home *** CD-ROM | disk | FTP | other *** search
/ OS/2 Shareware BBS: 10 Tools / 10-Tools.zip / perl560.zip / pod / perlembed.pod < prev    next >
Text File  |  2000-03-03  |  33KB  |  1,038 lines

  1. =head1 NAME
  2.  
  3. perlembed - how to embed perl in your C program
  4.  
  5. =head1 DESCRIPTION
  6.  
  7. =head2 PREAMBLE
  8.  
  9. Do you want to:
  10.  
  11. =over 5
  12.  
  13. =item B<Use C from Perl?>
  14.  
  15. Read L<perlxstut>, L<perlxs>, L<h2xs>, L<perlguts>, and L<perlapi>.
  16.  
  17. =item B<Use a Unix program from Perl?>
  18.  
  19. Read about back-quotes and about C<system> and C<exec> in L<perlfunc>.
  20.  
  21. =item B<Use Perl from Perl?>
  22.  
  23. Read about L<perlfunc/do> and L<perlfunc/eval> and L<perlfunc/require> 
  24. and L<perlfunc/use>.
  25.  
  26. =item B<Use C from C?>
  27.  
  28. Rethink your design.
  29.  
  30. =item B<Use Perl from C?>
  31.  
  32. Read on...
  33.  
  34. =back
  35.  
  36. =head2 ROADMAP
  37.  
  38. =over 5
  39.  
  40. L<Compiling your C program>
  41.  
  42. L<Adding a Perl interpreter to your C program>
  43.  
  44. L<Calling a Perl subroutine from your C program>
  45.  
  46. L<Evaluating a Perl statement from your C program>
  47.  
  48. L<Performing Perl pattern matches and substitutions from your C program>
  49.  
  50. L<Fiddling with the Perl stack from your C program>
  51.  
  52. L<Maintaining a persistent interpreter>
  53.  
  54. L<Maintaining multiple interpreter instances>
  55.  
  56. L<Using Perl modules, which themselves use C libraries, from your C program>
  57.  
  58. L<Embedding Perl under Win32>
  59.  
  60. =back 
  61.  
  62. =head2 Compiling your C program
  63.  
  64. If you have trouble compiling the scripts in this documentation,
  65. you're not alone.  The cardinal rule: COMPILE THE PROGRAMS IN EXACTLY
  66. THE SAME WAY THAT YOUR PERL WAS COMPILED.  (Sorry for yelling.)
  67.  
  68. Also, every C program that uses Perl must link in the I<perl library>.
  69. What's that, you ask?  Perl is itself written in C; the perl library
  70. is the collection of compiled C programs that were used to create your
  71. perl executable (I</usr/bin/perl> or equivalent).  (Corollary: you
  72. can't use Perl from your C program unless Perl has been compiled on
  73. your machine, or installed properly--that's why you shouldn't blithely
  74. copy Perl executables from machine to machine without also copying the
  75. I<lib> directory.)
  76.  
  77. When you use Perl from C, your C program will--usually--allocate,
  78. "run", and deallocate a I<PerlInterpreter> object, which is defined by
  79. the perl library.
  80.  
  81. If your copy of Perl is recent enough to contain this documentation
  82. (version 5.002 or later), then the perl library (and I<EXTERN.h> and
  83. I<perl.h>, which you'll also need) will reside in a directory
  84. that looks like this:
  85.  
  86.     /usr/local/lib/perl5/your_architecture_here/CORE
  87.  
  88. or perhaps just
  89.  
  90.     /usr/local/lib/perl5/CORE
  91.  
  92. or maybe something like
  93.  
  94.     /usr/opt/perl5/CORE
  95.  
  96. Execute this statement for a hint about where to find CORE:
  97.  
  98.     perl -MConfig -e 'print $Config{archlib}'
  99.  
  100. Here's how you'd compile the example in the next section,
  101. L<Adding a Perl interpreter to your C program>, on my Linux box:
  102.  
  103.     % gcc -O2 -Dbool=char -DHAS_BOOL -I/usr/local/include
  104.     -I/usr/local/lib/perl5/i586-linux/5.003/CORE
  105.     -L/usr/local/lib/perl5/i586-linux/5.003/CORE
  106.     -o interp interp.c -lperl -lm
  107.  
  108. (That's all one line.)  On my DEC Alpha running old 5.003_05, the 
  109. incantation is a bit different:
  110.  
  111.     % cc -O2 -Olimit 2900 -DSTANDARD_C -I/usr/local/include
  112.     -I/usr/local/lib/perl5/alpha-dec_osf/5.00305/CORE
  113.     -L/usr/local/lib/perl5/alpha-dec_osf/5.00305/CORE -L/usr/local/lib
  114.     -D__LANGUAGE_C__ -D_NO_PROTO -o interp interp.c -lperl -lm
  115.  
  116. How can you figure out what to add?  Assuming your Perl is post-5.001,
  117. execute a C<perl -V> command and pay special attention to the "cc" and
  118. "ccflags" information.
  119.  
  120. You'll have to choose the appropriate compiler (I<cc>, I<gcc>, et al.) for
  121. your machine: C<perl -MConfig -e 'print $Config{cc}'> will tell you what
  122. to use.
  123.  
  124. You'll also have to choose the appropriate library directory
  125. (I</usr/local/lib/...>) for your machine.  If your compiler complains
  126. that certain functions are undefined, or that it can't locate
  127. I<-lperl>, then you need to change the path following the C<-L>.  If it
  128. complains that it can't find I<EXTERN.h> and I<perl.h>, you need to
  129. change the path following the C<-I>.
  130.  
  131. You may have to add extra libraries as well.  Which ones?
  132. Perhaps those printed by
  133.  
  134.    perl -MConfig -e 'print $Config{libs}'
  135.  
  136. Provided your perl binary was properly configured and installed the
  137. B<ExtUtils::Embed> module will determine all of this information for
  138. you:
  139.  
  140.    % cc -o interp interp.c `perl -MExtUtils::Embed -e ccopts -e ldopts`
  141.  
  142. If the B<ExtUtils::Embed> module isn't part of your Perl distribution,
  143. you can retrieve it from
  144. http://www.perl.com/perl/CPAN/modules/by-module/ExtUtils/.  (If
  145. this documentation came from your Perl distribution, then you're
  146. running 5.004 or better and you already have it.)
  147.  
  148. The B<ExtUtils::Embed> kit on CPAN also contains all source code for
  149. the examples in this document, tests, additional examples and other
  150. information you may find useful.
  151.  
  152. =head2 Adding a Perl interpreter to your C program
  153.  
  154. In a sense, perl (the C program) is a good example of embedding Perl
  155. (the language), so I'll demonstrate embedding with I<miniperlmain.c>,
  156. included in the source distribution.  Here's a bastardized, nonportable
  157. version of I<miniperlmain.c> containing the essentials of embedding:
  158.  
  159.     #include <EXTERN.h>               /* from the Perl distribution     */
  160.     #include <perl.h>                 /* from the Perl distribution     */
  161.  
  162.     static PerlInterpreter *my_perl;  /***    The Perl interpreter    ***/
  163.  
  164.     int main(int argc, char **argv, char **env)
  165.     {
  166.         my_perl = perl_alloc();
  167.         perl_construct(my_perl);
  168.         perl_parse(my_perl, NULL, argc, argv, (char **)NULL);
  169.         perl_run(my_perl);
  170.         perl_destruct(my_perl);
  171.         perl_free(my_perl);
  172.     }
  173.  
  174. Notice that we don't use the C<env> pointer.  Normally handed to
  175. C<perl_parse> as its final argument, C<env> here is replaced by
  176. C<NULL>, which means that the current environment will be used.
  177.  
  178. Now compile this program (I'll call it I<interp.c>) into an executable:
  179.  
  180.     % cc -o interp interp.c `perl -MExtUtils::Embed -e ccopts -e ldopts`
  181.  
  182. After a successful compilation, you'll be able to use I<interp> just
  183. like perl itself:
  184.  
  185.     % interp
  186.     print "Pretty Good Perl \n";
  187.     print "10890 - 9801 is ", 10890 - 9801;
  188.     <CTRL-D>
  189.     Pretty Good Perl
  190.     10890 - 9801 is 1089
  191.  
  192. or
  193.  
  194.     % interp -e 'printf("%x", 3735928559)'
  195.     deadbeef
  196.  
  197. You can also read and execute Perl statements from a file while in the
  198. midst of your C program, by placing the filename in I<argv[1]> before
  199. calling I<perl_run>.
  200.  
  201. =head2 Calling a Perl subroutine from your C program
  202.  
  203. To call individual Perl subroutines, you can use any of the B<call_*>
  204. functions documented in L<perlcall>.
  205. In this example we'll use C<call_argv>.
  206.  
  207. That's shown below, in a program I'll call I<showtime.c>.
  208.  
  209.     #include <EXTERN.h>
  210.     #include <perl.h>
  211.  
  212.     static PerlInterpreter *my_perl;
  213.  
  214.     int main(int argc, char **argv, char **env)
  215.     {
  216.         char *args[] = { NULL };
  217.         my_perl = perl_alloc();
  218.         perl_construct(my_perl);
  219.  
  220.         perl_parse(my_perl, NULL, argc, argv, NULL);
  221.  
  222.         /*** skipping perl_run() ***/
  223.  
  224.         call_argv("showtime", G_DISCARD | G_NOARGS, args);
  225.  
  226.         perl_destruct(my_perl);
  227.         perl_free(my_perl);
  228.     }
  229.  
  230. where I<showtime> is a Perl subroutine that takes no arguments (that's the
  231. I<G_NOARGS>) and for which I'll ignore the return value (that's the
  232. I<G_DISCARD>).  Those flags, and others, are discussed in L<perlcall>.
  233.  
  234. I'll define the I<showtime> subroutine in a file called I<showtime.pl>:
  235.  
  236.     print "I shan't be printed.";
  237.  
  238.     sub showtime {
  239.         print time;
  240.     }
  241.  
  242. Simple enough.  Now compile and run:
  243.  
  244.     % cc -o showtime showtime.c `perl -MExtUtils::Embed -e ccopts -e ldopts`
  245.  
  246.     % showtime showtime.pl
  247.     818284590
  248.  
  249. yielding the number of seconds that elapsed between January 1, 1970
  250. (the beginning of the Unix epoch), and the moment I began writing this
  251. sentence.
  252.  
  253. In this particular case we don't have to call I<perl_run>, but in
  254. general it's considered good practice to ensure proper initialization
  255. of library code, including execution of all object C<DESTROY> methods
  256. and package C<END {}> blocks.
  257.  
  258. If you want to pass arguments to the Perl subroutine, you can add
  259. strings to the C<NULL>-terminated C<args> list passed to
  260. I<call_argv>.  For other data types, or to examine return values,
  261. you'll need to manipulate the Perl stack.  That's demonstrated in the
  262. last section of this document: L<Fiddling with the Perl stack from
  263. your C program>.
  264.  
  265. =head2 Evaluating a Perl statement from your C program
  266.  
  267. Perl provides two API functions to evaluate pieces of Perl code.
  268. These are L<perlapi/eval_sv> and L<perlapi/eval_pv>.
  269.  
  270. Arguably, these are the only routines you'll ever need to execute
  271. snippets of Perl code from within your C program.  Your code can be as
  272. long as you wish; it can contain multiple statements; it can employ
  273. L<perlfunc/use>, L<perlfunc/require>, and L<perlfunc/do> to
  274. include external Perl files.
  275.  
  276. I<eval_pv> lets us evaluate individual Perl strings, and then
  277. extract variables for coercion into C types.  The following program,
  278. I<string.c>, executes three Perl strings, extracting an C<int> from
  279. the first, a C<float> from the second, and a C<char *> from the third.
  280.  
  281.    #include <EXTERN.h>
  282.    #include <perl.h>
  283.  
  284.    static PerlInterpreter *my_perl;
  285.  
  286.    main (int argc, char **argv, char **env)
  287.    {
  288.        STRLEN n_a;
  289.        char *embedding[] = { "", "-e", "0" };
  290.  
  291.        my_perl = perl_alloc();
  292.        perl_construct( my_perl );
  293.  
  294.        perl_parse(my_perl, NULL, 3, embedding, NULL);
  295.        perl_run(my_perl);
  296.  
  297.        /** Treat $a as an integer **/
  298.        eval_pv("$a = 3; $a **= 2", TRUE);
  299.        printf("a = %d\n", SvIV(get_sv("a", FALSE)));
  300.  
  301.        /** Treat $a as a float **/
  302.        eval_pv("$a = 3.14; $a **= 2", TRUE);
  303.        printf("a = %f\n", SvNV(get_sv("a", FALSE)));
  304.  
  305.        /** Treat $a as a string **/
  306.        eval_pv("$a = 'rekcaH lreP rehtonA tsuJ'; $a = reverse($a);", TRUE);
  307.        printf("a = %s\n", SvPV(get_sv("a", FALSE), n_a));
  308.  
  309.        perl_destruct(my_perl);
  310.        perl_free(my_perl);
  311.    }
  312.  
  313. All of those strange functions with I<sv> in their names help convert Perl scalars to C types.  They're described in L<perlguts> and L<perlapi>.
  314.  
  315. If you compile and run I<string.c>, you'll see the results of using
  316. I<SvIV()> to create an C<int>, I<SvNV()> to create a C<float>, and
  317. I<SvPV()> to create a string:
  318.  
  319.    a = 9
  320.    a = 9.859600
  321.    a = Just Another Perl Hacker
  322.  
  323. In the example above, we've created a global variable to temporarily
  324. store the computed value of our eval'd expression.  It is also
  325. possible and in most cases a better strategy to fetch the return value
  326. from I<eval_pv()> instead.  Example:
  327.  
  328.    ...
  329.    STRLEN n_a;
  330.    SV *val = eval_pv("reverse 'rekcaH lreP rehtonA tsuJ'", TRUE);
  331.    printf("%s\n", SvPV(val,n_a));
  332.    ...
  333.  
  334. This way, we avoid namespace pollution by not creating global
  335. variables and we've simplified our code as well.
  336.  
  337. =head2 Performing Perl pattern matches and substitutions from your C program
  338.  
  339. The I<eval_sv()> function lets us evaluate strings of Perl code, so we can
  340. define some functions that use it to "specialize" in matches and
  341. substitutions: I<match()>, I<substitute()>, and I<matches()>.
  342.  
  343.    I32 match(SV *string, char *pattern);
  344.  
  345. Given a string and a pattern (e.g., C<m/clasp/> or C</\b\w*\b/>, which
  346. in your C program might appear as "/\\b\\w*\\b/"), match()
  347. returns 1 if the string matches the pattern and 0 otherwise.
  348.  
  349.    int substitute(SV **string, char *pattern);
  350.  
  351. Given a pointer to an C<SV> and an C<=~> operation (e.g.,
  352. C<s/bob/robert/g> or C<tr[A-Z][a-z]>), substitute() modifies the string
  353. within the C<AV> at according to the operation, returning the number of substitutions
  354. made.
  355.  
  356.    int matches(SV *string, char *pattern, AV **matches);
  357.  
  358. Given an C<SV>, a pattern, and a pointer to an empty C<AV>,
  359. matches() evaluates C<$string =~ $pattern> in an array context, and
  360. fills in I<matches> with the array elements, returning the number of matches found.
  361.  
  362. Here's a sample program, I<match.c>, that uses all three (long lines have
  363. been wrapped here):
  364.  
  365.  #include <EXTERN.h>
  366.  #include <perl.h>
  367.  
  368.  /** my_eval_sv(code, error_check)
  369.  ** kinda like eval_sv(), 
  370.  ** but we pop the return value off the stack 
  371.  **/
  372.  SV* my_eval_sv(SV *sv, I32 croak_on_error)
  373.  {
  374.      dSP;
  375.      SV* retval;
  376.      STRLEN n_a;
  377.  
  378.      PUSHMARK(SP);
  379.      eval_sv(sv, G_SCALAR);
  380.  
  381.      SPAGAIN;
  382.      retval = POPs;
  383.      PUTBACK;
  384.  
  385.      if (croak_on_error && SvTRUE(ERRSV))
  386.      croak(SvPVx(ERRSV, n_a));
  387.  
  388.      return retval;
  389.  }
  390.  
  391.  /** match(string, pattern)
  392.  **
  393.  ** Used for matches in a scalar context.
  394.  **
  395.  ** Returns 1 if the match was successful; 0 otherwise.
  396.  **/
  397.  
  398.  I32 match(SV *string, char *pattern)
  399.  {
  400.      SV *command = NEWSV(1099, 0), *retval;
  401.      STRLEN n_a;
  402.  
  403.      sv_setpvf(command, "my $string = '%s'; $string =~ %s",
  404.            SvPV(string,n_a), pattern);
  405.  
  406.      retval = my_eval_sv(command, TRUE);
  407.      SvREFCNT_dec(command);
  408.  
  409.      return SvIV(retval);
  410.  }
  411.  
  412.  /** substitute(string, pattern)
  413.  **
  414.  ** Used for =~ operations that modify their left-hand side (s/// and tr///)
  415.  **
  416.  ** Returns the number of successful matches, and
  417.  ** modifies the input string if there were any.
  418.  **/
  419.  
  420.  I32 substitute(SV **string, char *pattern)
  421.  {
  422.      SV *command = NEWSV(1099, 0), *retval;
  423.      STRLEN n_a;
  424.  
  425.      sv_setpvf(command, "$string = '%s'; ($string =~ %s)",
  426.            SvPV(*string,n_a), pattern);
  427.  
  428.      retval = my_eval_sv(command, TRUE);
  429.      SvREFCNT_dec(command);
  430.  
  431.      *string = get_sv("string", FALSE);
  432.      return SvIV(retval);
  433.  }
  434.  
  435.  /** matches(string, pattern, matches)
  436.  **
  437.  ** Used for matches in an array context.
  438.  **
  439.  ** Returns the number of matches,
  440.  ** and fills in **matches with the matching substrings
  441.  **/
  442.  
  443.  I32 matches(SV *string, char *pattern, AV **match_list)
  444.  {
  445.      SV *command = NEWSV(1099, 0);
  446.      I32 num_matches;
  447.      STRLEN n_a;
  448.  
  449.      sv_setpvf(command, "my $string = '%s'; @array = ($string =~ %s)",
  450.            SvPV(string,n_a), pattern);
  451.  
  452.      my_eval_sv(command, TRUE);
  453.      SvREFCNT_dec(command);
  454.  
  455.      *match_list = get_av("array", FALSE);
  456.      num_matches = av_len(*match_list) + 1; /** assume $[ is 0 **/
  457.  
  458.      return num_matches;
  459.  }
  460.  
  461.  main (int argc, char **argv, char **env)
  462.  {
  463.      PerlInterpreter *my_perl = perl_alloc();
  464.      char *embedding[] = { "", "-e", "0" };
  465.      AV *match_list;
  466.      I32 num_matches, i;
  467.      SV *text = NEWSV(1099,0);
  468.      STRLEN n_a;
  469.  
  470.      perl_construct(my_perl);
  471.      perl_parse(my_perl, NULL, 3, embedding, NULL);
  472.  
  473.      sv_setpv(text, "When he is at a convenience store and the bill comes to some amount like 76 cents, Maynard is aware that there is something he *should* do, something that will enable him to get back a quarter, but he has no idea *what*.  He fumbles through his red squeezey changepurse and gives the boy three extra pennies with his dollar, hoping that he might luck into the correct amount.  The boy gives him back two of his own pennies and then the big shiny quarter that is his prize. -RICHH");
  474.  
  475.      if (match(text, "m/quarter/")) /** Does text contain 'quarter'? **/
  476.      printf("match: Text contains the word 'quarter'.\n\n");
  477.      else
  478.      printf("match: Text doesn't contain the word 'quarter'.\n\n");
  479.  
  480.      if (match(text, "m/eighth/")) /** Does text contain 'eighth'? **/
  481.      printf("match: Text contains the word 'eighth'.\n\n");
  482.      else
  483.      printf("match: Text doesn't contain the word 'eighth'.\n\n");
  484.  
  485.      /** Match all occurrences of /wi../ **/
  486.      num_matches = matches(text, "m/(wi..)/g", &match_list);
  487.      printf("matches: m/(wi..)/g found %d matches...\n", num_matches);
  488.  
  489.      for (i = 0; i < num_matches; i++)
  490.      printf("match: %s\n", SvPV(*av_fetch(match_list, i, FALSE),n_a));
  491.      printf("\n");
  492.  
  493.      /** Remove all vowels from text **/
  494.      num_matches = substitute(&text, "s/[aeiou]//gi");
  495.      if (num_matches) {
  496.      printf("substitute: s/[aeiou]//gi...%d substitutions made.\n",
  497.             num_matches);
  498.      printf("Now text is: %s\n\n", SvPV(text,n_a));
  499.      }
  500.  
  501.      /** Attempt a substitution **/
  502.      if (!substitute(&text, "s/Perl/C/")) {
  503.      printf("substitute: s/Perl/C...No substitution made.\n\n");
  504.      }
  505.  
  506.      SvREFCNT_dec(text);
  507.      PL_perl_destruct_level = 1;
  508.      perl_destruct(my_perl);
  509.      perl_free(my_perl);
  510.  }
  511.  
  512. which produces the output (again, long lines have been wrapped here)
  513.  
  514.    match: Text contains the word 'quarter'.
  515.  
  516.    match: Text doesn't contain the word 'eighth'.
  517.  
  518.    matches: m/(wi..)/g found 2 matches...
  519.    match: will
  520.    match: with
  521.  
  522.    substitute: s/[aeiou]//gi...139 substitutions made.
  523.    Now text is: Whn h s t  cnvnnc str nd th bll cms t sm mnt lk 76 cnts,
  524.    Mynrd s wr tht thr s smthng h *shld* d, smthng tht wll nbl hm t gt bck
  525.    qrtr, bt h hs n d *wht*.  H fmbls thrgh hs rd sqzy chngprs nd gvs th by
  526.    thr xtr pnns wth hs dllr, hpng tht h mght lck nt th crrct mnt.  Th by gvs
  527.    hm bck tw f hs wn pnns nd thn th bg shny qrtr tht s hs prz. -RCHH
  528.  
  529.    substitute: s/Perl/C...No substitution made.
  530.  
  531. =head2 Fiddling with the Perl stack from your C program
  532.  
  533. When trying to explain stacks, most computer science textbooks mumble
  534. something about spring-loaded columns of cafeteria plates: the last
  535. thing you pushed on the stack is the first thing you pop off.  That'll
  536. do for our purposes: your C program will push some arguments onto "the Perl
  537. stack", shut its eyes while some magic happens, and then pop the
  538. results--the return value of your Perl subroutine--off the stack.
  539.  
  540. First you'll need to know how to convert between C types and Perl
  541. types, with newSViv() and sv_setnv() and newAV() and all their
  542. friends.  They're described in L<perlguts> and L<perlapi>.
  543.  
  544. Then you'll need to know how to manipulate the Perl stack.  That's
  545. described in L<perlcall>.
  546.  
  547. Once you've understood those, embedding Perl in C is easy.
  548.  
  549. Because C has no builtin function for integer exponentiation, let's
  550. make Perl's ** operator available to it (this is less useful than it
  551. sounds, because Perl implements ** with C's I<pow()> function).  First
  552. I'll create a stub exponentiation function in I<power.pl>:
  553.  
  554.     sub expo {
  555.         my ($a, $b) = @_;
  556.         return $a ** $b;
  557.     }
  558.  
  559. Now I'll create a C program, I<power.c>, with a function
  560. I<PerlPower()> that contains all the perlguts necessary to push the
  561. two arguments into I<expo()> and to pop the return value out.  Take a
  562. deep breath...
  563.  
  564.     #include <EXTERN.h>
  565.     #include <perl.h>
  566.  
  567.     static PerlInterpreter *my_perl;
  568.  
  569.     static void
  570.     PerlPower(int a, int b)
  571.     {
  572.       dSP;                            /* initialize stack pointer      */
  573.       ENTER;                          /* everything created after here */
  574.       SAVETMPS;                       /* ...is a temporary variable.   */
  575.       PUSHMARK(SP);                   /* remember the stack pointer    */
  576.       XPUSHs(sv_2mortal(newSViv(a))); /* push the base onto the stack  */
  577.       XPUSHs(sv_2mortal(newSViv(b))); /* push the exponent onto stack  */
  578.       PUTBACK;                      /* make local stack pointer global */
  579.       call_pv("expo", G_SCALAR);      /* call the function             */
  580.       SPAGAIN;                        /* refresh stack pointer         */
  581.                                     /* pop the return value from stack */
  582.       printf ("%d to the %dth power is %d.\n", a, b, POPi);
  583.       PUTBACK;
  584.       FREETMPS;                       /* free that return value        */
  585.       LEAVE;                       /* ...and the XPUSHed "mortal" args.*/
  586.     }
  587.  
  588.     int main (int argc, char **argv, char **env)
  589.     {
  590.       char *my_argv[] = { "", "power.pl" };
  591.  
  592.       my_perl = perl_alloc();
  593.       perl_construct( my_perl );
  594.  
  595.       perl_parse(my_perl, NULL, 2, my_argv, (char **)NULL);
  596.       perl_run(my_perl);
  597.  
  598.       PerlPower(3, 4);                      /*** Compute 3 ** 4 ***/
  599.  
  600.       perl_destruct(my_perl);
  601.       perl_free(my_perl);
  602.     }
  603.  
  604.  
  605.  
  606. Compile and run:
  607.  
  608.     % cc -o power power.c `perl -MExtUtils::Embed -e ccopts -e ldopts`
  609.  
  610.     % power
  611.     3 to the 4th power is 81.
  612.  
  613. =head2 Maintaining a persistent interpreter
  614.  
  615. When developing interactive and/or potentially long-running
  616. applications, it's a good idea to maintain a persistent interpreter
  617. rather than allocating and constructing a new interpreter multiple
  618. times.  The major reason is speed: since Perl will only be loaded into
  619. memory once.
  620.  
  621. However, you have to be more cautious with namespace and variable
  622. scoping when using a persistent interpreter.  In previous examples
  623. we've been using global variables in the default package C<main>.  We
  624. knew exactly what code would be run, and assumed we could avoid
  625. variable collisions and outrageous symbol table growth.
  626.  
  627. Let's say your application is a server that will occasionally run Perl
  628. code from some arbitrary file.  Your server has no way of knowing what
  629. code it's going to run.  Very dangerous.
  630.  
  631. If the file is pulled in by C<perl_parse()>, compiled into a newly
  632. constructed interpreter, and subsequently cleaned out with
  633. C<perl_destruct()> afterwards, you're shielded from most namespace
  634. troubles.
  635.  
  636. One way to avoid namespace collisions in this scenario is to translate
  637. the filename into a guaranteed-unique package name, and then compile
  638. the code into that package using L<perlfunc/eval>.  In the example
  639. below, each file will only be compiled once.  Or, the application
  640. might choose to clean out the symbol table associated with the file
  641. after it's no longer needed.  Using L<perlapi/call_argv>, We'll
  642. call the subroutine C<Embed::Persistent::eval_file> which lives in the
  643. file C<persistent.pl> and pass the filename and boolean cleanup/cache
  644. flag as arguments.
  645.  
  646. Note that the process will continue to grow for each file that it
  647. uses.  In addition, there might be C<AUTOLOAD>ed subroutines and other
  648. conditions that cause Perl's symbol table to grow.  You might want to
  649. add some logic that keeps track of the process size, or restarts
  650. itself after a certain number of requests, to ensure that memory
  651. consumption is minimized.  You'll also want to scope your variables
  652. with L<perlfunc/my> whenever possible.
  653.  
  654.  
  655.  package Embed::Persistent;
  656.  #persistent.pl
  657.  
  658.  use strict;
  659.  our %Cache;
  660.  use Symbol qw(delete_package);
  661.  
  662.  sub valid_package_name {
  663.      my($string) = @_;
  664.      $string =~ s/([^A-Za-z0-9\/])/sprintf("_%2x",unpack("C",$1))/eg;
  665.      # second pass only for words starting with a digit
  666.      $string =~ s|/(\d)|sprintf("/_%2x",unpack("C",$1))|eg;
  667.  
  668.      # Dress it up as a real package name
  669.      $string =~ s|/|::|g;
  670.      return "Embed" . $string;
  671.  }
  672.  
  673.  sub eval_file {
  674.      my($filename, $delete) = @_;
  675.      my $package = valid_package_name($filename);
  676.      my $mtime = -M $filename;
  677.      if(defined $Cache{$package}{mtime}
  678.         &&
  679.         $Cache{$package}{mtime} <= $mtime)
  680.      {
  681.         # we have compiled this subroutine already,
  682.         # it has not been updated on disk, nothing left to do
  683.         print STDERR "already compiled $package->handler\n";
  684.      }
  685.      else {
  686.         local *FH;
  687.         open FH, $filename or die "open '$filename' $!";
  688.         local($/) = undef;
  689.         my $sub = <FH>;
  690.         close FH;
  691.  
  692.         #wrap the code into a subroutine inside our unique package
  693.         my $eval = qq{package $package; sub handler { $sub; }};
  694.         {
  695.             # hide our variables within this block
  696.             my($filename,$mtime,$package,$sub);
  697.             eval $eval;
  698.         }
  699.         die $@ if $@;
  700.  
  701.         #cache it unless we're cleaning out each time
  702.         $Cache{$package}{mtime} = $mtime unless $delete;
  703.      }
  704.  
  705.      eval {$package->handler;};
  706.      die $@ if $@;
  707.  
  708.      delete_package($package) if $delete;
  709.  
  710.      #take a look if you want
  711.      #print Devel::Symdump->rnew($package)->as_string, $/;
  712.  }
  713.  
  714.  1;
  715.  
  716.  __END__
  717.  
  718.  /* persistent.c */
  719.  #include <EXTERN.h>
  720.  #include <perl.h>
  721.  
  722.  /* 1 = clean out filename's symbol table after each request, 0 = don't */
  723.  #ifndef DO_CLEAN
  724.  #define DO_CLEAN 0
  725.  #endif
  726.  
  727.  static PerlInterpreter *perl = NULL;
  728.  
  729.  int
  730.  main(int argc, char **argv, char **env)
  731.  {
  732.      char *embedding[] = { "", "persistent.pl" };
  733.      char *args[] = { "", DO_CLEAN, NULL };
  734.      char filename [1024];
  735.      int exitstatus = 0;
  736.      STRLEN n_a;
  737.  
  738.      if((perl = perl_alloc()) == NULL) {
  739.         fprintf(stderr, "no memory!");
  740.         exit(1);
  741.      }
  742.      perl_construct(perl);
  743.  
  744.      exitstatus = perl_parse(perl, NULL, 2, embedding, NULL);
  745.  
  746.      if(!exitstatus) {
  747.         exitstatus = perl_run(perl);
  748.  
  749.         while(printf("Enter file name: ") && gets(filename)) {
  750.  
  751.             /* call the subroutine, passing it the filename as an argument */
  752.             args[0] = filename;
  753.             call_argv("Embed::Persistent::eval_file",
  754.                            G_DISCARD | G_EVAL, args);
  755.  
  756.             /* check $@ */
  757.             if(SvTRUE(ERRSV))
  758.                 fprintf(stderr, "eval error: %s\n", SvPV(ERRSV,n_a));
  759.         }
  760.      }
  761.  
  762.      PL_perl_destruct_level = 0;
  763.      perl_destruct(perl);
  764.      perl_free(perl);
  765.      exit(exitstatus);
  766.  }
  767.  
  768. Now compile:
  769.  
  770.  % cc -o persistent persistent.c `perl -MExtUtils::Embed -e ccopts -e ldopts`
  771.  
  772. Here's a example script file:
  773.  
  774.  #test.pl
  775.  my $string = "hello";
  776.  foo($string);
  777.  
  778.  sub foo {
  779.      print "foo says: @_\n";
  780.  }
  781.  
  782. Now run:
  783.  
  784.  % persistent
  785.  Enter file name: test.pl
  786.  foo says: hello
  787.  Enter file name: test.pl
  788.  already compiled Embed::test_2epl->handler
  789.  foo says: hello
  790.  Enter file name: ^C
  791.  
  792. =head2 Maintaining multiple interpreter instances
  793.  
  794. Some rare applications will need to create more than one interpreter
  795. during a session.  Such an application might sporadically decide to
  796. release any resources associated with the interpreter.
  797.  
  798. The program must take care to ensure that this takes place I<before>
  799. the next interpreter is constructed.  By default, the global variable
  800. C<PL_perl_destruct_level> is set to C<0>, since extra cleaning isn't
  801. needed when a program has only one interpreter.
  802.  
  803. Setting C<PL_perl_destruct_level> to C<1> makes everything squeaky clean:
  804.  
  805.  PL_perl_destruct_level = 1;
  806.  
  807.  while(1) {
  808.      ...
  809.      /* reset global variables here with PL_perl_destruct_level = 1 */
  810.      perl_construct(my_perl);
  811.      ...
  812.      /* clean and reset _everything_ during perl_destruct */
  813.      perl_destruct(my_perl);
  814.      perl_free(my_perl);
  815.      ...
  816.      /* let's go do it again! */
  817.  }
  818.  
  819. When I<perl_destruct()> is called, the interpreter's syntax parse tree
  820. and symbol tables are cleaned up, and global variables are reset.
  821.  
  822. Now suppose we have more than one interpreter instance running at the
  823. same time.  This is feasible, but only if you used the
  824. C<-DMULTIPLICITY> flag when building Perl.  By default, that sets
  825. C<PL_perl_destruct_level> to C<1>.
  826.  
  827. Let's give it a try:
  828.  
  829.  
  830.  #include <EXTERN.h>
  831.  #include <perl.h>
  832.  
  833.  /* we're going to embed two interpreters */
  834.  /* we're going to embed two interpreters */
  835.  
  836.  #define SAY_HELLO "-e", "print qq(Hi, I'm $^X\n)"
  837.  
  838.  int main(int argc, char **argv, char **env)
  839.  {
  840.      PerlInterpreter
  841.          *one_perl = perl_alloc(),
  842.          *two_perl = perl_alloc();
  843.      char *one_args[] = { "one_perl", SAY_HELLO };
  844.      char *two_args[] = { "two_perl", SAY_HELLO };
  845.  
  846.      perl_construct(one_perl);
  847.      perl_construct(two_perl);
  848.  
  849.      perl_parse(one_perl, NULL, 3, one_args, (char **)NULL);
  850.      perl_parse(two_perl, NULL, 3, two_args, (char **)NULL);
  851.  
  852.      perl_run(one_perl);
  853.      perl_run(two_perl);
  854.  
  855.      perl_destruct(one_perl);
  856.      perl_destruct(two_perl);
  857.  
  858.      perl_free(one_perl);
  859.      perl_free(two_perl);
  860.  }
  861.  
  862.  
  863. Compile as usual:
  864.  
  865.  % cc -o multiplicity multiplicity.c `perl -MExtUtils::Embed -e ccopts -e ldopts`
  866.  
  867. Run it, Run it:
  868.  
  869.  % multiplicity
  870.  Hi, I'm one_perl
  871.  Hi, I'm two_perl
  872.  
  873. =head2 Using Perl modules, which themselves use C libraries, from your C program
  874.  
  875. If you've played with the examples above and tried to embed a script
  876. that I<use()>s a Perl module (such as I<Socket>) which itself uses a C or C++ library,
  877. this probably happened:
  878.  
  879.  
  880.  Can't load module Socket, dynamic loading not available in this perl.
  881.   (You may need to build a new perl executable which either supports
  882.   dynamic loading or has the Socket module statically linked into it.)
  883.  
  884.  
  885. What's wrong?
  886.  
  887. Your interpreter doesn't know how to communicate with these extensions
  888. on its own.  A little glue will help.  Up until now you've been
  889. calling I<perl_parse()>, handing it NULL for the second argument:
  890.  
  891.  perl_parse(my_perl, NULL, argc, my_argv, NULL);
  892.  
  893. That's where the glue code can be inserted to create the initial contact between
  894. Perl and linked C/C++ routines.  Let's take a look some pieces of I<perlmain.c>
  895. to see how Perl does this:
  896.  
  897.  
  898.  #ifdef __cplusplus
  899.  #  define EXTERN_C extern "C"
  900.  #else
  901.  #  define EXTERN_C extern
  902.  #endif
  903.  
  904.  static void xs_init (void);
  905.  
  906.  EXTERN_C void boot_DynaLoader (CV* cv);
  907.  EXTERN_C void boot_Socket (CV* cv);
  908.  
  909.  
  910.  EXTERN_C void
  911.  xs_init()
  912.  {
  913.         char *file = __FILE__;
  914.         /* DynaLoader is a special case */
  915.         newXS("DynaLoader::boot_DynaLoader", boot_DynaLoader, file);
  916.         newXS("Socket::bootstrap", boot_Socket, file);
  917.  }
  918.  
  919. Simply put: for each extension linked with your Perl executable
  920. (determined during its initial configuration on your
  921. computer or when adding a new extension),
  922. a Perl subroutine is created to incorporate the extension's
  923. routines.  Normally, that subroutine is named
  924. I<Module::bootstrap()> and is invoked when you say I<use Module>.  In
  925. turn, this hooks into an XSUB, I<boot_Module>, which creates a Perl
  926. counterpart for each of the extension's XSUBs.  Don't worry about this
  927. part; leave that to the I<xsubpp> and extension authors.  If your
  928. extension is dynamically loaded, DynaLoader creates I<Module::bootstrap()>
  929. for you on the fly.  In fact, if you have a working DynaLoader then there
  930. is rarely any need to link in any other extensions statically.
  931.  
  932.  
  933. Once you have this code, slap it into the second argument of I<perl_parse()>:
  934.  
  935.  
  936.  perl_parse(my_perl, xs_init, argc, my_argv, NULL);
  937.  
  938.  
  939. Then compile:
  940.  
  941.  % cc -o interp interp.c `perl -MExtUtils::Embed -e ccopts -e ldopts`
  942.  
  943.  % interp
  944.    use Socket;
  945.    use SomeDynamicallyLoadedModule;
  946.  
  947.    print "Now I can use extensions!\n"'
  948.  
  949. B<ExtUtils::Embed> can also automate writing the I<xs_init> glue code.
  950.  
  951.  % perl -MExtUtils::Embed -e xsinit -- -o perlxsi.c
  952.  % cc -c perlxsi.c `perl -MExtUtils::Embed -e ccopts`
  953.  % cc -c interp.c  `perl -MExtUtils::Embed -e ccopts`
  954.  % cc -o interp perlxsi.o interp.o `perl -MExtUtils::Embed -e ldopts`
  955.  
  956. Consult L<perlxs>, L<perlguts>, and L<perlapi> for more details.
  957.  
  958. =head1 Embedding Perl under Win32
  959.  
  960. At the time of this writing (5.004), there are two versions of Perl
  961. which run under Win32.  (The two versions are merging in 5.005.)
  962. Interfacing to ActiveState's Perl library is quite different from the
  963. examples in this documentation, as significant changes were made to
  964. the internal Perl API.  However, it is possible to embed ActiveState's
  965. Perl runtime.  For details, see the Perl for Win32 FAQ at
  966. http://www.perl.com/CPAN/doc/FAQs/win32/perlwin32faq.html.
  967.  
  968. With the "official" Perl version 5.004 or higher, all the examples
  969. within this documentation will compile and run untouched, although
  970. the build process is slightly different between Unix and Win32.  
  971.  
  972. For starters, backticks don't work under the Win32 native command shell.
  973. The ExtUtils::Embed kit on CPAN ships with a script called
  974. B<genmake>, which generates a simple makefile to build a program from
  975. a single C source file.  It can be used like this:
  976.  
  977.  C:\ExtUtils-Embed\eg> perl genmake interp.c
  978.  C:\ExtUtils-Embed\eg> nmake
  979.  C:\ExtUtils-Embed\eg> interp -e "print qq{I'm embedded in Win32!\n}"
  980.  
  981. You may wish to use a more robust environment such as the Microsoft
  982. Developer Studio.  In this case, run this to generate perlxsi.c:
  983.  
  984.  perl -MExtUtils::Embed -e xsinit
  985.  
  986. Create a new project and Insert -> Files into Project: perlxsi.c,
  987. perl.lib, and your own source files, e.g. interp.c.  Typically you'll
  988. find perl.lib in B<C:\perl\lib\CORE>, if not, you should see the
  989. B<CORE> directory relative to C<perl -V:archlib>.  The studio will
  990. also need this path so it knows where to find Perl include files.
  991. This path can be added via the Tools -> Options -> Directories menu.
  992. Finally, select Build -> Build interp.exe and you're ready to go.
  993.  
  994. =head1 MORAL
  995.  
  996. You can sometimes I<write faster code> in C, but
  997. you can always I<write code faster> in Perl.  Because you can use
  998. each from the other, combine them as you wish.
  999.  
  1000.  
  1001. =head1 AUTHOR
  1002.  
  1003. Jon Orwant <F<orwant@tpj.com>> and Doug MacEachern
  1004. <F<dougm@osf.org>>, with small contributions from Tim Bunce, Tom
  1005. Christiansen, Guy Decoux, Hallvard Furuseth, Dov Grobgeld, and Ilya
  1006. Zakharevich.
  1007.  
  1008. Doug MacEachern has an article on embedding in Volume 1, Issue 4 of
  1009. The Perl Journal (http://tpj.com).  Doug is also the developer of the
  1010. most widely-used Perl embedding: the mod_perl system
  1011. (perl.apache.org), which embeds Perl in the Apache web server.
  1012. Oracle, Binary Evolution, ActiveState, and Ben Sugars's nsapi_perl
  1013. have used this model for Oracle, Netscape and Internet Information
  1014. Server Perl plugins.
  1015.  
  1016. July 22, 1998
  1017.  
  1018. =head1 COPYRIGHT
  1019.  
  1020. Copyright (C) 1995, 1996, 1997, 1998 Doug MacEachern and Jon Orwant.  All
  1021. Rights Reserved.
  1022.  
  1023. Permission is granted to make and distribute verbatim copies of this
  1024. documentation provided the copyright notice and this permission notice are
  1025. preserved on all copies.
  1026.  
  1027. Permission is granted to copy and distribute modified versions of this
  1028. documentation under the conditions for verbatim copying, provided also
  1029. that they are marked clearly as modified versions, that the authors'
  1030. names and title are unchanged (though subtitles and additional
  1031. authors' names may be added), and that the entire resulting derived
  1032. work is distributed under the terms of a permission notice identical
  1033. to this one.
  1034.  
  1035. Permission is granted to copy and distribute translations of this
  1036. documentation into another language, under the above conditions for
  1037. modified versions.
  1038.