GHCi 不适用于 FFI 出口声明/共享库

Posted 2023-02-19

【中文标题】GHCi 不适用于 FFI 出口声明/共享库

【英文标题】：GHCi doesn't work with FFI export declarations/shared libraries

【发布时间】：2012-04-24 18:25:12

【问题描述】：

我对 Haskell 中的 FFI 和 GHC 的交互模式有疑问。

（来源也可通过gist 获得）：

FFISo.hs：

-# LANGUAGE OverloadedStrings #-
-# LANGUAGE ForeignFunctionInterface #-
module Main where

import qualified Data.ByteString.Char8 as B

foreign import ccall "callMeFromHaskell"
  callMeFromHaskell :: IO ()

foreign export ccall callMeFromC :: IO ()
callMeFromC :: IO ()
callMeFromC = B.putStrLn "callMeFromC"

main :: IO ()
main = do
  B.putStrLn "main"
  callMeFromHaskell
  return ()

cc:

#include <stdio.h>

void callMeFromC(void);

void callMeFromHaskell(void)
   
    printf("callMeFromHaskell\n");
    callMeFromC();

生成文件：

GHC_OPT := -Wall -O2 -fno-warn-unused-do-bind

all: ffiso

test: ffiso
    ./$<

ffiso: FFISo.hs c.c
    ghc --make $(GHC_OPT) $^ -o $@

clean:
    rm -rf *.hi *.o ffiso *_stub.*

ghci0: ffiso
    echo main | ghci FFISo.hs

ghci1: ffiso
    echo main | ghci FFISo.hs c.o

ghci2: ffiso
    echo main | ghci FFISo.hs c.o FFISo.o

编译和链接工作正常：

$ make test
ghc --make -Wall -O2 -fno-warn-unused-do-bind FFISo.hs c.c -o ffiso
[1 of 1] Compiling Main             ( FFISo.hs, FFISo.o )
Linking ffiso ...
./ffiso
main
callMeFromHaskell
callMeFromC

但是，如果我想使用 GHCi，则会失败并显示以下消息：

$ make ghci0
echo main | ghci FFISo.hs
GHCi, version 7.4.1: http://www.haskell.org/ghc/  :? for help
Loading package ghc-prim ... linking ... done.
Loading package integer-gmp ... linking ... done.
Loading package base ... linking ... done.
Ok, modules loaded: Main.
Prelude Main> Loading package bytestring-0.9.2.1 ... linking ... done.
<interactive>: FFISo.o: unknown symbol `callMeFromHaskell'

Prelude Main> Leaving GHCi.

好吧，让我们尝试给 GHCi c.o 对象文件。

$ make ghci1
echo main | ghci FFISo.hs c.o
GHCi, version 7.4.1: http://www.haskell.org/ghc/  :? for help
Loading package ghc-prim ... linking ... done.
Loading package integer-gmp ... linking ... done.
Loading package base ... linking ... done.
Loading object (static) c.o ... done
ghc: c.o: unknown symbol `callMeFromC'
linking extra libraries/objects failed
make: *** [ghci1] Error 1
final link ... 

哦，好吧...让我们尝试使用 FFISo.o：

$ make ghci2
echo main | ghci FFISo.hs c.o FFISo.o
GHCi, version 7.4.1: http://www.haskell.org/ghc/  :? for help
Loading package ghc-prim ... linking ... done.
Loading package integer-gmp ... linking ... done.
Loading package base ... linking ... done.
Loading object (static) c.o ... done
Loading object (static) FFISo.o ... done
ghc: FFISo.o: unknown symbol `bytestringzm0zi9zi2zi1_DataziByteStringziInternal_PS_con_info'
linking extra libraries/objects failed
make: *** [ghci2] Error 1
final link ... 

这就是我卡住的地方。

我在两个不同的环境中对其进行了测试，结果相同：

$ # system 1
$ ghc --version
The Glorious Glasgow Haskell Compilation System, version 7.4.1
$ uname -a
Linux phenom 3.2.13-1-ARCH #1 SMP PREEMPT Sat Mar 24 09:10:39 CET 2012 x86_64 AMD Phenom(tm) II X6 1055T Processor AuthenticAMD GNU/Linux

$ # system 2
$ ghc --version
The Glorious Glasgow Haskell Compilation System, version 6.12.1
$ uname -a
Linux hermann 2.6.32-22-generic-pae #36-Ubuntu SMP Thu Jun 3 23:14:23 UTC 2010 i686 GNU/Linux

【参考方案1】：

在调用 GHCi 时需要指定更多要链接的对象，因为 C 对象 c.o 在链接顺序方面特别挑剔。

首先，您需要添加bytestring 包的目标文件。这是通过将-package bytestring 添加到 GHCi 命令行来完成的。

然后，您需要添加定义callMeFromC 的实际目标文件。当FFISo.hs 被编译时，它不会产生一个导出callMeFromC 的目标文件。它改为使用 GHC 命名约定并导出Main_zdfcallMeFromCzuak4_closure，它实际上是一个静态全局变量，指向包含实际函数定义和环境的闭包/“thunk”。这样你就不能写这样的东西了：

foregin export ccall foo :: IO ()
foo = undefined

...并在程序启动后立即崩溃，因为无法评估 foo 的“函数值”。函数定义只有在函数被实际使用时才会被检查。

GHC 生成一个存根文件，其中包含用于从 C 调用 Haskell 函数的 C 代码。该文件名为 FFISo_stub.c，并为您编译成 FFISo_stub.o。此目标文件导出可直接调用的callMeFromC 的“C 版本”。随意检查生成的代码，这很有趣。

总而言之，调用GHCi的时候需要用到这个命令行：

ghci -package bytestring FFISo.o c.o FFISo_stub.o FFISo.hs