home *** CD-ROM | disk | FTP | other *** search
/ PC World 2005 June / PCWorld_2005-06_cd.bin / software / vyzkuste / firewally / firewally.exe / framework-2.3.exe / perlxstut.pod < prev    next >
Text File  |  2003-11-07  |  50KB  |  1,365 lines

  1. =head1 NAME
  2.  
  3. perlXStut - Tutorial for writing XSUBs
  4.  
  5. =head1 DESCRIPTION
  6.  
  7. This tutorial will educate the reader on the steps involved in creating
  8. a Perl extension.  The reader is assumed to have access to L<perlguts>,
  9. L<perlapi> and L<perlxs>.
  10.  
  11. This tutorial starts with very simple examples and becomes more complex,
  12. with each new example adding new features.  Certain concepts may not be
  13. completely explained until later in the tutorial in order to slowly ease
  14. the reader into building extensions.
  15.  
  16. This tutorial was written from a Unix point of view.  Where I know them
  17. to be otherwise different for other platforms (e.g. Win32), I will list
  18. them.  If you find something that was missed, please let me know.
  19.  
  20. =head1 SPECIAL NOTES
  21.  
  22. =head2 make
  23.  
  24. This tutorial assumes that the make program that Perl is configured to
  25. use is called C<make>.  Instead of running "make" in the examples that
  26. follow, you may have to substitute whatever make program Perl has been
  27. configured to use.  Running B<perl -V:make> should tell you what it is.
  28.  
  29. =head2 Version caveat
  30.  
  31. When writing a Perl extension for general consumption, one should expect that
  32. the extension will be used with versions of Perl different from the
  33. version available on your machine.  Since you are reading this document,
  34. the version of Perl on your machine is probably 5.005 or later, but the users
  35. of your extension may have more ancient versions.
  36.  
  37. To understand what kinds of incompatibilities one may expect, and in the rare
  38. case that the version of Perl on your machine is older than this document,
  39. see the section on "Troubleshooting these Examples" for more information.
  40.  
  41. If your extension uses some features of Perl which are not available on older
  42. releases of Perl, your users would appreciate an early meaningful warning.
  43. You would probably put this information into the F<README> file, but nowadays
  44. installation of extensions may be performed automatically, guided by F<CPAN.pm>
  45. module or other tools.
  46.  
  47. In MakeMaker-based installations, F<Makefile.PL> provides the earliest
  48. opportunity to perform version checks.  One can put something like this
  49. in F<Makefile.PL> for this purpose:
  50.  
  51.     eval { require 5.007 }
  52.         or die <<EOD;
  53.     ############
  54.     ### This module uses frobnication framework which is not available before
  55.     ### version 5.007 of Perl.  Upgrade your Perl before installing Kara::Mba.
  56.     ############
  57.     EOD
  58.  
  59. =head2 Dynamic Loading versus Static Loading
  60.  
  61. It is commonly thought that if a system does not have the capability to
  62. dynamically load a library, you cannot build XSUBs.  This is incorrect.
  63. You I<can> build them, but you must link the XSUBs subroutines with the
  64. rest of Perl, creating a new executable.  This situation is similar to
  65. Perl 4.
  66.  
  67. This tutorial can still be used on such a system.  The XSUB build mechanism
  68. will check the system and build a dynamically-loadable library if possible,
  69. or else a static library and then, optionally, a new statically-linked
  70. executable with that static library linked in.
  71.  
  72. Should you wish to build a statically-linked executable on a system which
  73. can dynamically load libraries, you may, in all the following examples,
  74. where the command "C<make>" with no arguments is executed, run the command
  75. "C<make perl>" instead.
  76.  
  77. If you have generated such a statically-linked executable by choice, then
  78. instead of saying "C<make test>", you should say "C<make test_static>".
  79. On systems that cannot build dynamically-loadable libraries at all, simply
  80. saying "C<make test>" is sufficient.
  81.  
  82. =head1 TUTORIAL
  83.  
  84. Now let's go on with the show!
  85.  
  86. =head2 EXAMPLE 1
  87.  
  88. Our first extension will be very simple.  When we call the routine in the
  89. extension, it will print out a well-known message and return.
  90.  
  91. Run "C<h2xs -A -n Mytest>".  This creates a directory named Mytest,
  92. possibly under ext/ if that directory exists in the current working
  93. directory.  Several files will be created in the Mytest dir, including
  94. MANIFEST, Makefile.PL, Mytest.pm, Mytest.xs, test.pl, and Changes.
  95.  
  96. The MANIFEST file contains the names of all the files just created in the
  97. Mytest directory.
  98.  
  99. The file Makefile.PL should look something like this:
  100.  
  101.     use ExtUtils::MakeMaker;
  102.     # See lib/ExtUtils/MakeMaker.pm for details of how to influence
  103.     # the contents of the Makefile that is written.
  104.     WriteMakefile(
  105.         NAME         => 'Mytest',
  106.         VERSION_FROM => 'Mytest.pm', # finds $VERSION
  107.         LIBS         => [''],   # e.g., '-lm'
  108.         DEFINE       => '',     # e.g., '-DHAVE_SOMETHING'
  109.         INC          => '',     # e.g., '-I/usr/include/other'
  110.     );
  111.  
  112. The file Mytest.pm should start with something like this:
  113.  
  114.     package Mytest;
  115.  
  116.     use strict;
  117.         use warnings;
  118.  
  119.     require Exporter;
  120.     require DynaLoader;
  121.  
  122.     our @ISA = qw(Exporter DynaLoader);
  123.     # Items to export into callers namespace by default. Note: do not export
  124.     # names by default without a very good reason. Use EXPORT_OK instead.
  125.     # Do not simply export all your public functions/methods/constants.
  126.     our @EXPORT = qw(
  127.  
  128.     );
  129.     our $VERSION = '0.01';
  130.  
  131.     bootstrap Mytest $VERSION;
  132.  
  133.     # Preloaded methods go here.
  134.  
  135.     # Autoload methods go after __END__, and are processed by the autosplit program.
  136.  
  137.     1;
  138.     __END__
  139.     # Below is the stub of documentation for your module. You better edit it!
  140.  
  141. The rest of the .pm file contains sample code for providing documentation for
  142. the extension.
  143.  
  144. Finally, the Mytest.xs file should look something like this:
  145.  
  146.     #include "EXTERN.h"
  147.     #include "perl.h"
  148.     #include "XSUB.h"
  149.  
  150.     MODULE = Mytest        PACKAGE = Mytest
  151.  
  152. Let's edit the .xs file by adding this to the end of the file:
  153.  
  154.     void
  155.     hello()
  156.         CODE:
  157.         printf("Hello, world!\n");
  158.  
  159. It is okay for the lines starting at the "CODE:" line to not be indented.
  160. However, for readability purposes, it is suggested that you indent CODE:
  161. one level and the lines following one more level.
  162.  
  163. Now we'll run "C<perl Makefile.PL>".  This will create a real Makefile,
  164. which make needs.  Its output looks something like:
  165.  
  166.     % perl Makefile.PL
  167.     Checking if your kit is complete...
  168.     Looks good
  169.     Writing Makefile for Mytest
  170.     %
  171.  
  172. Now, running make will produce output that looks something like this (some
  173. long lines have been shortened for clarity and some extraneous lines have
  174. been deleted):
  175.  
  176.     % make
  177.     umask 0 && cp Mytest.pm ./blib/Mytest.pm
  178.     perl xsubpp -typemap typemap Mytest.xs >Mytest.tc && mv Mytest.tc Mytest.c
  179.     Please specify prototyping behavior for Mytest.xs (see perlxs manual)
  180.     cc -c Mytest.c
  181.     Running Mkbootstrap for Mytest ()
  182.     chmod 644 Mytest.bs
  183.     LD_RUN_PATH="" ld -o ./blib/PA-RISC1.1/auto/Mytest/Mytest.sl -b Mytest.o
  184.     chmod 755 ./blib/PA-RISC1.1/auto/Mytest/Mytest.sl
  185.     cp Mytest.bs ./blib/PA-RISC1.1/auto/Mytest/Mytest.bs
  186.     chmod 644 ./blib/PA-RISC1.1/auto/Mytest/Mytest.bs
  187.     Manifying ./blib/man3/Mytest.3
  188.     %
  189.  
  190. You can safely ignore the line about "prototyping behavior" - it is
  191. explained in the section "The PROTOTYPES: Keyword" in L<perlxs>.
  192.  
  193. If you are on a Win32 system, and the build process fails with linker
  194. errors for functions in the C library, check if your Perl is configured
  195. to use PerlCRT (running B<perl -V:libc> should show you if this is the
  196. case).  If Perl is configured to use PerlCRT, you have to make sure
  197. PerlCRT.lib is copied to the same location that msvcrt.lib lives in,
  198. so that the compiler can find it on its own.  msvcrt.lib is usually
  199. found in the Visual C compiler's lib directory (e.g. C:/DevStudio/VC/lib).
  200.  
  201. Perl has its own special way of easily writing test scripts, but for this
  202. example only, we'll create our own test script.  Create a file called hello
  203. that looks like this:
  204.  
  205.     #! /opt/perl5/bin/perl
  206.  
  207.     use ExtUtils::testlib;
  208.  
  209.     use Mytest;
  210.  
  211.     Mytest::hello();
  212.  
  213. Now we make the script executable (C<chmod +x hello>), run the script
  214. and we should see the following output:
  215.  
  216.     % ./hello
  217.     Hello, world!
  218.     %
  219.  
  220. =head2 EXAMPLE 2
  221.  
  222. Now let's add to our extension a subroutine that will take a single numeric
  223. argument as input and return 0 if the number is even or 1 if the number
  224. is odd.
  225.  
  226. Add the following to the end of Mytest.xs:
  227.  
  228.     int
  229.     is_even(input)
  230.         int    input
  231.         CODE:
  232.         RETVAL = (input % 2 == 0);
  233.         OUTPUT:
  234.         RETVAL
  235.  
  236. There does not need to be white space at the start of the "C<int input>"
  237. line, but it is useful for improving readability.  Placing a semi-colon at
  238. the end of that line is also optional.  Any amount and kind of white space
  239. may be placed between the "C<int>" and "C<input>".
  240.  
  241. Now re-run make to rebuild our new shared library.
  242.  
  243. Now perform the same steps as before, generating a Makefile from the
  244. Makefile.PL file, and running make.
  245.  
  246. In order to test that our extension works, we now need to look at the
  247. file test.pl.  This file is set up to imitate the same kind of testing
  248. structure that Perl itself has.  Within the test script, you perform a
  249. number of tests to confirm the behavior of the extension, printing "ok"
  250. when the test is correct, "not ok" when it is not.  Change the print
  251. statement in the BEGIN block to print "1..4", and add the following code
  252. to the end of the file:
  253.  
  254.     print &Mytest::is_even(0) == 1 ? "ok 2" : "not ok 2", "\n";
  255.     print &Mytest::is_even(1) == 0 ? "ok 3" : "not ok 3", "\n";
  256.     print &Mytest::is_even(2) == 1 ? "ok 4" : "not ok 4", "\n";
  257.  
  258. We will be calling the test script through the command "C<make test>".  You
  259. should see output that looks something like this:
  260.  
  261.     % make test
  262.     PERL_DL_NONLAZY=1 /opt/perl5.004/bin/perl (lots of -I arguments) test.pl
  263.     1..4
  264.     ok 1
  265.     ok 2
  266.     ok 3
  267.     ok 4
  268.     %
  269.  
  270. =head2 What has gone on?
  271.  
  272. The program h2xs is the starting point for creating extensions.  In later
  273. examples we'll see how we can use h2xs to read header files and generate
  274. templates to connect to C routines.
  275.  
  276. h2xs creates a number of files in the extension directory.  The file
  277. Makefile.PL is a perl script which will generate a true Makefile to build
  278. the extension.  We'll take a closer look at it later.
  279.  
  280. The .pm and .xs files contain the meat of the extension.  The .xs file holds
  281. the C routines that make up the extension.  The .pm file contains routines
  282. that tell Perl how to load your extension.
  283.  
  284. Generating the Makefile and running C<make> created a directory called blib
  285. (which stands for "build library") in the current working directory.  This
  286. directory will contain the shared library that we will build.  Once we have
  287. tested it, we can install it into its final location.
  288.  
  289. Invoking the test script via "C<make test>" did something very important.
  290. It invoked perl with all those C<-I> arguments so that it could find the
  291. various files that are part of the extension.  It is I<very> important that
  292. while you are still testing extensions that you use "C<make test>".  If you
  293. try to run the test script all by itself, you will get a fatal error.
  294. Another reason it is important to use "C<make test>" to run your test
  295. script is that if you are testing an upgrade to an already-existing version,
  296. using "C<make test>" insures that you will test your new extension, not the
  297. already-existing version.
  298.  
  299. When Perl sees a C<use extension;>, it searches for a file with the same name
  300. as the C<use>'d extension that has a .pm suffix.  If that file cannot be found,
  301. Perl dies with a fatal error.  The default search path is contained in the
  302. C<@INC> array.
  303.  
  304. In our case, Mytest.pm tells perl that it will need the Exporter and Dynamic
  305. Loader extensions.  It then sets the C<@ISA> and C<@EXPORT> arrays and the
  306. C<$VERSION> scalar; finally it tells perl to bootstrap the module.  Perl
  307. will call its dynamic loader routine (if there is one) and load the shared
  308. library.
  309.  
  310. The two arrays C<@ISA> and C<@EXPORT> are very important.  The C<@ISA>
  311. array contains a list of other packages in which to search for methods (or
  312. subroutines) that do not exist in the current package.  This is usually
  313. only important for object-oriented extensions (which we will talk about
  314. much later), and so usually doesn't need to be modified.
  315.  
  316. The C<@EXPORT> array tells Perl which of the extension's variables and
  317. subroutines should be placed into the calling package's namespace.  Because
  318. you don't know if the user has already used your variable and subroutine
  319. names, it's vitally important to carefully select what to export.  Do I<not>
  320. export method or variable names I<by default> without a good reason.
  321.  
  322. As a general rule, if the module is trying to be object-oriented then don't
  323. export anything.  If it's just a collection of functions and variables, then
  324. you can export them via another array, called C<@EXPORT_OK>.  This array
  325. does not automatically place its subroutine and variable names into the
  326. namespace unless the user specifically requests that this be done.
  327.  
  328. See L<perlmod> for more information.
  329.  
  330. The C<$VERSION> variable is used to ensure that the .pm file and the shared
  331. library are "in sync" with each other.  Any time you make changes to
  332. the .pm or .xs files, you should increment the value of this variable.
  333.  
  334. =head2 Writing good test scripts
  335.  
  336. The importance of writing good test scripts cannot be overemphasized.  You
  337. should closely follow the "ok/not ok" style that Perl itself uses, so that
  338. it is very easy and unambiguous to determine the outcome of each test case.
  339. When you find and fix a bug, make sure you add a test case for it.
  340.  
  341. By running "C<make test>", you ensure that your test.pl script runs and uses
  342. the correct version of your extension.  If you have many test cases, you
  343. might want to copy Perl's test style.  Create a directory named "t" in the
  344. extension's directory and append the suffix ".t" to the names of your test
  345. files.  When you run "C<make test>", all of these test files will be executed.
  346.  
  347. =head2 EXAMPLE 3
  348.  
  349. Our third extension will take one argument as its input, round off that
  350. value, and set the I<argument> to the rounded value.
  351.  
  352. Add the following to the end of Mytest.xs:
  353.  
  354.     void
  355.     round(arg)
  356.         double  arg
  357.         CODE:
  358.         if (arg > 0.0) {
  359.             arg = floor(arg + 0.5);
  360.         } else if (arg < 0.0) {
  361.             arg = ceil(arg - 0.5);
  362.         } else {
  363.             arg = 0.0;
  364.         }
  365.         OUTPUT:
  366.         arg
  367.  
  368. Edit the Makefile.PL file so that the corresponding line looks like this:
  369.  
  370.     'LIBS'      => ['-lm'],   # e.g., '-lm'
  371.  
  372. Generate the Makefile and run make.  Change the BEGIN block to print
  373. "1..9" and add the following to test.pl:
  374.  
  375.     $i = -1.5; &Mytest::round($i); print $i == -2.0 ? "ok 5" : "not ok 5", "\n";
  376.     $i = -1.1; &Mytest::round($i); print $i == -1.0 ? "ok 6" : "not ok 6", "\n";
  377.     $i = 0.0; &Mytest::round($i); print $i == 0.0 ? "ok 7" : "not ok 7", "\n";
  378.     $i = 0.5; &Mytest::round($i); print $i == 1.0 ? "ok 8" : "not ok 8", "\n";
  379.     $i = 1.2; &Mytest::round($i); print $i == 1.0 ? "ok 9" : "not ok 9", "\n";
  380.  
  381. Running "C<make test>" should now print out that all nine tests are okay.
  382.  
  383. Notice that in these new test cases, the argument passed to round was a
  384. scalar variable.  You might be wondering if you can round a constant or
  385. literal.  To see what happens, temporarily add the following line to test.pl:
  386.  
  387.     &Mytest::round(3);
  388.  
  389. Run "C<make test>" and notice that Perl dies with a fatal error.  Perl won't
  390. let you change the value of constants!
  391.  
  392. =head2 What's new here?
  393.  
  394. =over 4
  395.  
  396. =item *
  397.  
  398. We've made some changes to Makefile.PL.  In this case, we've specified an
  399. extra library to be linked into the extension's shared library, the math
  400. library libm in this case.  We'll talk later about how to write XSUBs that
  401. can call every routine in a library.
  402.  
  403. =item *
  404.  
  405. The value of the function is not being passed back as the function's return
  406. value, but by changing the value of the variable that was passed into the
  407. function.  You might have guessed that when you saw that the return value
  408. of round is of type "void".
  409.  
  410. =back
  411.  
  412. =head2 Input and Output Parameters
  413.  
  414. You specify the parameters that will be passed into the XSUB on the line(s)
  415. after you declare the function's return value and name.  Each input parameter
  416. line starts with optional white space, and may have an optional terminating
  417. semicolon.
  418.  
  419. The list of output parameters occurs at the very end of the function, just
  420. before after the OUTPUT: directive.  The use of RETVAL tells Perl that you
  421. wish to send this value back as the return value of the XSUB function.  In
  422. Example 3, we wanted the "return value" placed in the original variable
  423. which we passed in, so we listed it (and not RETVAL) in the OUTPUT: section.
  424.  
  425. =head2 The XSUBPP Program
  426.  
  427. The B<xsubpp> program takes the XS code in the .xs file and translates it into
  428. C code, placing it in a file whose suffix is .c.  The C code created makes
  429. heavy use of the C functions within Perl.
  430.  
  431. =head2 The TYPEMAP file
  432.  
  433. The B<xsubpp> program uses rules to convert from Perl's data types (scalar,
  434. array, etc.) to C's data types (int, char, etc.).  These rules are stored
  435. in the typemap file ($PERLLIB/ExtUtils/typemap).  This file is split into
  436. three parts.
  437.  
  438. The first section maps various C data types to a name, which corresponds
  439. somewhat with the various Perl types.  The second section contains C code
  440. which B<xsubpp> uses to handle input parameters.  The third section contains
  441. C code which B<xsubpp> uses to handle output parameters.
  442.  
  443. Let's take a look at a portion of the .c file created for our extension.
  444. The file name is Mytest.c:
  445.  
  446.     XS(XS_Mytest_round)
  447.     {
  448.         dXSARGS;
  449.         if (items != 1)
  450.         croak("Usage: Mytest::round(arg)");
  451.         {
  452.         double  arg = (double)SvNV(ST(0));    /* XXXXX */
  453.         if (arg > 0.0) {
  454.             arg = floor(arg + 0.5);
  455.         } else if (arg < 0.0) {
  456.             arg = ceil(arg - 0.5);
  457.         } else {
  458.             arg = 0.0;
  459.         }
  460.         sv_setnv(ST(0), (double)arg);    /* XXXXX */
  461.         }
  462.         XSRETURN(1);
  463.     }
  464.  
  465. Notice the two lines commented with "XXXXX".  If you check the first section
  466. of the typemap file, you'll see that doubles are of type T_DOUBLE.  In the
  467. INPUT section, an argument that is T_DOUBLE is assigned to the variable
  468. arg by calling the routine SvNV on something, then casting it to double,
  469. then assigned to the variable arg.  Similarly, in the OUTPUT section,
  470. once arg has its final value, it is passed to the sv_setnv function to
  471. be passed back to the calling subroutine.  These two functions are explained
  472. in L<perlguts>; we'll talk more later about what that "ST(0)" means in the
  473. section on the argument stack.
  474.  
  475. =head2 Warning about Output Arguments
  476.  
  477. In general, it's not a good idea to write extensions that modify their input
  478. parameters, as in Example 3.  Instead, you should probably return multiple
  479. values in an array and let the caller handle them (we'll do this in a later
  480. example).  However, in order to better accommodate calling pre-existing C
  481. routines, which often do modify their input parameters, this behavior is
  482. tolerated.
  483.  
  484. =head2 EXAMPLE 4
  485.  
  486. In this example, we'll now begin to write XSUBs that will interact with
  487. pre-defined C libraries.  To begin with, we will build a small library of
  488. our own, then let h2xs write our .pm and .xs files for us.
  489.  
  490. Create a new directory called Mytest2 at the same level as the directory
  491. Mytest.  In the Mytest2 directory, create another directory called mylib,
  492. and cd into that directory.
  493.  
  494. Here we'll create some files that will generate a test library.  These will
  495. include a C source file and a header file.  We'll also create a Makefile.PL
  496. in this directory.  Then we'll make sure that running make at the Mytest2
  497. level will automatically run this Makefile.PL file and the resulting Makefile.
  498.  
  499. In the mylib directory, create a file mylib.h that looks like this:
  500.  
  501.     #define TESTVAL    4
  502.  
  503.     extern double    foo(int, long, const char*);
  504.  
  505. Also create a file mylib.c that looks like this:
  506.  
  507.     #include <stdlib.h>
  508.     #include "./mylib.h"
  509.  
  510.     double
  511.     foo(int a, long b, const char *c)
  512.     {
  513.         return (a + b + atof(c) + TESTVAL);
  514.     }
  515.  
  516. And finally create a file Makefile.PL that looks like this:
  517.  
  518.     use ExtUtils::MakeMaker;
  519.     $Verbose = 1;
  520.     WriteMakefile(
  521.         NAME   => 'Mytest2::mylib',
  522.         SKIP   => [qw(all static static_lib dynamic dynamic_lib)],
  523.         clean  => {'FILES' => 'libmylib$(LIB_EXT)'},
  524.     );
  525.  
  526.  
  527.     sub MY::top_targets {
  528.         '
  529.     all :: static
  530.  
  531.     pure_all :: static
  532.  
  533.     static ::       libmylib$(LIB_EXT)
  534.  
  535.     libmylib$(LIB_EXT): $(O_FILES)
  536.         $(AR) cr libmylib$(LIB_EXT) $(O_FILES)
  537.         $(RANLIB) libmylib$(LIB_EXT)
  538.  
  539.     ';
  540.     }
  541.  
  542. Make sure you use a tab and not spaces on the lines beginning with "$(AR)"
  543. and "$(RANLIB)".  Make will not function properly if you use spaces.
  544. It has also been reported that the "cr" argument to $(AR) is unnecessary
  545. on Win32 systems.
  546.  
  547. We will now create the main top-level Mytest2 files.  Change to the directory
  548. above Mytest2 and run the following command:
  549.  
  550.     % h2xs -O -n Mytest2 ./Mytest2/mylib/mylib.h
  551.  
  552. This will print out a warning about overwriting Mytest2, but that's okay.
  553. Our files are stored in Mytest2/mylib, and will be untouched.
  554.  
  555. The normal Makefile.PL that h2xs generates doesn't know about the mylib
  556. directory.  We need to tell it that there is a subdirectory and that we
  557. will be generating a library in it.  Let's add the argument MYEXTLIB to
  558. the WriteMakefile call so that it looks like this:
  559.  
  560.     WriteMakefile(
  561.         'NAME'      => 'Mytest2',
  562.         'VERSION_FROM' => 'Mytest2.pm', # finds $VERSION
  563.         'LIBS'      => [''],   # e.g., '-lm'
  564.         'DEFINE'    => '',     # e.g., '-DHAVE_SOMETHING'
  565.         'INC'       => '',     # e.g., '-I/usr/include/other'
  566.         'MYEXTLIB' => 'mylib/libmylib$(LIB_EXT)',
  567.     );
  568.  
  569. and then at the end add a subroutine (which will override the pre-existing
  570. subroutine).  Remember to use a tab character to indent the line beginning
  571. with "cd"!
  572.  
  573.     sub MY::postamble {
  574.     '
  575.     $(MYEXTLIB): mylib/Makefile
  576.         cd mylib && $(MAKE) $(PASSTHRU)
  577.     ';
  578.     }
  579.  
  580. Let's also fix the MANIFEST file so that it accurately reflects the contents
  581. of our extension.  The single line that says "mylib" should be replaced by
  582. the following three lines:
  583.  
  584.     mylib/Makefile.PL
  585.     mylib/mylib.c
  586.     mylib/mylib.h
  587.  
  588. To keep our namespace nice and unpolluted, edit the .pm file and change
  589. the variable C<@EXPORT> to C<@EXPORT_OK>.  Finally, in the
  590. .xs file, edit the #include line to read:
  591.  
  592.     #include "mylib/mylib.h"
  593.  
  594. And also add the following function definition to the end of the .xs file:
  595.  
  596.     double
  597.     foo(a,b,c)
  598.         int             a
  599.         long            b
  600.         const char *    c
  601.         OUTPUT:
  602.         RETVAL
  603.  
  604. Now we also need to create a typemap file because the default Perl doesn't
  605. currently support the const char * type.  Create a file called typemap in
  606. the Mytest2 directory and place the following in it:
  607.  
  608.     const char *    T_PV
  609.  
  610. Now run perl on the top-level Makefile.PL.  Notice that it also created a
  611. Makefile in the mylib directory.  Run make and watch that it does cd into
  612. the mylib directory and run make in there as well.
  613.  
  614. Now edit the test.pl script and change the BEGIN block to print "1..4",
  615. and add the following lines to the end of the script:
  616.  
  617.     print &Mytest2::foo(1, 2, "Hello, world!") == 7 ? "ok 2\n" : "not ok 2\n";
  618.     print &Mytest2::foo(1, 2, "0.0") == 7 ? "ok 3\n" : "not ok 3\n";
  619.     print abs(&Mytest2::foo(0, 0, "-3.4") - 0.6) <= 0.01 ? "ok 4\n" : "not ok 4\n";
  620.  
  621. (When dealing with floating-point comparisons, it is best to not check for
  622. equality, but rather that the difference between the expected and actual
  623. result is below a certain amount (called epsilon) which is 0.01 in this case)
  624.  
  625. Run "C<make test>" and all should be well.
  626.  
  627. =head2 What has happened here?
  628.  
  629. Unlike previous examples, we've now run h2xs on a real include file.  This
  630. has caused some extra goodies to appear in both the .pm and .xs files.
  631.  
  632. =over 4
  633.  
  634. =item *
  635.  
  636. In the .xs file, there's now a #include directive with the absolute path to
  637. the mylib.h header file.  We changed this to a relative path so that we
  638. could move the extension directory if we wanted to.
  639.  
  640. =item *
  641.  
  642. There's now some new C code that's been added to the .xs file.  The purpose
  643. of the C<constant> routine is to make the values that are #define'd in the
  644. header file accessible by the Perl script (by calling either C<TESTVAL> or
  645. C<&Mytest2::TESTVAL>).  There's also some XS code to allow calls to the
  646. C<constant> routine.
  647.  
  648. =item *
  649.  
  650. The .pm file originally exported the name C<TESTVAL> in the C<@EXPORT> array.
  651. This could lead to name clashes.  A good rule of thumb is that if the #define
  652. is only going to be used by the C routines themselves, and not by the user,
  653. they should be removed from the C<@EXPORT> array.  Alternately, if you don't
  654. mind using the "fully qualified name" of a variable, you could move most
  655. or all of the items from the C<@EXPORT> array into the C<@EXPORT_OK> array.
  656.  
  657. =item *
  658.  
  659. If our include file had contained #include directives, these would not have
  660. been processed by h2xs.  There is no good solution to this right now.
  661.  
  662. =item *
  663.  
  664. We've also told Perl about the library that we built in the mylib
  665. subdirectory.  That required only the addition of the C<MYEXTLIB> variable
  666. to the WriteMakefile call and the replacement of the postamble subroutine
  667. to cd into the subdirectory and run make.  The Makefile.PL for the
  668. library is a bit more complicated, but not excessively so.  Again we
  669. replaced the postamble subroutine to insert our own code.  This code
  670. simply specified that the library to be created here was a static archive
  671. library (as opposed to a dynamically loadable library) and provided the
  672. commands to build it.
  673.  
  674. =back
  675.  
  676. =head2 Anatomy of .xs file
  677.  
  678. The .xs file of L<"EXAMPLE 4"> contained some new elements.  To understand
  679. the meaning of these elements, pay attention to the line which reads
  680.  
  681.     MODULE = Mytest2        PACKAGE = Mytest2        
  682.  
  683. Anything before this line is plain C code which describes which headers
  684. to include, and defines some convenience functions.  No translations are
  685. performed on this part, apart from having embedded POD documentation
  686. skipped over (see L<perlpod>) it goes into the generated output C file as is.
  687.  
  688. Anything after this line is the description of XSUB functions.
  689. These descriptions are translated by B<xsubpp> into C code which
  690. implements these functions using Perl calling conventions, and which
  691. makes these functions visible from Perl interpreter.
  692.  
  693. Pay a special attention to the function C<constant>.  This name appears
  694. twice in the generated .xs file: once in the first part, as a static C
  695. function, then another time in the second part, when an XSUB interface to
  696. this static C function is defined.
  697.  
  698. This is quite typical for .xs files: usually the .xs file provides
  699. an interface to an existing C function.  Then this C function is defined
  700. somewhere (either in an external library, or in the first part of .xs file),
  701. and a Perl interface to this function (i.e. "Perl glue") is described in the
  702. second part of .xs file.  The situation in L<"EXAMPLE 1">, L<"EXAMPLE 2">,
  703. and L<"EXAMPLE 3">, when all the work is done inside the "Perl glue", is
  704. somewhat of an exception rather than the rule.
  705.  
  706. =head2 Getting the fat out of XSUBs
  707.  
  708. In L<"EXAMPLE 4"> the second part of .xs file contained the following
  709. description of an XSUB:
  710.  
  711.     double
  712.     foo(a,b,c)
  713.         int             a
  714.         long            b
  715.         const char *    c
  716.         OUTPUT:
  717.         RETVAL
  718.  
  719. Note that in contrast with L<"EXAMPLE 1">, L<"EXAMPLE 2"> and L<"EXAMPLE 3">,
  720. this description does not contain the actual I<code> for what is done
  721. is done during a call to Perl function foo().  To understand what is going
  722. on here, one can add a CODE section to this XSUB:
  723.  
  724.     double
  725.     foo(a,b,c)
  726.         int             a
  727.         long            b
  728.         const char *    c
  729.         CODE:
  730.         RETVAL = foo(a,b,c);
  731.         OUTPUT:
  732.         RETVAL
  733.  
  734. However, these two XSUBs provide almost identical generated C code: B<xsubpp>
  735. compiler is smart enough to figure out the C<CODE:> section from the first
  736. two lines of the description of XSUB.  What about C<OUTPUT:> section?  In
  737. fact, that is absolutely the same!  The C<OUTPUT:> section can be removed
  738. as well, I<as far as C<CODE:> section or C<PPCODE:> section> is not
  739. specified: B<xsubpp> can see that it needs to generate a function call
  740. section, and will autogenerate the OUTPUT section too.  Thus one can
  741. shortcut the XSUB to become:
  742.  
  743.     double
  744.     foo(a,b,c)
  745.         int             a
  746.         long            b
  747.         const char *    c
  748.  
  749. Can we do the same with an XSUB
  750.  
  751.     int
  752.     is_even(input)
  753.         int    input
  754.         CODE:
  755.         RETVAL = (input % 2 == 0);
  756.         OUTPUT:
  757.         RETVAL
  758.  
  759. of L<"EXAMPLE 2">?  To do this, one needs to define a C function C<int
  760. is_even(int input)>.  As we saw in L<Anatomy of .xs file>, a proper place
  761. for this definition is in the first part of .xs file.  In fact a C function
  762.  
  763.     int
  764.     is_even(int arg)
  765.     {
  766.         return (arg % 2 == 0);
  767.     }
  768.  
  769. is probably overkill for this.  Something as simple as a C<#define> will
  770. do too:
  771.  
  772.     #define is_even(arg)    ((arg) % 2 == 0)
  773.  
  774. After having this in the first part of .xs file, the "Perl glue" part becomes
  775. as simple as
  776.  
  777.     int
  778.     is_even(input)
  779.         int    input
  780.  
  781. This technique of separation of the glue part from the workhorse part has
  782. obvious tradeoffs: if you want to change a Perl interface, you need to
  783. change two places in your code.  However, it removes a lot of clutter,
  784. and makes the workhorse part independent from idiosyncrasies of Perl calling
  785. convention.  (In fact, there is nothing Perl-specific in the above description,
  786. a different version of B<xsubpp> might have translated this to TCL glue or
  787. Python glue as well.)
  788.  
  789. =head2 More about XSUB arguments
  790.  
  791. With the completion of Example 4, we now have an easy way to simulate some
  792. real-life libraries whose interfaces may not be the cleanest in the world.
  793. We shall now continue with a discussion of the arguments passed to the
  794. B<xsubpp> compiler.
  795.  
  796. When you specify arguments to routines in the .xs file, you are really
  797. passing three pieces of information for each argument listed.  The first
  798. piece is the order of that argument relative to the others (first, second,
  799. etc).  The second is the type of argument, and consists of the type
  800. declaration of the argument (e.g., int, char*, etc).  The third piece is
  801. the calling convention for the argument in the call to the library function.
  802.  
  803. While Perl passes arguments to functions by reference,
  804. C passes arguments by value; to implement a C function which modifies data
  805. of one of the "arguments", the actual argument of this C function would be
  806. a pointer to the data.  Thus two C functions with declarations
  807.  
  808.     int string_length(char *s);
  809.     int upper_case_char(char *cp);
  810.  
  811. may have completely different semantics: the first one may inspect an array
  812. of chars pointed by s, and the second one may immediately dereference C<cp>
  813. and manipulate C<*cp> only (using the return value as, say, a success
  814. indicator).  From Perl one would use these functions in
  815. a completely different manner.
  816.  
  817. One conveys this info to B<xsubpp> by replacing C<*> before the
  818. argument by C<&>.  C<&> means that the argument should be passed to a library
  819. function by its address.  The above two function may be XSUB-ified as
  820.  
  821.     int
  822.     string_length(s)
  823.         char *    s
  824.  
  825.     int
  826.     upper_case_char(cp)
  827.         char    &cp
  828.  
  829. For example, consider:
  830.  
  831.     int
  832.     foo(a,b)
  833.         char    &a
  834.         char *    b
  835.  
  836. The first Perl argument to this function would be treated as a char and assigned
  837. to the variable a, and its address would be passed into the function foo.
  838. The second Perl argument would be treated as a string pointer and assigned to the
  839. variable b.  The I<value> of b would be passed into the function foo.  The
  840. actual call to the function foo that B<xsubpp> generates would look like this:
  841.  
  842.     foo(&a, b);
  843.  
  844. B<xsubpp> will parse the following function argument lists identically:
  845.  
  846.     char    &a
  847.     char&a
  848.     char    & a
  849.  
  850. However, to help ease understanding, it is suggested that you place a "&"
  851. next to the variable name and away from the variable type), and place a
  852. "*" near the variable type, but away from the variable name (as in the
  853. call to foo above).  By doing so, it is easy to understand exactly what
  854. will be passed to the C function -- it will be whatever is in the "last
  855. column".
  856.  
  857. You should take great pains to try to pass the function the type of variable
  858. it wants, when possible.  It will save you a lot of trouble in the long run.
  859.  
  860. =head2 The Argument Stack
  861.  
  862. If we look at any of the C code generated by any of the examples except
  863. example 1, you will notice a number of references to ST(n), where n is
  864. usually 0.  "ST" is actually a macro that points to the n'th argument
  865. on the argument stack.  ST(0) is thus the first argument on the stack and
  866. therefore the first argument passed to the XSUB, ST(1) is the second
  867. argument, and so on.
  868.  
  869. When you list the arguments to the XSUB in the .xs file, that tells B<xsubpp>
  870. which argument corresponds to which of the argument stack (i.e., the first
  871. one listed is the first argument, and so on).  You invite disaster if you
  872. do not list them in the same order as the function expects them.
  873.  
  874. The actual values on the argument stack are pointers to the values passed
  875. in.  When an argument is listed as being an OUTPUT value, its corresponding
  876. value on the stack (i.e., ST(0) if it was the first argument) is changed.
  877. You can verify this by looking at the C code generated for Example 3.
  878. The code for the round() XSUB routine contains lines that look like this:
  879.  
  880.     double  arg = (double)SvNV(ST(0));
  881.     /* Round the contents of the variable arg */
  882.     sv_setnv(ST(0), (double)arg);
  883.  
  884. The arg variable is initially set by taking the value from ST(0), then is
  885. stored back into ST(0) at the end of the routine.
  886.  
  887. XSUBs are also allowed to return lists, not just scalars.  This must be
  888. done by manipulating stack values ST(0), ST(1), etc, in a subtly
  889. different way.  See L<perlxs> for details.
  890.  
  891. XSUBs are also allowed to avoid automatic conversion of Perl function arguments
  892. to C function arguments.  See L<perlxs> for details.  Some people prefer
  893. manual conversion by inspecting C<ST(i)> even in the cases when automatic
  894. conversion will do, arguing that this makes the logic of an XSUB call clearer.
  895. Compare with L<"Getting the fat out of XSUBs"> for a similar tradeoff of
  896. a complete separation of "Perl glue" and "workhorse" parts of an XSUB.
  897.  
  898. While experts may argue about these idioms, a novice to Perl guts may
  899. prefer a way which is as little Perl-guts-specific as possible, meaning
  900. automatic conversion and automatic call generation, as in
  901. L<"Getting the fat out of XSUBs">.  This approach has the additional
  902. benefit of protecting the XSUB writer from future changes to the Perl API.
  903.  
  904. =head2 Extending your Extension
  905.  
  906. Sometimes you might want to provide some extra methods or subroutines
  907. to assist in making the interface between Perl and your extension simpler
  908. or easier to understand.  These routines should live in the .pm file.
  909. Whether they are automatically loaded when the extension itself is loaded
  910. or only loaded when called depends on where in the .pm file the subroutine
  911. definition is placed.  You can also consult L<AutoLoader> for an alternate
  912. way to store and load your extra subroutines.
  913.  
  914. =head2 Documenting your Extension
  915.  
  916. There is absolutely no excuse for not documenting your extension.
  917. Documentation belongs in the .pm file.  This file will be fed to pod2man,
  918. and the embedded documentation will be converted to the manpage format,
  919. then placed in the blib directory.  It will be copied to Perl's
  920. manpage directory when the extension is installed.
  921.  
  922. You may intersperse documentation and Perl code within the .pm file.
  923. In fact, if you want to use method autoloading, you must do this,
  924. as the comment inside the .pm file explains.
  925.  
  926. See L<perlpod> for more information about the pod format.
  927.  
  928. =head2 Installing your Extension
  929.  
  930. Once your extension is complete and passes all its tests, installing it
  931. is quite simple: you simply run "make install".  You will either need
  932. to have write permission into the directories where Perl is installed,
  933. or ask your system administrator to run the make for you.
  934.  
  935. Alternately, you can specify the exact directory to place the extension's
  936. files by placing a "PREFIX=/destination/directory" after the make install.
  937. (or in between the make and install if you have a brain-dead version of make).
  938. This can be very useful if you are building an extension that will eventually
  939. be distributed to multiple systems.  You can then just archive the files in
  940. the destination directory and distribute them to your destination systems.
  941.  
  942. =head2 EXAMPLE 5
  943.  
  944. In this example, we'll do some more work with the argument stack.  The
  945. previous examples have all returned only a single value.  We'll now
  946. create an extension that returns an array.
  947.  
  948. This extension is very Unix-oriented (struct statfs and the statfs system
  949. call).  If you are not running on a Unix system, you can substitute for
  950. statfs any other function that returns multiple values, you can hard-code
  951. values to be returned to the caller (although this will be a bit harder
  952. to test the error case), or you can simply not do this example.  If you
  953. change the XSUB, be sure to fix the test cases to match the changes.
  954.  
  955. Return to the Mytest directory and add the following code to the end of
  956. Mytest.xs:
  957.  
  958.     void
  959.     statfs(path)
  960.         char *  path
  961.         INIT:
  962.         int i;
  963.         struct statfs buf;
  964.  
  965.         PPCODE:
  966.         i = statfs(path, &buf);
  967.         if (i == 0) {
  968.             XPUSHs(sv_2mortal(newSVnv(buf.f_bavail)));
  969.             XPUSHs(sv_2mortal(newSVnv(buf.f_bfree)));
  970.             XPUSHs(sv_2mortal(newSVnv(buf.f_blocks)));
  971.             XPUSHs(sv_2mortal(newSVnv(buf.f_bsize)));
  972.             XPUSHs(sv_2mortal(newSVnv(buf.f_ffree)));
  973.             XPUSHs(sv_2mortal(newSVnv(buf.f_files)));
  974.             XPUSHs(sv_2mortal(newSVnv(buf.f_type)));
  975.             XPUSHs(sv_2mortal(newSVnv(buf.f_fsid[0])));
  976.             XPUSHs(sv_2mortal(newSVnv(buf.f_fsid[1])));
  977.         } else {
  978.             XPUSHs(sv_2mortal(newSVnv(errno)));
  979.         }
  980.  
  981. You'll also need to add the following code to the top of the .xs file, just
  982. after the include of "XSUB.h":
  983.  
  984.     #include <sys/vfs.h>
  985.  
  986. Also add the following code segment to test.pl while incrementing the "1..9"
  987. string in the BEGIN block to "1..11":
  988.  
  989.     @a = &Mytest::statfs("/blech");
  990.     print ((scalar(@a) == 1 && $a[0] == 2) ? "ok 10\n" : "not ok 10\n");
  991.     @a = &Mytest::statfs("/");
  992.     print scalar(@a) == 9 ? "ok 11\n" : "not ok 11\n";
  993.  
  994. =head2 New Things in this Example
  995.  
  996. This example added quite a few new concepts.  We'll take them one at a time.
  997.  
  998. =over 4
  999.  
  1000. =item *
  1001.  
  1002. The INIT: directive contains code that will be placed immediately after
  1003. the argument stack is decoded.  C does not allow variable declarations at
  1004. arbitrary locations inside a function,
  1005. so this is usually the best way to declare local variables needed by the XSUB.
  1006. (Alternatively, one could put the whole C<PPCODE:> section into braces, and
  1007. put these declarations on top.)
  1008.  
  1009. =item *
  1010.  
  1011. This routine also returns a different number of arguments depending on the
  1012. success or failure of the call to statfs.  If there is an error, the error
  1013. number is returned as a single-element array.  If the call is successful,
  1014. then a 9-element array is returned.  Since only one argument is passed into
  1015. this function, we need room on the stack to hold the 9 values which may be
  1016. returned.
  1017.  
  1018. We do this by using the PPCODE: directive, rather than the CODE: directive.
  1019. This tells B<xsubpp> that we will be managing the return values that will be
  1020. put on the argument stack by ourselves.
  1021.  
  1022. =item *
  1023.  
  1024. When we want to place values to be returned to the caller onto the stack,
  1025. we use the series of macros that begin with "XPUSH".  There are five
  1026. different versions, for placing integers, unsigned integers, doubles,
  1027. strings, and Perl scalars on the stack.  In our example, we placed a
  1028. Perl scalar onto the stack.  (In fact this is the only macro which
  1029. can be used to return multiple values.)
  1030.  
  1031. The XPUSH* macros will automatically extend the return stack to prevent
  1032. it from being overrun.  You push values onto the stack in the order you
  1033. want them seen by the calling program.
  1034.  
  1035. =item *
  1036.  
  1037. The values pushed onto the return stack of the XSUB are actually mortal SV's.
  1038. They are made mortal so that once the values are copied by the calling
  1039. program, the SV's that held the returned values can be deallocated.
  1040. If they were not mortal, then they would continue to exist after the XSUB
  1041. routine returned, but would not be accessible.  This is a memory leak.
  1042.  
  1043. =item *
  1044.  
  1045. If we were interested in performance, not in code compactness, in the success
  1046. branch we would not use C<XPUSHs> macros, but C<PUSHs> macros, and would
  1047. pre-extend the stack before pushing the return values:
  1048.  
  1049.     EXTEND(SP, 9);
  1050.  
  1051. The tradeoff is that one needs to calculate the number of return values
  1052. in advance (though overextending the stack will not typically hurt
  1053. anything but memory consumption).
  1054.  
  1055. Similarly, in the failure branch we could use C<PUSHs> I<without> extending
  1056. the stack: the Perl function reference comes to an XSUB on the stack, thus
  1057. the stack is I<always> large enough to take one return value.
  1058.  
  1059. =back
  1060.  
  1061. =head2 EXAMPLE 6
  1062.  
  1063. In this example, we will accept a reference to an array as an input
  1064. parameter, and return a reference to an array of hashes.  This will
  1065. demonstrate manipulation of complex Perl data types from an XSUB.
  1066.  
  1067. This extension is somewhat contrived.  It is based on the code in
  1068. the previous example.  It calls the statfs function multiple times,
  1069. accepting a reference to an array of filenames as input, and returning
  1070. a reference to an array of hashes containing the data for each of the
  1071. filesystems.
  1072.  
  1073. Return to the Mytest directory and add the following code to the end of
  1074. Mytest.xs:
  1075.  
  1076.     SV *
  1077.     multi_statfs(paths)
  1078.         SV * paths
  1079.         INIT:
  1080.             AV * results;
  1081.             I32 numpaths = 0;
  1082.             int i, n;
  1083.             struct statfs buf;
  1084.  
  1085.             if ((!SvROK(paths))
  1086.             || (SvTYPE(SvRV(paths)) != SVt_PVAV)
  1087.             || ((numpaths = av_len((AV *)SvRV(paths))) < 0))
  1088.         {
  1089.             XSRETURN_UNDEF;
  1090.             }
  1091.             results = (AV *)sv_2mortal((SV *)newAV());
  1092.         CODE:
  1093.             for (n = 0; n <= numpaths; n++) {
  1094.             HV * rh;
  1095.                     STRLEN l;
  1096.                     char * fn = SvPV(*av_fetch((AV *)SvRV(paths), n, 0), l);
  1097.  
  1098.                     i = statfs(fn, &buf);
  1099.                     if (i != 0) {
  1100.                 av_push(results, newSVnv(errno));
  1101.                 continue;
  1102.                     }
  1103.  
  1104.                     rh = (HV *)sv_2mortal((SV *)newHV());
  1105.  
  1106.                     hv_store(rh, "f_bavail", 8, newSVnv(buf.f_bavail), 0);
  1107.                     hv_store(rh, "f_bfree",  7, newSVnv(buf.f_bfree),  0);
  1108.                     hv_store(rh, "f_blocks", 8, newSVnv(buf.f_blocks), 0);
  1109.                     hv_store(rh, "f_bsize",  7, newSVnv(buf.f_bsize),  0);
  1110.                     hv_store(rh, "f_ffree",  7, newSVnv(buf.f_ffree),  0);
  1111.                     hv_store(rh, "f_files",  7, newSVnv(buf.f_files),  0);
  1112.                     hv_store(rh, "f_type",   6, newSVnv(buf.f_type),   0);
  1113.  
  1114.                     av_push(results, newRV((SV *)rh));
  1115.             }
  1116.             RETVAL = newRV((SV *)results);
  1117.         OUTPUT:
  1118.             RETVAL
  1119.  
  1120. And add the following code to test.pl, while incrementing the "1..11"
  1121. string in the BEGIN block to "1..13":
  1122.  
  1123.     $results = Mytest::multi_statfs([ '/', '/blech' ]);
  1124.     print ((ref $results->[0]) ? "ok 12\n" : "not ok 12\n");
  1125.     print ((! ref $results->[1]) ? "ok 13\n" : "not ok 13\n");
  1126.  
  1127. =head2 New Things in this Example
  1128.  
  1129. There are a number of new concepts introduced here, described below:
  1130.  
  1131. =over 4
  1132.  
  1133. =item *
  1134.  
  1135. This function does not use a typemap.  Instead, we declare it as accepting
  1136. one SV* (scalar) parameter, and returning an SV* value, and we take care of
  1137. populating these scalars within the code.  Because we are only returning
  1138. one value, we don't need a C<PPCODE:> directive - instead, we use C<CODE:>
  1139. and C<OUTPUT:> directives.
  1140.  
  1141. =item *
  1142.  
  1143. When dealing with references, it is important to handle them with caution.
  1144. The C<INIT:> block first checks that
  1145. C<SvROK> returns true, which indicates that paths is a valid reference.  It
  1146. then verifies that the object referenced by paths is an array, using C<SvRV>
  1147. to dereference paths, and C<SvTYPE> to discover its type.  As an added test,
  1148. it checks that the array referenced by paths is non-empty, using the C<av_len>
  1149. function (which returns -1 if the array is empty).  The XSRETURN_UNDEF macro
  1150. is used to abort the XSUB and return the undefined value whenever all three of
  1151. these conditions are not met.
  1152.  
  1153. =item *
  1154.  
  1155. We manipulate several arrays in this XSUB.  Note that an array is represented
  1156. internally by an AV* pointer.  The functions and macros for manipulating
  1157. arrays are similar to the functions in Perl: C<av_len> returns the highest
  1158. index in an AV*, much like $#array; C<av_fetch> fetches a single scalar value
  1159. from an array, given its index; C<av_push> pushes a scalar value onto the
  1160. end of the array, automatically extending the array as necessary.
  1161.  
  1162. Specifically, we read pathnames one at a time from the input array, and
  1163. store the results in an output array (results) in the same order.  If
  1164. statfs fails, the element pushed onto the return array is the value of
  1165. errno after the failure.  If statfs succeeds, though, the value pushed
  1166. onto the return array is a reference to a hash containing some of the
  1167. information in the statfs structure.
  1168.  
  1169. As with the return stack, it would be possible (and a small performance win)
  1170. to pre-extend the return array before pushing data into it, since we know
  1171. how many elements we will return:
  1172.  
  1173.     av_extend(results, numpaths);
  1174.  
  1175. =item *
  1176.  
  1177. We are performing only one hash operation in this function, which is storing
  1178. a new scalar under a key using C<hv_store>.  A hash is represented by an HV*
  1179. pointer.  Like arrays, the functions for manipulating hashes from an XSUB
  1180. mirror the functionality available from Perl.  See L<perlguts> and L<perlapi>
  1181. for details.
  1182.  
  1183. =item *
  1184.  
  1185. To create a reference, we use the C<newRV> function.  Note that you can
  1186. cast an AV* or an HV* to type SV* in this case (and many others).  This
  1187. allows you to take references to arrays, hashes and scalars with the same
  1188. function.  Conversely, the C<SvRV> function always returns an SV*, which may
  1189. need to be cast to the appropriate type if it is something other than a
  1190. scalar (check with C<SvTYPE>).
  1191.  
  1192. =item *
  1193.  
  1194. At this point, xsubpp is doing very little work - the differences between
  1195. Mytest.xs and Mytest.c are minimal.
  1196.  
  1197. =back
  1198.  
  1199. =head2 EXAMPLE 7 (Coming Soon)
  1200.  
  1201. XPUSH args AND set RETVAL AND assign return value to array
  1202.  
  1203. =head2 EXAMPLE 8 (Coming Soon)
  1204.  
  1205. Setting $!
  1206.  
  1207. =head2 EXAMPLE 9 Passing open files to XSes
  1208.  
  1209. You would think passing files to an XS is difficult, with all the
  1210. typeglobs and stuff. Well, it isn't.
  1211.  
  1212. Suppose that for some strange reason we need a wrapper around the
  1213. standard C library function C<fputs()>. This is all we need:
  1214.  
  1215.     #define PERLIO_NOT_STDIO 0
  1216.     #include "EXTERN.h"
  1217.     #include "perl.h"
  1218.     #include "XSUB.h"
  1219.  
  1220.     #include <stdio.h>
  1221.  
  1222.     int
  1223.     fputs(s, stream)
  1224.         char *          s
  1225.         FILE *            stream
  1226.  
  1227. The real work is done in the standard typemap.
  1228.  
  1229. B<But> you loose all the fine stuff done by the perlio layers. This
  1230. calls the stdio function C<fputs()>, which knows nothing about them.
  1231.  
  1232. The standard typemap offers three variants of PerlIO *:
  1233. C<InputStream> (T_IN), C<InOutStream> (T_INOUT) and C<OutputStream>
  1234. (T_OUT). A bare C<PerlIO *> is considered a T_INOUT. If it matters
  1235. in your code (see below for why it might) #define or typedef
  1236. one of the specific names and use that as the argument or result
  1237. type in your XS file.
  1238.  
  1239. The standard typemap does not contain PerlIO * before perl 5.7,
  1240. but it has the three stream variants. Using a PerlIO * directly
  1241. is not backwards compatible unless you provide your own typemap.
  1242.  
  1243. For streams coming I<from> perl the main difference is that
  1244. C<OutputStream> will get the output PerlIO * - which may make
  1245. a difference on a socket. Like in our example...
  1246.  
  1247. For streams being handed I<to> perl a new file handle is created
  1248. (i.e. a reference to a new glob) and associated with the PerlIO *
  1249. provided. If the read/write state of the PerlIO * is not correct then you
  1250. may get errors or warnings from when the file handle is used.
  1251. So if you opened the PerlIO * as "w" it should really be an
  1252. C<OutputStream> if open as "r" it should be an C<InputStream>.
  1253.  
  1254. Now, suppose you want to use perlio layers in your XS. We'll use the
  1255. perlio C<PerlIO_puts()> function as an example.
  1256.  
  1257. In the C part of the XS file (above the first MODULE line) you
  1258. have
  1259.  
  1260.     #define OutputStream    PerlIO *
  1261.     or
  1262.     typedef PerlIO *    OutputStream;
  1263.  
  1264.  
  1265. And this is the XS code:
  1266.  
  1267.     int
  1268.     perlioputs(s, stream)
  1269.         char *          s
  1270.         OutputStream    stream
  1271.     CODE:
  1272.         RETVAL = PerlIO_puts(stream, s);
  1273.     OUTPUT:
  1274.         RETVAL
  1275.  
  1276. We have to use a C<CODE> section because C<PerlIO_puts()> has the arguments
  1277. reversed compared to C<fputs()>, and we want to keep the arguments the same.
  1278.  
  1279. Wanting to explore this thoroughly, we want to use the stdio C<fputs()>
  1280. on a PerlIO *. This means we have to ask the perlio system for a stdio
  1281. C<FILE *>:
  1282.  
  1283.     int
  1284.     perliofputs(s, stream)
  1285.         char *          s
  1286.         OutputStream    stream
  1287.     PREINIT:
  1288.         FILE *fp = PerlIO_findFILE(stream);
  1289.     CODE:
  1290.         if (fp != (FILE*) 0) {
  1291.             RETVAL = fputs(s, fp);
  1292.         } else {
  1293.             RETVAL = -1;
  1294.         }
  1295.     OUTPUT:
  1296.         RETVAL
  1297.  
  1298. Note: C<PerlIO_findFILE()> will search the layers for a stdio
  1299. layer. If it can't find one, it will call C<PerlIO_exportFILE()> to
  1300. generate a new stdio C<FILE>. Please only call C<PerlIO_exportFILE()> if
  1301. you want a I<new> C<FILE>. It will generate one on each call and push a
  1302. new stdio layer. So don't call it repeatedly on the same
  1303. file. C<PerlIO()>_findFILE will retrieve the stdio layer once it has been
  1304. generated by C<PerlIO_exportFILE()>.
  1305.  
  1306. This applies to the perlio system only. For versions before 5.7,
  1307. C<PerlIO_exportFILE()> is equivalent to C<PerlIO_findFILE()>.
  1308.  
  1309. =head2 Troubleshooting these Examples
  1310.  
  1311. As mentioned at the top of this document, if you are having problems with
  1312. these example extensions, you might see if any of these help you.
  1313.  
  1314. =over 4
  1315.  
  1316. =item *
  1317.  
  1318. In versions of 5.002 prior to the gamma version, the test script in Example
  1319. 1 will not function properly.  You need to change the "use lib" line to
  1320. read:
  1321.  
  1322.     use lib './blib';
  1323.  
  1324. =item *
  1325.  
  1326. In versions of 5.002 prior to version 5.002b1h, the test.pl file was not
  1327. automatically created by h2xs.  This means that you cannot say "make test"
  1328. to run the test script.  You will need to add the following line before the
  1329. "use extension" statement:
  1330.  
  1331.     use lib './blib';
  1332.  
  1333. =item *
  1334.  
  1335. In versions 5.000 and 5.001, instead of using the above line, you will need
  1336. to use the following line:
  1337.  
  1338.     BEGIN { unshift(@INC, "./blib") }
  1339.  
  1340. =item *
  1341.  
  1342. This document assumes that the executable named "perl" is Perl version 5.
  1343. Some systems may have installed Perl version 5 as "perl5".
  1344.  
  1345. =back
  1346.  
  1347. =head1 See also
  1348.  
  1349. For more information, consult L<perlguts>, L<perlapi>, L<perlxs>, L<perlmod>,
  1350. and L<perlpod>.
  1351.  
  1352. =head1 Author
  1353.  
  1354. Jeff Okamoto <F<okamoto@corp.hp.com>>
  1355.  
  1356. Reviewed and assisted by Dean Roehrich, Ilya Zakharevich, Andreas Koenig,
  1357. and Tim Bunce.
  1358.  
  1359. PerlIO material contributed by Lupe Christoph, with some clarification
  1360. by Nick Ing-Simmons.
  1361.  
  1362. =head2 Last Changed
  1363.  
  1364. 2002/05/08
  1365.