从 Rust 调用动态链接的 Haskell 代码

Posted 2023-02-19

【中文标题】从 Rust 调用动态链接的 Haskell 代码

【英文标题】：Calling dynamically linked Haskell code from Rust

【发布时间】：2015-09-20 16:24:58

【问题描述】：

我正在尝试用一些 Haskell 代码编译一些 Rust 代码。我有一个测试系统设置了一个文件，Fibonacci.hs 具有一个函数，该函数在 Haskell 中计算斐波那契数并通过 Haskell 的 FFI 将函数导出为 fibonacci_hs（如这里：https://github.com/nh2/haskell-from-python，尽管我将复制并粘贴到底部），并在wrapper.c 中定义了要导出的函数，以调用以初始化和退出 Haskell 的 RTS。

代码如下所示：

- Fibonacci.hs -
-# LANGUAGE ForeignFunctionInterface #-

module Fibonacci where

import Foreign.C.Types

fibonacci :: Int -> Int
fibonacci n = fibs !! n
    where fibs = 0 : 1 : zipWith (+) fibs (tail fibs)

fibonacci_hs :: CInt -> CInt
fibonacci_hs = fromIntegral . fibonacci . fromIntegral

foreign export ccall fibonacci_hs :: CInt -> CInt

---

// wrapper.c

#include <stdlib.h>
#include "HsFFI.h"

void
example_init (void)

  hs_init (NULL, NULL);


void
example_exit (void)

  hs_exit ();

我通过以下方式编译这些：

ghc -c -dynamic -fPIC Fibonacci.hs

ghc -c -dynamic -fPIC wrapper.c

然后我通过以下方式将对象链接到一个共享/动态库（稍后会详细介绍）：

ghc -o libfibonacci.so -shared -dynamic -fPIC Fibonacci.o wrapper.o -lHSrts

在从链接存储库运行 Python 示例代码时，它在我的 mac 上运行得很好，但我无法让它与 Rust 链接。

在 Rust 中，我的代码如下所示：

//main.rs
#[link(name = "fibonacci")]
extern 
    fn fibonacci_hs (n : i32); // c_int = i32
    fn fib_init (); // start hs rts
    fn fib_exit (); // kill hs rts


fn main () 
    unsafe 
        fib_init();
        for i in 0..100 
            println!(":?th fibonacci : :?", i, fibonacci_hs(i));
        
        fib_exit();
    

我用rustc main.rs -L . 编译（因为共享库文件是本地的）。

我在 Mac 上使用动态库编译时生成的错误（ghc -o libfibonacci.so -shared -static haskell/Fibonacci.o haskell/wrapper.o -lHSrts 然后 'rustc main.rs -L . ）在运行时：

dyld: Symbol not found: _ffi_call
  Referenced from: ./libfibonacci.so
  Expected in: flat namespace
 in ./libfibonacci.so
Trace/BPT trap: 5

提前感谢您的帮助。

【问题讨论】：

很抱歉。 @Shepmaster --typo 就我而言，应该是 .c.

@ReidBarton 我删除了所有无关的东西。专注于在我的 Mac 上使用 Rust 和 Haskell 编译动态库。

【参考方案1】：

当您编译共享库时，您似乎还需要链接到 libffi：

ghc -o libfibonacci.dylib -shared -dynamic -fPIC \
  Fibonacci.hs wrapper.c -lHSrts -lffi

我通过进入我的 GHC 库目录 (/usr/local/lib/ghc-7.10.1/rts) 然后 grepping 符号 ffi_call 推断出这一点：

$ grep -lRa ffi_call .
./include/ffi.h
./rts/libHSrts-ghc7.10.1.dylib
...

然后我使用nm 来查找确切的库有它：

for i in *dylib; do
   if nm $i | grep -q 'T.*ffi_call'; then
       echo "== $i";
   fi;
done

然后我可以运行：

DYLD_LIBRARY_PATH='.' ./main

不幸的是，您的代码似乎不太正确，因为我得到了一堆空元组。您忘记了函数的返回类型，然后您遇到了一个问题，即第 46 位左右的斐波那契对于u32 来说太大了。

此外，您应该使用 libc 包中的类型，在这里使用 u64 可能是最安全的。

我已经使用 Homebrew 安装了 GHC 7.10.1，但希望相同的模式在其他地方也可以使用。

【讨论】：

谢谢大家。昨晚我意识到我的返回类型错误——我有一个以某种方式工作的构建（我今天无法重现）并得到类型单元/空元组返回，但不知道是什么允许它构建（我的终端历史记录中没有任何内容允许我复制）。再次感谢@Shepmaster！

【参考方案2】：

你提到了两个不同的最终链接命令，

ghc -o libfibonacci.so -shared -dynamic -fPIC Fibonacci.o wrapper.o -lHSrts

和

ghc -o libfibonacci.so -shared -static haskell/Fibonacci.o haskell/wrapper.o -lHSrts

可能值得明确描述其中一些标志的含义。

-shared 告诉 ghc 生成一个共享对象（而不是可执行文件）。

-dynamic 告诉 ghc 将输出链接到其 Haskell 依赖项（base、ghc-prim 等）的动态库版本

-static 与 -dynamic 相反，它告诉 ghc 链接到 Haskell 依赖项的静态库版本。

-lHSrts 表示链接到（静态或共享）库 libHSrts。 但是在 GHC 中，只有静态库实际上具有基本名称 libHSrts（因此库文件名为 libHSrts.a）。共享库版本的文件名libHSrts-ghc7.8.4.so（根据您的 GHC 版本进行调整）。所以，-lHSrts 真正的意思是链接到 RTS 的静态库版本。

所以第二个命令是链接所有 Haskell 依赖项的静态版本，包括 RTS。这可能适用于所有代码必须生成为 PIC 的 OS X，但它不适用于 GHC 的正常 Linux 二进制分发，因为共享库必须是 PIC 代码，但 GHC 附带的静态 Haskell 库构建为非-PIC（它们旨在链接到不可重定位的可执行文件）。我不完全理解为什么 GHC 不够聪明，无法在此处添加 -lffi 本身，可能它并不真正期望这种选项组合，因为它不适用于正常的 Linux 设置。

第一个命令很奇怪，因为您是静态链接到 RTS，但动态链接到所有其他 Haskell 依赖项。如果您将 -l 选项中的库名称更改为 -lHSrts-ghc7.8.4，那么一切都将在 Linux 上运行，并且可能在其他任何地方（Windows 除外）上运行。