time = [
+          4, 4, 8, 8,
+          4, 4, 8, 8,
+          4, 4, 8, 8,
+          4, 4, 8, 8,
+          4, 4, 8, 8,
+          4, 4, 8, 8,
+          4, 4, 8, 8,
+          4, 4, 8, 8,
+
+          2,
+          2,
+          8, 8, 2,
+          2, 8, 8,
+          4, 4, 8, 8,
+          4, 4, 8, 8,
+          4, 4, 8, 8,
+          4, 4, 4,
+
+          2,
+          2,
+          8, 8, 2,
+          2, 8, 8,
+          4, 4, 8, 8,
+          4, 4, 8, 8,
+          4, 4, 8, 8,
+          4, 4, 4,
+
+          1, 1, 1, 1 (* silence *)
+          ];
+  o = midi_piano<<num_keys>>(keys, time);
+tel
+
+(* Bonus : la méthode de Karplus-Strong pour la synthèse de son de guitare.
+
+   https://en.wikipedia.org/wiki/Karplus%E2%80%93Strong_string_synthesis
+
+   http://sites.music.columbia.edu/cmc/MusicAndComputers/chapter4/04_09.php
+*)
+
+node flip(i: int) returns (o: float)
+let
+  o = if (i % 2 = 0) then 1.0 else -.1.0
+tel
+
+node karplus_strong<<l:int>>() returns (y : float)
+var b : float^l; i: int;
+let
+  i = 0 fby ((i+1) % l);
+  y  = 0.5 *. (b[>i<] +. 0.0 fby y);
+  b = (mapi<<l>> flip ()) fby ([b with [i] = y]);
+tel
+
+node repeat<<n : int>>(x : stereo) returns (o : stereo)
+var last t : stereo^n = silence^n;
+let
+  automaton
+    state Fill
+      do o = x;
+         t = [ last t with [ periodic(n) ] = x ]
+      until periodic(n) = n - 1 then Repeat
+
+    state Repeat
+      do o = t[> periodic(n) <]
+  end
+tel
+
+node saturating_counter(max : int) returns (o : int)
+var c : int;
+let
+  c = 0 fby (c + 1);
+  o = if c < max then c else max;
+tel
+
+node main_kp() returns (o : stereo)
+var s : stereo;
+let
+  s = repeat<<period>>({ l = karplus_strong<<115>>();
+                         r = karplus_strong<<55>>() });
+  o = stereo_gain(float(saturating_counter(5 * period)) /. float(5 * period),
+                  s);
+tel
+
+(* Le noeud principal du programme. *)
+
+(* Vous pouvez choisir un des noeuds principaux main_XXX écrits ci-dessus, ou
+   bien écrire le votre. *)
+
+node main() returns (o : stereo)
+let
+  o = main_pure_4();
+tel

cours/audio/buffer.c

@@ -0,0 +1,61 @@
+#include "buffer.h"
+
+#include <assert.h>
+#include <stddef.h>
+#include <stdio.h>
+#include <stdlib.h>
+#include <string.h>
+
+#define max(a, b) ((a) <= (b) ? (a) : (b))
+
+void *malloc_checked(size_t size) {
+  void *result = malloc(size);
+  if (!result) {
+    perror("malloc()");
+    exit(EXIT_FAILURE);
+  }
+  return result;
+}
+
+char *strdup_checked(const char *s) {
+  char *result = strdup(s);
+  if (!result) {
+    perror("strdup()");
+    exit(EXIT_FAILURE);
+  }
+  return result;
+}
+
+buffer_t *buffer_alloc(size_t initial_size) {
+  buffer_t *buff = malloc_checked(sizeof *buff);
+  buff->data = malloc_checked(initial_size * sizeof *buff->data);
+  buff->size = initial_size;
+  buff->occupancy = 0;
+  return buff;
+}
+
+void buffer_free(buffer_t *buffer) {
+  assert (buffer);
+
+  free(buffer->data);
+  free(buffer);
+}
+
+void buffer_resize(buffer_t *buff, size_t new_size) {
+  assert (buff);
+  assert (new_size >= buff->size);
+
+  unsigned char *new_data = malloc_checked(new_size);
+  memcpy(new_data, buff->data, buff->occupancy);
+  free(buff->data);
+  buff->data = new_data;
+  buff->size = new_size;
+}
+
+void buffer_write(buffer_t *buff, void *data, size_t data_size) {
+  assert (buff);
+  if (buff->occupancy + data_size > buff->size)
+    buffer_resize(buff, max(buff->size + data_size, 2 * buff->size));
+  memcpy(buff->data + buff->occupancy, data, data_size);
+  buff->occupancy += data_size;
+}

cours/audio/buffer.h

@@ -0,0 +1,27 @@
+#ifndef BUFFER_H
+#define BUFFER_H
+
+#include <sys/types.h>
+
+/* A simple type of append-only buffers. */
+
+typedef struct buffer {
+  unsigned char *data;
+  size_t size;
+  size_t occupancy;
+} buffer_t;
+
+void *malloc_checked(size_t size);
+char *strdup_checked(const char *);
+
+buffer_t *buffer_alloc(size_t initial_size);
+void buffer_free(buffer_t *buff);
+
+void buffer_write(buffer_t *buff, void *data, size_t data_size);
+
+#define buffer_foreach(ty, var, buffer)                          \
+  for (ty *var = (ty *)buffer->data;                             \
+       var < (ty *)(buffer->data + buffer->occupancy);           \
+       var++)
+
+#endif  /* BUFFER_H */

cours/audio/hept_ffi.h

@@ -0,0 +1,52 @@
+#ifndef HEPT_FFI_H
+#define HEPT_FFI_H
+
+#define UNPAREN(...) __VA_ARGS__
+
+#define DECLARE_HEPT_FUN(module, name, inputs, outputs)                 \
+  typedef struct { outputs; } module ## __ ## name ## _out;             \
+  void module ## __ ## name ##_step(UNPAREN inputs,                     \
+                                    module ## __ ## name ## _out *)
+
+#define DECLARE_HEPT_FUN_NULLARY(module, name, outputs)                 \
+  typedef struct { outputs; } module ## __ ## name ## _out;             \
+  void module ## __ ## name ##_step(module ## __ ## name ## _out *)
+
+#define DEFINE_HEPT_FUN(module, name, inputs)                          \
+  void module ## __ ## name ##_step(UNPAREN inputs,                    \
+                                    module ## __ ## name ## _out *out)
+
+#define DEFINE_HEPT_FUN_NULLARY(module, name, inputs)                   \
+  void module ## __ ## name ##_step(module ## __ ## name ## _out *out)
+
+#define DECLARE_HEPT_NODE(module, name, inputs, outputs, state)         \
+  typedef struct { outputs; } module ## __ ## name ## _out;             \
+  typedef struct { state; } module ## __ ## name ## _mem;               \
+  void module ## __ ## name ##_step(UNPAREN inputs,                     \
+                                    module ## __ ## name ## _out *,     \
+                                    module ## __ ## name ## _mem *);    \
+  void module ## __ ## name ##_reset(module ## __ ## name ## _mem *)
+
+#define DECLARE_HEPT_NODE_NULLARY(module, name, outputs, state)         \
+  typedef struct { outputs; } module ## __ ## name ## _out;             \
+  typedef struct { state; } module ## __ ## name ## _mem;               \
+  void module ## __ ## name ##_step(module ## __ ## name ## _out *,     \
+                                    module ## __ ## name ## _mem *);    \
+  void module ## __ ## name ##_reset(module ## __ ## name ## _mem *)
+
+#define DEFINE_HEPT_NODE_RESET(module, name)                            \
+  void module ## __ ## name ##_reset(module ## __ ## name ## _mem *mem)
+
+#define DEFINE_HEPT_NODE_STEP(module, name, inputs)                     \
+  void module ## __ ## name ##_step(UNPAREN inputs,                     \
+                                    module ## __ ## name ## _out *out,  \
+                                    module ## __ ## name ## _mem *mem)
+
+#define DEFINE_HEPT_NODE_NULLARY_STEP(module, name, inputs)             \
+  void module ## __ ## name ##_step(module ## __ ## name ## _out *out,  \
+                                    module ## __ ## name ## _mem *mem)
+
+/* FIXME remove when Heptagon's pervasives.h has been fixed. */
+typedef char * string;
+
+#endif  /* HEPT_FFI */

cours/audio/main.c

@@ -0,0 +1,153 @@
+#include <stdio.h>
+#include <stdlib.h>
+#include <unistd.h>
+
+#include <SDL2/SDL.h>
+#include <sndfile.h>
+
+#include "audio.h"
+#include "vcd.h"
+
+const size_t sample_rate = Audio__period;
+
+void die(const char *message) {
+  fprintf(stderr, message);
+  exit(EXIT_FAILURE);
+}
+
+SNDFILE *file_out = NULL;
+
+int main(int argc, char** argv)
+{
+  Audio__main_mem mem;
+  Audio__main_out res;
+  SDL_AudioSpec spec;
+  SDL_AudioDeviceID dev;
+  int opt = -1;
+  bool quiet = false;
+  size_t max_sec = SIZE_MAX;    /* largest value of type size_t */
+  const char *filename = NULL;
+  Uint32 buffered;
+
+  while ((opt = getopt(argc, argv, "ho:qm:t:")) != -1) {
+    switch (opt) {
+    case 'h':
+      printf("Usage: %s OPTIONS\n", argv[0]);
+      printf("Options:\n");
+      printf("  -o <file.wav>   write samples to <file.wav>\n");
+      printf("  -q              do not play sound\n");
+      printf("  -m <sec>        play for <sec> seconds\n");
+      printf("  -t <file.vcd>   dump traces in <file.vcd>\n");
+      printf("  -h              display this message\n");
+      return 0;
+    case 'q':
+      quiet = true;
+      break;
+    case 'o':
+      filename = optarg;
+      break;
+    case 'm':
+      max_sec = atoi(optarg);
+      break;
+    case 't':
+      hept_vcd_init(optarg, VCD_TIME_UNIT_US, 20);
+      break;
+    default:
+      fprintf(stderr, "Unknown option '%c'\n", opt);
+      exit(EXIT_FAILURE);
+    }
+  }
+
+  if (SDL_Init(SDL_INIT_AUDIO) < 0)
+    die("Could not initialize SDL2\n");
+
+  /* Specification of requested output device. */
+  bzero(&spec, sizeof spec);
+  spec.freq = sample_rate;      /* Samples per second */
+  spec.format = AUDIO_F32;      /* Sample format: IEEE-754 32 bits */
+  spec.channels = 2;            /* Two channels */
+  spec.samples = 4096;          /* Buffers sized 4 KiB */
+  spec.callback = NULL;
+
+  if (!(dev = SDL_OpenAudioDevice(NULL, 0, &spec, NULL, 0)))
+    die("Could not open audio device\n");
+
+  if (filename != NULL) {
+    /* Specification of requested output file, if any. */
+    SF_INFO info_out;
+    bzero(&info_out, sizeof info_out);
+    info_out.channels = 2;                              /* Two channels */
+    info_out.samplerate = sample_rate;                  /* Samples per second */
+    info_out.format = SF_FORMAT_WAV | SF_FORMAT_PCM_16; /* File format */
+
+    if (!(file_out = sf_open(filename, SFM_WRITE, &info_out))) {
+      fprintf(stderr, "Could not open WAV file %s for writing\n", argv[1]);
+      SDL_Quit();
+      exit(EXIT_FAILURE);
+    }
+  }
+
+  Audio__main_reset(&mem);
+  float *buffer = calloc(spec.samples, sizeof *buffer);
+  SDL_PauseAudioDevice(dev, 0);
+
+  /* Loop until we've produced the requested amount of samples, that is the
+     duration in seconds multiplied by the number of samples per second. This
+     number of samples shall be sent on each of both stereo channels.
+
+     Each iteration sends spec.samples stereo samples to the audio device,
+     hence we halve it to get the number of generated samples per-channel. */
+  for (size_t samples = 0;
+       samples < max_sec * sample_rate;
+       samples += spec.samples / 2) {
+
+    /* Print sound progress. */
+    printf("\rSent %08zu samples", samples);
+    if (max_sec != SIZE_MAX) {
+      printf(" (%2.0f%)", 100. * (double)samples / (max_sec * sample_rate));
+    }
+    fflush(stdout);
+
+    /* Exit immediately if requested, e.g., the user pressed Ctrl-C. */
+    if (SDL_QuitRequested()) {
+      printf("\n");
+      return 1;
+    }
+
+    /* Step the node as much as necessary to fill a buffer. Each step produces
+       one stereo sample. */
+    for (size_t i = 0; i < spec.samples; i += 2) {
+      Audio__main_step(&res, &mem);
+      buffer[i+0] = res.o.l;
+      buffer[i+1] = res.o.r;
+    }
+
+    /* Send the generated sound to the sound card and/or file. */
+    if (!quiet)
+      SDL_QueueAudio(dev, buffer, spec.samples * sizeof *buffer);
+    if (file_out)
+      sf_writef_float(file_out, buffer, spec.samples / 2);
+
+    /* Throttle queued audio, otherwise we will certainly end up consuming all
+       available memory. */
+    buffered = SDL_GetQueuedAudioSize(dev);
+    while (!quiet && buffered >= 1 << 22) {
+      SDL_Delay(50);
+      buffered = SDL_GetQueuedAudioSize(dev);
+    }
+  }
+  printf("\n");
+
+  /* Wait until the audio buffer is empty. */
+  printf("Waiting for queue flush... "); fflush(stdout);
+  while ((buffered = SDL_GetQueuedAudioSize(dev)) != 0)
+    SDL_Delay(50);
+  printf("done.\n");
+
+  free(buffer);
+  if (file_out)
+    sf_close(file_out);
+  SDL_Quit();
+
+  return 0;
+}

cours/audio/mathext.c

@@ -0,0 +1,55 @@
+#include <stdio.h>
+#include <string.h>
+#include <stdlib.h>
+
+/* Avoid Heptagon's math.h. I don't think there's a single place where to find
+   math.h on Apple-platforms. */
+#ifndef __APPLE__
+#include </usr/include/math.h>
+#endif
+
+#include "mathext.h"
+
+void Mathext__float_step(int x, Mathext__float_out *o) {
+  o->o = (float)x;
+}
+
+void Mathext__int_step(float x, Mathext__int_out *o) {
+  o->o = (int)x;
+}
+
+void Mathext__floor_step(float x, Mathext__floor_out *o) {
+  o->o = floorf(x);
+}
+
+void Mathext__sin_step(float x, Mathext__sin_out *o) {
+  o->o = sinf(x);
+}
+
+void Mathext__cos_step(float x, Mathext__cos_out *o) {
+  o->o = cosf(x);
+}
+
+void Mathext__atan2_step(float y, float x, Mathext__atan2_out *o) {
+  o->o = atan2f(y, x);
+}
+
+void Mathext__pow_step(float x, float y, Mathext__pow_out *o) {
+  o->o = powf(x, y);
+}
+
+void Mathext__hypot_step(float x, float y, Mathext__hypot_out *o) {
+  o->o = hypotf(x, y);
+}
+
+void Mathext__sqrt_step(float x2, Mathext__sqrt_out *o) {
+  o->o = sqrtf(x2);
+}
+
+void Mathext__modulo_step(int x, int y, Mathext__modulo_out *o) {
+  o->o = x % y;
+}
+
+void Mathext__piano_freq_of_key_step(int n, Mathext__piano_freq_of_key_out *o) {
+  o->f = (float)(pow(2, (float)(n - 49) / (float)12) * 440.);
+}

cours/audio/mathext.epi

@@ -0,0 +1,16 @@
+external fun float(x : int) returns (o : float)
+external fun int(x : float) returns (o : int)
+external fun floor(x : float) returns (o : float)
+
+external fun sin(x : float) returns (o : float)
+external fun cos(x : float) returns (o : float)
+external fun atan2(y : float; x : float) returns (o : float)
+external fun hypot(x : float; y : float) returns (o : float)
+external fun sqrt(x2 : float) returns (o : float)
+external fun pow(x : float; y : float) returns (o : float)
+
+external fun modulo(x : int; y : int) returns (o : int)
+
+external fun piano_freq_of_key(k : int) returns (f : float)
+
+const pi : float = 3.14115

cours/audio/mathext.h

@@ -0,0 +1,27 @@
+#ifndef MATHEXT_H
+#define MATHEXT_H
+
+#include "stdbool.h"
+#include "assert.h"
+#include "pervasives.h"
+
+#include "hept_ffi.h"
+
+DECLARE_HEPT_FUN(Mathext, float, (int), float o);
+DECLARE_HEPT_FUN(Mathext, int, (float), int o);
+DECLARE_HEPT_FUN(Mathext, floor, (float), float o);
+
+DECLARE_HEPT_FUN(Mathext, sin, (float), float o);
+DECLARE_HEPT_FUN(Mathext, cos, (float), float o);
+DECLARE_HEPT_FUN(Mathext, atan2, (float, float), float o);
+DECLARE_HEPT_FUN(Mathext, hypot, (float, float), float o);
+DECLARE_HEPT_FUN(Mathext, sqrt, (float), float o);
+DECLARE_HEPT_FUN(Mathext, pow, (float, float), float o);
+
+DECLARE_HEPT_FUN(Mathext, modulo, (int, int), int o);
+
+DECLARE_HEPT_FUN(Mathext, piano_freq_of_key, (int), float f);
+
+static const float Mathext__pi = 3.14115;
+
+#endif  /* MATHEXT_H */

cours/audio/mathext_types.h

@@ -0,0 +1,4 @@
+#ifndef MATHEXT_TYPES_H
+#define MATHEXT_TYPES_H
+
+#endif  /* MATHEXT_TYPES_H */

cours/audio/vcd.c

@@ -0,0 +1,75 @@
+#include "vcd.h"
+
+#include <assert.h>
+#include <stdio.h>
+#include <stdlib.h>
+
+#include "vcd_lib.h"
+
+vcd_file_t *vcd = NULL;
+
+bool enabled = false;
+
+void hept_vcd_cleanup() {
+  if (vcd) {
+    printf("[vcd] saving trace\n");
+    vcd_file_write(vcd);
+    vcd_file_free(vcd);
+  }
+}
+
+void hept_vcd_init(const char *filename,
+                   size_t time_number,
+                   vcd_time_unit_t unit) {
+  if (vcd) {
+    fprintf(stderr, "[vcd] initialization has already been performed\n");
+  } else {
+    vcd = vcd_file_alloc(filename, time_number, unit);
+    assert (vcd);
+    if (atexit(hept_vcd_cleanup)) {
+      perror("[vcd] atexit() failed");
+      exit(EXIT_FAILURE);
+    }
+    printf("[vcd] will save trace to %s\n", filename);
+  }
+}
+
+static inline void trace_samples(vcd_signal_t **signal,
+                          const char *name, vcd_signal_type_t type,
+                          void *samples, size_t count) {
+  if (!vcd)
+    return;
+
+  if (!*signal) {
+    *signal = vcd_signal_alloc(name, type, 1 << 17);
+    if (!vcd_file_add_signal(vcd, *signal)) {
+        perror("vcd_file_add_signal()\n");
+        exit(EXIT_FAILURE);
+    }
+  }
+  vcd_add_samples(*signal, samples, count);
+}
+
+DEFINE_HEPT_NODE_RESET(Vcd, trace_bool) {
+  mem->signal = NULL;
+}
+
+DEFINE_HEPT_NODE_STEP(Vcd, trace_bool, (string name, int v)) {
+  trace_samples(&mem->signal, name, VCD_SIGNAL_TYPE_BOOL, &v, 1);
+}
+
+DEFINE_HEPT_NODE_RESET(Vcd, trace_int) {
+  mem->signal = NULL;
+}
+
+DEFINE_HEPT_NODE_STEP(Vcd, trace_int, (string name, int v)) {
+  trace_samples(&mem->signal, name, VCD_SIGNAL_TYPE_INT, &v, 1);
+}
+
+DEFINE_HEPT_NODE_RESET(Vcd, trace_float) {
+  mem->signal = NULL;
+}
+
+DEFINE_HEPT_NODE_STEP(Vcd, trace_float, (string name, float v)) {
+  trace_samples(&mem->signal, name, VCD_SIGNAL_TYPE_FLOAT, &v, 1);
+}

cours/audio/vcd.epi

@@ -0,0 +1,6 @@
+(* A basic library for producing VCD files from Heptagon code, typically used
+   for debugging purposes. *)
+
+external node trace_bool(name : string; v : bool) returns ()
+external node trace_int(name : string; v : int) returns ()
+external node trace_float(name : string; v : float) returns ()

cours/audio/vcd.h

@@ -0,0 +1,18 @@
+#ifndef VCD
+#define VCD
+
+#include <stdbool.h>
+#include <stddef.h>
+
+#include "hept_ffi.h"
+#include "vcd_lib.h"
+
+void hept_vcd_init(const char *filename,
+                   size_t time_number,
+                   vcd_time_unit_t unit);
+
+DECLARE_HEPT_NODE(Vcd, trace_bool, (string, int),, vcd_signal_t *signal);
+DECLARE_HEPT_NODE(Vcd, trace_int, (string, int),, vcd_signal_t *signal);
+DECLARE_HEPT_NODE(Vcd, trace_float, (string, float),, vcd_signal_t *signal);
+
+#endif  /* VCD */

cours/audio/vcd_lib.c

@@ -0,0 +1,198 @@
+#include "vcd_lib.h"
+
+#include <assert.h>
+#include <stddef.h>
+#include <stdio.h>
+#include <stdlib.h>
+#include <string.h>
+#include <time.h>
+
+#include "buffer.h"
+
+size_t vcd_sizeof_signal_type(vcd_signal_type_t type) {
+  switch (type) {
+  case VCD_SIGNAL_TYPE_BOOL:
+    return sizeof(int);
+  case VCD_SIGNAL_TYPE_INT:
+    return sizeof(int);
+  case VCD_SIGNAL_TYPE_FLOAT:
+    return sizeof(float);
+  }
+}
+
+typedef struct vcd_signal {
+  char *name;
+  vcd_signal_type_t type;
+  buffer_t *samples;
+} vcd_signal_t;
+
+vcd_signal_t *vcd_signal_alloc(const char *name,
+                               vcd_signal_type_t type,
+                               size_t initial_buffer_size) {
+  vcd_signal_t *res = malloc_checked(sizeof *res);
+  res->name = strdup_checked(name);
+  res->type = type;
+  res->samples =
+    buffer_alloc(initial_buffer_size * vcd_sizeof_signal_type(type));
+  return res;
+}
+
+void vcd_signal_free(vcd_signal_t *signal) {
+  assert (signal);
+
+  buffer_free(signal->samples);
+  free(signal->name);
+  free(signal);
+}
+
+void vcd_add_samples(vcd_signal_t *signal, void *samples, size_t count) {
+  assert (signal);
+  assert (samples);
+  buffer_write(signal->samples,
+               samples,
+               count * vcd_sizeof_signal_type(signal->type));
+}
+
+const char *vcd_time_unit_repr(vcd_time_unit_t u) {
+  const char *table[] = { "s", "ms", "us", "ns", "ps", "fs" };
+  assert (VCD_TIME_UNIT_S <= u && u <= VCD_TIME_UNIT_FS);
+  return table[u];
+}
+
+typedef struct vcd_file {
+  char *filename;
+  buffer_t *signals;
+  vcd_time_unit_t time_unit;
+  size_t time_unit_factor;
+} vcd_file_t;
+
+vcd_file_t *vcd_file_alloc(const char *filename,
+                           vcd_time_unit_t time_unit,
+                           size_t time_unit_factor) {
+  assert (filename);
+
+  vcd_file_t *vcd = malloc_checked(sizeof *vcd);
+  vcd->filename = strdup_checked(filename);
+  vcd->time_unit = time_unit;
+  vcd->time_unit_factor = time_unit_factor;
+  vcd->signals = buffer_alloc(10 * sizeof(vcd_signal_t));
+
+  return vcd;
+}
+
+void vcd_file_free(vcd_file_t *vcd) {
+  assert (vcd);
+
+  /* Free buffers. */
+  buffer_foreach (vcd_signal_t *, psig, vcd->signals)
+    vcd_signal_free(*psig);
+  buffer_free(vcd->signals);
+
+  free(vcd->filename);
+  free(vcd);
+}
+
+vcd_signal_t *vcd_file_lookup_signal(const vcd_file_t *vcd, const char *name) {
+  assert (vcd);
+  assert (name);
+
+  vcd_signal_t *res = NULL;
+
+  buffer_foreach (vcd_signal_t *, psig, vcd->signals) {
+    if (strcmp((*psig)->name, name) == 0) {
+      res = *psig;
+      break;
+    }
+  }
+
+  return res;
+}
+
+bool vcd_file_add_signal(const vcd_file_t *vcd, vcd_signal_t *signal) {
+  assert (vcd);
+  assert (signal);
+
+  if (vcd_file_lookup_signal(vcd, signal->name))
+    return false;
+
+  buffer_write(vcd->signals, &signal, sizeof signal);
+  return true;
+}
+
+bool vcd_file_write(vcd_file_t *vcd) {
+  FILE *f = fopen(vcd->filename, "w");
+
+  if (!f)
+    return false;
+
+  time_t current_time;
+  time(&current_time);
+
+  fprintf(f, "$version Generated by vcd.c $end\n");
+  fprintf(f, "$date %s $end\n", ctime(&current_time));
+  fprintf(f, "$timescale %zu %s $end\n",
+          vcd->time_unit_factor,
+          vcd_time_unit_repr(vcd->time_unit));
+
+  /* Dump signal declarations. */
+  fprintf(f, "$scope module Top $end\n");
+  buffer_foreach (vcd_signal_t *, psig, vcd->signals) {
+    fprintf(f, "$var ");
+    switch ((*psig)->type) {
+    case VCD_SIGNAL_TYPE_BOOL:
+      fprintf(f, "wire 1");
+      break;
+    case VCD_SIGNAL_TYPE_INT:
+      fprintf(f, "integer %zu", 8 * sizeof(int));
+      break;
+    case VCD_SIGNAL_TYPE_FLOAT:
+      fprintf(f, "real 32");
+      break;
+    }
+    fprintf(f, " %p %s $end\n", (*psig), (*psig)->name);
+  }
+  fprintf(f, "$upscope $end\n");
+  fprintf(f, "$enddefinitions\n");
+
+  /* Dump samples. */
+  fprintf(f, "$dumpvars\n");
+
+  /* We maintain a pointer to the current sample in each buffer. */
+  size_t signal_count = vcd->signals->occupancy / sizeof(vcd_signal_t *);
+  unsigned char **psamples = calloc(signal_count, sizeof(unsigned char *));
+  assert (psamples);
+  for (size_t i = 0; i < signal_count; i++)
+    psamples[i] = ((vcd_signal_t **)vcd->signals->data)[i]->samples->data;
+
+  /* We dump  */
+  bool active = true;
+  for (size_t step = 0; active; step++) {
+    fprintf(f, "#%zu\n", step);
+    active = false;
+    for (size_t i = 0; i < signal_count; i++) {
+      vcd_signal_t *sig = ((vcd_signal_t **)vcd->signals->data)[i];
+      if (psamples[i] < sig->samples->data + sig->samples->occupancy) {
+        active = true;
+        switch (sig->type) {
+        case VCD_SIGNAL_TYPE_BOOL:
+          fprintf(f, "%d%p\n", (*(int *)psamples[i] ? 1 : 0), sig);
+          psamples[i] += sizeof(int);
+          break;
+        case VCD_SIGNAL_TYPE_INT:
+          fprintf(f, "r%d %p\n", *(int *)psamples, sig);
+          psamples[i] += sizeof(int);
+          break;
+        case VCD_SIGNAL_TYPE_FLOAT:
+          fprintf(f, "r%.16g %p\n", *(float *)psamples, sig);
+          psamples[i] += sizeof(float);
+          break;
+        }
+      }
+    }
+  }
+
+  free(psamples);
+
+  fclose(f);
+  return true;
+}

cours/audio/vcd_lib.h

@@ -0,0 +1,47 @@
+#ifndef VCD_LIB_H
+#define VCD_LIB_H
+
+#include <stdbool.h>
+#include <stddef.h>
+
+typedef enum vcd_signal_type {
+  VCD_SIGNAL_TYPE_FLOAT,
+  VCD_SIGNAL_TYPE_INT,
+  VCD_SIGNAL_TYPE_BOOL
+} vcd_signal_type_t;
+
+size_t vcd_sizeof_signal_type(vcd_signal_type_t);
+
+typedef struct vcd_signal vcd_signal_t;
+
+vcd_signal_t *vcd_signal_alloc(const char *name,
+                               vcd_signal_type_t type,
+                               size_t initial_buffer_size);
+void vcd_signal_free(vcd_signal_t *signal);
+
+void vcd_add_samples(vcd_signal_t *signal, void *samples, size_t count);
+
+typedef enum vcd_time_unit {
+  VCD_TIME_UNIT_S,
+  VCD_TIME_UNIT_MS,
+  VCD_TIME_UNIT_US,
+  VCD_TIME_UNIT_NS,
+  VCD_TIME_UNIT_PS,
+  VCD_TIME_UNIT_FS,
+} vcd_time_unit_t;
+
+const char *vcd_time_unit_repr(vcd_time_unit_t);
+
+typedef struct vcd_file vcd_file_t;
+
+vcd_file_t *vcd_file_alloc(const char *filename,
+                           vcd_time_unit_t time_unit,
+                           size_t time_unit_factor);
+void vcd_file_free(vcd_file_t *);
+
+vcd_signal_t *vcd_file_lookup_signal(const vcd_file_t *vcd, const char *name);
+bool vcd_file_add_signal(const vcd_file_t *vcd, vcd_signal_t *signal);
+
+bool vcd_file_write(vcd_file_t *);
+
+#endif  /* VCD_LIB_H */

cours/audio/vcd_types.h

@@ -0,0 +1,4 @@
+#ifndef VCD_TYPES
+#define VCD_TYPES
+
+#endif  /* VCD_TYPES */

cours/inverted-pendulum/Makefile

@@ -0,0 +1,62 @@
+HEPTC=heptc
+PYGMENTS=python -m pygments -x -l ../../../notes/heptagon.py:HeptagonLexer
+
+HEPT_NAME=pendulum
+
+HEPT_SOURCES=$(HEPT_NAME).ept
+HEPT_GENERATED=\
+	$(HEPT_NAME)_types.h \
+	$(HEPT_NAME).h \
+	$(HEPT_NAME)_types.c \
+	$(HEPT_NAME).c
+C_SOURCES=mathext.c
+
+SWIG_SOURCE=$(HEPT_NAME).i
+SWIG_GENERATED=$(HEPT_NAME).py $(HEPT_NAME)_wrap.c
+
+PY_SUFFIX=$(shell python -c \
+	"import sysconfig as s; print(s.get_config_var('EXT_SUFFIX'))")
+TARGET?=_$(HEPT_NAME)$(PY_SUFFIX)
+
+HTML=pendulum.html
+
+.PHONY: all clean run runplot repl
+
+all: $(TARGET)
+
+clean:
+	rm -f *.epci *.log *.mls *.obc *.epci *.epo
+	rm -f $(SWIG_GENERATED) $(HEPT_GENERATED)
+	rm -rf $(HEPT_NAME)_c build __pycache__ *.so
+	rm -f $(HTML)
+
+repl: all
+	python -i -c 'import $(HEPT_NAME)'
+
+run: all
+	./main.py
+
+runplot: all
+	./main.py --plot
+
+%.html: %.ept
+	$(PYGMENTS) -O full -o $@ $^
+
+$(TARGET): $(SWIG_GENERATED) $(HEPT_GENERATED) $(C_SOURCES)
+	python setup.py build_ext --inplace
+	@echo $@
+
+$(SWIG_GENERATED): $(SWIG_SOURCE) $(HEPT_GENERATED) $(C_SOURCES)
+	swig -python $<
+
+%_types.h %_types.c %.c %.h %.epci : %.ept
+	$(HEPTC) -c -target c $<
+	cp $(foreach ext,c h,$(basename $<)_c/*.$(ext)) .
+
+%.epci: %.epi
+	$(HEPTC) $<
+
+$(HEPT_SOURCES): mathext.epci debug.epci
+
+%.html: %.ept
+	$(PYGMENTS) -O full -o $@ $^

cours/inverted-pendulum/README.md

@@ -0,0 +1,43 @@
+# Pendule inversé et contrôleur PID
+
+## Présentation
+
+Ce dossier contient un exemple classique de système physique qu'on peut chercher
+à contrôler, le pendule inversé.
+
+## Dépendances
+
+Le projet utilise du code Python 3, et le générateur d'interfaces SWIG pour
+exposer le code C généré par Heptagon à Python. Pour le lancer, vous devez :
+
+- avoir Heptagon, à installer via OPAM,
+
+- avoir SWIG, à installer via le gestionnaire de paquet de votre système
+  d'exploitation (`apt-get` sous GNU/Linux Debian ou Ubuntu, `pacman` sous Arch
+  Linux, `brew` sous macOS, etc.),
+
+- avoir la bibliothèque Python `matplotlib`, à installer `pip install --user
+  matplotlib`.
+
+## Utilisation
+
+Vous pouvez lancer le programme en exécutant `make run`.
+
+Pour lancer le programme avec l'affichage des courbes, exécutez `make runplot`.
+Attention : afficher les courbes engendre un ralentissement assez conséquent.
+
+L'interface utilisateur fonctione de la façon suivante :
+
+- **Q** permet de quitter,
+
+- **P** permet de mettre en pause,
+
+- **R** permet de réinitialiser la simulation,
+
+- **M** permet de changer de mode (manuel, contrôleur PID, contrôleur BangBang),
+
+- **←** et **→** permettent de déplacer le mobile,
+
+- **clic gauche** permet de déplacer le mobile à la souris.
+
+Les deux dernières commandes ne fonctionnent qu'en mode manuel.

cours/inverted-pendulum/cutils.c

@@ -0,0 +1,88 @@
+/* This file is part of SyncContest.
+   Copyright (C) 2017-2020 Eugene Asarin, Mihaela Sighireanu, Adrien Guatto. */
+
+#include "cutils.h"
+
+#include <assert.h>
+#include <stdarg.h>
+#include <stdio.h>
+#include <stdlib.h>
+#include <string.h>
+
+log_verbosity_level level = LOG_INFO;
+FILE *f = NULL;
+char *filename = NULL;
+
+void log_set_verbosity_level(log_verbosity_level l) {
+  level = l;
+}
+
+void log_message_v(log_verbosity_level msg_level, const char *fmt, va_list va) {
+  va_list vb;
+  FILE *out = msg_level == LOG_INFO ? stdout : stderr;
+
+  if (msg_level > level)
+    return;
+
+  va_copy(vb, va);
+  if (f != NULL) {
+    vfprintf(f, fmt, va);
+  }
+
+  vfprintf(out, fmt, vb);
+  fflush(out);
+}
+
+void log_message(log_verbosity_level msg_level, const char *fmt, ...) {
+  va_list va;
+  va_start(va, fmt);
+  log_message_v(msg_level, fmt, va);
+  va_end(va);
+}
+
+void log_fatal(const char *fmt, ...) {
+  va_list va;
+  va_start(va, fmt);
+  log_message_v(LOG_FATAL, fmt, va);
+  va_end(va);
+  exit(EXIT_FAILURE);
+}
+
+void log_info(const char *fmt, ...) {
+  va_list va;
+  va_start(va, fmt);
+  log_message_v(LOG_INFO, fmt, va);
+  va_end(va);
+}
+
+void log_debug(const char *fmt, ...) {
+  va_list va;
+  va_start(va, fmt);
+  log_message_v(LOG_DEBUG, fmt, va);
+  va_end(va);
+}
+
+void log_init(const char *fn) {
+  if (!fn) {
+    log_info("[log] initializing, not saving to file\n");
+    return;
+  }
+
+  filename = strdup(fn);
+  assert (filename);
+  f = fopen(filename, "w");
+  if (!f)
+    log_fatal("[log] could not open log file %s (fopen)", filename);
+
+  log_info("[log] logging to %s\n", filename);
+}
+
+void log_shutdown() {
+  if (f) {
+    log_info("[log] shutting down, closing %s\n", filename);
+    fclose(f);
+    free(filename);
+  } else {
+    log_info("[log] shutting down\n");
+  }
+}

cours/inverted-pendulum/cutils.h

@@ -0,0 +1,30 @@
+/* This file is part of SyncContest.
+   Copyright (C) 2017-2020 Eugene Asarin, Mihaela Sighireanu, Adrien Guatto. */
+
+#ifndef CUTILS_H
+#define CUTILS_H
+
+#include <stdarg.h>
+
+typedef enum {
+  LOG_FATAL = 0,
+  LOG_INFO  = 1,
+  LOG_DEBUG = 2,
+} log_verbosity_level;
+
+/* Calling `log_init(fn)` initializes the logging subsystem, asking it to save
+   log messages to the file `fn`. This pointer may be NULL, in which case the
+   messages are not saved. */
+void log_init(const char *filename);
+void log_shutdown();
+
+void log_set_verbosity_level(log_verbosity_level level);
+
+void log_message_v(log_verbosity_level level, const char *fmt, va_list);
+void log_message(log_verbosity_level level, const char *fmt, ...);
+
+void log_fatal(const char *fmt, ...);
+void log_info(const char *fmt, ...);
+void log_debug(const char *fmt, ...);
+
+#endif  /* CUTILS_H */

cours/inverted-pendulum/debug.c

@@ -0,0 +1,39 @@
+#include "debug.h"
+
+#include "cutils.h"
+
+void Debug__dbg_step(char *msg, Debug__dbg_out *o) {
+  log_info("%s\n", msg);
+}
+
+void Debug__dbg_bool_step(char *msg, bool x, Debug__dbg_bool_out *o) {
+  log_info("%s %d\n", msg, x);
+}
+
+void Debug__dbg_int_step(char *msg, int x, Debug__dbg_int_out *o) {
+  log_info("%s %d\n", msg, x);
+}
+
+void Debug__dbg_float_step(char *msg, float x, Debug__dbg_float_out *o) {
+  log_info("%s %f\n", msg, x);
+}
+
+void Debug__d_init_step(Debug__d_init_out *o) {
+  /* Empty by design */
+}
+
+void Debug__d_string_step(Debug__world _w, char *s, Debug__d_string_out *o) {
+  log_info("%s", s);
+}
+
+void Debug__d_bool_step(Debug__world _w, bool b, Debug__d_bool_out *o) {
+  log_info("%d", b);
+}
+
+void Debug__d_int_step(Debug__world _w, int i, Debug__d_int_out *o) {
+  log_info("%d", i);
+}
+
+void Debug__d_float_step(Debug__world _w, float f, Debug__d_float_out *o) {
+  log_info("%f", f);
+}

cours/inverted-pendulum/debug.epi

@@ -0,0 +1,11 @@
+external fun dbg(msg : string) returns ()
+external fun dbg_bool(msg : string; x : bool) returns ()
+external fun dbg_int(msg : string; x : int) returns ()
+external fun dbg_float(msg : string; x : float) returns ()
+
+type world
+external fun   d_init()                  returns (n : world)
+external fun d_string(w : world; string) returns (n : world)
+external fun   d_bool(w : world;   bool) returns (n : world)
+external fun    d_int(w : world;    int) returns (n : world)
+external fun  d_float(w : world;  float) returns (n : world)

cours/inverted-pendulum/debug.h

@@ -0,0 +1,23 @@
+#ifndef DEBUG_H
+#define DEBUG_H
+
+#include "stdbool.h"
+#include "assert.h"
+#include "pervasives.h"
+
+#include "hept_ffi.h"
+
+DECLARE_HEPT_FUN(Debug, dbg, (char *),);
+DECLARE_HEPT_FUN(Debug, dbg_bool, (char *, bool),);
+DECLARE_HEPT_FUN(Debug, dbg_int, (char *, int),);
+DECLARE_HEPT_FUN(Debug, dbg_float, (char *, float),);
+
+typedef struct { } Debug__world;
+
+DECLARE_HEPT_FUN_NULLARY(Debug, d_init, Debug__world n);
+DECLARE_HEPT_FUN(Debug, d_string, (Debug__world, char *), Debug__world n);
+DECLARE_HEPT_FUN(Debug, d_bool, (Debug__world, bool), Debug__world n);
+DECLARE_HEPT_FUN(Debug, d_int, (Debug__world, int), Debug__world n);
+DECLARE_HEPT_FUN(Debug, d_float, (Debug__world, float), Debug__world n);
+
+#endif  /* DEBUG_H */

cours/inverted-pendulum/debug_types.h

@@ -0,0 +1,4 @@
+#ifndef DEBUG_TYPES_H
+#define DEBUG_TYPES_H
+
+#endif  /* DEBUG_TYPES_H */