LINUXSOFT.cz Přeskoč levou lištu
Uživatel: Heslo:  
   CZUKPL

> Perl (102) - Rozšiřování Perlu pomocí XS

Perl Přestože lze v Perlu lze napsat "téměř vše", lze občas najít nějakou úlohu, na kterou by byl jiný jazyk vhodnější. Nemusí to být proto, že by v Perlu daná věc napsat nešla, ale třeba kvůli optimalizaci rychlosti běhu programu. Tento díl ukáže, jak jednoduše integrovat jazyk C do Perlu.

22.2.2010 06:00 | Jiří Václavík | Články autora | přečteno 7608×

Myšlenka spojení zdánlivě nespojitelného není složitá. Takový výsledný program se obecně skládá z několika souborů. První soubor je psán v jazyce C a obsahuje obvykle nějaké knihovny, které potřebujeme použít v našem původním perlovém programu. V perlovém souboru přistupujeme k C souboru jako k modulu. Aby to mohlo fungovat, je třeba vytvořit něco, co spojí oba tyto soubory dohromady - v literatuře se pro to vžil název vazebný kód (glue code).

Vazebný kód se musí postarat o několik věcí:

  • Alokace paměti
  • Převod datových typů - U standardních datových typů není problém, a tak je třeba řešit především uživatelsky definované datové typy. To vyžaduje od programátora napsat speciální funkce a jde o poměrně pokročilou záležitost.
  • Dodržení syntaxe Perlu při volání (například pole jako návratová hodnota)

Příklad - s editací XS souboru

Napíšeme si jako ukázku jednoduchý modul Hello, který bude obsahovat funkci hello. Tato funkce pouze vypíše nějaký text na výstup.

Nejprve provedeme následující příkaz.

$ h2xs -nHello
Defaulting to backwards compatibility with perl 5.10.0
If you intend this module to be compatible with earlier perl versions, please
specify a minimum perl version with the -b option.

Writing Hello/ppport.h
Writing Hello/lib/Hello.pm
Writing Hello/Hello.xs
Writing Hello/fallback/const-c.inc
Writing Hello/fallback/const-xs.inc
Writing Hello/Makefile.PL
Writing Hello/README
Writing Hello/t/Hello.t
Writing Hello/Changes
Writing Hello/MANIFEST
$

Z výstupu je vidět, že se vytvoří adresář Hello, který obsahuje několik souborů. Nás teď bude nejvíce ze všech zajímat soubor Hello/Hello.xs. To je totiž soubor jazyka XS a budeme ho nyní editovat. V něm vytvoříme naši funkci hello.

Soubor Hello/Hello.xs by měl na začátku obsahovat kód podobnýmu tomuto.

#include "EXTERN.h"
#include "perl.h"
#include "XSUB.h"

#include "ppport.h"

#include "const-c.inc"

MODULE = Hello          PACKAGE = Hello

INCLUDE: const-xs.inc

Tento soubor upravíme a na konec přidáme kód naší funkce hello. Kód v XS souboru vypadá trochu jinak než jazyk C - je třeba zde použít klíčové slovo CODE, které určuje kód funkce. Nyní tedy máme v souboru Hello/Hello.xs následující.

#include "EXTERN.h"
#include "perl.h"
#include "XSUB.h"

#include "ppport.h"

#include "const-c.inc"

MODULE = Hello          PACKAGE = Hello

INCLUDE: const-xs.inc

void hello();
  CODE:
    printf("Tento text tiskne jazyk C\n");

XS soubor začíná deklaracemi jazyka C. Zde je uvedeno, které hlavičkové soubory chceme vložit. Následuje řádek tvaru

MODULE = Hello                PACKAGE = Hello

Po něm následují XS funkce, které budou přeloženy pomocí nástroje xsubpp do nějakého kódu jazyka C.

Dále budeme chtít vygenerovat z XS souboru vazebný kód. Proto nás nyní bude zajímat soubor Makefile.PL. Provedeme následující příkazy.

$ cd Hello
$ perl Makefile.PL
$ make

Teď můžeme pozorovat, že v adresáři přibylo několik souborů. Mezi nimi je i soubor Hello.c, který obsahuje onen vazebný kód. Na závěr nainstalujeme modul.

# make install

Nyní bychom měli mít v systému nový modul Hello. Přesvědčme se o tom. Vytvoříme soubor hello.pl s následujícím obsahem.

use Hello;
Hello::hello();

Spustíme program a měli bychom vidět tento výsledek.

$ perl hello.pl
Tento text tiskne jazyk C
$

Jak vzniká vazebný kód - nástroj xsubpp

xsubpp je nástroj, který konvertuje XS kód do kódu jazyka C a obvykle je spouštěn automaticky pomocí makefile. Funguje tak, že vytvoří soubor Modul.c a v něm funkce tvaru Modul_xs_funkce (například v našem příkladu je to Hello_xs_hello v souboru Hello.c).

Příklad - bez editace XS souboru

Předchozí příklad byl trochu podvod, protože ve skutečnosti jsme z žádného C programu nevycházeli. To nyní napravíme. Vytvoříme program, který bude dělat to samé, ale provedeme malé zjednodušení.

Jak je z názvu patrné, nástroj h2xs funguje tak, že převede rozhraní .h souboru do jazyka XS. Je tedy možné zavolat h2xs v následujícím tvaru.

$ h2xs -nHello2 hello2.h

Zde hello2.h obsahuje deklaraci funkce hello2.

void hello2(void);

V takovém případě se v XS souboru už objeví následující řádky:

void
hello();

Dále vytvoříme v adresáři Hello2 soubor hello2.c, který bude obsahovat funkci hello2. To znamená, že bude vypadat takto:

#include <stdio.h>

void hello2(void){
    printf("Toto je uz opravdu ciste C");
}

Nyní upravíme Makefile.PL, abychom slinkovali vše, co je potřeba. Uvnitř něj se volá funkce WriteMakefile, což by mělo vypadat zhruba takto.

WriteMakefile(
    NAME              => 'Hello2',
    VERSION_FROM      => 'lib/Hello2.pm', # finds $VERSION
    PREREQ_PM         => {}, # e.g., Module::Name => 1.1
    ($] >= 5.005 ?     ## Add these new keywords supported since 5.005
      (ABSTRACT_FROM  => 'lib/Hello2.pm', # retrieve abstract from module
       AUTHOR         => 'Jiri Vaclavik <jv@jv.cz>') : ()),
    LIBS              => [''], # e.g., '-lm'
    DEFINE            => '', # e.g., '-DHAVE_SOMETHING'
    INC               => '-I.', # e.g., '-I. -I/usr/include/other'
        # Un-comment this if you add C files to link with later:
    # OBJECT            => '$(O_FILES)', # link all the C files too
);

V tomto volání upravíme řádek s OBJECT. Přepišme celý příkaz znovu. V nové podobě bude vypadat takto.

WriteMakefile(
    NAME              => 'Hello2',
    VERSION_FROM      => 'lib/Hello2.pm', # finds $VERSION
    PREREQ_PM         => {}, # e.g., Module::Name => 1.1
    ($] >= 5.005 ?     ## Add these new keywords supported since 5.005
      (ABSTRACT_FROM  => 'lib/Hello2.pm', # retrieve abstract from module
       AUTHOR         => 'Jiri Vaclavik <jv@jv.cz>') : ()),
    LIBS              => [''], # e.g., '-lm'
    DEFINE            => '', # e.g., '-DHAVE_SOMETHING'
    INC               => '-I.', # e.g., '-I. -I/usr/include/other'
        # Un-comment this if you add C files to link with later:
    OBJECT            => 'hello2.o Hello2.o', # link all the C files too
);

Nyní již postupujeme stejně jako posledně, to jest následujícími příkazy.

$ perl Makefile.PL
$ make
# make install

Nyní bychom měli mít nainstalován modul Hello2 s funkcí hello2, která opět vypíše nějaký text.

Detekce prvočísel - ukázka zahrnutí parametrů

Ukážeme ještě jedno trochu smysluplnější použití spojení jazyků C a Perl. V C implementujeme funkci, která o daném čísle zjistí, zda je nebo není prvočíslo. Vytvoříme tedy nejdříve v jazyce C funkci je_prvocislo. V souboru prvocislo.h bude hlavička.

int je_prvocislo(int cislo);

A v souboru prvocislo.c samotná implementace. Zde je jednoduchý algoritmus, který zjistí, zda je předané číslo prvočíslem.

#include <stdio.h>

int je_prvocislo(int cislo){
  int delitel, prvocislo=1;
  for(delitel=2; prvocislo!=0; delitel++){
    if (delitel<cislo){
      if (cislo%delitel!=0)
        prvocislo=1;
      else
        prvocislo=0;
    }else
        break;
  }
  if (prvocislo==0) return 0;
  else return 1;
}

A úplně stejně jako v předchozím příkladu vytvoříme modul. Zavoláme tedy příkaz h2xs.

$ h2xs -x -n Prvocislo prvocislo.h

Pro zajímavost můžeme nahlédnout do souboru Prvocislo.xs. Zde se nám na konci souboru objevil následující obsah.

int
je_prvocislo(cislo)
        int     cislo

V závorce jsou obvykle parametry bez datového typu, který je určen posléze pro každý argument na vlastním řádku.

Dále postupujeme opět standardní cestou. Editujeme soubor Makefile.PL a volání funkce WriteMakefile přepíšeme do následující podoby.

WriteMakefile(
    NAME              => 'Prvocislo',
    VERSION_FROM      => 'lib/Prvocislo.pm', # finds $VERSION
    PREREQ_PM         => {}, # e.g., Module::Name => 1.1
    ($] >= 5.005 ?     ## Add these new keywords supported since 5.005
      (ABSTRACT_FROM  => 'lib/Prvocislo.pm', # retrieve abstract from module
       AUTHOR         => 'Jiri Vaclavik <jv@jv.cz>') : ()),
    LIBS              => [''], # e.g., '-lm'
    DEFINE            => '', # e.g., '-DHAVE_SOMETHING'
    INC               => '-I.', # e.g., '-I. -I/usr/include/other'
        # Un-comment this if you add C files to link with later:
    OBJECT            => 'prvocislo.o Prvocislo.o', # link all the C files too
);

Následuje trojice obligátních příkazů.

$ perl Makefile.PL
$ make
# make install

Nyní můžeme vytvořit perl program prvocislo.pl využívající modul Prvocislo.

#!/usr/bin/env perl
use Prvocislo;
print $_.(Prvocislo::je_prvocislo($_)?" je ":" neni ")."prvocislo\n" for (1..10);

Po jeho spuštění bychom měli spatřit následující výstup.

$ perl prvocislo.pl
1 je prvocislo
2 je prvocislo
3 je prvocislo
4 neni prvocislo
5 je prvocislo
6 neni prvocislo
7 je prvocislo
8 neni prvocislo
9 neni prvocislo
10 neni prvocislo
$

Verze pro tisk

pridej.cz

 

DISKUZE

Nejsou žádné diskuzní příspěvky u dané položky.



Příspívat do diskuze mohou pouze registrovaní uživatelé.
> Vyhledávání software
> Vyhledávání článků

4.10.2018 21:30 /Ondřej Čečák
LinuxDays 2018 již tento víkend, registrace je otevřená.
Přidat komentář

18.9.2018 23:30 /František Kučera
Zářijový pražský sraz spolku OpenAlt se koná již tento čtvrtek – 20. 9. 2018 od 18:00 v Radegastovně Perón (Stroupežnického 20, Praha 5). Tentokrát bez oficiální přednášky, ale zato s dobrým jídlem a pivem – volná diskuse na téma IoT, CNC, svobodný software, hardware a další hračky.
Přidat komentář

9.9.2018 14:15 /Redakce Linuxsoft.cz
20.9.2018 proběhne v pražském Kongresovém centru Vavruška konference Mobilní řešení pro business. Návštěvníci si vyslechnou mimo jiné přednášky na témata: Nejdůležitější aktuální trendy v oblasti mobilních technologií, správa a zabezpečení mobilních zařízení ve firmách, jak mobilně přistupovat k informačnímu systému firmy, kdy se vyplatí používat odolná mobilní zařízení nebo jak zabezpečit mobilní komunikaci.
Přidat komentář

12.8.2018 16:58 /František Kučera
Srpnový pražský sraz spolku OpenAlt se koná ve čtvrtek – 16. 8. 2018 od 19:00 v Kavárně Ideál (Sázavská 30, Praha), kde máme rezervovaný salonek. Tentokrát jsou tématem srazu databáze prezentaci svého projektu si pro nás připravil Standa Dzik. Dále bude prostor, abychom probrali nápady na využití IoT a sítě The Things Network, případně další témata.
Přidat komentář

16.7.2018 1:05 /František Kučera
Červencový pražský sraz spolku OpenAlt se koná již tento čtvrtek – 19. 7. 2018 od 18:00 v Kavárně Ideál (Sázavská 30, Praha), kde máme rezervovaný salonek. Tentokrát bude přednáška na téma: automatizační nástroj Ansible, kterou si připravil Martin Vicián.
Přidat komentář

18.6.2018 0:43 /František Kučera
Červnový pražský sraz spolku OpenAlt se koná již tento čtvrtek – 21. 6. 2018 od 18:00 v Kavárně Ideál (Sázavská 30, Praha), kde máme rezervovaný salonek. Tentokrát na téma: F-Droid, aneb svobodný software do vašeho mobilu. Kromě toho budou k vidění i vývojové desky HiFive1 se svobodným/otevřeným čipem RISC-V.
Přidat komentář

23.5.2018 20:55 /Ondřej Čečák
Od pátku 25.5. proběhne na Fakultě informačních technologií ČVUT v Praze openSUSE Conference. Můžete se těšit na spostu zajímavých přednášek, workshopů a také na Release Party nového openSUSE leap 15.0. V na stejném místě proběhne v sobotu 26.5. i seminář o bezpečnosti CryptoFest.
Přidat komentář

20.5.2018 17:45 /Redakce Linuxsoft.cz
Ve čtvrtek 31. května 2018 připravuje webový magazín BusinessIT ve spolupráci s Best Online Média s.r.o. pátý ročník odborné konference Firemní informační systémy 2018. Akce proběhne v kongresovém centru Vavruška (palác Charitas), Karlovo náměstí 5, Praha 2 (u metra Karlovo náměstí) od 9:00 hod. dopoledne do cca 15 hod. odpoledne. Konference je zaměřena na efektivní využití firemních informačních systémů a na to, jak plně využít jejich potenciál. Podrobnější informace na webových stránkách konfrence.
Přidat komentář

   Více ...   Přidat zprávičku

> Poslední diskuze

5.10.2018 17:12 / Jakub Kuljovsky
Re: Jaký kurz a software by jste doporučili pro začínajcího kodéra?

20.9.2018 10:04 / Jan Ober
Jaký kurz a software by jste doporučili pro začínajcího kodéra?

20.9.2018 10:00 / Jan Ober
Re: Gimp

20.2.2018 18:48 / Ivan Majer
portal

20.2.2018 15:57 / Jan Havel
Jak využíváte služby cloudu v podnikání?

Více ...

ISSN 1801-3805 | Provozovatel: Pavel Kysilka, IČ: 72868490 (2003-2018) | mail at linuxsoft dot cz | Design: www.megadesign.cz | Textová verze