Gauche:FFIと型表現

Shiro(2021/05/03 08:43:27 UTC): Gauche内でCの型表現に関係する箇所がいくつかあるんだけど、必要に迫られてアドホックにやってるのでバラバラ。FFI導入を機に整理したい。

今あるコンポーネント

Stub type

define-cprocの引数と戻り値で使う ::<int> など。これはSchemeとCのブリッジの役割も担っている。

• gauche.cgen.type
• 各stub typeは<cgen-type>のインスタンス
• Schemeオブジェクトの型検査、Cへのunboxing、CからのboxingのCコードを生成する
• 具体的なCのデータ表現は知らない (Cコードを生成した後はCコンパイラに丸投げ)
• Schemeの型とCの型は m-to-n。
• Schemeに対応するものしか考えてないので、Cで表現可能な型全てを表現できるわけではない。

CiSE type

CiSEでCの型を表記する表現。::long とか ::(const char*) とか。

• gauche.cgen.cise
• CiSEはこの型表現の中身はチェックしていない。ただテキストとして扱ってるだけ。なのでユーザ定義型とかトラックする必要もない。
• Cで表現できる型はだいたい書ける。

ftype

バイナリデータを扱うために書きかけになってるもの。

• binary.ftype
• データレイアウトを定義して、バイナリデータからフィールドを抽出したりセットしたりするのが目的
• ftypeレコードのインスタンス
• 各インスタンスはendianやalignment、構造体内でのオフセットなどの情報を保持。
• まだ基本型とstructしかサポートしてない

C parsed type representation

lang.c でCコードをパーズする際の型情報の表現。

• lang.c.type
• S式による表現
• Cで表現可能な型は全部カバー。そのためちょい冗長。
• typedefはトラックしてる (でないとパーズできないので)
• 実行アーキテクチャから中立。

Foreign pointer

実行時に外部オブジェクトへのポインタを扱う仕組みだが、attributeに型情報を載せることは可。

今のところ、外部ライブラリごとにカスタムでインタフェースをCで書いてるので、 汎用的に型情報をメタに扱う仕組みはない。

Native call

ネイティブ関数を呼び出す低レベルAPI

• ABIの対応する型だけトラック。

FFIで必要なもの

• 外部から与えられる情報
  • 外部間数ごとのインタフェース宣言 : 型の簡潔な表記。CiSE表記が多分ベスト。
  • ヘッダファイルをパーズしたもの: lang.cの表現
• 内部で必要なもの
  • Native callの型情報へのマッピング。これは実行アーキテクチャ依存。
  • aggregate objectについて、uvectorにpack/unpackするためのftype
  • pointerについてはforeign pointerとして見せるが、それにくっつけるための型情報

ftypeを軸にするのが良さそう。

• CiSE表記→ftype
• lang.c表現→ftype
• ftype→Native call type
• foreign pointerにftypeをアタッチするユーティリティ

ここまでftypeが重要ならコアに組み込むべきか。