Haskell 中 FFI 的 Union 和 Type**？

Question

我需要知道如何与 FFI 解析 Unions 和 Type**（例如 int**）？ 我知道我需要一个结构的可存储实例，我也可以将它用于联合吗？

像这样的联合：

typedef union {
     int i;
     char c;
} my_union;

这通常在 Haskell 中表示为：

data MyUnion = I CInt | C CChar

我的问题是你将如何编组（定义一个 Storable 实例） myUnion 变成 my_union？据我了解，实例 my_union 会占用内存中的 sizeof(int) 字节，即它最大的大小 成员。因此，为了存储它，我们将编写如下内容：

instance Storable myUnion where
     size _ = #{size my_union} -- <-- hsc2hs shortcut
     alignment _ = alignment undefined::CInt -- <-- What should this really be?
     peek ptr = do -- <-- How are you supposed to know which element to extract?
     poke ptr (I i) =  poke ptr i -- <-- Or should this be #{poke my_union, i} ptr i ?
     poke ptr (C c) = poke ptr c

另外，如何用 FFI 表示 int** ？ 当我得到像 int foo(int i1, int* i2); 这样的函数时 签名将是： foo -> CInt->指针 CInt -> CInt

但是如果有怎么办：int foo(int i1, int** i2);

Answer 1

即使在 C 中，如果您收到以下内容，您也不知道要使用哪个成员（除非从上下文中清楚了解）：

typedef union {
     int i;
     char c;
} my_union;

C 解决方案是添加一个携带该类型的额外成员。

typedef struct {
     int type;
     union {
          int i;
          char c;
     } my_union;
} my_tagged_union;

Answer 2

C 联合不是标记联合，请参阅有关此内容的维基百科。在 haskell 中，MyUnion 会比单个原始（未装箱）64 位 int 占用更多内存。在 GHC 中，它是一个指向 thunk 或值的特殊指针：thunk 是指尚未对惰性 MyUnion 求值时的值，该值是指它已被求值时的值，并且指向的内存大小可以变化（与 union 不同）在C）中。 “特殊”指针将使用 64 位指针的通常为零的低位来指示它是否已知是 C 或 I 值，以将标记与指针组合起来。

来进行不那么懒惰的声明。

data MyUnion1 = I !Int | C !Char
data MyUnion2 = I {-# UNPACK #-} !Int | C {-# UNPACK #-} !Char

在 Haskell 中，可以使用Where the "!" 指示该值永远不会存储为未评估的 thunk。 UNPACK 编译器 pragma 注释要求 GHC 将原始拆箱值与标记一起存储，而不是存储指向 Int 或 Char 的指针。所以MyUnion2可能会占用更少的内存，并且会是严格的而不是惰性的。

另外，我应该强调 C 中的“char”是单个有符号字节，而 Haskell 中的“Char”是完整的 unicode 代码点（值 0 到 1114111）。要在 Haskell 中存储 C“char，您可以使用 CChar。

您在 C 中使用了联合，需要序列化和反序列化你已经有 C 使用的二进制格式了吗？如果你需要发明一个二进制格式，那么你确实需要设计一个标签来让你的 C 示例无法判断该值是否是“构造的”。用 int 或 char，而 Haskell 中的 MyUnion 可以判断该值是由 I 还是 C 构造的。

你写的 C 类型也相当危险，就好像我写入单字节“char”并读取多字节一样-字节“int” “int”中的其余字节可能未定义。

Answer 3

您可以轻松获得指向指针的指针（我使用类似的方法将 (void*)&val 参数传递给 C 库）。在 ghci 上：

> a <- malloc :: (IO (Ptr Int))
> dir_a <- malloc :: (IO (Ptr (Ptr Int)))
> poke dir_a a
> poke a 5

> b <- peek dir_a
> peek b
5