c# - 从 C# 调用 Haskell

Question

作为我日常工作的一部分，我刚刚花了大约一周的时间弄清楚如何从 C# 执行 C++ 代码。我们花了很长时间才弄明白，但最终的解决方案相当简单。

现在我很好奇...从 C# 调用 Haskell 有多难？ (请注意:这是从 C# 调用 Haskell，而不是相反。所以主要的可执行文件是 C#。)

如果真的很难，我不会打扰。但如果它相当简单，我可能不得不尝试一下......

基本上，我们编写了一些 C++ 代码。在 Windows 上它被编译成一个 DLL，在 Linux 上它被编译成一个共享对象 (*.so)。然后在 C# 端执行 DllImport 并编写一些手动内存管理代码(如果您试图传递任何重要内容)。 (例如，数组、字符串等)

我知道 GHC 应该支持在两个平台上构建共享库，但我不确定技术细节。导出内容的语法是什么，调用者是否必须先执行任何特殊操作才能初始化 DLL？

具体来说:假设存在一个函数foobar::FilePath -> IO Int32。有人可以拼凑一个小草图显示:

• 我需要编写哪些 Haskell 声明才能将其暴露给外界。
• 我如何告诉 GHC 构建一个独立的 DLL/SO 文件。
• 除了绑定(bind) foobar 本身的常规过程之外，调用者需要做的任何特殊事情。

我不太担心 C# 端的实际语法；我想我或多或少对此感到困惑。

附言我确实简要地查看了 hs-dotnet，但这似乎是特定于 Windows 的。 (即，不适用于 Mono，因此不适用于 Linux。)

Answer 1

就这两种语言而言，您基本上可以假装您正在尝试与 C 代码交互。

这是一个复杂的主题，因此我不会尝试解释所有内容，而是专注于制作一个简单的示例，您可以使用下面链接的资源在此基础上进行构建。

1. 首先，您需要为使用 Foreign.C.* 模块中的类型而不是通常的 haskell 类型的 Haskell 函数编写包装器。 CInt 代替 Int，CString 代替 String 等。这是最复杂的步骤，尤其是当您必须处理用户定义的类型。

   您还必须使用 ForeignFunctionInterface 扩展为这些函数编写 foreign export 声明。

   {-# LANGUAGE ForeignFunctionInterface #-}
   module Foo where
   
   import Foreign.C.String
   import Foreign.C.Types
   
   foreign export ccall
     foo :: CString -> IO CInt
   
   foo :: CString -> IO CInt
   foo c_str = do
     str    <- peekCString c_str
     result <- hs_foo str 
    return $ fromIntegral result
   
   hs_foo :: String -> IO Int
   hs_foo str = do
     putStrLn $ "Hello, " ++ str
     return (length str + 42)
   

2. 然后，在编译时，您告诉 GHC 创建一个共享库:

   $ ghc -O2 --make -no-hs-main -optl '-shared' -o Foo.so Foo.hs
   

3. 在C#端，除了导入要调用的函数外，还必须导入hs_init()并调用它来初始化运行时系统，然后才能调用任何 haskell 函数。完成后，您还应该调用 hs_exit()。

   using System;
   using System.Runtime.InteropServices;
   
   namespace Foo {
       class MainClass {
           [DllImport("Foo.so", CallingConvention = CallingConvention.Cdecl)]
           private static extern void hs_init(IntPtr argc, IntPtr argv);
   
           [DllImport("Foo.so", CallingConvention = CallingConvention.Cdecl)]
           private static extern void hs_exit();
   
           [DllImport("Foo.so", CallingConvention = CallingConvention.Cdecl)]
           private static extern int foo(string str);
   
           public static void Main(string[] args) {
               Console.WriteLine("Initializing runtime...");
               hs_init(IntPtr.Zero, IntPtr.Zero);
   
               try {
                   Console.WriteLine("Calling to Haskell...");
                   int result = foo("C#");
                   Console.WriteLine("Got result: {0}", result);
               } finally {
                   Console.WriteLine("Exiting runtime...");
                   hs_exit();
               }
           }
       }
   }
   

4. 现在我们编译运行:

   $ mcs -unsafe Foo.cs
   $ LD_LIBRARY_PATH=. mono Foo.exe
   Initializing runtime...
   Calling to Haskell...
   Hello, C#
   Got result: 44
   Exiting runtime...
   

   有效!

资源:

• GHC User's Guide
• HaskellWiki