home *** CD-ROM | disk | FTP | other *** search
/ Australian Personal Computer 2004 July / APC0407D2.iso / workshop / apache / files / ActivePerl-5.6.1.638-MSWin32-x86.msi / _80849fe3fac42b44fd30ca930c7e63a2 < prev    next >
Encoding:
Text File  |  2004-04-13  |  63.6 KB  |  1,781 lines

  1. =head1 NAME
  2.  
  3. perlxs - XS language reference manual
  4.  
  5. =head1 DESCRIPTION
  6.  
  7. =head2 Introduction
  8.  
  9. XS is an interface description file format used to create an extension
  10. interface between Perl and C code (or a C library) which one wishes
  11. to use with Perl.  The XS interface is combined with the library to
  12. create a new library which can then be either dynamically loaded
  13. or statically linked into perl.  The XS interface description is
  14. written in the XS language and is the core component of the Perl
  15. extension interface.
  16.  
  17. An B<XSUB> forms the basic unit of the XS interface.  After compilation
  18. by the B<xsubpp> compiler, each XSUB amounts to a C function definition
  19. which will provide the glue between Perl calling conventions and C
  20. calling conventions.
  21.  
  22. The glue code pulls the arguments from the Perl stack, converts these
  23. Perl values to the formats expected by a C function, call this C function,
  24. transfers the return values of the C function back to Perl.
  25. Return values here may be a conventional C return value or any C
  26. function arguments that may serve as output parameters.  These return
  27. values may be passed back to Perl either by putting them on the
  28. Perl stack, or by modifying the arguments supplied from the Perl side.
  29.  
  30. The above is a somewhat simplified view of what really happens.  Since
  31. Perl allows more flexible calling conventions than C, XSUBs may do much
  32. more in practice, such as checking input parameters for validity,
  33. throwing exceptions (or returning undef/empty list) if the return value
  34. from the C function indicates failure, calling different C functions
  35. based on numbers and types of the arguments, providing an object-oriented
  36. interface, etc.
  37.  
  38. Of course, one could write such glue code directly in C.  However, this
  39. would be a tedious task, especially if one needs to write glue for
  40. multiple C functions, and/or one is not familiar enough with the Perl
  41. stack discipline and other such arcana.  XS comes to the rescue here:
  42. instead of writing this glue C code in long-hand, one can write
  43. a more concise short-hand I<description> of what should be done by
  44. the glue, and let the XS compiler B<xsubpp> handle the rest.
  45.  
  46. The XS language allows one to describe the mapping between how the C
  47. routine is used, and how the corresponding Perl routine is used.  It
  48. also allows creation of Perl routines which are directly translated to
  49. C code and which are not related to a pre-existing C function.  In cases
  50. when the C interface coincides with the Perl interface, the XSUB
  51. declaration is almost identical to a declaration of a C function (in K&R
  52. style).  In such circumstances, there is another tool called C<h2xs>
  53. that is able to translate an entire C header file into a corresponding
  54. XS file that will provide glue to the functions/macros described in
  55. the header file.
  56.  
  57. The XS compiler is called B<xsubpp>.  This compiler creates
  58. the constructs necessary to let an XSUB manipulate Perl values, and
  59. creates the glue necessary to let Perl call the XSUB.  The compiler
  60. uses B<typemaps> to determine how to map C function parameters
  61. and output values to Perl values and back.  The default typemap
  62. (which comes with Perl) handles many common C types.  A supplementary
  63. typemap may also be needed to handle any special structures and types
  64. for the library being linked.
  65.  
  66. A file in XS format starts with a C language section which goes until the
  67. first C<MODULE =Z<>> directive.  Other XS directives and XSUB definitions
  68. may follow this line.  The "language" used in this part of the file
  69. is usually referred to as the XS language.  B<xsubpp> recognizes and
  70. skips POD (see L<perlpod>) in both the C and XS language sections, which
  71. allows the XS file to contain embedded documentation. 
  72.  
  73. See L<perlxstut> for a tutorial on the whole extension creation process.
  74.  
  75. Note: For some extensions, Dave Beazley's SWIG system may provide a
  76. significantly more convenient mechanism for creating the extension
  77. glue code.  See http://www.swig.org/ for more information.
  78.  
  79. =head2 On The Road
  80.  
  81. Many of the examples which follow will concentrate on creating an interface
  82. between Perl and the ONC+ RPC bind library functions.  The rpcb_gettime()
  83. function is used to demonstrate many features of the XS language.  This
  84. function has two parameters; the first is an input parameter and the second
  85. is an output parameter.  The function also returns a status value.
  86.  
  87.     bool_t rpcb_gettime(const char *host, time_t *timep);
  88.  
  89. From C this function will be called with the following
  90. statements.
  91.  
  92.      #include <rpc/rpc.h>
  93.      bool_t status;
  94.      time_t timep;
  95.      status = rpcb_gettime( "localhost", &timep );
  96.  
  97. If an XSUB is created to offer a direct translation between this function
  98. and Perl, then this XSUB will be used from Perl with the following code.
  99. The $status and $timep variables will contain the output of the function.
  100.  
  101.      use RPC;
  102.      $status = rpcb_gettime( "localhost", $timep );
  103.  
  104. The following XS file shows an XS subroutine, or XSUB, which
  105. demonstrates one possible interface to the rpcb_gettime()
  106. function.  This XSUB represents a direct translation between
  107. C and Perl and so preserves the interface even from Perl.
  108. This XSUB will be invoked from Perl with the usage shown
  109. above.  Note that the first three #include statements, for
  110. C<EXTERN.h>, C<perl.h>, and C<XSUB.h>, will always be present at the
  111. beginning of an XS file.  This approach and others will be
  112. expanded later in this document.
  113.  
  114.      #include "EXTERN.h"
  115.      #include "perl.h"
  116.      #include "XSUB.h"
  117.      #include <rpc/rpc.h>
  118.  
  119.      MODULE = RPC  PACKAGE = RPC
  120.  
  121.      bool_t
  122.      rpcb_gettime(host,timep)
  123.           char *host
  124.           time_t &timep
  125.         OUTPUT:
  126.           timep
  127.  
  128. Any extension to Perl, including those containing XSUBs,
  129. should have a Perl module to serve as the bootstrap which
  130. pulls the extension into Perl.  This module will export the
  131. extension's functions and variables to the Perl program and
  132. will cause the extension's XSUBs to be linked into Perl.
  133. The following module will be used for most of the examples
  134. in this document and should be used from Perl with the C<use>
  135. command as shown earlier.  Perl modules are explained in
  136. more detail later in this document.
  137.  
  138.      package RPC;
  139.  
  140.      require Exporter;
  141.      require DynaLoader;
  142.      @ISA = qw(Exporter DynaLoader);
  143.      @EXPORT = qw( rpcb_gettime );
  144.  
  145.      bootstrap RPC;
  146.      1;
  147.  
  148. Throughout this document a variety of interfaces to the rpcb_gettime()
  149. XSUB will be explored.  The XSUBs will take their parameters in different
  150. orders or will take different numbers of parameters.  In each case the
  151. XSUB is an abstraction between Perl and the real C rpcb_gettime()
  152. function, and the XSUB must always ensure that the real rpcb_gettime()
  153. function is called with the correct parameters.  This abstraction will
  154. allow the programmer to create a more Perl-like interface to the C
  155. function.
  156.  
  157. =head2 The Anatomy of an XSUB
  158.  
  159. The simplest XSUBs consist of 3 parts: a description of the return
  160. value, the name of the XSUB routine and the names of its arguments,
  161. and a description of types or formats of the arguments.
  162.  
  163. The following XSUB allows a Perl program to access a C library function
  164. called sin().  The XSUB will imitate the C function which takes a single
  165. argument and returns a single value.
  166.  
  167.      double
  168.      sin(x)
  169.        double x
  170.  
  171. Optionally, one can merge the description of types and the list of
  172. argument names, rewriting this as
  173.  
  174.      double
  175.      sin(double x)
  176.  
  177. This makes this XSUB look similar to an ANSI C declaration.  An optional
  178. semicolon is allowed after the argument list, as in
  179.  
  180.      double
  181.      sin(double x);
  182.  
  183. Parameters with C pointer types can have different semantic: C functions
  184. with similar declarations
  185.  
  186.      bool string_looks_as_a_number(char *s);
  187.      bool make_char_uppercase(char *c);
  188.  
  189. are used in absolutely incompatible manner.  Parameters to these functions
  190. could be described B<xsubpp> like this:
  191.  
  192.      char *  s
  193.      char    &c
  194.  
  195. Both these XS declarations correspond to the C<char*> C type, but they have
  196. different semantics, see L<"The & Unary Operator">.
  197.  
  198. It is convenient to think that the indirection operator
  199. C<*> should be considered as a part of the type and the address operator C<&>
  200. should be considered part of the variable.  See L<"The Typemap">
  201. for more info about handling qualifiers and unary operators in C types.
  202.  
  203. The function name and the return type must be placed on
  204. separate lines and should be flush left-adjusted.
  205.  
  206.   INCORRECT                        CORRECT
  207.  
  208.   double sin(x)                    double
  209.     double x                       sin(x)
  210.                      double x
  211.  
  212. The rest of the function description may be indented or left-adjusted. The
  213. following example shows a function with its body left-adjusted.  Most
  214. examples in this document will indent the body for better readability.
  215.  
  216.   CORRECT
  217.  
  218.   double
  219.   sin(x)
  220.   double x
  221.  
  222. More complicated XSUBs may contain many other sections.  Each section of
  223. an XSUB starts with the corresponding keyword, such as INIT: or CLEANUP:.
  224. However, the first two lines of an XSUB always contain the same data:
  225. descriptions of the return type and the names of the function and its
  226. parameters.  Whatever immediately follows these is considered to be
  227. an INPUT: section unless explicitly marked with another keyword.
  228. (See L<The INPUT: Keyword>.)
  229.  
  230. An XSUB section continues until another section-start keyword is found.
  231.  
  232. =head2 The Argument Stack
  233.  
  234. The Perl argument stack is used to store the values which are
  235. sent as parameters to the XSUB and to store the XSUB's
  236. return value(s).  In reality all Perl functions (including non-XSUB
  237. ones) keep their values on this stack all the same time, each limited
  238. to its own range of positions on the stack.  In this document the
  239. first position on that stack which belongs to the active
  240. function will be referred to as position 0 for that function.
  241.  
  242. XSUBs refer to their stack arguments with the macro B<ST(x)>, where I<x>
  243. refers to a position in this XSUB's part of the stack.  Position 0 for that
  244. function would be known to the XSUB as ST(0).  The XSUB's incoming
  245. parameters and outgoing return values always begin at ST(0).  For many
  246. simple cases the B<xsubpp> compiler will generate the code necessary to
  247. handle the argument stack by embedding code fragments found in the
  248. typemaps.  In more complex cases the programmer must supply the code.
  249.  
  250. =head2 The RETVAL Variable
  251.  
  252. The RETVAL variable is a special C variable that is declared automatically
  253. for you.  The C type of RETVAL matches the return type of the C library
  254. function.  The B<xsubpp> compiler will declare this variable in each XSUB
  255. with non-C<void> return type.  By default the generated C function
  256. will use RETVAL to hold the return value of the C library function being
  257. called.  In simple cases the value of RETVAL will be placed in ST(0) of
  258. the argument stack where it can be received by Perl as the return value
  259. of the XSUB.
  260.  
  261. If the XSUB has a return type of C<void> then the compiler will
  262. not declare a RETVAL variable for that function.  When using
  263. a PPCODE: section no manipulation of the RETVAL variable is required, the
  264. section may use direct stack manipulation to place output values on the stack.
  265.  
  266. If PPCODE: directive is not used, C<void> return value should be used
  267. only for subroutines which do not return a value, I<even if> CODE:
  268. directive is used which sets ST(0) explicitly.
  269.  
  270. Older versions of this document recommended to use C<void> return
  271. value in such cases. It was discovered that this could lead to
  272. segfaults in cases when XSUB was I<truly> C<void>. This practice is
  273. now deprecated, and may be not supported at some future version. Use
  274. the return value C<SV *> in such cases. (Currently C<xsubpp> contains
  275. some heuristic code which tries to disambiguate between "truly-void"
  276. and "old-practice-declared-as-void" functions. Hence your code is at
  277. mercy of this heuristics unless you use C<SV *> as return value.)
  278.  
  279. =head2 The MODULE Keyword
  280.  
  281. The MODULE keyword is used to start the XS code and to specify the package
  282. of the functions which are being defined.  All text preceding the first
  283. MODULE keyword is considered C code and is passed through to the output with
  284. POD stripped, but otherwise untouched.  Every XS module will have a
  285. bootstrap function which is used to hook the XSUBs into Perl.  The package
  286. name of this bootstrap function will match the value of the last MODULE
  287. statement in the XS source files.  The value of MODULE should always remain
  288. constant within the same XS file, though this is not required.
  289.  
  290. The following example will start the XS code and will place
  291. all functions in a package named RPC.
  292.  
  293.      MODULE = RPC
  294.  
  295. =head2 The PACKAGE Keyword
  296.  
  297. When functions within an XS source file must be separated into packages
  298. the PACKAGE keyword should be used.  This keyword is used with the MODULE
  299. keyword and must follow immediately after it when used.
  300.  
  301.      MODULE = RPC  PACKAGE = RPC
  302.  
  303.      [ XS code in package RPC ]
  304.  
  305.      MODULE = RPC  PACKAGE = RPCB
  306.  
  307.      [ XS code in package RPCB ]
  308.  
  309.      MODULE = RPC  PACKAGE = RPC
  310.  
  311.      [ XS code in package RPC ]
  312.  
  313. Although this keyword is optional and in some cases provides redundant
  314. information it should always be used.  This keyword will ensure that the
  315. XSUBs appear in the desired package.
  316.  
  317. =head2 The PREFIX Keyword
  318.  
  319. The PREFIX keyword designates prefixes which should be
  320. removed from the Perl function names.  If the C function is
  321. C<rpcb_gettime()> and the PREFIX value is C<rpcb_> then Perl will
  322. see this function as C<gettime()>.
  323.  
  324. This keyword should follow the PACKAGE keyword when used.
  325. If PACKAGE is not used then PREFIX should follow the MODULE
  326. keyword.
  327.  
  328.      MODULE = RPC  PREFIX = rpc_
  329.  
  330.      MODULE = RPC  PACKAGE = RPCB  PREFIX = rpcb_
  331.  
  332. =head2 The OUTPUT: Keyword
  333.  
  334. The OUTPUT: keyword indicates that certain function parameters should be
  335. updated (new values made visible to Perl) when the XSUB terminates or that
  336. certain values should be returned to the calling Perl function.  For
  337. simple functions which have no CODE: or PPCODE: section,
  338. such as the sin() function above, the RETVAL variable is
  339. automatically designated as an output value.  For more complex functions
  340. the B<xsubpp> compiler will need help to determine which variables are output
  341. variables.
  342.  
  343. This keyword will normally be used to complement the CODE:  keyword.
  344. The RETVAL variable is not recognized as an output variable when the
  345. CODE: keyword is present.  The OUTPUT:  keyword is used in this
  346. situation to tell the compiler that RETVAL really is an output
  347. variable.
  348.  
  349. The OUTPUT: keyword can also be used to indicate that function parameters
  350. are output variables.  This may be necessary when a parameter has been
  351. modified within the function and the programmer would like the update to
  352. be seen by Perl.
  353.  
  354.      bool_t
  355.      rpcb_gettime(host,timep)
  356.           char *host
  357.           time_t &timep
  358.         OUTPUT:
  359.           timep
  360.  
  361. The OUTPUT: keyword will also allow an output parameter to
  362. be mapped to a matching piece of code rather than to a
  363. typemap.
  364.  
  365.      bool_t
  366.      rpcb_gettime(host,timep)
  367.           char *host
  368.           time_t &timep
  369.         OUTPUT:
  370.           timep sv_setnv(ST(1), (double)timep);
  371.  
  372. B<xsubpp> emits an automatic C<SvSETMAGIC()> for all parameters in the
  373. OUTPUT section of the XSUB, except RETVAL.  This is the usually desired
  374. behavior, as it takes care of properly invoking 'set' magic on output
  375. parameters (needed for hash or array element parameters that must be
  376. created if they didn't exist).  If for some reason, this behavior is
  377. not desired, the OUTPUT section may contain a C<SETMAGIC: DISABLE> line
  378. to disable it for the remainder of the parameters in the OUTPUT section.
  379. Likewise,  C<SETMAGIC: ENABLE> can be used to reenable it for the
  380. remainder of the OUTPUT section.  See L<perlguts> for more details
  381. about 'set' magic.
  382.  
  383. =head2 The NO_OUTPUT Keyword
  384.  
  385. The NO_OUTPUT can be placed as the first token of the XSUB.  This keyword
  386. indicates that while the C subroutine we provide an interface to has
  387. a non-C<void> return type, the return value of this C subroutine should not
  388. be returned from the generated Perl subroutine.
  389.  
  390. With this keyword present L<The RETVAL Variable> is created, and in the
  391. generated call to the subroutine this variable is assigned to, but the value
  392. of this variable is not going to be used in the auto-generated code.
  393.  
  394. This keyword makes sense only if C<RETVAL> is going to be accessed by the
  395. user-supplied code.  It is especially useful to make a function interface
  396. more Perl-like, especially when the C return value is just an error condition
  397. indicator.  For example,
  398.  
  399.   NO_OUTPUT int
  400.   delete_file(char *name)
  401.     POST_CALL:
  402.       if (RETVAL != 0)
  403.       croak("Error %d while deleting file '%s'", RETVAL, name);
  404.  
  405. Here the generated XS function returns nothing on success, and will die()
  406. with a meaningful error message on error.
  407.  
  408. =head2 The CODE: Keyword
  409.  
  410. This keyword is used in more complicated XSUBs which require
  411. special handling for the C function.  The RETVAL variable is
  412. still declared, but it will not be returned unless it is specified
  413. in the OUTPUT: section.
  414.  
  415. The following XSUB is for a C function which requires special handling of
  416. its parameters.  The Perl usage is given first.
  417.  
  418.      $status = rpcb_gettime( "localhost", $timep );
  419.  
  420. The XSUB follows.
  421.  
  422.      bool_t
  423.      rpcb_gettime(host,timep)
  424.           char *host
  425.           time_t timep
  426.         CODE:
  427.                RETVAL = rpcb_gettime( host, &timep );
  428.         OUTPUT:
  429.           timep
  430.           RETVAL
  431.  
  432. =head2 The INIT: Keyword
  433.  
  434. The INIT: keyword allows initialization to be inserted into the XSUB before
  435. the compiler generates the call to the C function.  Unlike the CODE: keyword
  436. above, this keyword does not affect the way the compiler handles RETVAL.
  437.  
  438.     bool_t
  439.     rpcb_gettime(host,timep)
  440.           char *host
  441.           time_t &timep
  442.     INIT:
  443.       printf("# Host is %s\n", host );
  444.         OUTPUT:
  445.           timep
  446.  
  447. Another use for the INIT: section is to check for preconditions before
  448. making a call to the C function:
  449.  
  450.     long long
  451.     lldiv(a,b)
  452.     long long a
  453.     long long b
  454.       INIT:
  455.     if (a == 0 && b == 0)
  456.         XSRETURN_UNDEF;
  457.     if (b == 0)
  458.         croak("lldiv: cannot divide by 0");
  459.  
  460. =head2 The NO_INIT Keyword
  461.  
  462. The NO_INIT keyword is used to indicate that a function
  463. parameter is being used only as an output value.  The B<xsubpp>
  464. compiler will normally generate code to read the values of
  465. all function parameters from the argument stack and assign
  466. them to C variables upon entry to the function.  NO_INIT
  467. will tell the compiler that some parameters will be used for
  468. output rather than for input and that they will be handled
  469. before the function terminates.
  470.  
  471. The following example shows a variation of the rpcb_gettime() function.
  472. This function uses the timep variable only as an output variable and does
  473. not care about its initial contents.
  474.  
  475.      bool_t
  476.      rpcb_gettime(host,timep)
  477.           char *host
  478.           time_t &timep = NO_INIT
  479.         OUTPUT:
  480.           timep
  481.  
  482. =head2 Initializing Function Parameters
  483.  
  484. C function parameters are normally initialized with their values from
  485. the argument stack (which in turn contains the parameters that were
  486. passed to the XSUB from Perl).  The typemaps contain the
  487. code segments which are used to translate the Perl values to
  488. the C parameters.  The programmer, however, is allowed to
  489. override the typemaps and supply alternate (or additional)
  490. initialization code.  Initialization code starts with the first
  491. C<=>, C<;> or C<+> on a line in the INPUT: section.  The only
  492. exception happens if this C<;> terminates the line, then this C<;>
  493. is quietly ignored.
  494.  
  495. The following code demonstrates how to supply initialization code for
  496. function parameters.  The initialization code is eval'd within double
  497. quotes by the compiler before it is added to the output so anything
  498. which should be interpreted literally [mainly C<$>, C<@>, or C<\\>]
  499. must be protected with backslashes.  The variables $var, $arg,
  500. and $type can be used as in typemaps.
  501.  
  502.      bool_t
  503.      rpcb_gettime(host,timep)
  504.           char *host = (char *)SvPV($arg,PL_na);
  505.           time_t &timep = 0;
  506.         OUTPUT:
  507.           timep
  508.  
  509. This should not be used to supply default values for parameters.  One
  510. would normally use this when a function parameter must be processed by
  511. another library function before it can be used.  Default parameters are
  512. covered in the next section.
  513.  
  514. If the initialization begins with C<=>, then it is output in
  515. the declaration for the input variable, replacing the initialization
  516. supplied by the typemap.  If the initialization
  517. begins with C<;> or C<+>, then it is performed after
  518. all of the input variables have been declared.  In the C<;>
  519. case the initialization normally supplied by the typemap is not performed.
  520. For the C<+> case, the declaration for the variable will include the
  521. initialization from the typemap.  A global
  522. variable, C<%v>, is available for the truly rare case where
  523. information from one initialization is needed in another
  524. initialization.
  525.  
  526. Here's a truly obscure example:
  527.  
  528.      bool_t
  529.      rpcb_gettime(host,timep)
  530.           time_t &timep ; /* \$v{timep}=@{[$v{timep}=$arg]} */
  531.           char *host + SvOK($v{timep}) ? SvPV($arg,PL_na) : NULL;
  532.         OUTPUT:
  533.           timep
  534.  
  535. The construct C<\$v{timep}=@{[$v{timep}=$arg]}> used in the above
  536. example has a two-fold purpose: first, when this line is processed by
  537. B<xsubpp>, the Perl snippet C<$v{timep}=$arg> is evaluated.  Second,
  538. the text of the evaluated snippet is output into the generated C file
  539. (inside a C comment)!  During the processing of C<char *host> line,
  540. $arg will evaluate to C<ST(0)>, and C<$v{timep}> will evaluate to
  541. C<ST(1)>.
  542.  
  543. =head2 Default Parameter Values
  544.  
  545. Default values for XSUB arguments can be specified by placing an
  546. assignment statement in the parameter list.  The default value may
  547. be a number, a string or the special string C<NO_INIT>.  Defaults should
  548. always be used on the right-most parameters only.
  549.  
  550. To allow the XSUB for rpcb_gettime() to have a default host
  551. value the parameters to the XSUB could be rearranged.  The
  552. XSUB will then call the real rpcb_gettime() function with
  553. the parameters in the correct order.  This XSUB can be called
  554. from Perl with either of the following statements:
  555.  
  556.      $status = rpcb_gettime( $timep, $host );
  557.  
  558.      $status = rpcb_gettime( $timep );
  559.  
  560. The XSUB will look like the code  which  follows.   A  CODE:
  561. block  is used to call the real rpcb_gettime() function with
  562. the parameters in the correct order for that function.
  563.  
  564.      bool_t
  565.      rpcb_gettime(timep,host="localhost")
  566.           char *host
  567.           time_t timep = NO_INIT
  568.         CODE:
  569.                RETVAL = rpcb_gettime( host, &timep );
  570.         OUTPUT:
  571.           timep
  572.           RETVAL
  573.  
  574. =head2 The PREINIT: Keyword
  575.  
  576. The PREINIT: keyword allows extra variables to be declared immediately
  577. before or after the declarations of the parameters from the INPUT: section
  578. are emitted.
  579.  
  580. If a variable is declared inside a CODE: section it will follow any typemap
  581. code that is emitted for the input parameters.  This may result in the
  582. declaration ending up after C code, which is C syntax error.  Similar
  583. errors may happen with an explicit C<;>-type or C<+>-type initialization of
  584. parameters is used (see L<"Initializing Function Parameters">).  Declaring
  585. these variables in an INIT: section will not help.
  586.  
  587. In such cases, to force an additional variable to be declared together
  588. with declarations of other variables, place the declaration into a
  589. PREINIT: section.  The PREINIT: keyword may be used one or more times
  590. within an XSUB.
  591.  
  592. The following examples are equivalent, but if the code is using complex
  593. typemaps then the first example is safer.
  594.  
  595.      bool_t
  596.      rpcb_gettime(timep)
  597.           time_t timep = NO_INIT
  598.     PREINIT:
  599.           char *host = "localhost";
  600.         CODE:
  601.       RETVAL = rpcb_gettime( host, &timep );
  602.         OUTPUT:
  603.           timep
  604.           RETVAL
  605.  
  606. For this particular case an INIT: keyword would generate the
  607. same C code as the PREINIT: keyword.  Another correct, but error-prone example:
  608.  
  609.      bool_t
  610.      rpcb_gettime(timep)
  611.           time_t timep = NO_INIT
  612.     CODE:
  613.           char *host = "localhost";
  614.       RETVAL = rpcb_gettime( host, &timep );
  615.         OUTPUT:
  616.           timep
  617.           RETVAL
  618.  
  619. Another way to declare C<host> is to use a C block in the CODE: section:
  620.  
  621.      bool_t
  622.      rpcb_gettime(timep)
  623.           time_t timep = NO_INIT
  624.     CODE:
  625.       {
  626.             char *host = "localhost";
  627.         RETVAL = rpcb_gettime( host, &timep );
  628.       }
  629.         OUTPUT:
  630.           timep
  631.           RETVAL
  632.  
  633. The ability to put additional declarations before the typemap entries are
  634. processed is very handy in the cases when typemap conversions manipulate
  635. some global state:
  636.  
  637.     MyObject
  638.     mutate(o)
  639.     PREINIT:
  640.         MyState st = global_state;
  641.     INPUT:
  642.         MyObject o;
  643.     CLEANUP:
  644.         reset_to(global_state, st);
  645.  
  646. Here we suppose that conversion to C<MyObject> in the INPUT: section and from
  647. MyObject when processing RETVAL will modify a global variable C<global_state>.
  648. After these conversions are performed, we restore the old value of
  649. C<global_state> (to avoid memory leaks, for example).
  650.  
  651. There is another way to trade clarity for compactness: INPUT sections allow
  652. declaration of C variables which do not appear in the parameter list of
  653. a subroutine.  Thus the above code for mutate() can be rewritten as
  654.  
  655.     MyObject
  656.     mutate(o)
  657.       MyState st = global_state;
  658.       MyObject o;
  659.     CLEANUP:
  660.       reset_to(global_state, st);
  661.  
  662. and the code for rpcb_gettime() can be rewritten as
  663.  
  664.      bool_t
  665.      rpcb_gettime(timep)
  666.       time_t timep = NO_INIT
  667.       char *host = "localhost";
  668.     C_ARGS:
  669.       host, &timep
  670.     OUTPUT:
  671.           timep
  672.           RETVAL
  673.  
  674. =head2 The SCOPE: Keyword
  675.  
  676. The SCOPE: keyword allows scoping to be enabled for a particular XSUB. If
  677. enabled, the XSUB will invoke ENTER and LEAVE automatically.
  678.  
  679. To support potentially complex type mappings, if a typemap entry used
  680. by an XSUB contains a comment like C</*scope*/> then scoping will
  681. be automatically enabled for that XSUB.
  682.  
  683. To enable scoping:
  684.  
  685.     SCOPE: ENABLE
  686.  
  687. To disable scoping:
  688.  
  689.     SCOPE: DISABLE
  690.  
  691. =head2 The INPUT: Keyword
  692.  
  693. The XSUB's parameters are usually evaluated immediately after entering the
  694. XSUB.  The INPUT: keyword can be used to force those parameters to be
  695. evaluated a little later.  The INPUT: keyword can be used multiple times
  696. within an XSUB and can be used to list one or more input variables.  This
  697. keyword is used with the PREINIT: keyword.
  698.  
  699. The following example shows how the input parameter C<timep> can be
  700. evaluated late, after a PREINIT.
  701.  
  702.     bool_t
  703.     rpcb_gettime(host,timep)
  704.           char *host
  705.     PREINIT:
  706.       time_t tt;
  707.     INPUT:
  708.           time_t timep
  709.         CODE:
  710.                RETVAL = rpcb_gettime( host, &tt );
  711.            timep = tt;
  712.         OUTPUT:
  713.           timep
  714.           RETVAL
  715.  
  716. The next example shows each input parameter evaluated late.
  717.  
  718.     bool_t
  719.     rpcb_gettime(host,timep)
  720.     PREINIT:
  721.       time_t tt;
  722.     INPUT:
  723.           char *host
  724.     PREINIT:
  725.       char *h;
  726.     INPUT:
  727.           time_t timep
  728.         CODE:
  729.            h = host;
  730.            RETVAL = rpcb_gettime( h, &tt );
  731.            timep = tt;
  732.         OUTPUT:
  733.           timep
  734.           RETVAL
  735.  
  736. Since INPUT sections allow declaration of C variables which do not appear
  737. in the parameter list of a subroutine, this may be shortened to:
  738.  
  739.     bool_t
  740.     rpcb_gettime(host,timep)
  741.       time_t tt;
  742.           char *host;
  743.       char *h = host;
  744.           time_t timep;
  745.         CODE:
  746.       RETVAL = rpcb_gettime( h, &tt );
  747.       timep = tt;
  748.         OUTPUT:
  749.           timep
  750.           RETVAL
  751.  
  752. (We used our knowledge that input conversion for C<char *> is a "simple" one,
  753. thus C<host> is initialized on the declaration line, and our assignment
  754. C<h = host> is not performed too early.  Otherwise one would need to have the
  755. assignment C<h = host> in a CODE: or INIT: section.)
  756.  
  757. =head2 The IN/OUTLIST/IN_OUTLIST/OUT/IN_OUT Keywords
  758.  
  759. In the list of parameters for an XSUB, one can precede parameter names
  760. by the C<IN>/C<OUTLIST>/C<IN_OUTLIST>/C<OUT>/C<IN_OUT> keywords.
  761. C<IN> keyword is the default, the other keywords indicate how the Perl
  762. interface should differ from the C interface.
  763.  
  764. Parameters preceded by C<OUTLIST>/C<IN_OUTLIST>/C<OUT>/C<IN_OUT>
  765. keywords are considered to be used by the C subroutine I<via
  766. pointers>.  C<OUTLIST>/C<OUT> keywords indicate that the C subroutine
  767. does not inspect the memory pointed by this parameter, but will write
  768. through this pointer to provide additional return values.
  769.  
  770. Parameters preceded by C<OUTLIST> keyword do not appear in the usage
  771. signature of the generated Perl function.
  772.  
  773. Parameters preceded by C<IN_OUTLIST>/C<IN_OUT>/C<OUT> I<do> appear as
  774. parameters to the Perl function.  With the exception of
  775. C<OUT>-parameters, these parameters are converted to the corresponding
  776. C type, then pointers to these data are given as arguments to the C
  777. function.  It is expected that the C function will write through these
  778. pointers.
  779.  
  780. The return list of the generated Perl function consists of the C return value
  781. from the function (unless the XSUB is of C<void> return type or
  782. C<The NO_OUTPUT Keyword> was used) followed by all the C<OUTLIST>
  783. and C<IN_OUTLIST> parameters (in the order of appearance).  On the
  784. return from the XSUB the C<IN_OUT>/C<OUT> Perl parameter will be
  785. modified to have the values written by the C function.
  786.  
  787. For example, an XSUB
  788.  
  789.   void
  790.   day_month(OUTLIST day, IN unix_time, OUTLIST month)
  791.     int day
  792.     int unix_time
  793.     int month
  794.  
  795. should be used from Perl as
  796.  
  797.   my ($day, $month) = day_month(time);
  798.  
  799. The C signature of the corresponding function should be
  800.  
  801.   void day_month(int *day, int unix_time, int *month);
  802.  
  803. The C<IN>/C<OUTLIST>/C<IN_OUTLIST>/C<IN_OUT>/C<OUT> keywords can be
  804. mixed with ANSI-style declarations, as in
  805.  
  806.   void
  807.   day_month(OUTLIST int day, int unix_time, OUTLIST int month)
  808.  
  809. (here the optional C<IN> keyword is omitted).
  810.  
  811. The C<IN_OUT> parameters are identical with parameters introduced with
  812. L<The & Unary Operator> and put into the C<OUTPUT:> section (see
  813. L<The OUTPUT: Keyword>).  The C<IN_OUTLIST> parameters are very similar,
  814. the only difference being that the value C function writes through the
  815. pointer would not modify the Perl parameter, but is put in the output
  816. list.
  817.  
  818. The C<OUTLIST>/C<OUT> parameter differ from C<IN_OUTLIST>/C<IN_OUT>
  819. parameters only by the the initial value of the Perl parameter not
  820. being read (and not being given to the C function - which gets some
  821. garbage instead).  For example, the same C function as above can be
  822. interfaced with as
  823.  
  824.   void day_month(OUT int day, int unix_time, OUT int month);
  825.  
  826. or
  827.  
  828.   void
  829.   day_month(day, unix_time, month)
  830.       int &day = NO_INIT
  831.       int  unix_time
  832.       int &month = NO_INIT
  833.     OUTPUT:
  834.       day
  835.       month
  836.  
  837. However, the generated Perl function is called in very C-ish style:
  838.  
  839.   my ($day, $month);
  840.   day_month($day, time, $month);
  841.  
  842. =head2 Variable-length Parameter Lists
  843.  
  844. XSUBs can have variable-length parameter lists by specifying an ellipsis
  845. C<(...)> in the parameter list.  This use of the ellipsis is similar to that
  846. found in ANSI C.  The programmer is able to determine the number of
  847. arguments passed to the XSUB by examining the C<items> variable which the
  848. B<xsubpp> compiler supplies for all XSUBs.  By using this mechanism one can
  849. create an XSUB which accepts a list of parameters of unknown length.
  850.  
  851. The I<host> parameter for the rpcb_gettime() XSUB can be
  852. optional so the ellipsis can be used to indicate that the
  853. XSUB will take a variable number of parameters.  Perl should
  854. be able to call this XSUB with either of the following statements.
  855.  
  856.      $status = rpcb_gettime( $timep, $host );
  857.  
  858.      $status = rpcb_gettime( $timep );
  859.  
  860. The XS code, with ellipsis, follows.
  861.  
  862.      bool_t
  863.      rpcb_gettime(timep, ...)
  864.           time_t timep = NO_INIT
  865.     PREINIT:
  866.           char *host = "localhost";
  867.       STRLEN n_a;
  868.         CODE:
  869.       if( items > 1 )
  870.            host = (char *)SvPV(ST(1), n_a);
  871.       RETVAL = rpcb_gettime( host, &timep );
  872.         OUTPUT:
  873.           timep
  874.           RETVAL
  875.  
  876. =head2 The C_ARGS: Keyword
  877.  
  878. The C_ARGS: keyword allows creating of XSUBS which have different
  879. calling sequence from Perl than from C, without a need to write
  880. CODE: or PPCODE: section.  The contents of the C_ARGS: paragraph is
  881. put as the argument to the called C function without any change.
  882.  
  883. For example, suppose that a C function is declared as
  884.  
  885.     symbolic nth_derivative(int n, symbolic function, int flags);
  886.  
  887. and that the default flags are kept in a global C variable
  888. C<default_flags>.  Suppose that you want to create an interface which
  889. is called as
  890.  
  891.     $second_deriv = $function->nth_derivative(2);
  892.  
  893. To do this, declare the XSUB as
  894.  
  895.     symbolic
  896.     nth_derivative(function, n)
  897.     symbolic    function
  898.     int        n
  899.       C_ARGS:
  900.     n, function, default_flags
  901.  
  902. =head2 The PPCODE: Keyword
  903.  
  904. The PPCODE: keyword is an alternate form of the CODE: keyword and is used
  905. to tell the B<xsubpp> compiler that the programmer is supplying the code to
  906. control the argument stack for the XSUBs return values.  Occasionally one
  907. will want an XSUB to return a list of values rather than a single value.
  908. In these cases one must use PPCODE: and then explicitly push the list of
  909. values on the stack.  The PPCODE: and CODE:  keywords should not be used
  910. together within the same XSUB.
  911.  
  912. The actual difference between PPCODE: and CODE: sections is in the
  913. initialization of C<SP> macro (which stands for the I<current> Perl
  914. stack pointer), and in the handling of data on the stack when returning
  915. from an XSUB.  In CODE: sections SP preserves the value which was on
  916. entry to the XSUB: SP is on the function pointer (which follows the
  917. last parameter).  In PPCODE: sections SP is moved backward to the
  918. beginning of the parameter list, which allows C<PUSH*()> macros
  919. to place output values in the place Perl expects them to be when
  920. the XSUB returns back to Perl.
  921.  
  922. The generated trailer for a CODE: section ensures that the number of return
  923. values Perl will see is either 0 or 1 (depending on the C<void>ness of the
  924. return value of the C function, and heuristics mentioned in
  925. L<"The RETVAL Variable">).  The trailer generated for a PPCODE: section
  926. is based on the number of return values and on the number of times
  927. C<SP> was updated by C<[X]PUSH*()> macros.
  928.  
  929. Note that macros C<ST(i)>, C<XST_m*()> and C<XSRETURN*()> work equally
  930. well in CODE: sections and PPCODE: sections.
  931.  
  932. The following XSUB will call the C rpcb_gettime() function
  933. and will return its two output values, timep and status, to
  934. Perl as a single list.
  935.  
  936.      void
  937.      rpcb_gettime(host)
  938.           char *host
  939.     PREINIT:
  940.           time_t  timep;
  941.           bool_t  status;
  942.         PPCODE:
  943.           status = rpcb_gettime( host, &timep );
  944.           EXTEND(SP, 2);
  945.           PUSHs(sv_2mortal(newSViv(status)));
  946.           PUSHs(sv_2mortal(newSViv(timep)));
  947.  
  948. Notice that the programmer must supply the C code necessary
  949. to have the real rpcb_gettime() function called and to have
  950. the return values properly placed on the argument stack.
  951.  
  952. The C<void> return type for this function tells the B<xsubpp> compiler that
  953. the RETVAL variable is not needed or used and that it should not be created.
  954. In most scenarios the void return type should be used with the PPCODE:
  955. directive.
  956.  
  957. The EXTEND() macro is used to make room on the argument
  958. stack for 2 return values.  The PPCODE: directive causes the
  959. B<xsubpp> compiler to create a stack pointer available as C<SP>, and it
  960. is this pointer which is being used in the EXTEND() macro.
  961. The values are then pushed onto the stack with the PUSHs()
  962. macro.
  963.  
  964. Now the rpcb_gettime() function can be used from Perl with
  965. the following statement.
  966.  
  967.      ($status, $timep) = rpcb_gettime("localhost");
  968.  
  969. When handling output parameters with a PPCODE section, be sure to handle
  970. 'set' magic properly.  See L<perlguts> for details about 'set' magic.
  971.  
  972. =head2 Returning Undef And Empty Lists
  973.  
  974. Occasionally the programmer will want to return simply
  975. C<undef> or an empty list if a function fails rather than a
  976. separate status value.  The rpcb_gettime() function offers
  977. just this situation.  If the function succeeds we would like
  978. to have it return the time and if it fails we would like to
  979. have undef returned.  In the following Perl code the value
  980. of $timep will either be undef or it will be a valid time.
  981.  
  982.      $timep = rpcb_gettime( "localhost" );
  983.  
  984. The following XSUB uses the C<SV *> return type as a mnemonic only,
  985. and uses a CODE: block to indicate to the compiler
  986. that the programmer has supplied all the necessary code.  The
  987. sv_newmortal() call will initialize the return value to undef, making that
  988. the default return value.
  989.  
  990.      SV *
  991.      rpcb_gettime(host)
  992.           char *  host
  993.     PREINIT:
  994.           time_t  timep;
  995.           bool_t x;
  996.         CODE:
  997.           ST(0) = sv_newmortal();
  998.           if( rpcb_gettime( host, &timep ) )
  999.                sv_setnv( ST(0), (double)timep);
  1000.  
  1001. The next example demonstrates how one would place an explicit undef in the
  1002. return value, should the need arise.
  1003.  
  1004.      SV *
  1005.      rpcb_gettime(host)
  1006.           char *  host
  1007.     PREINIT:
  1008.           time_t  timep;
  1009.           bool_t x;
  1010.         CODE:
  1011.           ST(0) = sv_newmortal();
  1012.           if( rpcb_gettime( host, &timep ) ){
  1013.                sv_setnv( ST(0), (double)timep);
  1014.           }
  1015.           else{
  1016.                ST(0) = &PL_sv_undef;
  1017.           }
  1018.  
  1019. To return an empty list one must use a PPCODE: block and
  1020. then not push return values on the stack.
  1021.  
  1022.      void
  1023.      rpcb_gettime(host)
  1024.           char *host
  1025.     PREINIT:
  1026.           time_t  timep;
  1027.         PPCODE:
  1028.           if( rpcb_gettime( host, &timep ) )
  1029.                PUSHs(sv_2mortal(newSViv(timep)));
  1030.           else{
  1031.           /* Nothing pushed on stack, so an empty
  1032.            * list is implicitly returned. */
  1033.           }
  1034.  
  1035. Some people may be inclined to include an explicit C<return> in the above
  1036. XSUB, rather than letting control fall through to the end.  In those
  1037. situations C<XSRETURN_EMPTY> should be used, instead.  This will ensure that
  1038. the XSUB stack is properly adjusted.  Consult L<perlguts/"API LISTING"> for
  1039. other C<XSRETURN> macros.
  1040.  
  1041. Since C<XSRETURN_*> macros can be used with CODE blocks as well, one can
  1042. rewrite this example as:
  1043.  
  1044.      int
  1045.      rpcb_gettime(host)
  1046.           char *host
  1047.     PREINIT:
  1048.           time_t  timep;
  1049.         CODE:
  1050.           RETVAL = rpcb_gettime( host, &timep );
  1051.       if (RETVAL == 0)
  1052.         XSRETURN_UNDEF;
  1053.     OUTPUT:
  1054.       RETVAL
  1055.  
  1056. In fact, one can put this check into a POST_CALL: section as well.  Together
  1057. with PREINIT: simplifications, this leads to:
  1058.  
  1059.      int
  1060.      rpcb_gettime(host)
  1061.           char *host
  1062.           time_t  timep;
  1063.     POST_CALL:
  1064.       if (RETVAL == 0)
  1065.         XSRETURN_UNDEF;
  1066.  
  1067. =head2 The REQUIRE: Keyword
  1068.  
  1069. The REQUIRE: keyword is used to indicate the minimum version of the
  1070. B<xsubpp> compiler needed to compile the XS module.  An XS module which
  1071. contains the following statement will compile with only B<xsubpp> version
  1072. 1.922 or greater:
  1073.  
  1074.     REQUIRE: 1.922
  1075.  
  1076. =head2 The CLEANUP: Keyword
  1077.  
  1078. This keyword can be used when an XSUB requires special cleanup procedures
  1079. before it terminates.  When the CLEANUP:  keyword is used it must follow
  1080. any CODE:, PPCODE:, or OUTPUT: blocks which are present in the XSUB.  The
  1081. code specified for the cleanup block will be added as the last statements
  1082. in the XSUB.
  1083.  
  1084. =head2 The POST_CALL: Keyword
  1085.  
  1086. This keyword can be used when an XSUB requires special procedures
  1087. executed after the C subroutine call is performed.  When the POST_CALL:
  1088. keyword is used it must precede OUTPUT: and CLEANUP: blocks which are
  1089. present in the XSUB.
  1090.  
  1091. The POST_CALL: block does not make a lot of sense when the C subroutine
  1092. call is supplied by user by providing either CODE: or PPCODE: section.
  1093.  
  1094. =head2 The BOOT: Keyword
  1095.  
  1096. The BOOT: keyword is used to add code to the extension's bootstrap
  1097. function.  The bootstrap function is generated by the B<xsubpp> compiler and
  1098. normally holds the statements necessary to register any XSUBs with Perl.
  1099. With the BOOT: keyword the programmer can tell the compiler to add extra
  1100. statements to the bootstrap function.
  1101.  
  1102. This keyword may be used any time after the first MODULE keyword and should
  1103. appear on a line by itself.  The first blank line after the keyword will
  1104. terminate the code block.
  1105.  
  1106.      BOOT:
  1107.      # The following message will be printed when the
  1108.      # bootstrap function executes.
  1109.      printf("Hello from the bootstrap!\n");
  1110.  
  1111. =head2 The VERSIONCHECK: Keyword
  1112.  
  1113. The VERSIONCHECK: keyword corresponds to B<xsubpp>'s C<-versioncheck> and
  1114. C<-noversioncheck> options.  This keyword overrides the command line
  1115. options.  Version checking is enabled by default.  When version checking is
  1116. enabled the XS module will attempt to verify that its version matches the
  1117. version of the PM module.
  1118.  
  1119. To enable version checking:
  1120.  
  1121.     VERSIONCHECK: ENABLE
  1122.  
  1123. To disable version checking:
  1124.  
  1125.     VERSIONCHECK: DISABLE
  1126.  
  1127. =head2 The PROTOTYPES: Keyword
  1128.  
  1129. The PROTOTYPES: keyword corresponds to B<xsubpp>'s C<-prototypes> and
  1130. C<-noprototypes> options.  This keyword overrides the command line options.
  1131. Prototypes are enabled by default.  When prototypes are enabled XSUBs will
  1132. be given Perl prototypes.  This keyword may be used multiple times in an XS
  1133. module to enable and disable prototypes for different parts of the module.
  1134.  
  1135. To enable prototypes:
  1136.  
  1137.     PROTOTYPES: ENABLE
  1138.  
  1139. To disable prototypes:
  1140.  
  1141.     PROTOTYPES: DISABLE
  1142.  
  1143. =head2 The PROTOTYPE: Keyword
  1144.  
  1145. This keyword is similar to the PROTOTYPES: keyword above but can be used to
  1146. force B<xsubpp> to use a specific prototype for the XSUB.  This keyword
  1147. overrides all other prototype options and keywords but affects only the
  1148. current XSUB.  Consult L<perlsub/Prototypes> for information about Perl
  1149. prototypes.
  1150.  
  1151.     bool_t
  1152.     rpcb_gettime(timep, ...)
  1153.           time_t timep = NO_INIT
  1154.     PROTOTYPE: $;$
  1155.     PREINIT:
  1156.           char *host = "localhost";
  1157.       STRLEN n_a;
  1158.         CODE:
  1159.           if( items > 1 )
  1160.                host = (char *)SvPV(ST(1), n_a);
  1161.           RETVAL = rpcb_gettime( host, &timep );
  1162.         OUTPUT:
  1163.           timep
  1164.           RETVAL
  1165.  
  1166. =head2 The ALIAS: Keyword
  1167.  
  1168. The ALIAS: keyword allows an XSUB to have two or more unique Perl names
  1169. and to know which of those names was used when it was invoked.  The Perl
  1170. names may be fully-qualified with package names.  Each alias is given an
  1171. index.  The compiler will setup a variable called C<ix> which contain the
  1172. index of the alias which was used.  When the XSUB is called with its
  1173. declared name C<ix> will be 0.
  1174.  
  1175. The following example will create aliases C<FOO::gettime()> and
  1176. C<BAR::getit()> for this function.
  1177.  
  1178.     bool_t
  1179.     rpcb_gettime(host,timep)
  1180.           char *host
  1181.           time_t &timep
  1182.     ALIAS:
  1183.         FOO::gettime = 1
  1184.         BAR::getit = 2
  1185.     INIT:
  1186.       printf("# ix = %d\n", ix );
  1187.         OUTPUT:
  1188.           timep
  1189.  
  1190. =head2 The INTERFACE: Keyword
  1191.  
  1192. This keyword declares the current XSUB as a keeper of the given
  1193. calling signature.  If some text follows this keyword, it is
  1194. considered as a list of functions which have this signature, and
  1195. should be attached to the current XSUB.
  1196.  
  1197. For example, if you have 4 C functions multiply(), divide(), add(),
  1198. subtract() all having the signature:
  1199.  
  1200.     symbolic f(symbolic, symbolic);
  1201.  
  1202. you can make them all to use the same XSUB using this:
  1203.  
  1204.     symbolic
  1205.     interface_s_ss(arg1, arg2)  
  1206.     symbolic    arg1
  1207.     symbolic    arg2
  1208.     INTERFACE:
  1209.     multiply divide 
  1210.     add subtract
  1211.  
  1212. (This is the complete XSUB code for 4 Perl functions!)  Four generated
  1213. Perl function share names with corresponding C functions.
  1214.  
  1215. The advantage of this approach comparing to ALIAS: keyword is that there
  1216. is no need to code a switch statement, each Perl function (which shares
  1217. the same XSUB) knows which C function it should call.  Additionally, one
  1218. can attach an extra function remainder() at runtime by using
  1219.  
  1220.     CV *mycv = newXSproto("Symbolic::remainder", 
  1221.               XS_Symbolic_interface_s_ss, __FILE__, "$$");
  1222.     XSINTERFACE_FUNC_SET(mycv, remainder);
  1223.  
  1224. say, from another XSUB.  (This example supposes that there was no
  1225. INTERFACE_MACRO: section, otherwise one needs to use something else instead of
  1226. C<XSINTERFACE_FUNC_SET>, see the next section.)
  1227.  
  1228. =head2 The INTERFACE_MACRO: Keyword
  1229.  
  1230. This keyword allows one to define an INTERFACE using a different way
  1231. to extract a function pointer from an XSUB.  The text which follows
  1232. this keyword should give the name of macros which would extract/set a
  1233. function pointer.  The extractor macro is given return type, C<CV*>,
  1234. and C<XSANY.any_dptr> for this C<CV*>.  The setter macro is given cv,
  1235. and the function pointer.
  1236.  
  1237. The default value is C<XSINTERFACE_FUNC> and C<XSINTERFACE_FUNC_SET>.
  1238. An INTERFACE keyword with an empty list of functions can be omitted if
  1239. INTERFACE_MACRO keyword is used.
  1240.  
  1241. Suppose that in the previous example functions pointers for 
  1242. multiply(), divide(), add(), subtract() are kept in a global C array
  1243. C<fp[]> with offsets being C<multiply_off>, C<divide_off>, C<add_off>,
  1244. C<subtract_off>.  Then one can use 
  1245.  
  1246.     #define XSINTERFACE_FUNC_BYOFFSET(ret,cv,f) \
  1247.     ((XSINTERFACE_CVT(ret,))fp[CvXSUBANY(cv).any_i32])
  1248.     #define XSINTERFACE_FUNC_BYOFFSET_set(cv,f) \
  1249.     CvXSUBANY(cv).any_i32 = CAT2( f, _off )
  1250.  
  1251. in C section,
  1252.  
  1253.     symbolic
  1254.     interface_s_ss(arg1, arg2)  
  1255.     symbolic    arg1
  1256.     symbolic    arg2
  1257.       INTERFACE_MACRO: 
  1258.     XSINTERFACE_FUNC_BYOFFSET
  1259.     XSINTERFACE_FUNC_BYOFFSET_set
  1260.       INTERFACE:
  1261.     multiply divide 
  1262.     add subtract
  1263.  
  1264. in XSUB section.
  1265.  
  1266. =head2 The INCLUDE: Keyword
  1267.  
  1268. This keyword can be used to pull other files into the XS module.  The other
  1269. files may have XS code.  INCLUDE: can also be used to run a command to
  1270. generate the XS code to be pulled into the module.
  1271.  
  1272. The file F<Rpcb1.xsh> contains our C<rpcb_gettime()> function:
  1273.  
  1274.     bool_t
  1275.     rpcb_gettime(host,timep)
  1276.           char *host
  1277.           time_t &timep
  1278.         OUTPUT:
  1279.           timep
  1280.  
  1281. The XS module can use INCLUDE: to pull that file into it.
  1282.  
  1283.     INCLUDE: Rpcb1.xsh
  1284.  
  1285. If the parameters to the INCLUDE: keyword are followed by a pipe (C<|>) then
  1286. the compiler will interpret the parameters as a command.
  1287.  
  1288.     INCLUDE: cat Rpcb1.xsh |
  1289.  
  1290. =head2 The CASE: Keyword
  1291.  
  1292. The CASE: keyword allows an XSUB to have multiple distinct parts with each
  1293. part acting as a virtual XSUB.  CASE: is greedy and if it is used then all
  1294. other XS keywords must be contained within a CASE:.  This means nothing may
  1295. precede the first CASE: in the XSUB and anything following the last CASE: is
  1296. included in that case.
  1297.  
  1298. A CASE: might switch via a parameter of the XSUB, via the C<ix> ALIAS:
  1299. variable (see L<"The ALIAS: Keyword">), or maybe via the C<items> variable
  1300. (see L<"Variable-length Parameter Lists">).  The last CASE: becomes the
  1301. B<default> case if it is not associated with a conditional.  The following
  1302. example shows CASE switched via C<ix> with a function C<rpcb_gettime()>
  1303. having an alias C<x_gettime()>.  When the function is called as
  1304. C<rpcb_gettime()> its parameters are the usual C<(char *host, time_t *timep)>,
  1305. but when the function is called as C<x_gettime()> its parameters are
  1306. reversed, C<(time_t *timep, char *host)>.
  1307.  
  1308.     long
  1309.     rpcb_gettime(a,b)
  1310.       CASE: ix == 1
  1311.     ALIAS:
  1312.       x_gettime = 1
  1313.     INPUT:
  1314.       # 'a' is timep, 'b' is host
  1315.           char *b
  1316.           time_t a = NO_INIT
  1317.         CODE:
  1318.                RETVAL = rpcb_gettime( b, &a );
  1319.         OUTPUT:
  1320.           a
  1321.           RETVAL
  1322.       CASE:
  1323.       # 'a' is host, 'b' is timep
  1324.           char *a
  1325.           time_t &b = NO_INIT
  1326.         OUTPUT:
  1327.           b
  1328.           RETVAL
  1329.  
  1330. That function can be called with either of the following statements.  Note
  1331. the different argument lists.
  1332.  
  1333.     $status = rpcb_gettime( $host, $timep );
  1334.  
  1335.     $status = x_gettime( $timep, $host );
  1336.  
  1337. =head2 The & Unary Operator
  1338.  
  1339. The C<&> unary operator in the INPUT: section is used to tell B<xsubpp>
  1340. that it should convert a Perl value to/from C using the C type to the left
  1341. of C<&>, but provide a pointer to this value when the C function is called.
  1342.  
  1343. This is useful to avoid a CODE: block for a C function which takes a parameter
  1344. by reference.  Typically, the parameter should be not a pointer type (an
  1345. C<int> or C<long> but not a C<int*> or C<long*>).
  1346.  
  1347. The following XSUB will generate incorrect C code.  The B<xsubpp> compiler will
  1348. turn this into code which calls C<rpcb_gettime()> with parameters C<(char
  1349. *host, time_t timep)>, but the real C<rpcb_gettime()> wants the C<timep>
  1350. parameter to be of type C<time_t*> rather than C<time_t>.
  1351.  
  1352.     bool_t
  1353.     rpcb_gettime(host,timep)
  1354.           char *host
  1355.           time_t timep
  1356.         OUTPUT:
  1357.           timep
  1358.  
  1359. That problem is corrected by using the C<&> operator.  The B<xsubpp> compiler
  1360. will now turn this into code which calls C<rpcb_gettime()> correctly with
  1361. parameters C<(char *host, time_t *timep)>.  It does this by carrying the
  1362. C<&> through, so the function call looks like C<rpcb_gettime(host, &timep)>.
  1363.  
  1364.     bool_t
  1365.     rpcb_gettime(host,timep)
  1366.           char *host
  1367.           time_t &timep
  1368.         OUTPUT:
  1369.           timep
  1370.  
  1371. =head2 Inserting POD, Comments and C Preprocessor Directives
  1372.  
  1373. C preprocessor directives are allowed within BOOT:, PREINIT: INIT:, CODE:,
  1374. PPCODE:, POST_CALL:, and CLEANUP: blocks, as well as outside the functions.
  1375. Comments are allowed anywhere after the MODULE keyword.  The compiler will
  1376. pass the preprocessor directives through untouched and will remove the
  1377. commented lines. POD documentation is allowed at any point, both in the
  1378. C and XS language sections. POD must be terminated with a C<=cut> command;
  1379. C<xsubpp> will exit with an error if it does not. It is very unlikely that
  1380. human generated C code will be mistaken for POD, as most indenting styles
  1381. result in whitespace in front of any line starting with C<=>. Machine
  1382. generated XS files may fall into this trap unless care is taken to
  1383. ensure that a space breaks the sequence "\n=".
  1384.  
  1385. Comments can be added to XSUBs by placing a C<#> as the first
  1386. non-whitespace of a line.  Care should be taken to avoid making the
  1387. comment look like a C preprocessor directive, lest it be interpreted as
  1388. such.  The simplest way to prevent this is to put whitespace in front of
  1389. the C<#>.
  1390.  
  1391. If you use preprocessor directives to choose one of two
  1392. versions of a function, use
  1393.  
  1394.     #if ... version1
  1395.     #else /* ... version2  */
  1396.     #endif
  1397.  
  1398. and not
  1399.  
  1400.     #if ... version1
  1401.     #endif
  1402.     #if ... version2
  1403.     #endif
  1404.  
  1405. because otherwise B<xsubpp> will believe that you made a duplicate
  1406. definition of the function.  Also, put a blank line before the
  1407. #else/#endif so it will not be seen as part of the function body.
  1408.  
  1409. =head2 Using XS With C++
  1410.  
  1411. If an XSUB name contains C<::>, it is considered to be a C++ method.
  1412. The generated Perl function will assume that
  1413. its first argument is an object pointer.  The object pointer
  1414. will be stored in a variable called THIS.  The object should
  1415. have been created by C++ with the new() function and should
  1416. be blessed by Perl with the sv_setref_pv() macro.  The
  1417. blessing of the object by Perl can be handled by a typemap.  An example
  1418. typemap is shown at the end of this section.
  1419.  
  1420. If the return type of the XSUB includes C<static>, the method is considered
  1421. to be a static method.  It will call the C++
  1422. function using the class::method() syntax.  If the method is not static
  1423. the function will be called using the THIS-E<gt>method() syntax.
  1424.  
  1425. The next examples will use the following C++ class.
  1426.  
  1427.      class color {
  1428.           public:
  1429.           color();
  1430.           ~color();
  1431.           int blue();
  1432.           void set_blue( int );
  1433.  
  1434.           private:
  1435.           int c_blue;
  1436.      };
  1437.  
  1438. The XSUBs for the blue() and set_blue() methods are defined with the class
  1439. name but the parameter for the object (THIS, or "self") is implicit and is
  1440. not listed.
  1441.  
  1442.      int
  1443.      color::blue()
  1444.  
  1445.      void
  1446.      color::set_blue( val )
  1447.           int val
  1448.  
  1449. Both Perl functions will expect an object as the first parameter.  In the 
  1450. generated C++ code the object is called C<THIS>, and the method call will
  1451. be performed on this object.  So in the C++ code the blue() and set_blue()
  1452. methods will be called as this:
  1453.  
  1454.      RETVAL = THIS->blue();
  1455.  
  1456.      THIS->set_blue( val );
  1457.  
  1458. You could also write a single get/set method using an optional argument:
  1459.  
  1460.      int
  1461.      color::blue( val = NO_INIT )
  1462.          int val
  1463.          PROTOTYPE $;$
  1464.          CODE:
  1465.              if (items > 1)
  1466.                  THIS->set_blue( val );
  1467.              RETVAL = THIS->blue();
  1468.          OUTPUT:
  1469.              RETVAL
  1470.  
  1471. If the function's name is B<DESTROY> then the C++ C<delete> function will be
  1472. called and C<THIS> will be given as its parameter.  The generated C++ code for
  1473.  
  1474.      void
  1475.      color::DESTROY()
  1476.  
  1477. will look like this:
  1478.  
  1479.      color *THIS = ...;    // Initialized as in typemap
  1480.  
  1481.      delete THIS;
  1482.  
  1483. If the function's name is B<new> then the C++ C<new> function will be called
  1484. to create a dynamic C++ object.  The XSUB will expect the class name, which
  1485. will be kept in a variable called C<CLASS>, to be given as the first
  1486. argument.
  1487.  
  1488.      color *
  1489.      color::new()
  1490.  
  1491. The generated C++ code will call C<new>.
  1492.  
  1493.      RETVAL = new color();
  1494.  
  1495. The following is an example of a typemap that could be used for this C++
  1496. example.
  1497.  
  1498.     TYPEMAP
  1499.     color *        O_OBJECT
  1500.  
  1501.     OUTPUT
  1502.     # The Perl object is blessed into 'CLASS', which should be a
  1503.     # char* having the name of the package for the blessing.
  1504.     O_OBJECT
  1505.         sv_setref_pv( $arg, CLASS, (void*)$var );
  1506.  
  1507.     INPUT
  1508.     O_OBJECT
  1509.         if( sv_isobject($arg) && (SvTYPE(SvRV($arg)) == SVt_PVMG) )
  1510.             $var = ($type)SvIV((SV*)SvRV( $arg ));
  1511.         else{
  1512.             warn( \"${Package}::$func_name() -- $var is not a blessed SV reference\" );
  1513.             XSRETURN_UNDEF;
  1514.         }
  1515.  
  1516. =head2 Interface Strategy
  1517.  
  1518. When designing an interface between Perl and a C library a straight
  1519. translation from C to XS (such as created by C<h2xs -x>) is often sufficient.
  1520. However, sometimes the interface will look
  1521. very C-like and occasionally nonintuitive, especially when the C function
  1522. modifies one of its parameters, or returns failure inband (as in "negative
  1523. return values mean failure").  In cases where the programmer wishes to
  1524. create a more Perl-like interface the following strategy may help to
  1525. identify the more critical parts of the interface.
  1526.  
  1527. Identify the C functions with input/output or output parameters.  The XSUBs for
  1528. these functions may be able to return lists to Perl.
  1529.  
  1530. Identify the C functions which use some inband info as an indication
  1531. of failure.  They may be
  1532. candidates to return undef or an empty list in case of failure.  If the
  1533. failure may be detected without a call to the C function, you may want to use
  1534. an INIT: section to report the failure.  For failures detectable after the C
  1535. function returns one may want to use a POST_CALL: section to process the
  1536. failure.  In more complicated cases use CODE: or PPCODE: sections.
  1537.  
  1538. If many functions use the same failure indication based on the return value,
  1539. you may want to create a special typedef to handle this situation.  Put
  1540.  
  1541.   typedef int negative_is_failure;
  1542.  
  1543. near the beginning of XS file, and create an OUTPUT typemap entry
  1544. for C<negative_is_failure> which converts negative values to C<undef>, or
  1545. maybe croak()s.  After this the return value of type C<negative_is_failure>
  1546. will create more Perl-like interface.
  1547.  
  1548. Identify which values are used by only the C and XSUB functions
  1549. themselves, say, when a parameter to a function should be a contents of a
  1550. global variable.  If Perl does not need to access the contents of the value
  1551. then it may not be necessary to provide a translation for that value
  1552. from C to Perl.
  1553.  
  1554. Identify the pointers in the C function parameter lists and return
  1555. values.  Some pointers may be used to implement input/output or
  1556. output parameters, they can be handled in XS with the C<&> unary operator,
  1557. and, possibly, using the NO_INIT keyword.
  1558. Some others will require handling of types like C<int *>, and one needs
  1559. to decide what a useful Perl translation will do in such a case.  When
  1560. the semantic is clear, it is advisable to put the translation into a typemap
  1561. file.
  1562.  
  1563. Identify the structures used by the C functions.  In many
  1564. cases it may be helpful to use the T_PTROBJ typemap for
  1565. these structures so they can be manipulated by Perl as
  1566. blessed objects.  (This is handled automatically by C<h2xs -x>.)
  1567.  
  1568. If the same C type is used in several different contexts which require
  1569. different translations, C<typedef> several new types mapped to this C type,
  1570. and create separate F<typemap> entries for these new types.  Use these
  1571. types in declarations of return type and parameters to XSUBs.
  1572.  
  1573. =head2 Perl Objects And C Structures
  1574.  
  1575. When dealing with C structures one should select either
  1576. B<T_PTROBJ> or B<T_PTRREF> for the XS type.  Both types are
  1577. designed to handle pointers to complex objects.  The
  1578. T_PTRREF type will allow the Perl object to be unblessed
  1579. while the T_PTROBJ type requires that the object be blessed.
  1580. By using T_PTROBJ one can achieve a form of type-checking
  1581. because the XSUB will attempt to verify that the Perl object
  1582. is of the expected type.
  1583.  
  1584. The following XS code shows the getnetconfigent() function which is used
  1585. with ONC+ TIRPC.  The getnetconfigent() function will return a pointer to a
  1586. C structure and has the C prototype shown below.  The example will
  1587. demonstrate how the C pointer will become a Perl reference.  Perl will
  1588. consider this reference to be a pointer to a blessed object and will
  1589. attempt to call a destructor for the object.  A destructor will be
  1590. provided in the XS source to free the memory used by getnetconfigent().
  1591. Destructors in XS can be created by specifying an XSUB function whose name
  1592. ends with the word B<DESTROY>.  XS destructors can be used to free memory
  1593. which may have been malloc'd by another XSUB.
  1594.  
  1595.      struct netconfig *getnetconfigent(const char *netid);
  1596.  
  1597. A C<typedef> will be created for C<struct netconfig>.  The Perl
  1598. object will be blessed in a class matching the name of the C
  1599. type, with the tag C<Ptr> appended, and the name should not
  1600. have embedded spaces if it will be a Perl package name.  The
  1601. destructor will be placed in a class corresponding to the
  1602. class of the object and the PREFIX keyword will be used to
  1603. trim the name to the word DESTROY as Perl will expect.
  1604.  
  1605.      typedef struct netconfig Netconfig;
  1606.  
  1607.      MODULE = RPC  PACKAGE = RPC
  1608.  
  1609.      Netconfig *
  1610.      getnetconfigent(netid)
  1611.           char *netid
  1612.  
  1613.      MODULE = RPC  PACKAGE = NetconfigPtr  PREFIX = rpcb_
  1614.  
  1615.      void
  1616.      rpcb_DESTROY(netconf)
  1617.           Netconfig *netconf
  1618.         CODE:
  1619.           printf("Now in NetconfigPtr::DESTROY\n");
  1620.           free( netconf );
  1621.  
  1622. This example requires the following typemap entry.  Consult the typemap
  1623. section for more information about adding new typemaps for an extension.
  1624.  
  1625.      TYPEMAP
  1626.      Netconfig *  T_PTROBJ
  1627.  
  1628. This example will be used with the following Perl statements.
  1629.  
  1630.      use RPC;
  1631.      $netconf = getnetconfigent("udp");
  1632.  
  1633. When Perl destroys the object referenced by $netconf it will send the
  1634. object to the supplied XSUB DESTROY function.  Perl cannot determine, and
  1635. does not care, that this object is a C struct and not a Perl object.  In
  1636. this sense, there is no difference between the object created by the
  1637. getnetconfigent() XSUB and an object created by a normal Perl subroutine.
  1638.  
  1639. =head2 The Typemap
  1640.  
  1641. The typemap is a collection of code fragments which are used by the B<xsubpp>
  1642. compiler to map C function parameters and values to Perl values.  The
  1643. typemap file may consist of three sections labelled C<TYPEMAP>, C<INPUT>, and
  1644. C<OUTPUT>.  An unlabelled initial section is assumed to be a C<TYPEMAP>
  1645. section.  The INPUT section tells
  1646. the compiler how to translate Perl values
  1647. into variables of certain C types.  The OUTPUT section tells the compiler
  1648. how to translate the values from certain C types into values Perl can
  1649. understand.  The TYPEMAP section tells the compiler which of the INPUT and
  1650. OUTPUT code fragments should be used to map a given C type to a Perl value.
  1651. The section labels C<TYPEMAP>, C<INPUT>, or C<OUTPUT> must begin
  1652. in the first column on a line by themselves, and must be in uppercase.
  1653.  
  1654. The default typemap in the C<lib/ExtUtils> directory of the Perl source
  1655. contains many useful types which can be used by Perl extensions.  Some
  1656. extensions define additional typemaps which they keep in their own directory.
  1657. These additional typemaps may reference INPUT and OUTPUT maps in the main
  1658. typemap.  The B<xsubpp> compiler will allow the extension's own typemap to
  1659. override any mappings which are in the default typemap.
  1660.  
  1661. Most extensions which require a custom typemap will need only the TYPEMAP
  1662. section of the typemap file.  The custom typemap used in the
  1663. getnetconfigent() example shown earlier demonstrates what may be the typical
  1664. use of extension typemaps.  That typemap is used to equate a C structure
  1665. with the T_PTROBJ typemap.  The typemap used by getnetconfigent() is shown
  1666. here.  Note that the C type is separated from the XS type with a tab and
  1667. that the C unary operator C<*> is considered to be a part of the C type name.
  1668.  
  1669.     TYPEMAP
  1670.     Netconfig *<tab>T_PTROBJ
  1671.  
  1672. Here's a more complicated example: suppose that you wanted C<struct
  1673. netconfig> to be blessed into the class C<Net::Config>.  One way to do
  1674. this is to use underscores (_) to separate package names, as follows:
  1675.  
  1676.         typedef struct netconfig * Net_Config;
  1677.  
  1678. And then provide a typemap entry C<T_PTROBJ_SPECIAL> that maps underscores to
  1679. double-colons (::), and declare C<Net_Config> to be of that type:
  1680.  
  1681.  
  1682.         TYPEMAP
  1683.         Net_Config      T_PTROBJ_SPECIAL
  1684.  
  1685.         INPUT
  1686.         T_PTROBJ_SPECIAL
  1687.                 if (sv_derived_from($arg, \"${(my $ntt=$ntype)=~s/_/::/g;\$ntt}\")) {
  1688.                         IV tmp = SvIV((SV*)SvRV($arg));
  1689.                 $var = ($type) tmp;
  1690.                 }
  1691.                 else
  1692.                         croak(\"$var is not of type ${(my $ntt=$ntype)=~s/_/::/g;\$ntt}\")
  1693.  
  1694.         OUTPUT
  1695.         T_PTROBJ_SPECIAL
  1696.                 sv_setref_pv($arg, \"${(my $ntt=$ntype)=~s/_/::/g;\$ntt}\",
  1697.                 (void*)$var);
  1698.  
  1699. The INPUT and OUTPUT sections substitute underscores for double-colons
  1700. on the fly, giving the desired effect.  This example demonstrates some
  1701. of the power and versatility of the typemap facility.
  1702.  
  1703. =head1 EXAMPLES
  1704.  
  1705. File C<RPC.xs>: Interface to some ONC+ RPC bind library functions.
  1706.  
  1707.      #include "EXTERN.h"
  1708.      #include "perl.h"
  1709.      #include "XSUB.h"
  1710.  
  1711.      #include <rpc/rpc.h>
  1712.  
  1713.      typedef struct netconfig Netconfig;
  1714.  
  1715.      MODULE = RPC  PACKAGE = RPC
  1716.  
  1717.      SV *
  1718.      rpcb_gettime(host="localhost")
  1719.           char *host
  1720.     PREINIT:
  1721.           time_t  timep;
  1722.         CODE:
  1723.           ST(0) = sv_newmortal();
  1724.           if( rpcb_gettime( host, &timep ) )
  1725.                sv_setnv( ST(0), (double)timep );
  1726.  
  1727.      Netconfig *
  1728.      getnetconfigent(netid="udp")
  1729.           char *netid
  1730.  
  1731.      MODULE = RPC  PACKAGE = NetconfigPtr  PREFIX = rpcb_
  1732.  
  1733.      void
  1734.      rpcb_DESTROY(netconf)
  1735.           Netconfig *netconf
  1736.         CODE:
  1737.           printf("NetconfigPtr::DESTROY\n");
  1738.           free( netconf );
  1739.  
  1740. File C<typemap>: Custom typemap for RPC.xs.
  1741.  
  1742.      TYPEMAP
  1743.      Netconfig *  T_PTROBJ
  1744.  
  1745. File C<RPC.pm>: Perl module for the RPC extension.
  1746.  
  1747.      package RPC;
  1748.  
  1749.      require Exporter;
  1750.      require DynaLoader;
  1751.      @ISA = qw(Exporter DynaLoader);
  1752.      @EXPORT = qw(rpcb_gettime getnetconfigent);
  1753.  
  1754.      bootstrap RPC;
  1755.      1;
  1756.  
  1757. File C<rpctest.pl>: Perl test program for the RPC extension.
  1758.  
  1759.      use RPC;
  1760.  
  1761.      $netconf = getnetconfigent();
  1762.      $a = rpcb_gettime();
  1763.      print "time = $a\n";
  1764.      print "netconf = $netconf\n";
  1765.  
  1766.      $netconf = getnetconfigent("tcp");
  1767.      $a = rpcb_gettime("poplar");
  1768.      print "time = $a\n";
  1769.      print "netconf = $netconf\n";
  1770.  
  1771.  
  1772. =head1 XS VERSION
  1773.  
  1774. This document covers features supported by C<xsubpp> 1.935.
  1775.  
  1776. =head1 AUTHOR
  1777.  
  1778. Originally written by Dean Roehrich <F<roehrich@cray.com>>.
  1779.  
  1780. Maintained since 1996 by The Perl Porters <F<perlbug@perl.org>>.
  1781.