知识若不分享 实在没有意义 http://www.d-programming-language-china.org 20070428
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by: qiezi
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关键字: ruby 扩展
Ruby语言的官方解释程序是使用C语言开发的，一般用C语言来编写扩展。D语言和C语言是二进制兼容的，所以可以使用D语言编写Ruby扩展。
一、移植C库到D的一般过程
C使用头文件来处理符号依赖，在D里面链接外部库文件时，要使用extern (C)声明来引入符号，这是一个转换过程。
如何转换一个C头文件到D文件？D文档的htomodule.html有详尽说明。一般的转换过程如下：
1、运行预处理程序处理掉头文件里面的宏。
2、删除经过预处理以后的多余信息。由于C的头文件包含，每个头文件经过预处理以后都会包含一些重复内容，我们需要剔除这部分内容，通过查找行号即可完成。( 本文出处: http://www.d-programming-language-china.org )
3、转换相应声明到D声明，这一步可以使用一个c2h程序来完成。
注意预处理程序处理完毕以后，宏函数以及宏定义的常量会被去除，这可能不是你想要的，所以最好的办法可能是手工转换。
另一种调用是在D里面调用动态链接库，这需要你使用implib工具从动态链接库产生一个.lib导入库文件，然后生成D声明，再编译链接即可。如果是在linux下使用共享库，则只需要编写D声明文件，然后直接链接即可。
二、调用C库
转换完毕以后，就可以调用了。如果你只是要测试一下，就可以只声明使用过的外部函数、变量即可。( 本文出处: http://www.d-programming-language-china.org )
例如我们要编写Programming Ruby里面的一个Ruby Extension例子，相应的D代码如下：
// test.d
module test;
import ruby;
extern (C)
VALUE t_init(VALUE self)
{
VALUE arr = rb_ary_new();
rb_iv_set(self, " @arr " , arr);
return self;
}
extern (C)
VALUE t_add(VALUE self, VALUE anObject)
{
VALUE arr = rb_iv_get(self, " @arr " );
rb_ary_push(arr, anObject);
return arr;
}
extern (C){
VALUE cTest;
alias VALUE( * func_type)();
export void Init_Test()
{
cTest = rb_define_class( " Test " , rb_cObject);
rb_define_method(cTest, " initialize " , cast(func_type) & t_init, 0 );
rb_define_method(cTest, " add " , cast(func_type) & t_add, 1 );
}
} // extern(C)
和C代码很相似。由于我们只使用了几个外部函数、变量，所以只需要声明这几个符号即可：
// ruby.d
module ruby;
extern (C){
alias ulong VALUE;
VALUE rb_cObject;
VALUE rb_ary_new ();
VALUE rb_ary_push (VALUE, VALUE);
VALUE rb_iv_set (VALUE, char * , VALUE);
VALUE rb_iv_get (VALUE, char * );
VALUE rb_define_class ( char * ,VALUE);
void rb_define_method (VALUE, char * ,VALUE( * )(), int );
}
三、生成动态链接库(Windows DLL)或共享库(Linux so文件)
D语言在Windows上编写DLL，除了要有D源文件以外，还要有DLL定义文件：
// test.def
LIBRARY Test
DESCRIPTION ' Test written in D '
EXETYPE NT
CODE PRELOAD DISCARDABLE
DATA PRELOAD SINGLE
这是一个通用的格式，只是一些描述信息，因为D中可以使用export关键字导出符号，所以不需要在这里声明导出函数，只有在编写COM DLL时才会增加其它一些信息。( 本文出处: http://www.d-programming-language-china.org )
另外由于D语言要初始化GC以及其它一些信息，所以还需要在DllMain里面调用初始化及终止代码。由于不同平台的初始化过程不完全相同，这里我简单封闭了一下不同平台的初始化代码：( 本文出处: http://www.d-programming-language-china.org )
// os/library.d
module os.library;
extern (C){
void gc_init();
void gc_term();
version(Windows) void _minit();
void _moduleCtor();
void _moduleDtor();
void _moduleUnitTests();
version(linux) void _STI_monitor_staticctor();
version(linux) void _STI_critical_init();
version(linux) void _STD_monitor_staticdtor();
version(linux) void _STD_critical_term();
}
extern (C)
void d_init()
{
// writefln("Start init D runtime");
version(linux) _STI_monitor_staticctor();
version(linux) _STI_critical_init();
gc_init();
version(Windows) _minit();
_moduleCtor();
_moduleUnitTests();
// writefln("init finished");
}
extern (C)
void d_fini()
{
// writefln("Start term D runtime");
_moduleDtor();
gc_term();
version(linux) _STD_critical_term();
version(linux) _STD_monitor_staticdtor();
// writefln("term finished");
}
现在可以为Windows编写初始化及终止代码：
// os/dll.d
module os.dll;
private import os.library;
private import std.c.windows.windows;
HINSTANCE g_hInst;
extern (Windows)
BOOL DllMain(HINSTANCE hInstance, ULONG ulReason, LPVOID pvReserved)
{
switch (ulReason)
{
case DLL_PROCESS_ATTACH:
d_init();
break ;
case DLL_PROCESS_DETACH:
d_fini();
break ;
case DLL_THREAD_ATTACH:
case DLL_THREAD_DETACH:
// Multiple threads not supported yet
return false ;
}
g_hInst = hInstance;
return true ;
}
由于Linux共享库并没有标准的入口函数(或是我不知道它)，这里使用gcc扩展的初始、终止代码，不过是以C语言实现的：
// os/so.c
#include < ruby.h >
static void so_init( void ) __attribute__((constructor));
static void so_fini( void ) __attribute__((destructor));
extern void d_init( void );
extern void d_fini( void );
void so_init( void )
{
d_init();
}
void so_fini( void )
{
d_fini();
}
现在可以尝试编译链接，在Linux上编译命令如下：
gcc - o os / so.o - c os / so.c - I / usr / lib / ruby / 1.8 / i686 - linux
gdc - o Test.so test.d os / so.o ruby.d - shared - fPIC - lruby
你可以在irb下测试：( 本文出处: http://www.d-programming-language-china.org )
require ' Test '
test = Test. new
test.add( 1 )
test.add( 2 )
test.add( " a " )
可以看到add总是返回一个array，与期望结果一致。
使用gdc是因为dmd在linux上无法生成共享库。
在Windows上的编译命令如下：
dmd - oftest.dll test.d test.def ruby18.lib os / dll.d os / library.d
ruby18.lib是使用implib从msvcrt-ruby18.dll导出的，这个编译过程很顺利，不过不幸的是它运行有一些问题，大概是一些初始值错误，我暂时还没有找到原因。或许也应该尝试一下gdc，不过我不知道如何从.DLL文件导出一个gdc支持的ELF格式的导入库文件。( 本文出处: http://www.d-programming-language-china.org )
四、项目打算
打算建立一个rubyd项目，除了转换ruby头文件以外，还要作一些扩展，比如转换D类到ruby类，这方面已有借鉴，比如dsource.org上的pyd项目。
由于以前在建立项目方面有过失败经历(asgard项目由于兴趣转移和其它原因比如语法丑陋等而未能进行)，这次还是保守一些，先完成D声明的转换，我已经使用工具转换了所有头文件，不过正如前面所说，宏函数和宏常量都丢失了，所以需要重新手工转换。
五、其它问题
1、如何从.DLL文件导出一个gdc支持的ELF格式的导入库文件？如果你知道可以告诉我，先谢过了。( 本文出处: http://www.d-programming-language-china.org )
2、dmd生成可执行文件问题不大，生成动态链接库或共享库有很大缺陷，特别是不能生成共享库，我可不想再找一个只能再Windows上正常运行的编译器。如何让它改进这些方面？
3、gdc使用dmd前端和gcc后端，应该会成熟一些，不过一般会比dmd前端版本稍低，而且gdc发布版本不是很频繁，大概4-5个dmd版本才会有一个gdc版本(初略计算)，所以一些新特性不能够及时加入进来。
最后更新：2006-11-28 17:56
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