Использование Prolog совместно с другими ЯП

Понятие Dll.

Вспомним процесс программирования в DOS. Преобразование исходного текста в машинный код включал в себя 2 процесса компиляцию и линковку. Во время линковки в код программы помещались не только объявления функций и процедур, но и их полный код.
В многозадачной среде подобный подход был бы весьма расточителен, так как огромное количество функций, отвечающих за прорисовку элементов пользовательского интерфейса, за обращение к системным ресурсам и т.п. дублировались в каждой программе. В качестве решения возникшей проблемы была предложена концепция динамической компоновки (см. рис. 1).

рис 1.

DLL (библиотека динамической связи) – файл, выступающий в качестве коллективной библиотеки предикатов, которые могут быть использованы одновременно в нескольких приложениях. Prolog способен генерировать DLL, включать DLL статически и загружать динамически.

Вызов в программе на VP процедур и функций на других языках.

Прежде чем вызвать процедуры и функции на других языках их нужно объявить как внешний предикат, упомянув, что он осуществляется на другом языке. При этом необходимо знать количество и порядок входных параметров

GLOBAL PREDICATES
procedure add(integer A, integer B, integer C) – (i,i,o) language pascal

Замечание обратите внимание, что в VP явно указывается язык процедуры

Передача входных/выходных параметров и возвращение значений.

Размер входных параметров определен однозначно и зависит только от объявленного типа. Выходной параметр – 32 битный указатель на область памяти, где хранится выходное значение.
Следует отметить, что функции на Pascal не могут возвращать значения в формате чисел с плавающей точкой, а функции C — структуры (но могут, конечно, возвращать указатели на них).

Многочисленные декларации.

Предикат VP может иметь различные комбинации входных/выходных параметров, и для каждой из них необходима отдельная процедура. Идентификаторы, используемые в Prolog должны совпадать с идентификаторами в библиотеке + суффикс _X, где X – целое число (порядковый номер процедуры, нумерация начинается с 0). Если существует только один вариант, то суффикс отсутствует. Рассмотрим пример

GLOBAL PREDICATES
subtraction(integer, integer, integer) – (i,i,o), (i,o,i), (o,i,i), (i,i,i) language C
change(integer, integer) – (i,o) language C
GOAL
subtraction(2,2,X), write(“2-2=”,X), nl,
subtraction(2,Y,5), write(“2-5=”,Y), nl,
subtraction(Z,5,4), write(“5-4=”,X), nl,
subtraction(2,2,5), write(“2-2 равно 5”), nl,
change(5, Ch), write(Ch).

Модуль, связываемый с этой программой должен содержать процедуры

subtraction_0 (int x, int y, int *z)
{*z=x-y;}
subtraction_1 (int x, int *y, int z)
{*y=x-z;}
subtraction_2 (int *x, int y, int z)
{*x=y-z;}
subtraction_3 (int x, int y, int z)
{if ((x-y)!=z)RUN_Fail();}
change(int a, int *b)
{*b=a;}

Примечание если процедура написана на языке C, то параметры заносятся в стек в обратном порядке (после возврата значений указатель автоматически корректируется VP), в противном случае, параметры заносятся в стек в нормальном порядке (см. таблицу 1).

Форматы объектных файлов в Win32.

Под Win32 используется 2 формата объектных файлов OMF (объектно-модульный формат – используется, например, Borland C++ ) и COFF (Общий объектно-файловый формат, используется, например, Visual C++ ).

При использовании файла в формате OMF имя предиката должно совпадать с именем функции.
При использовании файла в формате COFF, к имени предиката добавляется знак подчеркивания, и после символа @ указывается количество байт, добавленных в стек (например, если предикат name имеет 2 целых аргумента, то он должен быть объявлен как _name@8 (см. таблицу 1)).

Установка указателя на стек.

Существует два способа установки указателя на стек при объявлении функции и при ее вызове. Так сложилось, что Pascal устанавливает указатель при объявлении функции, а С – при вызове (см. таблицу 1).

Конвертирует имена в верхний регистр.
Порядок аргументов прямой.
Устанавливает указатель на стек при объявлении.
Необходимость конвертировать имена в формат COFF.

C
—
—
—

pascal
+
+
+

stdcall

+
—
+

syscall

+
+
—

Таблица 1 вызов модулей из VP.

Неавтоматическое обозначение внешних предикатов.

Идентификатор процедуры или функции в VP не обязательно должен совпадать с идентификатором во внешнем модуле. В этом случае объявление такого предиката имеет вид

GLOBAL PREDICATES
add(integer, integer, integer) – (i,o) language c as “_myadd@12”

Эквивалентность типов.

Большинство простых типов переменных в VP имеют эквиваленты в других языках программирования, однако размер резервируемой для них памяти может не совпадать (см. таблицу 2).

Тип переменной
Размер (Win32).

char, byte
1 байт

short, word
2 байт

long, dword
4 байт

unsigned, integer
4 байт

Real
8 байт

Ref
4 байт

Таблица 2 размер переменных в VP.

Обработка списков.

Ниже приведен пример программы, преобразующей список в массив, и затем вновь возвращающей данные в список.
Программа ListToArray на языке С преобразует список целых чисел в массив, записывает в стек элементы массива и возвращает количество элементов (массив и количество элементов передаются в программу как параметры).
Преобразование списка проходит в 2 этапа

Просматривается список и находится количество элементов в нем.
Целые числа из списка заносятся в массив, состоящий из известного количества элементов.

/* Program lstar_p.pro */
project lstar»
global domains
ilist = integer*
global predicates
inclist(ilist,ilist) — (i,o) language c
goal
inclist([1,2,3,4,5,6,7],L), write(L).

/* Program lstar_c.c */
#define listfno 1
#define nilfno 2
typedef unsigned char BYTE;
void *MEM_AllocGStack(unsigned);
typedef struct ilist {
BYTE Functor;
int Value;
struct ilist *Next;
} INTLIST;
int ListToArray(INTLIST *List,int **ResultArray)
{
INTLIST *SaveList = List;
int *Array, len;
register int *ArrP;
register int i;
/* количество элементов в списке */
i = 0;
while ( List->Functor == listfno ) {
i++;
List = List->Next;
}
len = i;
Array = MEM_AllocGStack(i*sizeof(int));
ArrP = Array;
/* перемещение элементов списка в массив */
List = SaveList;
while ( i != 0 ) {
*ArrP++ = List->Value;
List = List->Next;
i—;
}
*ResultArray = Array;
return(len);
}
void ArrayToList(register int *ArrP,register int n,register INTLIST **ListPP)
{
while ( n != 0 ) {
*ListPP = MEM_AllocGStack(sizeof(INTLIST));
(*ListPP)->Functor = listfno;
(*ListPP)->Value = *ArrP++;
ListPP = &(*ListPP)->Next;
n—;
}
*ListPP = MEM_AllocGStack(sizeof((*ListPP)->Functor)); /* конец списка */
(*ListPP)->Functor = nilfno;
}
void inclist(INTLIST *InList,INTLIST **OutList)
{
register int *ArrP, i, len;
int *Array;
len = ListToArray(InList,&Array);
ArrP = Array;
for ( i = 0; i < len; i++)
++*ArrP++;
ArrayToList(Array,len,OutList);
}

Вызов предикатов VP.

VP способен не только вызывать предикаты, но и предоставлять их другим программам. Ниже приведен пример вызова предиката prowin_msg из программы на С

/* Program hello_p.pro */
global predicates
char prowin_msg(string) — (i) language c
hello_c — language c
clauses
prowin_msg(S,C) —
write(S,» (press any key)»), readchar(C).
goal
prowin_msg(«Hello from PDC Prolog»),
hello_c.
/* Program hello_c.c */
char prowin_msg(char *);
void hello_c()
{
while ( prowin_msg(«Hello from C (press ‘C’)») != ‘C’ )
;
}

2003 Pechenkin
pechenkin@pochtamt.ru
www.cs.vsu.ru/~pechenkin
«