13. Запуск GHC в системах Win32

13.6.1. Предыстория

Инструменты Cygwin предоставляют API в стиле Unix поверх библиотек Windows, упрощая перенос программного обеспечения Unix в Windows. Для этого они создают иерархию каталогов в стиле Unix в некотором корневом каталоге (обычно / — это C:\cygwin\). Кроме того, всё, что собрано с использованием API Cygwin (в том числе сами инструменты Cygwin и программы, скомпилированные с помощью GHC из Cygwin), считает / корнем своей файловой системы и беззаботно притворяется, что работает в типичной среде Unix, находя такие файлы, как /bin и /usr/include, не заботясь об их фактическом расположении в системе Windows (вероятно, C:\cygwin\bin и C:\cygwin\usr\include).

13.6.2. Проблема

По умолчанию GHC больше не зависит от Cygwin и является нативной программой Windows. Она собрана с помощью mingw и использует GHC из mingw при компиляции исходного кода Haskell (даже если вы запускаете её из bash в Cygwin). Но важно то, что, как и любая другая обычная программа Windows, ни GHC, ни создаваемые им исполняемые файлы не знают о мнимой иерархии Unix в Cygwin. GHC принимает в качестве разделителей путей и /, и \\, но не знает, где искать /home/joe/Main.hs или /bin/bash и тому подобное. Это приводит к самым разным проблемам при использовании GHC из bash в Cygwin или в сеансах make, выполняющихся под Cygwin.

13.6.3. Что делать

• Не используйте абсолютные пути в make, configure и подобных файлах, если есть вероятность, что они будут переданы GHC (или программам, скомпилированным GHC). Относительные пути подходят: инструменты Cygwin без проблем работают с ними, а GHC принимает / в качестве разделителя путей. Кроме того, относительные пути не зависят от расположения корневого каталога Cygwin и от того, на каком разделе или сетевом диске находится ваше дерево исходного кода, если вы сначала выполните cd в нужный каталог.
• Если вам всё же необходимо использовать абсолютные пути (остерегайтесь неприметного ROOT=$(pwd) в иерархиях makefile или скриптах configure), в Cygwin есть утилита cygpath, которая преобразует пути в стиле Unix, используемые Cygwin, в соответствующие им пути Windows. Многие инструменты Cygwin принимают абсолютные пути в стиле Windows (помните, однако, что символ \\ нужно экранировать, либо преобразовать \\ в /), поэтому можно просто использовать такие пути повсюду. Если вам нужно использовать инструменты, которые выполняют преобразование путей, зависящее от путей в стиле Unix (например, пытаются интерпретировать : как разделитель в списках путей), можно преобразовывать пути с помощью cygpath непосредственно перед передачей GHC и другим подобным инструментам.

• Если у вас нет cygpath, вероятно, у вас нет и Cygwin, а значит, и проблем с ним… если только вы не хотите создать один процесс сборки для нескольких платформ. И снова относительные пути придут на помощь. Но если вам всё же нужно использовать абсолютные пути и вы не хотите применять разные инструменты на разных платформах, можно написать небольшую программу на Haskell, которая выводит текущий каталог (спасибо George Russell за эту идею): скомпилированная GHC, она покажет файловую систему такой, какой её видит GHC (это будет различаться в зависимости от того, скомпилирован ли GHC с помощью gcc из Cygwin, gcc из mingw или в настоящей системе Unix…). Эта небольшая программа также может обрабатывать экранирование символа \\ в путях. Если не учитывать баннер и время запуска, можно обойтись и таким вариантом:

  $ echo "Directory.getCurrentDirectory >>= putStrLn . init . tail . show " | ghci
  

13.7.1. Создание DLL

Создание DLL Win32 -shared Упаковать библиотеку Haskell в DLL довольно просто: скомпилируйте объектные файлы, из которых состоит библиотека, а затем создайте DLL командой следующего вида:

ghc -shared -o foo.dll bar.o baz.o wibble.a -lfooble

Передав драйверу компилятора ghc параметр -shared, вы создадите DLL вместо исполняемого файла. DLL будет содержать все объектные файлы и архивы, указанные в командной строке.

Обратите внимание на несколько особенностей:

• По умолчанию при использовании -shared из DLL экспортируются точки входа всех объектных файлов. Чтобы ограничить их набор, укажите в командной строке файл определения модуля следующим образом:

  ghc -shared -o .... MyDef.def
  

  Подробности см. в документации Microsoft. Файл определения модуля просто перечисляет точки входа, которые требуется экспортировать. Вот пример файла, подходящего для создания DLL-сервера Haskell COM:

  EXPORTS
   DllCanUnloadNow     = DllCanUnloadNow@0
   DllGetClassObject   = DllGetClassObject@12
   DllRegisterServer   = DllRegisterServer@0
   DllUnregisterServer = DllUnregisterServer@0
  

• Помимо DLL, параметр -shared также создаёт библиотеку импорта. Имя библиотеки импорта формируется на основе имени DLL следующим образом:

  DLL: HScool.dll  ==> import lib: libHScool.dll.a
  

  Схема именования может показаться немного странной, но она позволяет сосуществовать библиотекам импорта и обычным статическим библиотекам (например, libHSfoo.a и libHSfoo.dll.a. Кроме того, при компоновке в нестатическом режиме драйвер компилятора заменяет вхождения -lHSfoo в командной строке на -lHSfoo.dll. Благодаря этому переключение с нестатической компоновки на статическую сводится к добавлению -static в командную строку.

13.7.2. Создание DLL для вызова из других языков

В этом разделе описано, как создавать DLL, вызываемые из других языков, например Visual Basic или C++. Это частный случай раздела Создание библиотеки Haskell, вызываемой из внешнего кода; ниже мы рассмотрим особенности, связанные с DLL. Вот пример:

Используйте объявления foreign export, чтобы экспортировать функции Haskell, которые нужно вызывать извне. Например:

-- Adder.hs
{-# LANGUAGE ForeignFunctionInterface #-}
module Adder where

adder :: Int -> Int -> IO Int  -- gratuitous use of IO
adder x y = return (x+y)

foreign export ccall adder :: Int -> Int -> IO Int

Добавьте вспомогательный код для запуска и остановки RTS Haskell:

// StartEnd.c
#include <Rts.h>

void HsStart()
{
   int argc = 1;
   char* argv[] = {"ghcDll", NULL}; // argv must end with NULL

   // Initialize Haskell runtime
   char** args = argv;
   hs_init(&argc, &args);
}

void HsEnd()
{
   hs_exit();
}

Здесь Adder — имя корневого модуля в дереве модулей (как упоминалось выше, корневой модуль должен быть один, а значит, в DLL должно быть одно дерево модулей). Скомпилируйте всё необходимое:

ghc -c Adder.hs
ghc -c StartEnd.c
ghc -shared -o Adder.dll Adder.o Adder_stub.o StartEnd.o

Теперь файл Adder.dll можно использовать из других языков программирования. Перед вызовом любой функции из Adder необходимо вызвать HsStart, а после завершения работы — HsEnd.

Private Declare Function Adder Lib "Adder.dll" Alias "adder@8" _
      (ByVal x As Long, ByVal y As Long) As Long

Private Declare Sub HsStart Lib "Adder.dll" ()
Private Declare Sub HsEnd Lib "Adder.dll" ()

Private Sub Document_Close()
HsEnd
End Sub

Private Sub Document_Open()
HsStart
End Sub

Public Sub Test()
MsgBox "12 + 5 = " & Adder(12, 5)
End Sub

// Tester.cpp
#include "HsFFI.h"
#include "Adder_stub.h"
#include <stdio.h>

extern "C" {
    void HsStart();
    void HsEnd();
}

int main()
{
    HsStart();
    // can now safely call functions from the DLL
    printf("12 + 5 = %i\n", adder(12,5))    ;
    HsEnd();
    return 0;
}

$ ghc -o tester Tester.cpp Adder.dll.a
$ tester
12 + 5 = 17