home *** CD-ROM | disk | FTP | other *** search
/ CD Actual Thematic 7: Programming / CDAT7.iso / Share / Editores / Perl5 / perl / lib / Pod / perlxs.pod < prev    next >
Encoding:
Text File  |  1997-08-10  |  38.9 KB  |  1,182 lines

  1. =head1 NAME
  2.  
  3. perlxs - XS language reference manual
  4.  
  5. =head1 DESCRIPTION
  6.  
  7. =head2 Introduction
  8.  
  9. XS is a language used to create an extension interface
  10. between Perl and some C library which one wishes to use with
  11. Perl.  The XS interface is combined with the library to
  12. create a new library which can be linked to Perl.  An B<XSUB>
  13. is a function in the XS language and is the core component
  14. of the Perl application interface.
  15.  
  16. The XS compiler is called B<xsubpp>.  This compiler will embed
  17. the constructs necessary to let an XSUB, which is really a C
  18. function in disguise, manipulate Perl values and creates the
  19. glue necessary to let Perl access the XSUB.  The compiler
  20. uses B<typemaps> to determine how to map C function parameters
  21. and variables to Perl values.  The default typemap handles
  22. many common C types.  A supplement typemap must be created
  23. to handle special structures and types for the library being
  24. linked.
  25.  
  26. See L<perlxstut> for a tutorial on the whole extension creation process.
  27.  
  28. =head2 On The Road
  29.  
  30. Many of the examples which follow will concentrate on creating an interface
  31. between Perl and the ONC+ RPC bind library functions.  The rpcb_gettime()
  32. function is used to demonstrate many features of the XS language.  This
  33. function has two parameters; the first is an input parameter and the second
  34. is an output parameter.  The function also returns a status value.
  35.  
  36.     bool_t rpcb_gettime(const char *host, time_t *timep);
  37.  
  38. From C this function will be called with the following
  39. statements.
  40.  
  41.      #include <rpc/rpc.h>
  42.      bool_t status;
  43.      time_t timep;
  44.      status = rpcb_gettime( "localhost", &timep );
  45.  
  46. If an XSUB is created to offer a direct translation between this function
  47. and Perl, then this XSUB will be used from Perl with the following code.
  48. The $status and $timep variables will contain the output of the function.
  49.  
  50.      use RPC;
  51.      $status = rpcb_gettime( "localhost", $timep );
  52.  
  53. The following XS file shows an XS subroutine, or XSUB, which
  54. demonstrates one possible interface to the rpcb_gettime()
  55. function.  This XSUB represents a direct translation between
  56. C and Perl and so preserves the interface even from Perl.
  57. This XSUB will be invoked from Perl with the usage shown
  58. above.  Note that the first three #include statements, for
  59. C<EXTERN.h>, C<perl.h>, and C<XSUB.h>, will always be present at the
  60. beginning of an XS file.  This approach and others will be
  61. expanded later in this document.
  62.  
  63.      #include "EXTERN.h"
  64.      #include "perl.h"
  65.      #include "XSUB.h"
  66.      #include <rpc/rpc.h>
  67.  
  68.      MODULE = RPC  PACKAGE = RPC
  69.  
  70.      bool_t
  71.      rpcb_gettime(host,timep)
  72.           char *host
  73.           time_t &timep
  74.           OUTPUT:
  75.           timep
  76.  
  77. Any extension to Perl, including those containing XSUBs,
  78. should have a Perl module to serve as the bootstrap which
  79. pulls the extension into Perl.  This module will export the
  80. extension's functions and variables to the Perl program and
  81. will cause the extension's XSUBs to be linked into Perl.
  82. The following module will be used for most of the examples
  83. in this document and should be used from Perl with the C<use>
  84. command as shown earlier.  Perl modules are explained in
  85. more detail later in this document.
  86.  
  87.      package RPC;
  88.  
  89.      require Exporter;
  90.      require DynaLoader;
  91.      @ISA = qw(Exporter DynaLoader);
  92.      @EXPORT = qw( rpcb_gettime );
  93.  
  94.      bootstrap RPC;
  95.      1;
  96.  
  97. Throughout this document a variety of interfaces to the rpcb_gettime()
  98. XSUB will be explored.  The XSUBs will take their parameters in different
  99. orders or will take different numbers of parameters.  In each case the
  100. XSUB is an abstraction between Perl and the real C rpcb_gettime()
  101. function, and the XSUB must always ensure that the real rpcb_gettime()
  102. function is called with the correct parameters.  This abstraction will
  103. allow the programmer to create a more Perl-like interface to the C
  104. function.
  105.  
  106. =head2 The Anatomy of an XSUB
  107.  
  108. The following XSUB allows a Perl program to access a C library function
  109. called sin().  The XSUB will imitate the C function which takes a single
  110. argument and returns a single value.
  111.  
  112.      double
  113.      sin(x)
  114.        double x
  115.  
  116. When using C pointers the indirection operator C<*> should be considered
  117. part of the type and the address operator C<&> should be considered part of
  118. the variable, as is demonstrated in the rpcb_gettime() function above.  See
  119. the section on typemaps for more about handling qualifiers and unary
  120. operators in C types.
  121.  
  122. The function name and the return type must be placed on
  123. separate lines.
  124.  
  125.   INCORRECT                        CORRECT
  126.  
  127.   double sin(x)                    double
  128.     double x                       sin(x)
  129.                      double x
  130.  
  131. The function body may be indented or left-adjusted.  The following example
  132. shows a function with its body left-adjusted.  Most examples in this
  133. document will indent the body.
  134.  
  135.   CORRECT
  136.  
  137.   double
  138.   sin(x)
  139.   double x
  140.  
  141. =head2 The Argument Stack
  142.  
  143. The argument stack is used to store the values which are
  144. sent as parameters to the XSUB and to store the XSUB's
  145. return value.  In reality all Perl functions keep their
  146. values on this stack at the same time, each limited to its
  147. own range of positions on the stack.  In this document the
  148. first position on that stack which belongs to the active
  149. function will be referred to as position 0 for that function.
  150.  
  151. XSUBs refer to their stack arguments with the macro B<ST(x)>, where I<x>
  152. refers to a position in this XSUB's part of the stack.  Position 0 for that
  153. function would be known to the XSUB as ST(0).  The XSUB's incoming
  154. parameters and outgoing return values always begin at ST(0).  For many
  155. simple cases the B<xsubpp> compiler will generate the code necessary to
  156. handle the argument stack by embedding code fragments found in the
  157. typemaps.  In more complex cases the programmer must supply the code.
  158.  
  159. =head2 The RETVAL Variable
  160.  
  161. The RETVAL variable is a magic variable which always matches
  162. the return type of the C library function.  The B<xsubpp> compiler will
  163. supply this variable in each XSUB and by default will use it to hold the
  164. return value of the C library function being called.  In simple cases the
  165. value of RETVAL will be placed in ST(0) of the argument stack where it can
  166. be received by Perl as the return value of the XSUB.
  167.  
  168. If the XSUB has a return type of C<void> then the compiler will
  169. not supply a RETVAL variable for that function.  When using
  170. the PPCODE: directive the RETVAL variable is not needed, unless used
  171. explicitly.
  172.  
  173. If PPCODE: directive is not used, C<void> return value should be used
  174. only for subroutines which do not return a value, I<even if> CODE:
  175. directive is used which sets ST(0) explicitly.
  176.  
  177. Older versions of this document recommended to use C<void> return
  178. value in such cases. It was discovered that this could lead to
  179. segfaults in cases when XSUB was I<truely> C<void>. This practice is
  180. now deprecated, and may be not supported at some future version. Use
  181. the return value C<SV *> in such cases. (Currently C<xsubpp> contains
  182. some heuristic code which tries to disambiguate between "truely-void"
  183. and "old-practice-declared-as-void" functions. Hence your code is at
  184. mercy of this heuristics unless you use C<SV *> as return value.)
  185.  
  186. =head2 The MODULE Keyword
  187.  
  188. The MODULE keyword is used to start the XS code and to
  189. specify the package of the functions which are being
  190. defined.  All text preceding the first MODULE keyword is
  191. considered C code and is passed through to the output
  192. untouched.  Every XS module will have a bootstrap function
  193. which is used to hook the XSUBs into Perl.  The package name
  194. of this bootstrap function will match the value of the last
  195. MODULE statement in the XS source files.  The value of
  196. MODULE should always remain constant within the same XS
  197. file, though this is not required.
  198.  
  199. The following example will start the XS code and will place
  200. all functions in a package named RPC.
  201.  
  202.      MODULE = RPC
  203.  
  204. =head2 The PACKAGE Keyword
  205.  
  206. When functions within an XS source file must be separated into packages
  207. the PACKAGE keyword should be used.  This keyword is used with the MODULE
  208. keyword and must follow immediately after it when used.
  209.  
  210.      MODULE = RPC  PACKAGE = RPC
  211.  
  212.      [ XS code in package RPC ]
  213.  
  214.      MODULE = RPC  PACKAGE = RPCB
  215.  
  216.      [ XS code in package RPCB ]
  217.  
  218.      MODULE = RPC  PACKAGE = RPC
  219.  
  220.      [ XS code in package RPC ]
  221.  
  222. Although this keyword is optional and in some cases provides redundant
  223. information it should always be used.  This keyword will ensure that the
  224. XSUBs appear in the desired package.
  225.  
  226. =head2 The PREFIX Keyword
  227.  
  228. The PREFIX keyword designates prefixes which should be
  229. removed from the Perl function names.  If the C function is
  230. C<rpcb_gettime()> and the PREFIX value is C<rpcb_> then Perl will
  231. see this function as C<gettime()>.
  232.  
  233. This keyword should follow the PACKAGE keyword when used.
  234. If PACKAGE is not used then PREFIX should follow the MODULE
  235. keyword.
  236.  
  237.      MODULE = RPC  PREFIX = rpc_
  238.  
  239.      MODULE = RPC  PACKAGE = RPCB  PREFIX = rpcb_
  240.  
  241. =head2 The OUTPUT: Keyword
  242.  
  243. The OUTPUT: keyword indicates that certain function parameters should be
  244. updated (new values made visible to Perl) when the XSUB terminates or that
  245. certain values should be returned to the calling Perl function.  For
  246. simple functions, such as the sin() function above, the RETVAL variable is
  247. automatically designated as an output value.  In more complex functions
  248. the B<xsubpp> compiler will need help to determine which variables are output
  249. variables.
  250.  
  251. This keyword will normally be used to complement the CODE:  keyword.
  252. The RETVAL variable is not recognized as an output variable when the
  253. CODE: keyword is present.  The OUTPUT:  keyword is used in this
  254. situation to tell the compiler that RETVAL really is an output
  255. variable.
  256.  
  257. The OUTPUT: keyword can also be used to indicate that function parameters
  258. are output variables.  This may be necessary when a parameter has been
  259. modified within the function and the programmer would like the update to
  260. be seen by Perl.
  261.  
  262.      bool_t
  263.      rpcb_gettime(host,timep)
  264.           char *host
  265.           time_t &timep
  266.           OUTPUT:
  267.           timep
  268.  
  269. The OUTPUT: keyword will also allow an output parameter to
  270. be mapped to a matching piece of code rather than to a
  271. typemap.
  272.  
  273.      bool_t
  274.      rpcb_gettime(host,timep)
  275.           char *host
  276.           time_t &timep
  277.           OUTPUT:
  278.           timep sv_setnv(ST(1), (double)timep);
  279.  
  280. =head2 The CODE: Keyword
  281.  
  282. This keyword is used in more complicated XSUBs which require
  283. special handling for the C function.  The RETVAL variable is
  284. available but will not be returned unless it is specified
  285. under the OUTPUT: keyword.
  286.  
  287. The following XSUB is for a C function which requires special handling of
  288. its parameters.  The Perl usage is given first.
  289.  
  290.      $status = rpcb_gettime( "localhost", $timep );
  291.  
  292. The XSUB follows.
  293.  
  294.      bool_t
  295.      rpcb_gettime(host,timep)
  296.           char *host
  297.           time_t timep
  298.           CODE:
  299.                RETVAL = rpcb_gettime( host, &timep );
  300.           OUTPUT:
  301.           timep
  302.           RETVAL
  303.  
  304. =head2 The INIT: Keyword
  305.  
  306. The INIT: keyword allows initialization to be inserted into the XSUB before
  307. the compiler generates the call to the C function.  Unlike the CODE: keyword
  308. above, this keyword does not affect the way the compiler handles RETVAL.
  309.  
  310.     bool_t
  311.     rpcb_gettime(host,timep)
  312.           char *host
  313.           time_t &timep
  314.       INIT:
  315.       printf("# Host is %s\n", host );
  316.           OUTPUT:
  317.           timep
  318.  
  319. =head2 The NO_INIT Keyword
  320.  
  321. The NO_INIT keyword is used to indicate that a function
  322. parameter is being used only as an output value.  The B<xsubpp>
  323. compiler will normally generate code to read the values of
  324. all function parameters from the argument stack and assign
  325. them to C variables upon entry to the function.  NO_INIT
  326. will tell the compiler that some parameters will be used for
  327. output rather than for input and that they will be handled
  328. before the function terminates.
  329.  
  330. The following example shows a variation of the rpcb_gettime() function.
  331. This function uses the timep variable only as an output variable and does
  332. not care about its initial contents.
  333.  
  334.      bool_t
  335.      rpcb_gettime(host,timep)
  336.           char *host
  337.           time_t &timep = NO_INIT
  338.           OUTPUT:
  339.           timep
  340.  
  341. =head2 Initializing Function Parameters
  342.  
  343. Function parameters are normally initialized with their
  344. values from the argument stack.  The typemaps contain the
  345. code segments which are used to transfer the Perl values to
  346. the C parameters.  The programmer, however, is allowed to
  347. override the typemaps and supply alternate initialization
  348. code.
  349.  
  350. The following code demonstrates how to supply initialization code for
  351. function parameters.  The initialization code is eval'd by the compiler
  352. before it is added to the output so anything which should be interpreted
  353. literally, such as double quotes, must be protected with backslashes.
  354.  
  355.      bool_t
  356.      rpcb_gettime(host,timep)
  357.           char *host = (char *)SvPV(ST(0),na);
  358.           time_t &timep = 0;
  359.           OUTPUT:
  360.           timep
  361.  
  362. This should not be used to supply default values for parameters.  One
  363. would normally use this when a function parameter must be processed by
  364. another library function before it can be used.  Default parameters are
  365. covered in the next section.
  366.  
  367. =head2 Default Parameter Values
  368.  
  369. Default values can be specified for function parameters by
  370. placing an assignment statement in the parameter list.  The
  371. default value may be a number or a string.  Defaults should
  372. always be used on the right-most parameters only.
  373.  
  374. To allow the XSUB for rpcb_gettime() to have a default host
  375. value the parameters to the XSUB could be rearranged.  The
  376. XSUB will then call the real rpcb_gettime() function with
  377. the parameters in the correct order.  Perl will call this
  378. XSUB with either of the following statements.
  379.  
  380.      $status = rpcb_gettime( $timep, $host );
  381.  
  382.      $status = rpcb_gettime( $timep );
  383.  
  384. The XSUB will look like the code  which  follows.   A  CODE:
  385. block  is used to call the real rpcb_gettime() function with
  386. the parameters in the correct order for that function.
  387.  
  388.      bool_t
  389.      rpcb_gettime(timep,host="localhost")
  390.           char *host
  391.           time_t timep = NO_INIT
  392.           CODE:
  393.                RETVAL = rpcb_gettime( host, &timep );
  394.           OUTPUT:
  395.           timep
  396.           RETVAL
  397.  
  398. =head2 The PREINIT: Keyword
  399.  
  400. The PREINIT: keyword allows extra variables to be declared before the
  401. typemaps are expanded.  If a variable is declared in a CODE: block then that
  402. variable will follow any typemap code.  This may result in a C syntax
  403. error.  To force the variable to be declared before the typemap code, place
  404. it into a PREINIT: block.  The PREINIT: keyword may be used one or more
  405. times within an XSUB.
  406.  
  407. The following examples are equivalent, but if the code is using complex
  408. typemaps then the first example is safer.
  409.  
  410.      bool_t
  411.      rpcb_gettime(timep)
  412.           time_t timep = NO_INIT
  413.       PREINIT:
  414.           char *host = "localhost";
  415.           CODE:
  416.       RETVAL = rpcb_gettime( host, &timep );
  417.           OUTPUT:
  418.           timep
  419.           RETVAL
  420.  
  421. A correct, but error-prone example.
  422.  
  423.      bool_t
  424.      rpcb_gettime(timep)
  425.           time_t timep = NO_INIT
  426.       CODE:
  427.           char *host = "localhost";
  428.       RETVAL = rpcb_gettime( host, &timep );
  429.           OUTPUT:
  430.           timep
  431.           RETVAL
  432.  
  433. =head2 The SCOPE: Keyword
  434.  
  435. The SCOPE: keyword allows scoping to be enabled for a particular XSUB. If
  436. enabled, the XSUB will invoke ENTER and LEAVE automatically.
  437.  
  438. To support potentially complex type mappings, if a typemap entry used
  439. by this XSUB contains a comment like C</*scope*/> then scoping will
  440. automatically be enabled for that XSUB.
  441.  
  442. To enable scoping:
  443.  
  444.     SCOPE: ENABLE
  445.  
  446. To disable scoping:
  447.  
  448.     SCOPE: DISABLE
  449.  
  450. =head2 The INPUT: Keyword
  451.  
  452. The XSUB's parameters are usually evaluated immediately after entering the
  453. XSUB.  The INPUT: keyword can be used to force those parameters to be
  454. evaluated a little later.  The INPUT: keyword can be used multiple times
  455. within an XSUB and can be used to list one or more input variables.  This
  456. keyword is used with the PREINIT: keyword.
  457.  
  458. The following example shows how the input parameter C<timep> can be
  459. evaluated late, after a PREINIT.
  460.  
  461.     bool_t
  462.     rpcb_gettime(host,timep)
  463.           char *host
  464.       PREINIT:
  465.       time_t tt;
  466.       INPUT:
  467.           time_t timep
  468.           CODE:
  469.                RETVAL = rpcb_gettime( host, &tt );
  470.            timep = tt;
  471.           OUTPUT:
  472.           timep
  473.           RETVAL
  474.  
  475. The next example shows each input parameter evaluated late.
  476.  
  477.     bool_t
  478.     rpcb_gettime(host,timep)
  479.       PREINIT:
  480.       time_t tt;
  481.       INPUT:
  482.           char *host
  483.       PREINIT:
  484.       char *h;
  485.       INPUT:
  486.           time_t timep
  487.           CODE:
  488.            h = host;
  489.            RETVAL = rpcb_gettime( h, &tt );
  490.            timep = tt;
  491.           OUTPUT:
  492.           timep
  493.           RETVAL
  494.  
  495. =head2 Variable-length Parameter Lists
  496.  
  497. XSUBs can have variable-length parameter lists by specifying an ellipsis
  498. C<(...)> in the parameter list.  This use of the ellipsis is similar to that
  499. found in ANSI C.  The programmer is able to determine the number of
  500. arguments passed to the XSUB by examining the C<items> variable which the
  501. B<xsubpp> compiler supplies for all XSUBs.  By using this mechanism one can
  502. create an XSUB which accepts a list of parameters of unknown length.
  503.  
  504. The I<host> parameter for the rpcb_gettime() XSUB can be
  505. optional so the ellipsis can be used to indicate that the
  506. XSUB will take a variable number of parameters.  Perl should
  507. be able to call this XSUB with either of the following statements.
  508.  
  509.      $status = rpcb_gettime( $timep, $host );
  510.  
  511.      $status = rpcb_gettime( $timep );
  512.  
  513. The XS code, with ellipsis, follows.
  514.  
  515.      bool_t
  516.      rpcb_gettime(timep, ...)
  517.           time_t timep = NO_INIT
  518.       PREINIT:
  519.           char *host = "localhost";
  520.           CODE:
  521.           if( items > 1 )
  522.                host = (char *)SvPV(ST(1), na);
  523.           RETVAL = rpcb_gettime( host, &timep );
  524.           OUTPUT:
  525.           timep
  526.           RETVAL
  527.  
  528. =head2 The PPCODE: Keyword
  529.  
  530. The PPCODE: keyword is an alternate form of the CODE: keyword and is used
  531. to tell the B<xsubpp> compiler that the programmer is supplying the code to
  532. control the argument stack for the XSUBs return values.  Occasionally one
  533. will want an XSUB to return a list of values rather than a single value.
  534. In these cases one must use PPCODE: and then explicitly push the list of
  535. values on the stack.  The PPCODE: and CODE:  keywords are not used
  536. together within the same XSUB.
  537.  
  538. The following XSUB will call the C rpcb_gettime() function
  539. and will return its two output values, timep and status, to
  540. Perl as a single list.
  541.  
  542.      void
  543.      rpcb_gettime(host)
  544.           char *host
  545.       PREINIT:
  546.           time_t  timep;
  547.           bool_t  status;
  548.           PPCODE:
  549.           status = rpcb_gettime( host, &timep );
  550.           EXTEND(sp, 2);
  551.           PUSHs(sv_2mortal(newSViv(status)));
  552.           PUSHs(sv_2mortal(newSViv(timep)));
  553.  
  554. Notice that the programmer must supply the C code necessary
  555. to have the real rpcb_gettime() function called and to have
  556. the return values properly placed on the argument stack.
  557.  
  558. The C<void> return type for this function tells the B<xsubpp> compiler that
  559. the RETVAL variable is not needed or used and that it should not be created.
  560. In most scenarios the void return type should be used with the PPCODE:
  561. directive.
  562.  
  563. The EXTEND() macro is used to make room on the argument
  564. stack for 2 return values.  The PPCODE: directive causes the
  565. B<xsubpp> compiler to create a stack pointer called C<sp>, and it
  566. is this pointer which is being used in the EXTEND() macro.
  567. The values are then pushed onto the stack with the PUSHs()
  568. macro.
  569.  
  570. Now the rpcb_gettime() function can be used from Perl with
  571. the following statement.
  572.  
  573.      ($status, $timep) = rpcb_gettime("localhost");
  574.  
  575. =head2 Returning Undef And Empty Lists
  576.  
  577. Occasionally the programmer will want to return simply
  578. C<undef> or an empty list if a function fails rather than a
  579. separate status value.  The rpcb_gettime() function offers
  580. just this situation.  If the function succeeds we would like
  581. to have it return the time and if it fails we would like to
  582. have undef returned.  In the following Perl code the value
  583. of $timep will either be undef or it will be a valid time.
  584.  
  585.      $timep = rpcb_gettime( "localhost" );
  586.  
  587. The following XSUB uses the C<SV *> return type as a mneumonic only,
  588. and uses a CODE: block to indicate to the compiler
  589. that the programmer has supplied all the necessary code.  The
  590. sv_newmortal() call will initialize the return value to undef, making that
  591. the default return value.
  592.  
  593.      SV *
  594.      rpcb_gettime(host)
  595.           char *  host
  596.       PREINIT:
  597.           time_t  timep;
  598.           bool_t x;
  599.           CODE:
  600.           ST(0) = sv_newmortal();
  601.           if( rpcb_gettime( host, &timep ) )
  602.                sv_setnv( ST(0), (double)timep);
  603.  
  604. The next example demonstrates how one would place an explicit undef in the
  605. return value, should the need arise.
  606.  
  607.      SV *
  608.      rpcb_gettime(host)
  609.           char *  host
  610.       PREINIT:
  611.           time_t  timep;
  612.           bool_t x;
  613.           CODE:
  614.           ST(0) = sv_newmortal();
  615.           if( rpcb_gettime( host, &timep ) ){
  616.                sv_setnv( ST(0), (double)timep);
  617.           }
  618.           else{
  619.                ST(0) = &sv_undef;
  620.           }
  621.  
  622. To return an empty list one must use a PPCODE: block and
  623. then not push return values on the stack.
  624.  
  625.      void
  626.      rpcb_gettime(host)
  627.           char *host
  628.       PREINIT:
  629.           time_t  timep;
  630.           PPCODE:
  631.           if( rpcb_gettime( host, &timep ) )
  632.                PUSHs(sv_2mortal(newSViv(timep)));
  633.           else{
  634.           /* Nothing pushed on stack, so an empty */
  635.           /* list is implicitly returned. */
  636.           }
  637.  
  638. Some people may be inclined to include an explicit C<return> in the above
  639. XSUB, rather than letting control fall through to the end.  In those
  640. situations C<XSRETURN_EMPTY> should be used, instead.  This will ensure that
  641. the XSUB stack is properly adjusted.  Consult L<perlguts/"API LISTING"> for
  642. other C<XSRETURN> macros.
  643.  
  644. =head2 The REQUIRE: Keyword
  645.  
  646. The REQUIRE: keyword is used to indicate the minimum version of the
  647. B<xsubpp> compiler needed to compile the XS module.  An XS module which
  648. contains the following statement will compile with only B<xsubpp> version
  649. 1.922 or greater:
  650.  
  651.     REQUIRE: 1.922
  652.  
  653. =head2 The CLEANUP: Keyword
  654.  
  655. This keyword can be used when an XSUB requires special cleanup procedures
  656. before it terminates.  When the CLEANUP:  keyword is used it must follow
  657. any CODE:, PPCODE:, or OUTPUT: blocks which are present in the XSUB.  The
  658. code specified for the cleanup block will be added as the last statements
  659. in the XSUB.
  660.  
  661. =head2 The BOOT: Keyword
  662.  
  663. The BOOT: keyword is used to add code to the extension's bootstrap
  664. function.  The bootstrap function is generated by the B<xsubpp> compiler and
  665. normally holds the statements necessary to register any XSUBs with Perl.
  666. With the BOOT: keyword the programmer can tell the compiler to add extra
  667. statements to the bootstrap function.
  668.  
  669. This keyword may be used any time after the first MODULE keyword and should
  670. appear on a line by itself.  The first blank line after the keyword will
  671. terminate the code block.
  672.  
  673.      BOOT:
  674.      # The following message will be printed when the
  675.      # bootstrap function executes.
  676.      printf("Hello from the bootstrap!\n");
  677.  
  678. =head2 The VERSIONCHECK: Keyword
  679.  
  680. The VERSIONCHECK: keyword corresponds to B<xsubpp>'s C<-versioncheck> and
  681. C<-noversioncheck> options.  This keyword overrides the command line
  682. options.  Version checking is enabled by default.  When version checking is
  683. enabled the XS module will attempt to verify that its version matches the
  684. version of the PM module.
  685.  
  686. To enable version checking:
  687.  
  688.     VERSIONCHECK: ENABLE
  689.  
  690. To disable version checking:
  691.  
  692.     VERSIONCHECK: DISABLE
  693.  
  694. =head2 The PROTOTYPES: Keyword
  695.  
  696. The PROTOTYPES: keyword corresponds to B<xsubpp>'s C<-prototypes> and
  697. C<-noprototypes> options.  This keyword overrides the command line options.
  698. Prototypes are enabled by default.  When prototypes are enabled XSUBs will
  699. be given Perl prototypes.  This keyword may be used multiple times in an XS
  700. module to enable and disable prototypes for different parts of the module.
  701.  
  702. To enable prototypes:
  703.  
  704.     PROTOTYPES: ENABLE
  705.  
  706. To disable prototypes:
  707.  
  708.     PROTOTYPES: DISABLE
  709.  
  710. =head2 The PROTOTYPE: Keyword
  711.  
  712. This keyword is similar to the PROTOTYPES: keyword above but can be used to
  713. force B<xsubpp> to use a specific prototype for the XSUB.  This keyword
  714. overrides all other prototype options and keywords but affects only the
  715. current XSUB.  Consult L<perlsub/Prototypes> for information about Perl
  716. prototypes.
  717.  
  718.     bool_t
  719.     rpcb_gettime(timep, ...)
  720.           time_t timep = NO_INIT
  721.       PROTOTYPE: $;$
  722.       PREINIT:
  723.           char *host = "localhost";
  724.           CODE:
  725.           if( items > 1 )
  726.                host = (char *)SvPV(ST(1), na);
  727.           RETVAL = rpcb_gettime( host, &timep );
  728.           OUTPUT:
  729.           timep
  730.           RETVAL
  731.  
  732. =head2 The ALIAS: Keyword
  733.  
  734. The ALIAS: keyword allows an XSUB to have two more unique Perl names
  735. and to know which of those names was used when it was invoked.  The Perl
  736. names may be fully-qualified with package names.  Each alias is given an
  737. index.  The compiler will setup a variable called C<ix> which contain the
  738. index of the alias which was used.  When the XSUB is called with its
  739. declared name C<ix> will be 0.
  740.  
  741. The following example will create aliases C<FOO::gettime()> and
  742. C<BAR::getit()> for this function.
  743.  
  744.     bool_t
  745.     rpcb_gettime(host,timep)
  746.           char *host
  747.           time_t &timep
  748.       ALIAS:
  749.         FOO::gettime = 1
  750.         BAR::getit = 2
  751.       INIT:
  752.       printf("# ix = %d\n", ix );
  753.           OUTPUT:
  754.           timep
  755.  
  756. =head2 The INCLUDE: Keyword
  757.  
  758. This keyword can be used to pull other files into the XS module.  The other
  759. files may have XS code.  INCLUDE: can also be used to run a command to
  760. generate the XS code to be pulled into the module.
  761.  
  762. The file F<Rpcb1.xsh> contains our C<rpcb_gettime()> function:
  763.  
  764.     bool_t
  765.     rpcb_gettime(host,timep)
  766.           char *host
  767.           time_t &timep
  768.           OUTPUT:
  769.           timep
  770.  
  771. The XS module can use INCLUDE: to pull that file into it.
  772.  
  773.     INCLUDE: Rpcb1.xsh
  774.  
  775. If the parameters to the INCLUDE: keyword are followed by a pipe (C<|>) then
  776. the compiler will interpret the parameters as a command.
  777.  
  778.     INCLUDE: cat Rpcb1.xsh |
  779.  
  780. =head2 The CASE: Keyword
  781.  
  782. The CASE: keyword allows an XSUB to have multiple distinct parts with each
  783. part acting as a virtual XSUB.  CASE: is greedy and if it is used then all
  784. other XS keywords must be contained within a CASE:.  This means nothing may
  785. precede the first CASE: in the XSUB and anything following the last CASE: is
  786. included in that case.
  787.  
  788. A CASE: might switch via a parameter of the XSUB, via the C<ix> ALIAS:
  789. variable (see L<"The ALIAS: Keyword">), or maybe via the C<items> variable
  790. (see L<"Variable-length Parameter Lists">).  The last CASE: becomes the
  791. B<default> case if it is not associated with a conditional.  The following
  792. example shows CASE switched via C<ix> with a function C<rpcb_gettime()>
  793. having an alias C<x_gettime()>.  When the function is called as
  794. C<rpcb_gettime()> its parameters are the usual C<(char *host, time_t *timep)>,
  795. but when the function is called as C<x_gettime()> its parameters are
  796. reversed, C<(time_t *timep, char *host)>.
  797.  
  798.     long
  799.     rpcb_gettime(a,b)
  800.       CASE: ix == 1
  801.       ALIAS:
  802.       x_gettime = 1
  803.       INPUT:
  804.       # 'a' is timep, 'b' is host
  805.           char *b
  806.           time_t a = NO_INIT
  807.           CODE:
  808.                RETVAL = rpcb_gettime( b, &a );
  809.           OUTPUT:
  810.           a
  811.           RETVAL
  812.       CASE:
  813.       # 'a' is host, 'b' is timep
  814.           char *a
  815.           time_t &b = NO_INIT
  816.           OUTPUT:
  817.           b
  818.           RETVAL
  819.  
  820. That function can be called with either of the following statements.  Note
  821. the different argument lists.
  822.  
  823.     $status = rpcb_gettime( $host, $timep );
  824.  
  825.     $status = x_gettime( $timep, $host );
  826.  
  827. =head2 The & Unary Operator
  828.  
  829. The & unary operator is used to tell the compiler that it should dereference
  830. the object when it calls the C function.  This is used when a CODE: block is
  831. not used and the object is a not a pointer type (the object is an C<int> or
  832. C<long> but not a C<int*> or C<long*>).
  833.  
  834. The following XSUB will generate incorrect C code.  The xsubpp compiler will
  835. turn this into code which calls C<rpcb_gettime()> with parameters C<(char
  836. *host, time_t timep)>, but the real C<rpcb_gettime()> wants the C<timep>
  837. parameter to be of type C<time_t*> rather than C<time_t>.
  838.  
  839.     bool_t
  840.     rpcb_gettime(host,timep)
  841.           char *host
  842.           time_t timep
  843.           OUTPUT:
  844.           timep
  845.  
  846. That problem is corrected by using the C<&> operator.  The xsubpp compiler
  847. will now turn this into code which calls C<rpcb_gettime()> correctly with
  848. parameters C<(char *host, time_t *timep)>.  It does this by carrying the
  849. C<&> through, so the function call looks like C<rpcb_gettime(host, &timep)>.
  850.  
  851.     bool_t
  852.     rpcb_gettime(host,timep)
  853.           char *host
  854.           time_t &timep
  855.           OUTPUT:
  856.           timep
  857.  
  858. =head2 Inserting Comments and C Preprocessor Directives
  859.  
  860. C preprocessor directives are allowed within BOOT:, PREINIT: INIT:,
  861. CODE:, PPCODE:, and CLEANUP: blocks, as well as outside the functions.
  862. Comments are allowed anywhere after the MODULE keyword.  The compiler
  863. will pass the preprocessor directives through untouched and will remove
  864. the commented lines.
  865.  
  866. Comments can be added to XSUBs by placing a C<#> as the first
  867. non-whitespace of a line.  Care should be taken to avoid making the
  868. comment look like a C preprocessor directive, lest it be interpreted as
  869. such.  The simplest way to prevent this is to put whitespace in front of
  870. the C<#>.
  871.  
  872. If you use preprocessor directives to choose one of two
  873. versions of a function, use
  874.  
  875.     #if ... version1
  876.     #else /* ... version2  */
  877.     #endif
  878.  
  879. and not
  880.  
  881.     #if ... version1
  882.     #endif
  883.     #if ... version2
  884.     #endif
  885.  
  886. because otherwise xsubpp will believe that you made a duplicate
  887. definition of the function.  Also, put a blank line before the
  888. #else/#endif so it will not be seen as part of the function body.
  889.  
  890. =head2 Using XS With C++
  891.  
  892. If a function is defined as a C++ method then it will assume
  893. its first argument is an object pointer.  The object pointer
  894. will be stored in a variable called THIS.  The object should
  895. have been created by C++ with the new() function and should
  896. be blessed by Perl with the sv_setref_pv() macro.  The
  897. blessing of the object by Perl can be handled by a typemap.  An example
  898. typemap is shown at the end of this section.
  899.  
  900. If the method is defined as static it will call the C++
  901. function using the class::method() syntax.  If the method is not static
  902. the function will be called using the THIS-E<gt>method() syntax.
  903.  
  904. The next examples will use the following C++ class.
  905.  
  906.      class color {
  907.           public:
  908.           color();
  909.           ~color();
  910.           int blue();
  911.           void set_blue( int );
  912.  
  913.           private:
  914.           int c_blue;
  915.      };
  916.  
  917. The XSUBs for the blue() and set_blue() methods are defined with the class
  918. name but the parameter for the object (THIS, or "self") is implicit and is
  919. not listed.
  920.  
  921.      int
  922.      color::blue()
  923.  
  924.      void
  925.      color::set_blue( val )
  926.           int val
  927.  
  928. Both functions will expect an object as the first parameter.  The xsubpp
  929. compiler will call that object C<THIS> and will use it to call the specified
  930. method.  So in the C++ code the blue() and set_blue() methods will be called
  931. in the following manner.
  932.  
  933.      RETVAL = THIS->blue();
  934.  
  935.      THIS->set_blue( val );
  936.  
  937. If the function's name is B<DESTROY> then the C++ C<delete> function will be
  938. called and C<THIS> will be given as its parameter.
  939.  
  940.      void
  941.      color::DESTROY()
  942.  
  943. The C++ code will call C<delete>.
  944.  
  945.      delete THIS;
  946.  
  947. If the function's name is B<new> then the C++ C<new> function will be called
  948. to create a dynamic C++ object.  The XSUB will expect the class name, which
  949. will be kept in a variable called C<CLASS>, to be given as the first
  950. argument.
  951.  
  952.      color *
  953.      color::new()
  954.  
  955. The C++ code will call C<new>.
  956.  
  957.     RETVAL = new color();
  958.  
  959. The following is an example of a typemap that could be used for this C++
  960. example.
  961.  
  962.     TYPEMAP
  963.     color *        O_OBJECT
  964.  
  965.     OUTPUT
  966.     # The Perl object is blessed into 'CLASS', which should be a
  967.     # char* having the name of the package for the blessing.
  968.     O_OBJECT
  969.         sv_setref_pv( $arg, CLASS, (void*)$var );
  970.  
  971.     INPUT
  972.     O_OBJECT
  973.         if( sv_isobject($arg) && (SvTYPE(SvRV($arg)) == SVt_PVMG) )
  974.             $var = ($type)SvIV((SV*)SvRV( $arg ));
  975.         else{
  976.             warn( \"${Package}::$func_name() -- $var is not a blessed SV reference\" );
  977.             XSRETURN_UNDEF;
  978.         }
  979.  
  980. =head2 Interface Strategy
  981.  
  982. When designing an interface between Perl and a C library a straight
  983. translation from C to XS is often sufficient.  The interface will often be
  984. very C-like and occasionally nonintuitive, especially when the C function
  985. modifies one of its parameters.  In cases where the programmer wishes to
  986. create a more Perl-like interface the following strategy may help to
  987. identify the more critical parts of the interface.
  988.  
  989. Identify the C functions which modify their parameters.  The XSUBs for
  990. these functions may be able to return lists to Perl, or may be
  991. candidates to return undef or an empty list in case of failure.
  992.  
  993. Identify which values are used by only the C and XSUB functions
  994. themselves.  If Perl does not need to access the contents of the value
  995. then it may not be necessary to provide a translation for that value
  996. from C to Perl.
  997.  
  998. Identify the pointers in the C function parameter lists and return
  999. values.  Some pointers can be handled in XS with the & unary operator on
  1000. the variable name while others will require the use of the * operator on
  1001. the type name.  In general it is easier to work with the & operator.
  1002.  
  1003. Identify the structures used by the C functions.  In many
  1004. cases it may be helpful to use the T_PTROBJ typemap for
  1005. these structures so they can be manipulated by Perl as
  1006. blessed objects.
  1007.  
  1008. =head2 Perl Objects And C Structures
  1009.  
  1010. When dealing with C structures one should select either
  1011. B<T_PTROBJ> or B<T_PTRREF> for the XS type.  Both types are
  1012. designed to handle pointers to complex objects.  The
  1013. T_PTRREF type will allow the Perl object to be unblessed
  1014. while the T_PTROBJ type requires that the object be blessed.
  1015. By using T_PTROBJ one can achieve a form of type-checking
  1016. because the XSUB will attempt to verify that the Perl object
  1017. is of the expected type.
  1018.  
  1019. The following XS code shows the getnetconfigent() function which is used
  1020. with ONC+ TIRPC.  The getnetconfigent() function will return a pointer to a
  1021. C structure and has the C prototype shown below.  The example will
  1022. demonstrate how the C pointer will become a Perl reference.  Perl will
  1023. consider this reference to be a pointer to a blessed object and will
  1024. attempt to call a destructor for the object.  A destructor will be
  1025. provided in the XS source to free the memory used by getnetconfigent().
  1026. Destructors in XS can be created by specifying an XSUB function whose name
  1027. ends with the word B<DESTROY>.  XS destructors can be used to free memory
  1028. which may have been malloc'd by another XSUB.
  1029.  
  1030.      struct netconfig *getnetconfigent(const char *netid);
  1031.  
  1032. A C<typedef> will be created for C<struct netconfig>.  The Perl
  1033. object will be blessed in a class matching the name of the C
  1034. type, with the tag C<Ptr> appended, and the name should not
  1035. have embedded spaces if it will be a Perl package name.  The
  1036. destructor will be placed in a class corresponding to the
  1037. class of the object and the PREFIX keyword will be used to
  1038. trim the name to the word DESTROY as Perl will expect.
  1039.  
  1040.      typedef struct netconfig Netconfig;
  1041.  
  1042.      MODULE = RPC  PACKAGE = RPC
  1043.  
  1044.      Netconfig *
  1045.      getnetconfigent(netid)
  1046.           char *netid
  1047.  
  1048.      MODULE = RPC  PACKAGE = NetconfigPtr  PREFIX = rpcb_
  1049.  
  1050.      void
  1051.      rpcb_DESTROY(netconf)
  1052.           Netconfig *netconf
  1053.           CODE:
  1054.           printf("Now in NetconfigPtr::DESTROY\n");
  1055.           free( netconf );
  1056.  
  1057. This example requires the following typemap entry.  Consult the typemap
  1058. section for more information about adding new typemaps for an extension.
  1059.  
  1060.      TYPEMAP
  1061.      Netconfig *  T_PTROBJ
  1062.  
  1063. This example will be used with the following Perl statements.
  1064.  
  1065.      use RPC;
  1066.      $netconf = getnetconfigent("udp");
  1067.  
  1068. When Perl destroys the object referenced by $netconf it will send the
  1069. object to the supplied XSUB DESTROY function.  Perl cannot determine, and
  1070. does not care, that this object is a C struct and not a Perl object.  In
  1071. this sense, there is no difference between the object created by the
  1072. getnetconfigent() XSUB and an object created by a normal Perl subroutine.
  1073.  
  1074. =head2 The Typemap
  1075.  
  1076. The typemap is a collection of code fragments which are used by the B<xsubpp>
  1077. compiler to map C function parameters and values to Perl values.  The
  1078. typemap file may consist of three sections labeled C<TYPEMAP>, C<INPUT>, and
  1079. C<OUTPUT>.  The INPUT section tells the compiler how to translate Perl values
  1080. into variables of certain C types.  The OUTPUT section tells the compiler
  1081. how to translate the values from certain C types into values Perl can
  1082. understand.  The TYPEMAP section tells the compiler which of the INPUT and
  1083. OUTPUT code fragments should be used to map a given C type to a Perl value.
  1084. Each of the sections of the typemap must be preceded by one of the TYPEMAP,
  1085. INPUT, or OUTPUT keywords.
  1086.  
  1087. The default typemap in the C<ext> directory of the Perl source contains many
  1088. useful types which can be used by Perl extensions.  Some extensions define
  1089. additional typemaps which they keep in their own directory.  These
  1090. additional typemaps may reference INPUT and OUTPUT maps in the main
  1091. typemap.  The B<xsubpp> compiler will allow the extension's own typemap to
  1092. override any mappings which are in the default typemap.
  1093.  
  1094. Most extensions which require a custom typemap will need only the TYPEMAP
  1095. section of the typemap file.  The custom typemap used in the
  1096. getnetconfigent() example shown earlier demonstrates what may be the typical
  1097. use of extension typemaps.  That typemap is used to equate a C structure
  1098. with the T_PTROBJ typemap.  The typemap used by getnetconfigent() is shown
  1099. here.  Note that the C type is separated from the XS type with a tab and
  1100. that the C unary operator C<*> is considered to be a part of the C type name.
  1101.  
  1102.      TYPEMAP
  1103.      Netconfig *<tab>T_PTROBJ
  1104.  
  1105. =head1 EXAMPLES
  1106.  
  1107. File C<RPC.xs>: Interface to some ONC+ RPC bind library functions.
  1108.  
  1109.      #include "EXTERN.h"
  1110.      #include "perl.h"
  1111.      #include "XSUB.h"
  1112.  
  1113.      #include <rpc/rpc.h>
  1114.  
  1115.      typedef struct netconfig Netconfig;
  1116.  
  1117.      MODULE = RPC  PACKAGE = RPC
  1118.  
  1119.      SV *
  1120.      rpcb_gettime(host="localhost")
  1121.           char *host
  1122.       PREINIT:
  1123.           time_t  timep;
  1124.           CODE:
  1125.           ST(0) = sv_newmortal();
  1126.           if( rpcb_gettime( host, &timep ) )
  1127.                sv_setnv( ST(0), (double)timep );
  1128.  
  1129.      Netconfig *
  1130.      getnetconfigent(netid="udp")
  1131.           char *netid
  1132.  
  1133.      MODULE = RPC  PACKAGE = NetconfigPtr  PREFIX = rpcb_
  1134.  
  1135.      void
  1136.      rpcb_DESTROY(netconf)
  1137.           Netconfig *netconf
  1138.           CODE:
  1139.           printf("NetconfigPtr::DESTROY\n");
  1140.           free( netconf );
  1141.  
  1142. File C<typemap>: Custom typemap for RPC.xs.
  1143.  
  1144.      TYPEMAP
  1145.      Netconfig *  T_PTROBJ
  1146.  
  1147. File C<RPC.pm>: Perl module for the RPC extension.
  1148.  
  1149.      package RPC;
  1150.  
  1151.      require Exporter;
  1152.      require DynaLoader;
  1153.      @ISA = qw(Exporter DynaLoader);
  1154.      @EXPORT = qw(rpcb_gettime getnetconfigent);
  1155.  
  1156.      bootstrap RPC;
  1157.      1;
  1158.  
  1159. File C<rpctest.pl>: Perl test program for the RPC extension.
  1160.  
  1161.      use RPC;
  1162.  
  1163.      $netconf = getnetconfigent();
  1164.      $a = rpcb_gettime();
  1165.      print "time = $a\n";
  1166.      print "netconf = $netconf\n";
  1167.  
  1168.      $netconf = getnetconfigent("tcp");
  1169.      $a = rpcb_gettime("poplar");
  1170.      print "time = $a\n";
  1171.      print "netconf = $netconf\n";
  1172.  
  1173.  
  1174. =head1 XS VERSION
  1175.  
  1176. This document covers features supported by C<xsubpp> 1.935.
  1177.  
  1178. =head1 AUTHOR
  1179.  
  1180. Dean Roehrich <F<roehrich@cray.com>>
  1181. Jul 8, 1996
  1182.