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Interfaçage autre langage Python Discussion :

Transfert de données entre C et python avec ctypes. [Python 3.X]


Sujet :

Interfaçage autre langage Python

  1. #1
    Candidat au Club
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    février 2016
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    Par défaut Transfert de données entre C et python avec ctypes.
    Bonjour,
    je fais appel à votre aide après une recherche infructueuse sur ce que je souhaite obtenir avec mon code.
    Je ne suis pas un développeur, je ne maîtrise pas les subtilités de la programmation en C et en python en autodidacte.
    Je souhaite travailler avec un code python qui fait appel un fichier ZeLib.so (je travaille sous ubuntu 20.04).
    Ce fichier ZeLib.so provient de la compilation d'un code en C.
    Ce code en C permet d’accéder à un gros fichier (>1 Go) et d'en extraire une partie (une tuile). Pour le moment, le code permet d'écrire la tuile sur le disque.
    Ce que j'aimerais c'est ne pas passer par l'écriture sur le disque, mais envoyer la tuile extraite vers python, et l'idéal serait sous la forme d'un tableau array.
    La tuile qui est sauvegardée, est une image 512x512 couleur.
    Comme je suis incompétent en C, je ne sais même pas si techniquement c’est envisageable.
    J'ai repéré, du moins il me semble, que les éléments de l'image sont dans la variable buffer (lignes 287 et 293) et proviennent de la fonction findtile,
    mais je ne sais pas si je peux envoyer les données vers python et les obtenir en un tableau array gérable par la bibliothèque numpy.

    Voici le code source C
    Code C : Sélectionner tout - Visualiser dans une fenêtre à part
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    // Original code Written by Mathieu Malaterre
    // Same license as OpenSlide
    /*
     * Very simply VSI + ETS parser. It dumps basic
     * format info and then extract tile from level=0.
     * compile cc -fPIC -shared -o ZeLib.so ZeLib.c
     */
    #include <stdio.h>
    #include <string.h>
    #include <stdlib.h>
    #include <stdint.h>
    #include <assert.h>
     
    struct sis_header
    {
    /* 4 */char magic[4]; // SIS0
    /* 4 */uint32_t nbytes;
    /* 4 */uint32_t version;
    /* 4 */uint32_t dim;
    /* 8 */uint64_t etsoffset;
    /* 4 */uint32_t etsnbytes;
    /* 4 */uint32_t dummy0;
    /* 8 */uint64_t offsettiles;
    /* 4 */uint32_t ntiles;
    /* 4 */uint32_t dummy1;
    /* 4 */uint32_t dummy2;
    /* 4 */uint32_t dummy3;
    /* 4 */uint32_t dummy4;
    /* 4 */uint32_t dummy5;
    };
     
    static void sis_header_read( struct sis_header * self, FILE * stream )
    {
      static const char SIS_MAGIC[4] = "SIS";
      fread( self->magic, 1, sizeof(self->magic), stream );
      assert( strncmp( self->magic, SIS_MAGIC, 4 ) == 0 );
      fread( (char*)&self->nbytes, 1, sizeof(self->nbytes), stream );
      assert( self->nbytes == 64 ); // size of struct
      fread( (char*)&self->version, 1, sizeof(self->version), stream );
      assert( self->version == 2 ); // version ??
      fread( (char*)&self->dim, 1, sizeof(self->dim), stream );
      assert( self->dim == 4 || self->dim == 5 || self->dim == 6 ); // dim ?
      fread( (char*)&self->etsoffset, 1, sizeof(self->etsoffset), stream );
      assert( self->etsoffset == 64 ); // offset of ETS struct
      fread( (char*)&self->etsnbytes, 1, sizeof(self->etsnbytes), stream );
      assert( self->etsnbytes == 228 ); // size of ETS struct
      fread( (char*)&self->dummy0, 1, sizeof(self->dummy0), stream );
      assert( self->dummy0 == 0 ); // ??
      fread( (char*)&self->offsettiles, 1, sizeof(self->offsettiles), stream ); // offset to tiles
      fread( (char*)&self->ntiles, 1, sizeof(self->ntiles), stream ); // number of tiles
      fread( (char*)&self->dummy1, 1, sizeof(self->dummy1), stream ); // ??
      assert( self->dummy1 == 0 ); // always zero ?
      fread( (char*)&self->dummy2, 1, sizeof(self->dummy2), stream ); // some kind of offset ?
      //assert( dummy2 == 0 ); // not always
      fread( (char*)&self->dummy3, 1, sizeof(self->dummy3), stream );
      assert( self->dummy3 == 0 ); // always zero ?
      fread( (char*)&self->dummy4, 1, sizeof(self->dummy4), stream );
      //assert( dummy4 == 0 ); // not always
      fread( (char*)&self->dummy5, 1, sizeof(self->dummy5), stream );
      assert( self->dummy5 == 0 ); // always zero ?
    }
     
    static void sis_header_print( struct sis_header * self, FILE * stream )
    {
      fprintf( stream, "magic : %s\n"  , self->magic );
      fprintf( stream, "nbytes: %d\n"  , self->nbytes );
      fprintf( stream, "versi : %d\n"  , self->version );
      fprintf( stream, "dim   : %d\n"  , self->dim );
      fprintf( stream, "etsoff: %ld\n" , self->etsoffset );
      fprintf( stream, "etsnby: %d\n"  , self->etsnbytes );
      fprintf( stream, "dummy0: %d\n"  , self->dummy0 );
      fprintf( stream, "offtil: %ld\n" , self->offsettiles );
      fprintf( stream, "ntiles: %d\n"  , self->ntiles );
      fprintf( stream, "dummy1: %d\n"  , self->dummy1 );
      fprintf( stream, "dummy2: %d\n"  , self->dummy2 );
      fprintf( stream, "dummy3: %d\n"  , self->dummy3 );
      fprintf( stream, "dummy4: %d\n"  , self->dummy4 );
      fprintf( stream, "dummy5: %d\n"  , self->dummy5 );
    }
     
    struct ets_header
    {
    /* 4 */char magic[4]; // ETS0
    /* 4 */uint32_t version;
    /* 4 */uint32_t dummy1;
    /* 4 */uint32_t dummy2;
    /* 4 */uint32_t dummy3;
    /* 4 */uint32_t compression;
    /* 4 */uint32_t quality;
    /* 4 */uint32_t dimx;
    /* 4 */uint32_t dimy;
    /* 4 */uint32_t dimz;
    };
     
    static void ets_header_read( struct ets_header * self, FILE * stream )
    {
      static const char ETS_MAGIC[4] = "ETS";
      fread( self->magic, 1, sizeof(self->magic), stream );
      assert( strncmp( self->magic, ETS_MAGIC, 4 ) == 0 );
      fread( (char*)&self->version, 1, sizeof(self->version), stream );
      assert( self->version == 0x30001 || self->version == 0x30003 ); // some kind of version ?
      fread( (char*)&self->dummy1, 1, sizeof(self->dummy1), stream );
      assert( self->dummy1 == 2 || self->dummy1 == 4 /* when sis_header->dim == 4 */ );
      fread( (char*)&self->dummy2, 1, sizeof(self->dummy2), stream );
      assert( self->dummy2 == 3 || self->dummy2 == 1 );
      fread( (char*)&self->dummy3, 1, sizeof(self->dummy3), stream );
      assert( self->dummy3 == 4 || self->dummy3 == 1 );
      fread( (char*)&self->compression, 1, sizeof(self->compression), stream ); // codec
      // 0 -> ?
      // 2 -> JPEG ?
      // 3 -> JPEG 2000 ?
      assert( self->compression == 2 || self->compression == 3 || self->compression == 0 );
      fread( (char*)&self->quality, 1, sizeof(self->quality), stream );
      assert( self->quality == 90 || self->quality == 96 || self->quality == 100 ); // some kind of JPEG quality ?
      fread( (char*)&self->dimx, 1, sizeof(self->dimx), stream );
      //assert( self->dimx == 512 ); // always tile of 512x512 ?
      fread( (char*)&self->dimy, 1, sizeof(self->dimy), stream );
      //assert( self->dimy == 512 ); //
      fread( (char*)&self->dimz, 1, sizeof(self->dimz), stream );
      assert( self->dimz == 1 ); // dimz ?
    }
    static const char *ets_header_getcomp( struct ets_header * self)
    {
      if( self->compression == 0 ) return "raw";
      else if( self->compression == 2 ) return "jpg";
      else if( self->compression == 3 ) return "jp2";
      assert( 0 );
      return NULL;
    }
    static void ets_header_print( struct ets_header * self, FILE * stream )
    {
      fprintf( stream, "magic : %s\n", self->magic );
      fprintf( stream, "versio: %d\n", self->version );
      fprintf( stream, "dummy1: %d\n", self->dummy1 );
      fprintf( stream, "dummy2: %d\n", self->dummy2 );
      fprintf( stream, "dummy3: %d\n", self->dummy3 );
      fprintf( stream, "compre: %s\n", ets_header_getcomp(self) );
      fprintf( stream, "qualit: %d\n", self->quality );
      fprintf( stream, "dimx  : %d\n", self->dimx );
      fprintf( stream, "dimy  : %d\n", self->dimy );
      fprintf( stream, "dimz  : %d\n", self->dimz );
    }
     
    struct tile
    {
    /* 4 */uint32_t dummy1;
    /* 4 */uint32_t coord[3];
    /* 4 */uint32_t level;
    /* 8 */uint64_t offset;
    /* 4 */uint32_t numbytes;
    /* 4 */uint32_t dummy2;
    };
     
    static void tile_read( struct tile * self, FILE * stream )
    {
      fread( (char*)&self->dummy1, 1, sizeof(self->dummy1), stream );
      //assert( self->dummy1 == 4 ); // wotsit ?
      fread( (char*)self->coord, 1, sizeof(self->coord), stream );
      fread( (char*)&self->level, 1, sizeof(self->level), stream );
      fread( (char*)&self->offset, 1, sizeof(self->offset), stream );
      fread( (char*)&self->numbytes, 1, sizeof(self->numbytes), stream );
      fread( (char*)&self->dummy2, 1, sizeof(self->dummy2), stream );
      /*
      assert( dummy2 == 0x18c78d || dummy2 == 0x6171e8
      || dummy2 == 0x610138 || dummy2 == 0x21394dc8
      || dummy2 == 0x0 || dummy2 == 0x21893008
      || dummy2 == 0x215bcd88 || dummy2 == 0x2142ef78 || dummy2 == 0x617208 );
       */
    }
     
    static void tile_print( const struct tile * self, FILE * stream )
    {
      fprintf( stream, "coord: %d,%d,%d\n", self->coord[0], self->coord[1], self->coord[2] );
      fprintf( stream, "level:    %d\n"   , self->level );
      fprintf( stream, "offset:   %ld\n"  , self->offset );
      fprintf( stream, "numbytes: %d\n"   , self->numbytes );
      fprintf( stream, "dummy2:   %d\n"   , self->dummy2 );
    }
     
    static const struct tile *findtile( struct tile *tiles, size_t ntiles, const long coord[3] )
    {
      const struct tile *ret = NULL;
      size_t n;
      for( n = 0; n < ntiles; ++n )
        {
        const struct tile * t = tiles + n;
        if( t->level == 0 )
          {
          if( t->coord[0] == coord[0] && t->coord[1] == coord[1] )
            {
            ret = t;
            }
          }
        }
      return ret;
    }
     
    #define std_max( x, y ) x > y ? x : y
     
    int main(char * filename, long startx, long starty)
    {
     
      FILE * stream = fopen( filename, "rb" );
     
      /*
      if( argc < 2 ) return 1;
      const char * filename = argv[1];
      FILE * stream = fopen( filename, "rb" );
     */
      // SIS:
      struct sis_header sh;
      //assert( sizeof( sis_header ) == 64 );
      sis_header_read( &sh, stream );
      sis_header_print( &sh, stdout );
     
      // ETS:
      struct ets_header eh;
      ets_header_read( &eh, stream );
      ets_header_print( &eh, stdout );
     
      // individual tiles
      fseek( stream, sh.offsettiles, SEEK_SET );
      struct tile * tiles;
      tiles = (struct tile*)malloc( sh.ntiles * sizeof( struct tile ) );
      uint32_t n;
      for( n = 0; n < sh.ntiles; ++n )
        {
        struct tile t;
        tile_read( &t, stream );
        //tile_print( &t, stdout );
        tiles[n] = t;
        }
     
      // computes tiles dims
      uint32_t tilexmax = 0;
      uint32_t tileymax = 0;
     
      for( n = 0; n < sh.ntiles; ++n )
        {
        const struct tile *t = tiles+n;
        if( t->level == 0 )
          {
          tilexmax = std_max( t->coord[0], tilexmax );
          tileymax = std_max( t->coord[1], tileymax );
          }
        }
      //assert( tilexmax + 1 == 34 );
      //assert( tileymax + 1 == 14 );
     
      // compute image info:
      size_t ImageWidth = eh.dimx*(tilexmax + 1);
      size_t ImageLength = eh.dimy*(tileymax + 1);
      assert( eh.dimz == 1 );
      size_t TileWidth = eh.dimx;
      size_t TileLength = eh.dimy;
     
      size_t TilesAcross = (ImageWidth + TileWidth - 1) / TileWidth;
      size_t TilesDown = (ImageLength + TileLength - 1) / TileLength;
      size_t TilesPerImage = TilesAcross * TilesDown;
     
      fprintf( stdout , "TilesAcross:   %ld\n", TilesAcross );
      fprintf( stdout , "TilesDown:     %ld\n", TilesDown );
      fprintf( stdout , "TilesPerImage: %ld\n", TilesPerImage );
      //size_t linestripe = TilesAcross * TileWidth * 3;
     
      // extract images from level=0
      const size_t ntiles = TilesPerImage;
      size_t tileidx;
      unsigned char *buffer = NULL;
      //const char format[] = "dumpets%04ld.%s";
      const char format[] = "dumpets%s.%s";
      char outname[512];
     
      long ref[3];
      ref[0] = startx;
      ref[1] = starty;
      ref[2] = 0;
     
      const struct tile *t = findtile( tiles, ntiles, ref );
      if( t )
          {
          assert( t->level == 0 );
          if( t->level == 0 )
            {
            tile_print( t, stdout );
            fseek( stream, t->offset, SEEK_SET );
            buffer = realloc(buffer, t->numbytes );
            fread( buffer, 1, t->numbytes, stream );
     
            const char *ext = ets_header_getcomp( &eh );
            sprintf( outname, format, "image", ext );
            FILE * out = fopen( outname, "wb" );
            fwrite( buffer, 1, t->numbytes, out );
            fclose( out );
            fprintf( stdout, "tile: %s\n", outname );
            }
          }
      else
          {
          // need to make a fake tile
          //fprintf( stdout, "Empty tile %u!\n", tileidx );
          fprintf( stdout, "Empty tile");
          }
     
     
     
      // cleanup
      //free( buffer );
      free( tiles );
      fclose( stream );
     
      return 0;
    }

    Voici le code python qui fait appel au fichier compilé à l'aide de ctypes.
    Code : Sélectionner tout - Visualiser dans une fenêtre à part
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    import ctypes
    import numpy
    import os
     
    zelib = ctypes.CDLL(os.path.join(os.getcwd(),"ZeLib.so"))
    res = zelib.main(os.path.join(os.getcwd(),"frame_t1.ets").encode('utf8'),70,173)
    print(res)
    Merci d'avance aux membres qui prendront le temps de regarder mon problème.

  2. #2
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    Salut,

    Techniquement, vous avez une solution dans cet article de SOF.

    Reste à adapter votre code (ou explorer d'autres solutions).

    - W
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    Python sur DVP c'est aussi des FAQs, des cours et tutoriels

  3. #3
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    Bonsoir,
    merci pour votre retour,
    J'ai regardé la solution proposée sur le forum SOF.
    Mon soucis vient du fait que cette exemple comme de nombreux autres exemples que j'ai pu lire de transfert entre C/C++ vers python est illustré avec une déclaration d'un tableau dans le code source C/C++.
    Code C++ : Sélectionner tout - Visualiser dans une fenêtre à part
    int* information = new int[10];
    Sur le code que je possède, je n'ai pas l’impression que la variable buffer soit un tableau qui contienne les données images que je pourrais parcourir ou transférer vers python directement.
    Je suis désolé, si j'ai mal interprété le code de l'exemple SOF.
    Je continue mon exploration.
    Nicolas

  4. #4
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    Salut,

    Citation Envoyé par Puzzlemaker Voir le message
    Sur le code que je possède, je n'ai pas l’impression que la variable buffer soit un tableau qui contienne les données images que je pourrais parcourir ou transférer vers python directement.
    Dans l'exemple le tableau est alloué de façon statique alors que dans votre code, il est alloué de façon dynamique via les instructions à la ligne 223:
    Code C : Sélectionner tout - Visualiser dans une fenêtre à part
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      struct tile * tiles;
      tiles = (struct tile*)malloc( sh.ntiles * sizeof( struct tile ) );
    Ce qui est normal puisque vous ne savez pas combien de tile contient le fichier avant d'avoir commencé à le lire.

    Mais l'exemple vous montre comment récupérer un pointeur d'une adresse mémoire utilisée par le programme C et d'en faire une chose utilisable côté Python via un "cast".

    Ce que çà change, c'est que cette mémoire allouée de façon dynamique devra être rendue/désallouée explicitement... Et qu'il va falloir aussi transférer la taille du tableau.

    - W
    Architectures post-modernes.
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  5. #5
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    Bonjour,
    merci pour ces détails.
    Je vais travailler sur les éléments que vous m'avez donnés et essayer de résoudre mon problème.
    Cela va me prendre un peu de temps car je ne suis pas à l'aise avec le code C.
    cordialement
    Nicolas

  6. #6
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    Citation Envoyé par Puzzlemaker Voir le message
    Cela va me prendre un peu de temps car je ne suis pas à l'aise avec le code C.
    Si vous n'êtes pas à l'aise avec le code C, cherchez une bibliothèque Python prête à l'emploi qui sache lire ces formats de fichiers.

    Au pire, traduisez le code C en Python: il ne fait rien de bien compliqué.

    note: le problème lorsqu'on ne maîtrise pas est qu'on ne sait pas anticiper les difficultés à résoudre. Ca devient vite un chemin de croix où on patauge: un problème résolu ouvrant la porte vers de nouveaux problèmes à résoudre voire à la remise en cause de la solution trouvée.

    - W
    Architectures post-modernes.
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  7. #7
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    Pour l'ouverture de ces fichiers, j'ai effectivement commencé par regarder ce qui se faisait en python.
    Pour tout dire, il existe un module mais qui provoque une erreur fatale avec une autre bibliothèque dont j'ai besoin, je vous fait grâce des détails.
    C'est ce problème qui m'a amené à ce code C...
    Pour l'autre approche qui est de passer tout en python,
    c'est effectivement une des solutions que j'ai envisagée, mais je voulais essayer d'éviter.
    Lorsque vous dites
    Code : Sélectionner tout - Visualiser dans une fenêtre à part
    "Ca devient vite un chemin de croix où on patauge"
    Oh oui, j'ai commencé à tirer sur un fil et c'est toute la bobine qui vient !
    Je vais travailler avec les éléments que vous m'avez fourni (soit rester en C soit tout passer en python).
    Cordialement
    Nicolas

  8. #8
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    Bonjour,
    en partant de votre suggestion de passer le code en python, j'ai la base pour pouvoir réaliser ce que je souhaite, pour le moment en python.

    Ce petit code me permet de récupérer la première tuile du fichier ets en numpy .
    Code : Sélectionner tout - Visualiser dans une fenêtre à part
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    import os,sys
    import struct
     from io import BytesIO
    from skimage import io
     
    fd = os.open( "frame_t.ets",os.O_RDONLY)
    fo = os.fdopen(fd, "r")
     
    #effectue ce que font les fonctions : sis_header_read/print
    print(os.read(fd,4))
    print(struct.unpack('@I', os.read(fd,4)))
    print(struct.unpack('@I', os.read(fd,4)))
    print(struct.unpack('@I', os.read(fd,4)))
    print(struct.unpack('@Q', os.read(fd,8)))
    print(struct.unpack('@I', os.read(fd,4)))
    print(struct.unpack('@I', os.read(fd,4)))
    offsettiles=struct.unpack('@Q', os.read(fd,8))[0]
    print(offsettiles)
    print(struct.unpack('@I', os.read(fd,4)))
    print(struct.unpack('@I', os.read(fd,4)))
    print(struct.unpack('@I', os.read(fd,4)))
    print(struct.unpack('@I', os.read(fd,4)))
    print(struct.unpack('@I', os.read(fd,4)))
    print(struct.unpack('@I', os.read(fd,4)))
     
    "réalise ce que font les fonctions ets_header_read/print"
    print(os.read(fd,4))
    print(struct.unpack('@I', os.read(fd,4)))
    print(struct.unpack('@I', os.read(fd,4)))
    print(struct.unpack('@I', os.read(fd,4)))
    print(struct.unpack('@I', os.read(fd,4)))
    print(struct.unpack('@I', os.read(fd,4)))
    print(struct.unpack('@I', os.read(fd,4)))
    print(struct.unpack('@I', os.read(fd,4)))
    print(struct.unpack('@I', os.read(fd,4)))
    print(struct.unpack('@I', os.read(fd,4)))
     
    #fseek( stream, sh.offsettiles, SEEK_SET );
    os.lseek(fd, offsettiles, 0)
    print(struct.unpack('@I', os.read(fd,4)))
    print(struct.unpack('@III', os.read(fd,12)))
    print(struct.unpack('@I', os.read(fd,4)))
    print(struct.unpack('@Q', os.read(fd,8)))
    # retourne offset de la premiere tuile, 292
    print(struct.unpack('@I', os.read(fd,4)))
    print(struct.unpack('@I', os.read(fd,4)))
     
    #*Ecriture image
    #fseek( stream, t->offset, SEEK_SET );
    os.lseek(fd, 292, 0)
    #buffer = realloc(buffer, t->numbytes );
    buffer=os.read( fd, 15603)
    fw = open( "tuile1.jpg", "wb")
    fw.write( buffer);
    fw.close();
     
    # fermeture du fichier ets
    fo.close()
     
    # Ici la réponse au problème, du moins dans la version python
    # passage des données bytes en valeurs pour numpy
    numpyArray = io.imread(BytesIO(buffer))
    # affichage pour test du résultat,  c'est bien l'image sauvegardée, plus besoin de l'écrire sur le disque, travail directement à partir du fichier ets.
    io.imshow(numpyArray)
    io.show()
    Merci pour votre aide.
    Je note la discussion résolue.
    Nicolas

+ Répondre à la discussion
Cette discussion est résolue.

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